안녕하세요 원형석 전문가입니다. 최선을 다해 답변드리니
Q. 물끓여먹는 냄비에 하얀색 가루가 생겼는데 이건 뭘까요?
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.수돗물에 포함된 석회 성분이 수분이 마르면서 남은 자국일겁니다. 식초랑 구연산 등을 이용해서 제거해주셔도되고 귀찮으시면 싹쓰리 수세미를 사용하시면 됩니다.
Q. 선크림은 365일 발라야 한다고 들었습니다. 흐린날에도 피부가 타는 것이 맞나요?
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.네 흐린날도 피부 타요 심지어 밤에도 피부는 탑니다그러니 꺽 선크림을 바르시는것을 권장드립니다
Q. 수은은 어떻게 존재하게 된 것인가요?
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.수은이 왜 액체인지 설명하려면 상대성 이론을 도입해야 합니다.전자가 운동하지 않으면 핵에 이끌려 충돌이 일어납니다.때문에 전자는 어느정도 속도 이상으로 핵 주변을 운동하고 있습니다.그런데 6주기로 넘어가면 양성자가 많아지면서, 원자핵과 전자의 인력이 매우 매우 강해집니다.이 인력을 이기기 위하여 전자는 더 빠른 속도로 운동해야 하고,그 결과로, Hg의 1s 오비탈의 전자는 빛의 속도의 0.58 배 정도의 속도로 운동합니다.상대성효과로 인하여 전자의 무게는 약 1.23배 무거워지고,오비탈 반경은 수축됩니다.1s 오비탈 반경 수축은 2번째 껍질의 오비탈 수축으로 이어지고,결국에 최외각 전자인 6s까지 영향을 미칩니다.특히나 d오비탈과 f오비탈은 핵 가리움 효과가 적어서5s오비탈의 전자는 안그래도 4주기나 5주기 전이금속에 비해 강하게 핵전하를 받는데,반경까지 줄었으니, 핵과의 정전기적 인력은 매우 커집니다.질문자님도 언급하였듯이 6s오비탈에 2개의 전자가 있고,이미 이들은 짝지어져 있어서기본적으로 공유결합을 잘 하지 않으려 합니다.여기에 더해 상대론적 효과인해, 핵과의 인력이 강해졌으니,6s 오비탈의 전자는 더욱 더 공유결합을 하지 않으려 합니다.때문에 수은 원자간 인력은 반데르발스 인력의 비중이 매우 높습니다.약한 원자간 인력때문에 수은 원자가 단단히 결속되지 못하고,수은은 상온에서 액체로 존재합니다.2013년 7월에 Angewandte Chemie(앙게반테 쉐미)에 실린 논문에 따르면상대론적 효과를 고려하지 않으면 녹는점은 82 ℃로 계산되었고,상대론적 효과를 고려하여 시뮬레이션한 경우 녹는점은 -23 ℃로 계산되었습니다.(실제 수은의 녹는점은 약 -39 ℃)즉, 상대론적 효과로 인하여 녹는점이 100 ℃ 가량 떨어졌고,이 때문에 수은은 상온에서 액체입니다.
Q. 생명유전자 편집 기술인 크리스퍼가 윤리적으로 문제가 될까요?
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.윤리 문제가 충분히 예상되는 주제이나 그렇다고 연구를 중단할 문제는 아닙니다. 이미 뇌세포를 이용한 연구는 옛날부터 해왔고 최대한 실제 뇌와 흡사한 상태에서 연구하고자 저희 연구팀도 여러가지 뇌세포를 섞어 배양하는것과 3D 젤 배양을 시도하는 등의 노력을 했던적이 있습니다. 보다 사실적인 모델을 구현해 뇌과학을 발전시키고자 부분적으로라도 장기를 만들어 내는건 확실히 유익한 연구고 오히려 불필요한 동물과 임상시험을 축소할 수 있어 윤리적 타당성도 충분합니다.이제 문제가 되는 부분이라면 아마 뇌를 생성하는 기술이 고도로 발전해 어느 순간 자아가 생기게 되는 우려와 인공적으로 뇌를 생성하여 어떤 인간에게 이식하거나 동물 혹은 무생물에게 이식하였을 때 인권, 인격, 개체의 개념을 어떻게 처리할지 문제일건데 이런 것들은 명확한 가이드라인과 연구의 제한을 정하면 될 문제들이지 아예 관련 연구를 다 막아버릴 사안들이 아닙니다. 예를 들어 자아 생성의 위험이 있는 어떤 크기/부위/복합성 이상의 뇌 생성을 금한다거나 어떤 형식의 뇌 이식 실험을 금한다는 규칙을 면밀하고 명확하게 만들어 놓으면 됩니다. 물론 사전에 꼼꼼한 검토와 논의로 연구의 옳고 그름을 확실시 하였다 하더라도 일단 기술이 개발되면 금지된 실험을 강행하는 사람들이 생겨날 수도 있습니다. 하지만 이러한 과학 기술의 남용은 모든 분야에 항상 존재하는 위험이고 그래도 지금까진 다수의 선으로 예외적인 악을 제어해 왔습니다. 위험소지가 있다며 아예 관련된 모든 공적 연구와 교육을 금하고 감추기 보단 오히려 문제될만한 연구가 무엇인지 모두가 이해하고 서로를 철저히 감시할 수 있을 만큼의 관련 지식을 갖춰야 더 안전한 발전을 이룰겁니다. 실제로 현 과학계의 가장 큰 타부인 인간 유전자 조작도 모두가 크리스퍼 유전자 가위 기술을 잘 이해하고 어떤 문제 소지가 있을 수 있는지 끊임없이 되새긴 덕에 중국 과학자가 엉뚱한 비윤리적 실험을 했을 때 바로 감지해 철저한 응징을 할 수 있었습니다. 어차피 과학의 발전이 불가피한 문명의 결과라면 그에 따른 위험을 최소화할 방법은 더 성실한 조사, 연구, 교육입니다.
Q. 양자역학과 전자의 이동경로는 무엇인가요?
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.빛과 전자는 입자가 아닙니다.뉴튼역학, 양자역학... 현대물리학은 모두 역학입니다.역학은 물체(입자)의 운동을 설명하는 학문입니다.즉 역학은 입자의 운동만으로 모든 물리현상들을 설명할 수 밖에 없는 한계를 가진 학문입니다.그래서 현대물리학(역학)을 입자설이라고 합니다.입자설로 파동을 설명하려면, 파동을 가상의 입자로 둔갑시킨 후에 설명할 수 밖에 없습니다.즉 광자나 전자는 입자설에서 파동을 입자로 둔갑시킨 가상의 입자에 불과합니다.쉽게 말해서, F=ma 로는 파동을 설명할 수 없다는 겁니다.입자설에서 파동을 가상의 입자로 둔갑시킬 때 사용하는 도구가 입자-파동 이중성 개념입니다.지구가 우주의 중심이라는 오개념이 탑재된 가설이 천동설이라면,빛과 전자가 입자라는 오개념이 탑재된 가설이 입자설입니다. 현재 입자설로 설명할 수 있는 우주는 전체 우주의 4%도 안됩니다.나머지 96% 이상은 정체불명의 가상의 개념인 암흑물질과 암흑에너지입니다.칠정산외편은 그 1년 뒤인 1447년(세종 29년) 음력 8월 1일 오후 4시50분27초에 일식이 있을 것이라는 예측을 다시 내놓았다. 당시 천문서 연구는 온 백성의 관심사였다. 마치 거대 국가 과학사업의 성공 여부를 확인할 때처럼 숨죽이며 결과를 지켜봤다. 결과는 성공이었다. 칠정산외편은 일식의 시작인 초휴(初虧)와 끝인 복원(復元)을 1분 내외의 오차 범위 내에서 정확하게 예측했다. [출처 : 천문뉴스]천동설도 당시 우주였던 태양계의 4% 정도는 정확히 설명했습니다.(황도, 백도, 일식, 월식 등)과거의 인간들이 수천년 동안 천동설의 시대를 살았던 것처럼,님을 포함한 지금의 인간들은, 언제 끝이 날 지는 모르겠지만, 입자설의 시대를 살고 있는 겁니다.입자설에서는 광전효과를 설명할 때 먼저 전자는 당구공(입자)이다 라는 속임수를 전제에 몰래 끼워 넣습니다.파동인줄 알았던 빛을 금속에 쪼였더니 금속에서 전자라는 당구공이 튀어나왔다. 그러므로 빛은 파동이 아니라 전자라는 당구공을 때린 당구공이다 라고 주장하는 것이 입자설로 설명하는 광전효과입니다.하지만 전자가 당구공(입자)이라는 증거는 어디에도 없습니다.(참조 : https://youtu.be/JonPd3Zi_2U )입자설에서는 전자를 이용한 이중슬릿 실험에서 나타나는 관찰자 효과가 전자가 입자라는 증거라고 주장하지만,지금까지 전자를 이용한 이중슬릿 실험에서 관찰자 효과가 나타난 적은 단 한 번도 없습니다.아래 동영상(만화)에 나오는 관찰자효과(두줄무늬)가 실제 실험에서는 나타나지 않는다는 것입니다.(참조 : https://youtu.be/jr2LLzG1YjE )빛의 파동성에 대한 수학적 근거는 맥스웰의 파동방정식에 의해 제시되었고,전자의 파동성에 대한 수학적 근거는 슈뢰딩거의 파동방정식에 의해 제시되었습니다.빛의 파동성에 대한 물리적 증거는 1801년 토머스 영에 의해 입증되었고,전자의 파동성에 대한 물리적 증거는 1927년 데이비슨과 저머에 의해 입증되었습니다.입자설에서 광전효과로 주장하는 빛의 입자성은 먼저 전자의 입자성이 입증되어야 입증되는 것이고,전자의 입자성은 지금까지 입증된 적이 없습니다.