안녕하세요 송종민 전문가입니다. 많은 질문 바랍니다.
Q. 잠을 많이 자면 피로가 풀리나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.사람은 일생의 3분의 1을 잠을 자는 데 사용한다. 사람을 포함해 동물들은 왜 잠을 잘까?파리나 벌레, 심지어 해파리 같은 무척추동물을 비롯한 신경계를 가진 모든 유기체의 진화 과정에서 잠은 보편적이면서 필수적인 요소였다. 동물들이 포식자의 지속적인 위협에도 불구하고 왜 잠을 자는지, 그리고 수면이 뇌와 단일 세포들에 어떤 도움이 되는지 등은 여전히 미스터리로 남아있다.우리가 깨어있을 때는 몸의 항상성을 유지하기 위한(homeostatic) 수면 압력(피로)이 몸에 축적된다. 이 압력은 우리가 오래 깨어있을수록 증가하고 잠자는 동안 감소해, 밤에 숙면을 취하고 나면 낮아진다.그러면 무엇이 잠을 자야 한다고 느낄 정도로 항상성 압력을 증가시키고, 밤에는 무슨 일이 일어나기에 새날을 시작할 준비가 됐다고 할 정도로 이런 압력이 줄어드는 것일까?깨어있는 동안에는 DNA 손상이 뉴런에 축적되는 것으로 알려져 있다. 이런 손상은 자외선, 신경 활동, 방사선, 산화 스트레스 및 효소 오류 등 다양한 요인에 의해 발생할 수 있다. 잠을 자는 동안과 깨어가는 시간에는 각 세포 안에 있는 복구 시스템이 DNA 파손을 교정한다.그러나 뉴런의 DNA 손상은 깨어있는 동안 계속 축적되고, 뇌의 과도한 DNA 손상은 줄여야 할 만큼 위험한 수준에 도달할 수 있다. 이 연구는 잠을 청하는 DNA 복구 시스템이 하루를 새롭게 시작할 수 있도록 효율적인 수리를 촉진한다는 사실을 보여주었다.잠을 깊이 자는 것만큼 좋은 것은 없다. 연구팀은 축적된 DNA 손상이 수면 과정을 이끄는 힘이라는 것을 확인한 뒤, 수면 압력과 DNA 손상을 줄이기 위해 제브라피시가 잠을 자야 하는 최소 시간이 얼마인가를 확인하고자 했다.DNA 손상과 수면을 측정한 결과, 밤에 6시간 동안 수면을 취하는 것이 DNA 손상을 줄이는데 충분한 것으로 파악됐다. 놀랍게도 6시간 미만을 잔 뒤에는 DNA 손상이 적절하게 줄어들지 않았다.
Q. 가역과정 비가역과정 엔트로피에 대해 궁금합니다
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.(1) 비-가역변화(irreversible change) - 엔트로피 변화의 총합이 증가물체에 어떤 변화를 가한 다음, 그 상태를 다시 변화 전의 원래의 상태로 복귀시키는 경우, 이때 물체 자신이 다시 원래의 상태로 복귀하면서 다른 어떤 변화를 주위에 남길 경우를 비-가역변화라 한다.(가능한 모든 방법을 사용해도)예를 들면 고온물체와 저온물체를 서로 접촉시키면 언젠가는 서로 온도가 같아지게 된다. 그러나 이들을 다시 원래의 온도로 복귀시키고자 할 경우, 고온물체는 가열해야 하고, 저온물체는 냉각시켜야 한다. 가열 또는 냉각시키기 위해서는 별도의 장치를 필요로 하며, 또 주위의 대기 등에 어떤 변화를 남기게 된다.또 기관의 크랭크축이 회전할 때, 크랭크축 저널과 메인베어링 사이에는 마찰운동이 발생된다. 이때 마찰에 의하여 손실된 열(또는 일)은 다시 되돌아오지 않고 대기 중에 방출되어, 주위 대기에 변화를 남기게 된다. → 비-가역변화.자연계에서 자연적으로 발생하는 모든 변화는 비-가역변화라고 할 수 있다.(2) 가역변화(reversible change) - 엔트로피 변화의 총합이 0(zero)인 변화비-가역적인 변화가 아닌 변화 즉, 어떤 변화에서 하나의 시스템이 열역학적 상태 S1로부터 시작해서 상태 S2에 도달케 한 다음, 다시 상태 S1로 복귀시키는 경우에, 사용할지도 모르는 다른 물체도 사용 전의 역학적 상태로 복귀시킬 수 있을 때, S1에서 S2로의 변화를 가역변화라고 한다.예를 들면 마찰이 없는 진공 속에서 운동하는 진자는 운동에너지와 위치에너지가 상호 전환하여 주기적으로 원상태로 복귀한다. 이와 같은 변화 즉, 하나의 역학적 상태에서 다른 역학적 상태로의 변화를 반복할 수 있는 경우를 가역변화라 한다.그러나 실제로는 마찰이나 변형이 발생하여 물체의 내부에너지를 증가시키고, 이로 인하여 그 주위 물체의 열역학적 상태를 변화시키므로 비-가역변화가 된다.
Q. 공룡을 멸종시킨 크기의 소행성이 지구에 다시 떨어질 가능성이 있나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.지금까지 과학자들은 베누가 지구에 충돌할 확률이 2700분의 1이라고 계산했습니다. 그런데 최근 이 확률이 높아졌다는 소식이 미 항공우주국(NASA)으로부터 나왔습니다. 높아진 확률은 1750분의 1로 0.057% 라는 겁니다. 그런데 이 확률이 왜 바뀌었냐고요?예전에는 망원경을 통해 베누에 대한 정보를 수집해 왔습니다. 그런데 과학자들이 소행성들을 좀 더 정확히 분석하려고 2년 반 전에 '오시리스-렉스'라는 탐사선을 띄웠습니다. 과학자들은 베누 주변을 돌고 있는 탐사선에 무선 신호를 보냈고 되돌아오는 시간을 측정해서 베누의 정확한 위치와 궤도를 파악했습니다.또 태양 복사로 달궈진 베누의 표면이 궤도에 미치는 영향을 분석했는데요. 이런 정보를 가지고 베누의 미래 궤도를 분석해 봤을 때 2300년까지 베누가 지구에 충돌할 확률은 1750분의 1라는 것입니다.
Q. 소고기는 왜 비싸게 팔리는 것일까?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.수입산 소고기가 한우에 비해 저렴한 이유는 일차적으로 '땅' 문제다. 미국이나 호주 등 외국의 경우 우리나라와는 비교가 안될 정도로 거대한 규모의 목장에서 소를 키우고, 소의 주 사료인 옥수수까지 근처에서 직접 조달해 가격경쟁력을 높인다. '규모의 경제'가 작동한다는 얘기다.미국의 경우 약 90만 곳의 목장에서 소를 키우고 있는데 이들 목장의 면적만 따져도 190만㎢ 달한다. 남한 면적의 19배 정도나 되는 광활한 땅이 그냥 '목장'인 것이다. 이 광대한 목장에서 1억 마리 넘는 소가 키워지고 있다.미국육류수출협회 관계자는 "미국산 쇠고기의 가격이 저렴한 이유는 선진화된 시스템에 따른 대규모 생산이 가능해 생산비용이 많이 들지 않고, 공급이 원할해 가격이 안정적일 수 밖에 없다"고 말했다.이 관계자는 그러면서 "주사료인 옥수수가 많이 생산되는 지역에서 소를 키워 사료 공급에 대한 부담이 적어 사육비가 덜 들어간다"고 설명했다. 호주산 소고기의 경우도 비슷하다. 호주의 소고기 생산 공장 대부분이 소를 직접 키우고 도축·가공해 판매하는 것까지 한 곳에서 총괄한다. 옥수수 등 사료까지 직접 재배한다. 규모의 경제가 작용할 수 밖에 없다. 이에 반해 한우의 경우 우리나라 지형 특성상 미국이나 호주의 축산 농가에 비하면 가격 경쟁력을 갖기 힘든 구조다. 당장 옥수수 등 사료부터 외국에서 전부 수입하는 경우가 많아 생산농가 인근에서 사료를 바로 구할 수있는 외국에 비할 수 있는 여건 자체가 안된다. 특히 한우 품종 자체가 '앵거스', '샤로레' 등 외국소에 비해 비싸다. 이마트에 따르면 700㎏ 거세우 가격(2013년 기준)이 호주에서 약234만원인 반면 한우는 455만원에서 490만원으로 2배가량 비쌌다. 전국한우협회 관계자는 "한우와 수입산 소고기 가격을 비교를 하는 것은 잘못됐고 소고기 품질로 평가해야 한다"며 "한우는 해외처럼 대규모 방목을 하기 힘들고 중·소규모 목장에서 키워 우시장에 팔고 있어 가격대가 높을 수 밖에 없다"고 한다
Q. 아침에 일어나면 입냄새는 왜 나나요
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다. 입냄새는 건강의 바로미터라는 말도 있듯이,구강 내의 원인이 아니라면 구강 외, 즉 우리 몸속에 있는 경우가 많아요.입냄새 대표 유발 질환을 살펴보게 되면,크게 역류성 식도염, 비염, 구내염이 있고 비염 환자들에게 동반하는 후비루 증상, 또 과도한 다이어트와편도결석 등이 있답니다.