안녕하세요 원형석 전문가입니다. 최선을 다해 답변드리니
Q. 부산에 다리가 들려서 배가 지나가게 하는건 어떻게 가능한가요?
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다. 배가 자유로이 통과할 수 있도록 다리 중간을 위나 좌우로 움직일 수 있게 만든 다리를 통틀어 '가동교(可動橋, movable bridge)' 또는 '개폐교(開閉橋)'라고 합니다. 그리고 가동교(可動橋)는 다리의 몸체를 움직이는 방법에 따라 도개교(跳開橋:bascule bridge, drawbridge), 선개교(旋開橋:swing bridge), 승개교(昇開橋:lift bridge) 등으로 나눌 수 있습니다. [그림 참조] 다음은 국어사전에서 인용한 것입니다. 가동교 [可動橋][명사] 배가 자유로이 통과할 수 있도록 다리 중간을 위나 좌우로 움직일 수 있게 만든 다리. 교통량이 많은 장소나 선박의 출입이 잦은 곳에는 적합하지 않다. ≒개폐교.도개교 [跳開橋][명사] 큰 배가 밑으로 지나갈 수 있도록 하기 위하여 위로 열리는 구조로 만든 다리. 양쪽으로 열려 올라가는 이엽식(二葉式)과 한쪽만 올라가는 일엽식(一葉式)이 있다. 선개교 [旋開橋][명사] 교각 위에서 다리의 바닥 일부가 수평으로 회전하여 열렸다 닫혔다 하여 선박을 통과시키게 되어 있는 가동교(可動橋). ≒회선교(回旋橋). 승개교 [昇開橋][명사] 선박의 통행을 위하여 다리의 양쪽 끝에 철탑을 세워서 다리 전체를 오르내리게 만든 다리. ≒승강교.
Q. AR,VR 기술이 헷갈립니다. 두 개념의 정확한 차이가 무엇인가요?
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.가상현실(VR)VR은 Virtual Reality의 약자로 가상현실이라고 한다. 우리가 살고 있는 물리적인 공간이 아닌 컴퓨터로 구현한 가상 환경 또는 그 기술 자체를 말한다. 사용자의 주변 환경을 차단해 새로운 세계에 들어간 것처럼 몰입감을 주는 것이 핵심이라서 머리에 쓰는 디스플레이 디바이스 HDM를 활용해 현실 세계와 차단하는 콘텐츠가 주를 이룬다. VR기술은 사실 1940년대 미 공군과 항공산업에서 개발한 항공 시뮬레이터가 원조격이다. 그 이후 1960년대에 유타 대학의 이반 서덜랜드에 의해 고안된 헤드 마운티드 디스플레이(HMD)를 이용한 가상현실시스템 개발 등 오래 전부터 연구가 진행되어 온 분야로, 일상생활은 물론 IT, 의료, 제조, 자동차, 음악, 쇼핑, 게임 분야 등에서 지금 현재도 기술적인 성장을 이어가고 있다. 그 중에서도 특히 게임과 의료 분야에 VR 기술이 폭넓게 활용되고 있다. VR 헤드셋으로는 HTC 바이브, 플레이스테이션 VR, 오큐러스 리프트 등 있고 무선기기 중에서는 삼성 기어 VR, 구글 데이드림, 구글 카드보드가 대표적이다. 2101277150552155.jpg 증강현실(AR)AR은 Augmented Reality의 약자로 증강현실이라고 한다. VR과 달리 위치, 지리정보를 송수신하는 GPS 장치 및 중력 그리고 자이로스코프에 따른 위치정보 시스템을 기반으로 우리가 경험하는 현실 세계에 가상의 물체나 정보가 합성되어 실제 현실과 가상현실의 상호작용하는 공간으로 만들어 주는 기술이다. 사용자가 보고 있는 실사 영상에 3차원 가상 영상을 중첩함으로써 현실과 가상의 구분이 모호한 것이 특징이다. 1990년 보잉의 톰 코델이 항공기의 조립을 돕기 위해 가상 이미지를 실제 화면에 중첩해 이해하기 쉽게 설명하는 과정에서 최초로 증강현실이라는 용어가 사용됐다. 최근에는 산업용 증강현실(Industrial AR)이라는 이름으로 제조, 유통, 의료현장 등에서도 활용되고 있고 앞서 얘기한 포켓몬 게임이나 구글 글라스가 대표적이다. 증강현실을 적용한 내비게이션의 경우 실제 도로장면에 주행 정보를 추가해서 보여주기도 하고, 의류 매장에서 직접 옷을 입어보지 않고도 화면 상에서는 입은 것 같은 시스템을 구현해준다. 또한 스마트폰 앱으로 많이 사용하고 있는 스노우는 증강현실 기술을 활용한 대표적인 카메라 앱이다. 2101277150860103.jpg 혼합현실(MR)MR은 VR이나 AR보다 한 단계 더 나아간 기술인데 Mixed Reality의 약자로 혼합현실을 말한다. VR과 AR 두 기술의 장점만을 합친 기술로 MR은 현실과 가상의 정보를 융합해 조금 더 진화된 가상세계를 구현하고 냄새 정보와 소리 정보를 융합해 사용자가 상호 작용할 수 있는 기술을 말한다. VR과 AR은 시각에 전적으로 의존하지만 MR은 시각 외에 청각 촉각 등 인간의 오감을 접목시킬 수 있다는 점이 다르다. 2101277151148097.jpg 마이크로소프트에서 나온 홀로렌즈는 자신이 위치한 현재의 공간을 3차원 스캔할 수 있고 스마트폰이나 PC와 연결할 필요없이 단독 구동도 가능하다. 홀로렌즈를 착용하면 먼 거리에 떨어져 있는 사람과도 한 자리에 있는 것처럼 자연스럽게 회의를 진행할 수 있다. 현재 MR 기술은 사람의 귀가 아닌 다른 방법을 통해 소리를 전달하는 기술도 개발되고 있고 촉각을 활용한 햅틱과 팁톡의 기술도 나오고 있다. 자동차 회사 포드는 홀로렌즈를 활용해 기존 자동차에 디지털 색을 입히거나 부분적으로 디자인을 새롭게 하는 기술을 적용했고 국내의 경우 SK텔레콤이 지난해 혼합현실 제작소 점프 스튜디오를 가동, 온라인 라이브 공연에 처음으로 적용하기도 했다. 확장현실(XR)ER 혹은 XR이라고도 불리는 확장현실은 Extended Reality의 약자로 컴퓨터 기술로 인한 현실-가상 세계의 결합과 인간-기계의 상호 작용을 말한다. 가상현실과 증강현실, 혼합현실을 포괄적으로 XR이라고도 한다. XR은 MR에서 확장된 개념으로 볼 수도 있다. 현실과 가상 간의 상호 작용을 강화해 현실 공간에 배치된 가상의 물체를 손으로 만질 수 있다. 코로나19와 같은 상황 하에 글로벌 원격 회의를 할 때 각 국가나 회사 출근 여부에 상관없이 XR은 하나의 디지털 공간에 자료를 띄워서 공유할 수 있다. 따라서 XR은 위험에 빠질 수 있는 상황이나 재료의 낭비없이 교육이나 훈련을 시뮬레이션으로 할 수 있는 의료, 제조 및 군사산업 등에서 활용할 수 있다. 2101277151436895.jpg 대체현실(SR)SR은 Substitutional Reality의 약자로 대체현실이라고 한다. SR은 VR의 연장선상에 있는 기술로 현재와 과거의 영상을 혼합하여 실존하지 않는 인물이나 사건 등을 새롭게 구현할 수 있고 사용자가 가상공간을 실제로 착각하게끔 만드는 기술로 가상현실과 인지 뇌과학이 융합된 한 단계 업그레이드된 기술이라 할 수 있다. VR, AR, MR과 달리 하드웨어가 필요 없는 대체현실 기술은 스마트 기기에 광범위하고 자유롭게 적용될 수 있고 사실상 거의 모든 애플리케이션 시나리오에 사용될 수 있다는 장점이 있다. 단순한 대체현실은 수년 내 실현할 수 있겠지만 사람의 오감을 모두 포함한 완벽한 대체현실을 체험하려면 2030년 이후에나 가능할 것으로 전문가들은 예상하고 있다. 일본의 이화학연구소가 네이처지에 발표한 바에 따르면, 체험자가 미리 기록된 과거 장면을 실제처럼 착각하게 만드는 대체현실 시스템을 개발했다. 뇌를 자극해 체험하는 사람이 현실인지 비현실인지 알 수 없도록 해서 진짜 현실을 대체하는 또 하나의 현실을 경험토록 한다는 것인데 기억을 조작할 수 있는 기술의 상용화가 시작됐다고 보는 견해도 있다.
Q. 소라게는 실제로 어떤 게인가요?
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.소라게로도 부르는 생물이지만, 학술적으로 정식 명칭은 엄연히 집게이다. 국립국어원 표준국어대사전 에 따르면, 소라게도 이명으로 인정하고 있으므로 둘 다 옳은 표현이다. 다만 일상에서는 보통 소라게로 더 많이 호칭되고 있다.특이하게 자기 몸에서 껍데기를 만드는 게 아니라 고둥이나 소라 등 조개류의 껍데기를 빼앗거나[1] 주워서 거기 들어가 몸을 보호한다. 이 덕분에 동일한 크기의 갑각류보다 더 좋은 생존력을 가졌지만 소라에 몸을 집어넣기 위해서 배가 외골격으로 감싸지 않게 진화했으며, 평생 성장하며 몸이 커질 때마다 적당한 조개껍데기를 찾아다니며 이사를 해야 한다.영어명인 Hermit crab에서 Hermit은 은둔자를 뜻한다. 즉 은둔자 게.바다에서 사는 종 중에서 왼손집게는 자신의 몸을 보호하기 위해서 소라만 이용하는 것이 아니라 말미잘도 소라 껍질에 붙여서 천적인 돌돔이나 놀래기, 문어 등의 동물들로부터 몸을 보호하거나, 말미잘과 같이 이동하여 공생 관계를 형성시킨다. 그러나 먹이가 부족하면 말미잘을 잡아먹기도 한다.게는 단미류, 집게는 이미류, 새우는 장미류에 속한다. 집게의 배부분(abdomen)은 새우에서 게로 변하는 중간 형태이다. 이렇게 갑각류들이 게와 비슷한 형태로 수렴 진화하는 것을 해(蟹)화, 게화, Carcinisation, 또는 Carcinization이라고 한다. 야생에서는 근처에 빈 조가비(조개껍데기)가 없으면 배도 채울 겸 근처에 지나가던 다른 고둥을 습격해 먹어버리고 빈 껍데기를 자기가 차지한다. 보통 해안에서 많이 볼 수 있다. 소라게라고 불리는 것과 달리 집게가 뒤집어쓰는 것은 소라 껍데기에 국한되지 않는다. 골뱅이, 갯고둥 등 다른 복족류의 껍데기를 뒤집어쓰기도 하고 흔히 조개로 불리는 부족류의 껍데기를 뒤집어쓰기도 하며 다른 갑각류(특히 모래사장에서 볼 수 있는 칠게, 달랑게, 농게 등)의 시체 껍데기를 뒤집어쓰기도 한다. 백골화된 소형 척추동물 시체의 두개골을 뒤집어쓰기도 하며, 후술할 내용처럼 인간이 버린 각종 쓰레기를 뒤집어쓰기도 한다. 바다와 민물이 만나는 곳에서는 우렁이, 다슬기, 재첩 같은 민물 연체동물이나 참게, 민물가재 같은 민물 갑각류의 껍데기를 뒤집어쓰기도 하며[2], 후술할 뭍집게는 간혹 달팽이의 껍데기를 뒤집어쓰기도 한다. 하지만 달팽이의 껍데기는 소라에 비해 약해 집게의 생존에 그다지 도움이 되진 않으니[3] 집게가 스스로 달팽이 껍데기를 뒤집어쓰는 경우가 아닌 이상 좋은 일 한답시고 달팽이 껍데기를 쥐어주거나 하지는 말자.한국에서 서식하는 집게는 집게과(Paguridae), 넓적왼손집게과(Diogenidae)류로 소위 '바다 집게'로 불리는 종류다. 애완용으로 키우는 '육지 집게'로 불리는 종류는 거의 대부분이 뭍집게과(Coenobitidae)로 한국에서는 살지 않는 종류다. 사실 집게과 모두가 소라를 이용해서 몸을 보호하지는 않는다. 크기를 키우고 외골격에 비중을 유지한 야자집게, 왕게[4]도 있다. 쏙도 새우처럼 생겼지만 집게와 가깝다.[5]
Q. 철과 같은 물질or물체의 자화는 어떻게 진행되나요?
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.1. 자석에 붙는 물체는 보통 쇠(철)이라고 부르지요. 자세히 보면 자석끼리도 잘 붙어요. 자석은 쇠가 아니지요? 보통 그냥 금속중에는 자석에 잘 붙는 물체가 철, 코발트, 니켈이 있어요. 이런 물체를 보통 강자성체라고 부르는데요. 강자성체에는 이것들 외에도 여러가지가 더 있어요. 대표적인 것이 자석이지요. 강자성체는 온도가 많이 올라가면 상자성체라고 하는 것으로 바뀌어요. 상자성체는 강자성체보다 자석에 붙으려고 하는 성질이 아주 약해요. 그 힘을 비교하자면 대개 10만배쯤 차이가 난다고 보시면 되요. 그래서 상자성체는 자석에 붙으려고 하는 힘은 있지만 실제로는 붙지 못하지요. 정밀한 기계를 이용해서 이 힘을 측정할 수 있어요. 보통 자석에 잘 안붙는 물체들은 모두 상자성체라고 보시면 됩니다. (사실 세상에 자성체가 아닌 물체는 없지요.) 그러면, 자석에 가까이 가면 끌어당겨 지는 것이 아니고 반대로 밀려 나가는 것도 있을까요? 있어요. 이것들을 반자성체라고 하는데요. 자석에 가까이 가면 반대로 밀려나요. 그 힘은 아주 약해서 우리가 쉽게 알아차리지는 못해요. 우리 눈에 보일만큼 밀려나는 경우가 있어요. 초전도체라고 하는 건데요. 초전도체는 아주 낮은 온도에서는 완벽한 반자성체가 되어서요. 자석위에 떠 있기도 하지요. (아마 어딘가에 자석위에 떠 있는 초전도체 그림이 있을 겁니다. 검색창에 초전도체라고 쳐 보세요.)
Q. 지구의 자기장은 어떻게 발생하며, 어떤 영향을 끼치는 걸까요?
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.과거부터 지구 자기장은 나침반의 발견을 통해서 알게되었다. 그리하여 많은 과학자들은 지구 자기장의 생성원리를 알아내기위해 많은 연구를 하였다. 11세기 우연히 중국에서 자성을 띈 암석들이 발견됨에 따라 많은 유럽의 학자들은 지구가 하나의 큰 자석으로 이루어진 구형 행성이라 주장하기 시작했다. 하지만 퀴리온도라하는 '모든 물질이 자성을 가지는 최대온도'가 밝혀짐에 따라 퀴리온도를 훨씬 넘는 지구 내부에서는 자석이 존재할 수 없다는것이 밝혀졌고. 다시 지구 자기장 연구는 미궁에 빠졌다. 그러나 1950년 경 '앨 새서'경이 다이나모 이론을 주장하기 시작한다. 이는 유체로 이루어져 활발한 대류가 가능한 외핵에 의하여 자기장이 형성되었다는 것이다. 지구에 있는 자성 광물들에 의해 원래 형성되어 있던 자기장들은 외핵이 아니었다면 .대기처럼 불규칙하게 퍼져있어야 했을 것이다. 그러나 고온의 철물질인 외핵이 대류함에 따라 유도 전류(흐르는 방향의 반대방향으로 흐르려 하는 전류 성질)이 형성되었고. 이전류로 다시 반대방향으로 전류가 계속 형성된다.대류를 멈추지않는 외핵때문에 현재의 자기장까지 유지될수 있던 것이다. 이는 현재 사용되는 발전기 다이나모와 그 원리가 비슷하여 다이나모이론이라고 한다. 태양풍에 의해 불어온 양성자와 전자는 지구 자기장에 잡히게 되어 밴앨런대 라고 하는 띠를 형성하여 지구 주위를 도넛모양으로 감싸 안쪽의 내대에는 무거운 양성자가 바깥의 외대에는 가벼운 전자가 모이게 되었다.