Q. 과거 화성에는 물 있어도 현재 있을까요?
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.물이란 원소는 같지만 물은 여러 형태의 분자구조를 가질수 있음. 액체 상태의 물 분자는 단독으로 존재하지 않고 고리 구조로 연결되어 있음. 3, 4, 5, 6, 7 각수 등 다양한 유형의 결합이 가능하지만, 5각형 고리구조, 5각형 사슬구조, 6각형 고리구조 등 3종류가 안정적인 결합형태로 꼽힘. 이 중 6각형 고리 구조를 이루는 물이 바로 육각수!이처럼 물은 여러 형태를 가지므로 화성의 물도 지구상의 물과는 또다른 구조를 가지고 있을 가능성이 높다고 여겨짐.지구 환경과 너무나 다르기 때문.지구에서 물은 산소 원자 1개와 수소 원자 2개로 이루어진 그냥 물 혹은 얼음이지만 화성에서는 물과 얼음이 이산화탄소와 혼합돼 있음.워낙 춥기 때문에 화성에서만 볼 수 있는 이산화탄소와 혼합된 물이 얼음의 형태로 곳곳에서 발견되고 있지만 사진으로만 발견된 것이고 과학자들은 바위 안에 얼음이 있는 들어 있는 경우도 있고 암석층과 층 사이에 얼음이 갇혀 있는 경우를 확인하고 있다고 설명해왔음.그러나 아직 화성 물이나 얼음을 채집한 적은 없어 실제 결과는 어떨지 귀추가 주목되고 있음
Q. 우주에 광속보다 빠른 게 있을까요?
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.아인슈타인의 상대성 이론에 따르면 물리학적으로 불가능하다. 광속에 가까워질 수록 에너지는 엄청나게 늘어나고, 광속 그 자체가 되면 질량이 있는 한 필요한 에너지는 무한이므로, 초광속에 도달하려면 무한보다 더 큰 에너지를 공급해줘야 한다.정확히는 진공 속의 빛의 속도보다 빠른 것은 없다. 이는 물 등의 매질 속에서는 속도가 느려지기 때문에 꼭 진공 속이라 한정 지어야 한다. 체렌코프 현상은 입자가 빛의 위상 속도보다 빠를 때 나오는 현상인데, 여기서의 위상 속도는 일반적인 빛의 속도와는 의미가 다르다.다만 빅뱅 우주론에서 우주 공간 자체의 팽창 속도는 초광속이라고 한다. 모순같지만, 상대성 이론에서 정의하는 광속제한은 어디까지나 질량이 있는 물체 혹은 정보전달 능력을 지닌 존재에 한정된다. 공간 자체에는 암흑에너지로 대표되는 진공에너지는 존재해도, 공간좌표계 자체는 질량이 있는 것도, 정보전달능력이 있는 것도 아니므로 초광속으로 팽창하는 건 가능하다. 간단히 말하면, 긴 고무줄(공간)에서 달리는 개미(정보 혹은 질량체)가 있다고 하면, 개미의 속도에는 제한이 있지만(광속), 고무줄이 그 속도 이상으로 늘어가는건 허용한다는 것이다.실제 일반 상대성 이론에 의해 증명되고 양자역학적으로 검증된 바에 따르면, 물리학적으로 속도는 '광속보다 느림', '광속', '광속보다 빠름'의 세 가지 영역으로 명확히 구분되며, 각각의 단계에 속한 입자는 생성 시부터 소멸 시까지 해당 영역을 절대로 벗어날 수 없다. 예를 들면 광자(빛)은 광속으로만 이동하며, 그 외의 속도를 가질 수 없는 한편 정지해 있는 입자는 광속 미만의 속도를 가지는 것만 가능하다는 식이다.여기에서 나온 이론상의 가상 입자가 타키온. 이 입자는 상대성 이론에 입각하여 허수의 정지질량을 가져야 하며, 생성될 때부터 소멸될 때까지 광속이나 그 이하로 감속할 수 없는 속성을 가진다. 이 입자를 광속 이하로 감속 시키기 위해서는 마찬가지로 무한의 에너지[허수]가 필요하다.*[허수] 이 경우는 분모도 허수, 질량이 있는 분자도 허수여서 지워져서 실수로 겨우 겨우 만들었는데, 이제는 또 분모를 다시 실수로 고쳐 놓아서 허수의 에너지가 필요하다. 참고로 허수 질량을 가진 중성미자는 중성미자 진동이 일어나지 않다는 점에서 실수 질량을 가지는 중성미자와 다르다고 한다.결론, 빛보다 빠른속도로 이동하면 물체의 형체가 없어짐.측정도 불가.