안녕하세요 원형석 전문가입니다. 최선을 다해 답변드리니
Q. 달이 궤도를 이탈하지 않고 지구의 주변만 돌수 있는건 왜일까요?
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.달이 생성된 원인을 알면 자연스레 이해가 가실만한 질문이네요.달의 생성에 대해 먼저 말씀 드릴까 합니다. 현재 달의 생성설에는 세가지 정도가 있습니다. 그 중 두가지가 상당히 신빙성이 있다고 여겨지는데, 성운설과 운석충돌설이 그것입니다. 성운설이라는 것은, 원시 지구 주변을 돌던 성간물질과 가스등이 뭉쳐서 생겼다라는 것이고, 운석충돌설은 원시 지구에 거대 운석(최소 화성 크기)이나 소행성의 충돌로 인하여, 원시 지구의 지각 일부가 떨어져 나가서 달이 되었다는 것입니다.소행성이 지나가다가 지구의 인력에 의해 붙잡혔다는 포획설도 있지만, 컴퓨터 시뮬레이션 결과 5% 미만의 확률을 가지고 있는 데다가, 달이 지구의 적도면 근처에서 공전하고 있는 것으로 미루어, 요즘에는 다소 신빙성이 떨어집니다. 만약, 포획설로 인해서 달이 지구의 위성이 되었다면, 적도면 근처를 공전할 확률은 더 낮아집니다.적도면 근처에서 공전하는 천체는 성운설로 인해 만들어졌을 확률이 높다는 것을 시사합니다.왜냐하면, 지구의 자전때문에 원심력이 적도면에 평행하게 작용하기 때문입니다. 즉, 성운설과 운석충돌설 두가지를 섞어 놓은...최근에 이해하고 있는 달의 생성은 다음과 같습니다. 과거 원시 지구에 화성크기만한 소행성이 지구와 부딪히게 됩니다. 지구와 소행성이 부딪히자, 많은 양의 파편들이 우주로 솟구쳐 나옵니다.그림에서 빨간색 직선으로 표시한 부분이 파편들입니다. 몇 만 km까지 솟구쳐 올랐던 파편들은, 다시 지구의 인력에 의해서 빗방울 처럼 쏟아져 내립니다.이 때, 무거운 것들은 지구의 인력에 의해 다시 떨어지지만, 가벼운 것들은 아예 우주 공간으로 날아가는 것들도 있습니다. 지구 주변에는 성간 물질과 성간 가스들이 많아지게 되었습니다.지구와 강하게 충돌했던 소행성은 완전히 부서지며, 지각의 일부와 소행성 잔해, 그리고 소행성 내부에 있던 가스들이 지구 주변에 흩날립니다. 이런 물질들은 지구가 자전함에 따라, 마치 바람개비 모양으로 휩쓸리게 됩니다. 이 때는 아마도, 토성처럼 지구에도 고리가 생성되었을 것입니다.지구와 너무 가까운 성간물질들은 기조력에 의해서 부서지기도 하고, 지구로 떨어지도 하였으며, 웬만큼 거리를 둔 성간물질들은 바람개비 모양으로 지구 주변을 공전하게 됩니다.현재 지구의 기조력은 달과 같이 밀도가 3.34 g/cm^3 일때, 지구 상공 8~9000 km 까지 접근하게 되면, 잘게 부서질 것으로 예상됩니다.오른쪽 아래에 보면, 성간물질과 가스등이 밀집한 부분이 생겨 납니다. 보통 행성이나 위성들은 크기와 밀도가 비례하는 특징이 있습니다만, 만약, 지금의 달과 밀도가 같다라면, 반경이 250 km 이상이 될 경우 구형의 모양을 갖추게 될 것입니다. 하지만, 실제적으로 반경 250 km 일 때는 밀도 역시 작을 것이기 때문에, 최초 달이 구형의 모양을 갖추게 된 것은 대략, 4~500 km 의 반경을 가질때 부터였을 것입니다.이제 지구와 달 주변에 성간물질등은 지구와 달의 중력에 의해 모두 흡수되어가고, 어느 정도 깨끗하게 정리가 된 모습입니다.지구와 달은 이렇게 서서히 식어 갔고, 달은 장차 지구에 바다가 생겨 날때, 조수간만의 차를 생기게 하였고, 단백질을 포함한 분자구조 아미노산이 파도에 의해 잘 섞인 상태에서, 크고 작은 운석들이 떨어지면서 만든 나선구조형태 때문에 DNA가 발생되고, 생명체가 탄생하게 됩니다. 여기까지가, 최근에 우리가 알고 있는, 달의 생성에 관한 시나리오가 되겠습니다.컴퓨터 시뮬레이터 상으로도 문제가 없다고 하네요. 감사합니다.
Q. 염산은 대부분의 금속을 녹이는데 어떤 특성에 의한것 인가요?
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.염화수소는 수소와염소가공유결합을 하고 있는화합 물에요 염산은 염화수소가 물에 녹은거고요. 극성공유결합물질은 물에녹아요
Q. 부식에 가장 강력한 금속은 무엇일까요?
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.금속 중에서는 사용량도 많지만 강이 부식이 잘 되며 일반적으로 알칼리성보다도 산성일 때 현저하게 부식되는 양이 커집니다.부식이라는것 자체가 재료가 안정된 상태...즉 전자가 8개로 돌아가려는 성질때문에 만들어지는데 금속에 붙어서 진행되게 되죠..SUS 는 흔히 크롬을 넣은 합금 으로써 크롬이 11퍼센트 이상 함유되어야 합니다.SUS가 부식에 강한이유가 바로 이 크롬때문인데 크롬은 SUS 의 표면에 부동태 피막이라는 보호막을 만들어줍니다..이두께는 수십 옹스트롬 밖에 안될정도로 얇고 크롬 산화물로 만들어져있는데 금속 모재와의반응생성물로서 쉽게 파괴되지도 않습니다... 이것이 금속이 공기나 물 등과 접촉되어 산화되는것을 막아주는 것이죠 니켈과 크롬이 첨가된것은 300계열이고 크롬이 첨가된것이400 계열입니다.
Q. 상대성이론은 무엇을 의미하나요??
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.상대성이론은 매우 복잡한 이론이지만, 가능한 쉽고 간단하게 설명해 드리겠습니다.상대성이론은 우주와 시간에 관한 이론입니다. 이 이론은 아인슈타인이 처음 제시하였으며, 모든 물리 법칙은 서로 다른 관찰자에게 다르게 나타날 수 있다는 것을 보여줍니다.예를 들어, 지구에서 바라본 기차와 기차 안에서 바라본 지구는 서로 다르게 보일 수 있습니다. 이것은 속도에 따라 물체가 어떻게 움직이는지에 따라 달라집니다. 따라서, 상대성이론은 모든 물리 법칙은 서로 다른 관찰자에게 다르게 보일 수 있지만, 모든 관찰자가 서로 다른 법칙을 적용해도 모든 것이 항상 일관성 있게 동작한다는 것을 보여줍니다.또한, 이론은 시간과 공간의 관점을 바꾸는 것이 가능하다는 것을 보여줍니다. 예를 들어, 빠르게 움직이는 물체에 대한 시간의 흐름은 느리게 느껴질 수 있습니다.따라서, 상대성이론은 물리 법칙이 서로 다른 관찰자에게 다르게 보일 수 있다는 것을 보여주며, 시간과 공간의 관점을 바꿀 수 있다는 것을 보여줍니다. 이론은 매우 복잡하지만, 이러한 개념은 초등학생도 이해할 수 있을 것입니다.특수 상대성이론의 시간 지연으로 설명하면 지구에서 볼때는 우주선 시간이 느리게 가고 우주선에서 보면 지구 시간이 느리게 하는데 만일 둘이 만나면 누가 젊을까라는 문제를 옛날에 쌍둥이 역설이라고 부르고 그 역설은 일반 상대성이론으로 해결된다고 설명하는 경우가 많았답니다.그런데 일반 상대성이론은 큰 중력장 아래 있거나 또는 큰 가속도 운동을 겪으면 일어나는 현상입니다. 그래서 우주선으로 질량이 큰 별에 여행갔지만 바로 돌아왔다고 하면 일반 상대성이론 효과는 별로 크게 나오지 않게 됩니다. 그렇지만 우주선이 매우 빨리 움직이면 우주선 여행을 하고 돌아온 사람이 훨씬 젊어 있지요. 이것은 특수 상대성이론 효과입니다. 특수 상대성이론으로 이것을 설명하는데 쌍둥이 역설이 필요가 없답니다. 처음 특수 상대성이론을 잘 모를 때 상대방 시계가 느리게 간다는 식으로 설명을 해서 지구에서 우주선을 보거나 우주선에서 지구를 보거나 상대방 시계가 느리게 가서 쌍둥이 역설이라고 했지만 나이가 얼마일지는 지구나 우주선이나 자기 시계로 측정한 시간으로 결정됩니다. 우주선을 타고 빠른 속도로 여행하면 지구와 별사이 거리가 작아서 우주선 시계로는 시간이 얼마 걸리지 않지만 지구를 떠나 우주선이 돌아올 때까지 지구 시계는 시간이 많이 흐릅니다. 그래서 특수 상대성 이론에서도 이게 제대로 설명하면 원래가 역설이 아니었답니다.그래서 특수 상대성이론이라고 말한 AI가 옳아요.
Q. 과학적으로 자기장의 생성 원리는 어떻게 되나요?
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.우리가 보통 보는 자석들에서 자기장이 생기는 원인은 크게 세가지입니다.1. 전류 -> 전자석의 원리2. 전자(electron)의 스핀(spin)에 의한 magnetic moment -> 영구자석의 원리전류의 자기작용에 대해서는 물리에서 배우셨을 줄 압니다.전류가 흐르면 주위에 자기장이 형성됩니다.왜 전류가 흐르면 자기장이 생기는가에 대해서 좀 더 근본적인설명을 할 수도 있지만, 고2수준에서는 그냥 그렇다고 이해하는것이 좋을 듯 하군요. 설명자체가 고2수준을 넘어서기 때문입니다.두번째로 전자는 하나의 작은 자석입니다. 전자는 회전하고 있는데전하를 띤 물질이 회전하면서 하나의 작은 자석이 되는 것입니다.영구자석이 아닌 물질들의 경우에 그 자석들은 방향이 제각각이거나서로 반대방향으로 정렬하여 자석의 성질을 나타내지 않습니다.그런데 자석이 되는 물질들에서는 그 작은 자석들이 대략 한 방향으로정렬하기 때문데 자석이 되는 것입니다.