안녕하세요 송종민 전문가입니다. 많은 질문 바랍니다.
지구과학·천문우주
Q. 행성의 주위를 도는 천체는 어떤 기준을 갖추어야 위성으로 판단하나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.위성 형성 이론에는 원시태양계원반에서 일어난 행성과 함께 만들어졌다는 이론, 원시행성들이 충돌할 때 생긴 파편들이 뭉친 후 행성의 중력 영향권에 들었다는 이론, 행성 형성과 관계 없는 천체가 행성 주변을 지나다가 포획되었다는 이론이 있다. 화성의 위성처럼 작고 불규칙하게 생긴 경우나, 공전궤도가 행성의 자전과 반대인 경우, 그리고 목성처럼 모행성의 중력이 큰 경우는 포획으로 형성된 것으로 보인다.태양계 위성목성형행성의 위성 가운데 멀리 있는 것은 공전주기와 관계없이 다양한 자전주기로 자전하지만, 가까이 있는 것 대부분은 조석력 때문에 공전궤도가 원궤도에 가까우며 공전주기와 자전주기가 거의 일치하는 동주기자전 (synchronous rotation)을 한다. 이런 위성은 지구-달계에서 보는 것처럼 모행성에서 항상 같은 면만 볼 수 있다. 토성의 위성인 하이페리온 (Hyperion)은 타이탄 (Titan)의 영향 때문에 궤도가 불안정해졌으며 위의 이론이 적용되지 않는 유일한 위성이다.
생물·생명
Q. 거미를 곤충으로 분류하지 않는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.주로 서식지와 이미지가 겹치는 곤충과 비교해서 많이 엮는 편이지만, 거미는 협각아문, 곤충은 육각아문으로 아문 단위에서 갈라지는 완전히 다른 생물들이다. 척삭동물로 따지면 사람과 창고기와 멍게 정도의 거리라고 할 수 있다. 일종의 수렴진화인 것.곤충보다는 같은 협각류인 바다거미와 바다전갈, 투구게와 더 가깝다. 재미있게도 이들보다 더 거미에 가까운 동물은 같은 거미강인 전갈과 응애(진드기)이다.머리, 가슴, 배의 세 부분으로 나뉘는 곤충과 다르게, 머리와 가슴이 합쳐진 머리가슴과 배의 두 부분으로 나뉜다. 머리-가슴 부분에 8개의 홑눈과 8개의 다리가 있다.일단 외골격 동물이긴 한데, 곤충과 달리 외골격이 얇아서 심히 물렁물렁하다. 때문에 방어력이 약하고, 독니도 튼튼한 편이 아니라서 어지간한 갑충 정도만 돼도 외골격을 뚫을 수 없다. 이런 특성 때문에 비슷하게 외골격이 얇은 곤충이나 작은 양서류, 물고기 등에게는 위협적인 포식자이지만, 딱딱한 외골격을 가진 동물(이를테면 전갈, 장수풍뎅이나 사슴벌레)에게는 씨알도 안 먹히고 간단하게 제압당한다. 또한 얇은 외골격 때문에 곤충처럼 표본을 만들기가 어렵다. 곤충표본 하듯이 침을 꽂아 표본을 만들었다가는 습기가 많은 배 조직이 썩어버리며 악취가 난다. 때문에 주로 에틸알코올을 이용하여 액침표본을 제작하거나, 타란툴라의 경우 탈피한 허물을 표본으로 삼거나, 혹은 내장을 긁어내어 표본으로 만든다.
생물·생명
Q. 점균류는 무엇이고 진균류는 무엇인지 알고 싶습니다.
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.점균류는 진핵균류 중 세포벽 없이 변형체를 만드는 균으로, 종류에 따라서는 육안으로도 관찰되는 자실체(子實體)를 만들며 많은 포자를 형성한다. 이들 포자는 발아하여 균사를 만드는 일이 없으며, 아메바 모양의 세포 또는 편모로 운동을 한다.짐균류는 곰팡이, 효모의 일종인 진균류에 속하는 미생물. 단순히 균류라고도 한다. 자낭균, 담자균 중에서 대형의 자실체(子實體)를 형성하는 것을 버섯이라고 한다. 또 효모는 자낭균류와 불완전균류에 속하는 것 중에서 균사체를 만들지 않는 것을 가리킨다. 곰팡이의 종류로는 그 효소작용을 이용하는 누룩균, 생산물인 항생물질을 이용하는 페니실리움균과 같이 유용한 것도 있지만, 미생물독소를 생산하는 균도 있다.
전기·전자
Q. 노이즈 캔슬링을 하는 이어폰은 어떤 원리로 작용되는 것인가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.버스나 지하철 소음 속에서도 음악이 제대로 들립니다. 기기에 내장된 소음 조절기가 외부 소음을 감소시켜 소음이 심한 장소에서도 몰입에 방해 받지 않고 음악과 영화를 즐길 수 있다. 노이즈 캔슬링의 넓은 의미는 소음을 차단하는 것을 의미하며, 소음을 상쇄시키는 것이라면 어찌되었든 노이즈 캔슬링에 포함된다. 다만 그 방식에 따라 액티브 노이즈 캔슬링(Active Noise Cancellation, ANC)과 패시브 노이즈 캔슬링(Passive Noise Cancellation, PNC)의 두 가지 방식으로 구분한다.액티브 노이즈 캔슬링의 경우 소리의 상쇄간섭 현상을 이용한 기술을 의미한다. 소리는 일정한 형태를 갖는 파동의 일종이며 이와 반대되는 파동을 같은 시간에 발생시키면 서로 상쇄되는데, 이를 상쇄간섭이 일어났다고 한다.[1] 이러한 소리의 특성을 이용해서 제거 하려는 소음의 위상 및 진폭을 파악하고 이와 완전히 반대되는 위상과 진폭을 연산해 인위적으로 발생시켜 소음을 제거하는 기술이다. 대표적인 사용처는 이어폰/헤드폰, 고급 세단 및 SUV[2], 항공기, 군사[3] 등이 있다. 패시브 노이즈 캔슬링[4]의 경우 인위적으로 발생시킨 상쇄간섭을 이용한 소음 제거 기술이 아닌 에너지를 물리적으로 차단하는 물질들을 사용해 소리가 차단되도록 하는 것을 의미한다. 방음재 및 흡음재들을 부착해 소음을 제거하는 것 또한 패시브 노이즈 캔슬링에 해당되며, 액티브 노이즈 캔슬링이 없는 이어폰이나 귀마개를 착용해 소음을 차단하는데 이용하는 것도 패시브 노이즈 캔슬링에 해당한다.[5]즉, 노이즈 캔슬링을 구현하는 방법도 여러가지이며 소음이 많이 발생하는 현대의 생활 전반의 여러 곳에서 쓰이고 있음을 알 수 있다.
지구과학·천문우주
Q. 밤에 빛나는 별은 모두 핵융합반응을 일이키고 있다고 봐야 하나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.핵융합을 일으켜서 빛나는 별도 있고 태양과 같은 항성의 빛이 반사되어 보이는 경우도 있습니다.
지구과학·천문우주
Q. 산에서 밥을 할 때 물을 더 많이 넣어야 하는 과학적인 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.높은 산에서 밥을 지을 때는 우선 평지에서보다 많은 물을 부어야 합니다. 물이 끓을 때는 쿡 세트 안의 기압을 올려 끓는점도 올라가도록 쿡 세트 뚜껑에 무거운 돌을 올려놓습니다. 물론 쿡 세트 뚜껑과 쿡 세트의 아귀가 잘 맞아야 좋은 효과를 얻을 수 있습니다. 그래도 밥이 설익었을 때는 뚜껑을 덮은 채 뒤집어놓고 약한 화력으로 뜸을 들이는 것이 좋습니다. 대개 쿡 세트 아랫부분 쌀은 익었는데, 윗부분이 설익는 경우가 많기 때문입니다.고도가 높은 곳에서는 기압이 낮기 때문에 고산등반대는 압력솥을 쓰는 경우가 많습니다. 산에서는 적은 양의 물과 연료로 짧은 시간에 조리할 수 있는 간소한 식량이 필요한 것은 이런 이유 때문입니다.산에서 밥을 잘 짓기 위해서는 쿡 세트의 소재도 중요합니다. 열이 골고루 전달될 수 있도록 두꺼운 쿡 세트를 사용하는 것이 좋으며, 불의 온도를 강-중-약으로 서서히 줄여나가면 기압의 차이가 있더라도 잘 익은 밥을 지을 수 있습니다.
지구과학·천문우주
Q. 별은 어떻게 저렇게 밝게 빛을 낼수있는건가요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.핵융합을 통해 막대한 양의 에너지를 만들기 때문입니다. 막대한 양의 에너지가 빛의 형태로 방출되고, 우리가 그것을 보면 별이 빛나는 것처럼 보이죠.
지구과학·천문우주
Q. 따개비는 움직이는 배에 어떻게 달라붙을 수 있나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.따개비는 과학자들이 예상했던 것보다 훨씬 복잡한 과정을 거쳐 접착제를 만들어 냅니다. 이 과정을 발견한 연구진 중 한 사람은 이렇게 말했습니다. “물기가 있는 표면에 어떻게 물체를 접착시킬 수 있는가 하는 난제에 대해 자연은 놀라운 해결책을 갖고 있었다.” 전문가들은 이 연구 결과를 응용하면 물속에서 사용할 수 있는 접착제뿐 아니라 전자 장치나 이식 수술에 쓸 수 있는 천연 접착제도 개발할 수 있을 것으로 내다보고 있습니다.
지구과학·천문우주
Q. 쇠똥구리가 밤에는 은하수를 보고 길을 찾는다고 하는데요
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.남아프리카공화국과 스웨덴 과학자들은 쇠똥구리가 은하수의 빛을 보고 방향을 찾는다는 사 실을 처음으로 확인했다고 발표했다.쇠똥구리는 무리진 별들이 강물처럼 보이는 은하수 의 빛에 의지해 동그란 똥덩이를 직선으로 굴려간다 는 것이다.연구를 지휘한 스웨덴 룬드 대학교의 에릭 워런트 박사는쇠똥구리가 달의 편광 패턴을 이용하여 길을 찾는 방 법을 연구하던 중 우연히 달빛이 없는 그믐날 밤에 도, 별빛만을 이용하여 정확한 방향을 찾아가고 있 는 것을 발견했다. 그리고 연구 종합하여, "야생의 쇠똥구리는 개별 별자리가 아닌 은하수 전체가 내뿜 는 줄무늬 모양의 빛을 나침반으로 이용하여 방향을 잡는다"는 결론을 내렸다.
지구과학·천문우주
Q. 오우무아무아는 외계 문명에서 만든 물체였을까요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.한국천문연구원 티엠 황 박사가 이끄는 국제연구팀은 태양계에서 관측된 최초의 외계 성간천체 1I/2017 U1(ʻOumuamua, 이하 오우무아무아)가 수소 얼음과 물 얼음이 아니라고 밝혔다.2020년 티엠황 박사의 연구팀은 오우무아무아가 수소 얼음으로 이루어져 있고 표면에서 나오는 수소 기체로 인해 가속 운동을 한다는 유력 가설을 뒤집는 논문을 제시한 바 있다(2020. 8. 18. 보도자료 참고). 이후 2023년 상반기 천문학계에서는 오우무아무아가 수소 얼음과 물 얼음으로 구성되어 있어 성간물질을 통과해도 파괴되지 않을 수 있다는 새로운 이론이 제시됐다.하지만 티엠 황 박사와 하버드-스미소니언 천체물리연구센터 아브라함 로브(Abraham Loeb) 교수의 연구팀은 오우무아무아가 수소 얼음과 물 얼음으로 구성되어 있다는 주장 또한 수소와 물의 승화 현상을 고려하지 않은 이론이며, 오우무아무아의 비중력 가속 운동(추진력이 강해 태양 중력만으로 속도를 높이고 있다고는 설명하기 어려운 운동)을 설명할 수 있는 추력을 만들 수 없다고 주장했다.뒤로멈춤앞으로연구팀은 오우무아무아가 우주 공간에서 겪을 수 있는 중요한 가열 및 냉각 과정을 고려한 열역학적 모델을 제시했다. 오우무아무아가 빠른 속도로 추진하기 위해서는 수소 얼음이 기체로 승화되어야 하는데 이때 많은 양의 수소가 필요하다. 그러나 수소 얼음과 물 얼음으로 오우무아무아가 구성되어 있다고 가정하고 표면 온도를 추정한 결과, 온도가 매우 낮아 오우무아무아를 추진할 힘이 부족하며 충분한 수소 얼음도 없다고 밝혔다.한국천문연구원 이론천문연구센터의 티엠 황 박사는 “오우무아무아가 어떻게 태어났으며 본질이 무엇인지 규명하는 것은 여전히 천문학자들에게 남겨진 숙제이며, 향후 베라 루빈 천문대에서 이루어질 대형 시놉틱 관측 망원경(Large Synoptic Survey Telescope, LSST)을 통해 많은 성간 물체를 탐지한다면 오우무아무아의 기원과 본질에 다가갈 수 있을 것이다.”고 말했다.