안녕하세요. 이동호 전문가입니다.
토목공학
Q. 기온이 영상인데도 눈이 내리는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 이동호 과학전문가입니다.기온이 영상(0°C 이상)임에도 눈이 내리는 경우가 종종 발생하는데, 이는 대기의 여러 층에서의 온도와 상대 습도가 눈이 형성되고 지표까지 도달하는 데 영향을 미치기 때문입니다. 눈이 내리는 데 영향을 주는 몇 가지 요인을 살펴보겠습니다.대기 중의 온도 분포: 지표면 근처의 기온이 약간 영상이더라도, 대기의 상층부(특히 구름이 형성되는 고도)에서는 기온이 영하일 수 있습니다. 이 고도에서 물방울이 얼어 눈송이로 변할 수 있습니다.지표면으로의 빠른 하강: 눈송이가 지표면으로 떨어지는 동안 주변 공기의 온도가 충분히 낮지 않더라도, 눈송이가 녹는 데 시간이 걸릴 수 있습니다. 이는 특히 눈송이가 크고 공기가 건조한 경우 더욱 그렇습니다.대기의 습도: 공기 중의 습도가 낮으면, 눈송이가 지표면에 도달하기 전에 완전히 녹지 않을 수 있습니다. 건조한 공기는 눈송이에서 물을 효과적으로 흡수할 수 있기 때문입니다.지표면의 온도: 지표면의 온도가 충분히 낮다면, 공기 온도가 약간 영상이라도 눈이 녹지 않고 쌓일 수 있습니다.계절과 시간대: 계절과 시간대에 따라 태양 복사량의 차이가 눈이 녹는 속도에 영향을 미칠 수 있습니다. 예를 들어, 겨울철 아침에는 태양 복사량이 낮아 눈이 쉽게 쌓일 수 있습니다.이러한 요인들로 인해, 기온이 약간 영상이더라도 눈이 내릴 수 있으며, 이는 기상 현상의 복잡성을 보여줍니다
화학
Q. 석유가 고갈되지 않는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 이동호 과학전문가입니다.석유 고갈에 대한 예측은 시간이 지남에 따라 변화해 왔습니다. 과거에는 2000년대 초반에 석유가 고갈될 것이라는 예측이 있었지만, 현재 석유가 완전히 고갈되지 않는 몇 가지 주요 이유가 있습니다.1. 기술 발전: 석유 탐사와 추출 기술의 발전으로 이전에는 접근하기 어려웠거나 경제적으로 비효율적이었던 석유 매장지를 개발할 수 있게 되었습니다. 예를 들어, 해상 및 극지방 탐사, 비전통적인 오일 샌드 및 셰일 오일의 개발 등이 포함됩니다.2. 대체 에너지원의 발달: 재생 가능 에너지원(풍력, 태양광, 수력 등)의 개발과 활용이 증가하면서, 석유에 대한 전 세계적인 의존도가 점차 감소하고 있습니다. 이는 석유 소비의 증가 속도를 늦추는 데 기여하고 있습니다.3. 에너지 효율성 향상: 자동차, 가전제품, 산업 공정 등에서 에너지 효율성이 향상되어 석유 소비량이 감소하고 있습니다.4. 경제적 및 정책적 요인: 세계 각국에서 석유 이외의 에너지원으로의 전환을 촉진하는 정책을 도입하고 있습니다. 또한, 석유 가격 변동도 석유 사용과 탐사에 영향을 미칩니다.5. 새로운 매장량의 발견: 지속적인 탐사 활동으로 새로운 석유 매장지가 발견되고 있습니다. 이러한 새로운 발견은 석유 매장량 추정치를 증가시키는 데 기여합니다.그러나 석유는 여전히 유한한 자원이며, 결국 고갈될 것입니다. 전문가들 사이에서는 석유의 정확한 고갈 시기에 대한 의견이 분분하지만, 장기적으로는 지속 가능한 에너지원으로의 전환 필요성이 강조되고 있습니다.
물리
Q. 사람이 딸꾹질을 하는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 이동호 과학전문가입니다.딸꾹질은 주로 횡경막, 즉 호흡을 조절하는 주요 근육의 갑작스런, 반복적인 수축으로 인해 발생합니다. 딸꾹질의 주된 원인은 다음과 같습니다.과식 또는 빠르게 음식을 섭취: 과식이나 식사를 빨리 하는 경우, 위가 팽창하여 횡경막에 압력을 가할 수 있습니다. 이는 횡경막을 자극하여 딸꾹질을 유발할 수 있습니다.탄산음료나 알코올 섭취: 탄산음료나 알코올은 위를 자극하고 팽창시킬 수 있으며, 이로 인해 딸꾹질이 발생할 수 있습니다.급격한 온도 변화: 몸이나 위의 급격한 온도 변화, 예를 들어 뜨거운 음식을 먹은 후 차가운 음료를 마시는 경우, 횡경막이 자극받아 딸꾹질이 시작될 수 있습니다.감정적 스트레스 또는 흥분: 강한 감정적 반응 또한 횡경막의 긴장을 유발하여 딸꾹질을 일으킬 수 있습니다.특정 약물의 부작용: 일부 약물은 부작용으로 딸꾹질을 유발할 수 있습니다.대부분의 딸꾹질은 몇 분 이내에 자연스럽게 멈춥니다. 하지만 오랜 시간 지속되거나 자주 반복되는 딸꾹질은 건강 문제의 신호일 수 있으므로 의사의 진료가 필요할 수 있습니다.딸꾹질을 멈추는 방법으로는 물을 천천히 마시거나 호흡을 깊고 천천히 하는 것 등이 있으며, 이는 횡경막을 안정시키고 자극을 감소시키는 데 도움이 될 수 있습니다. 그러나 이러한 방법들은 항상 효과적이지는 않으며, 딸꾹질의 원인에 따라 다를 수 있습니다.
전기·전자
Q. 뇌와 컴퓨터를 연결하는 기술이 현재 어느 단계인가요?
안녕하세요. 이동호 과학전문가입니다.BCI(Brain-Computer Interface) 기술은 뇌와 컴퓨터를 직접 연결하여 정보 교환을 가능하게 하는 혁신적인 기술입니다. 이 기술은 잠재적으로 통신, 학습, 심지어 의료 분야에서 혁명을 일으킬 수 있지만, 상용화를 위해 극복해야 할 몇 가지 중요한 도전과제들이 있습니다.1. 정확성과 신뢰성: 현재 BCI 기술은 여전히 입력 신호의 정확성과 신뢰성을 향상시키는 데 어려움을 겪고 있습니다. 뇌의 신호는 복잡하고 미묘하여 정확하게 해석하기 어려울 수 있습니다.2. 비침습성: 비침습적 BCI 기술은 사용자의 두피에 센서를 부착하여 뇌파를 읽는 방식입니다. 이 방식은 덜 위험하지만, 신호의 품질과 정확성이 침습적 방식에 비해 떨어질 수 있습니다.3. 사용자 인터페이스와 피드백: 효과적인 BCI 시스템은 사용자가 쉽게 이해하고 조작할 수 있는 인터페이스가 필요합니다. 또한, 사용자가 시스템의 반응을 적절하게 인식하고 해석할 수 있어야 합니다.4. 윤리적 및 사회적 고려 사항: BCI 기술은 개인의 사생활과 정보 보안에 대한 중요한 윤리적 문제를 제기합니다. 또한, 이 기술의 불평등한 접근은 사회적 불평등을 심화시킬 수 있습니다.5. 기술적 한계: 현재의 기술로는 뇌의 모든 복잡한 작동 원리를 이해하고 해석하는 것이 여전히 어렵습니다.BCI가 완전히 구현되면 지식 습득, 연구, 조사 등에 혁명적인 변화를 가져올 수 있지만, 이러한 기술이 모든 형태의 학습과 연구를 불필요하게 만들지는 않을 것입니다. BCI는 정보 접근성을 향상시킬 수 있지만, 복잡한 사고, 창의력, 비판적 사고, 감정적 이해 등 인간의 많은 능력은 단순히 정보 전송만으로 대체되기 어렵습니다. 또한, 정보를 효과적으로 사용하고 이해하기 위해서는 깊은 분석과 학습이 필요합니다. 따라서 BCI는 학습과 연구 방법을 보완하고 강화할 수는 있지만, 완전히 대체하지는 못할 것입니다.
기계공학
Q. 다이아몬드는 재료 중에 가장 강한 강도를 지닌 걸로 알고 있는데요 어떠한 구조를 가지고 있길래 가장 강한 강도를 지니게 되었나요?
안녕하세요. 이동호 과학전문가입니다.안녕하세요! 다이아몬드가 가장 강한 재료 중 하나로 알려진 이유는 그것의 독특한 결정 구조와 탄소 원자들 사이의 강한 결합 때문입니다. 다이아몬드의 구조와 강도에 대해 설명드리겠습니다.1. 결정 구조: 다이아몬드는 탄소 원자들이 정규적인 사면체 구조를 이루며 배열된 결정 구조를 가집니다. 이 구조에서 각 탄소 원자는 다른 네 개의 탄소 원자와 강한 공유 결합을 형성합니다.2. 공유 결합: 탄소 원자들 사이의 이러한 결합은 매우 강하며, 이로 인해 다이아몬드는 매우 높은 강도를 가집니다. 공유 결합은 원자 간의 강한 상호 작용을 통해 이루어지며, 이는 다이아몬드가 높은 압력과 온도에 견딜 수 있게 합니다.3. 밀도와 경도: 다이아몬드는 매우 높은 밀도를 가지며, 이는 탄소 원자들이 매우 밀집되어 있음을 의미합니다. 이 밀집된 구조는 다이아몬드의 높은 경도를 가져오며, 이는 다이아몬드가 스크래치나 다른 물리적 손상에 매우 강하다는 것을 의미합니다.4. 열 전도성: 또한, 다이아몬드는 매우 높은 열 전도성을 가지고 있습니다. 이는 탄소 원자들 간의 결합이 열 에너지를 효율적으로 전달하기 때문입니다.이러한 특성들은 다이아몬드를 보석으로서뿐만 아니라 산업적 응용에서도 매우 가치 있는 재료로 만듭니다. 예를 들어, 그 강한 경도 때문에 다이아몬드는 절단, 연마, 드릴링 도구 등 다양한 산업 분야에서 사용됩니다.
지구과학·천문우주
Q. 화성에 가려는 이유가 무엇인가요?
안녕하세요. 이동호 과학전문가입니다.인류가 화성 탐사에 큰 비용, 시간, 심지어 목숨을 걸고 있는 위험을 감수하는 이유는 여러 가지가 있습니다.1. 과학적 탐구: 화성은 지구와 많은 면에서 유사하지만 동시에 다른 환경을 가지고 있습니다. 이 행성에 대한 연구는 지구형 행성의 형성과 진화, 그리고 생명체가 존재할 수 있는 환경에 대한 이해를 증진시킬 수 있습니다.2. 기술 혁신: 우주 탐사는 종종 기술적 혁신을 촉진합니다. 위성 통신, GPS, 고급 이미징 기술 등 많은 현재 기술들이 우주 프로그램에서 비롯되었습니다. 화성 탐사 역시 새로운 기술 개발을 촉진할 수 있습니다.3. 인류의 생존: 일부 과학자와 사상가들은 인류가 한 행성에만 의존하는 것은 위험하다고 봅니다. 잠재적인 지구적 재앙(예: 대규모 천체 충돌, 기후 변화, 핵전쟁 등)으로부터 인류를 보호하기 위해, 우리 종이 다른 행성에도 살 수 있도록 하는 것이 필요하다고 주장합니다.4. 인류의 호기심과 탐험 정신: 인간은 역사적으로 항상 미지의 세계를 탐험해왔습니다. 화성 탐사는 이러한 호기심과 탐험에 대한 욕구를 충족시키는 도전입니다.5. 국제 협력과 영감: 우주 탐사는 다양한 국가들 간의 협력을 촉진하고, 특히 젊은 세대에게 과학, 기술, 공학, 수학(STEM) 분야에 대한 관심과 영감을 제공합니다.그럼에도 불구하고, 이러한 목표들이 그에 따르는 위험과 비용을 정당화하는지에 대해서는 끊임없는 논쟁이 있습니다. 기술이 발전함에 따라, 우주 탐사의 위험과 비용은 감소할 수 있지만, 이러한 탐사가 가지는 근본적인 도전과 위험은 여전히 상당합니다.
생물·생명
Q. 사람은 왜 끌리는 이성이 다를까요?
안녕하세요. 이동호 과학전문가입니다.사람이 이성에게 끌리는 기준이 다양한 이유는 생물학적, 심리학적, 사회문화적 요인이 복합적으로 작용하기 때문입니다. 이러한 요인들을 살펴보면 다음과 같습니다.1. 생물학적 요인: 인간은 다른 동물과 마찬가지로 생물학적으로 번식을 위해 이성에게 끌립니다. 이 때, 유전적 다양성과 건강한 후대를 낳을 수 있는 파트너를 무의식적으로 찾게 됩니다. 예를 들어, 면역계의 다양성을 나타내는 유전자(MHC)가 다른 사람에게 더 끌릴 수 있습니다. 또한, 생물학적으로 건강하고 번식에 유리한 특성 (예: 남성의 근육질 체형, 여성의 청순한 외모)을 선호하는 경향도 있습니다.2. 심리학적 요인: 개인의 성격, 경험, 심리적 상태 등이 이성에 대한 선호에 영향을 미칩니다. 예를 들어, 어린 시절 부모와의 관계가 성인이 되어 이성을 선택하는 데 중요한 역할을 할 수 있습니다. 또한, 자신의 자아상과 일치하거나 보완해줄 수 있는 사람에게 끌릴 수도 있습니다.3. 사회문화적 요인: 사회적, 문화적 배경은 이성에 대한 기대와 선호를 형성하는 데 중요한 역할을 합니다. 문화적 미의 기준, 성 역할에 대한 기대, 가족 및 사회적 가치 등이 개인의 이성에 대한 선호에 영향을 미칠 수 있습니다.4. 개인적 경험: 개인의 이전 경험, 교육 수준, 취향 등도 중요한 역할을 합니다. 사람은 자신의 경험을 바탕으로 이성에 대한 선호를 형성하며, 이는 시간이 지남에 따라 변할 수도 있습니다.이러한 요인들은 각 개인에 따라 다르며, 때로는 복합적으로 작용하여 사람마다 다른 이성에 대한 선호를 형성하게 합니다. 따라서, 인간의 이성 선호는 개인마다 다르며, 때로는 예측하기 어려운 복잡한 현상으로 나타납니다.
화학
Q. 사람은 소화를 시키는데 얼마나 에너지를 쓰나요?
안녕하세요. 이동호 과학전문가입니다.음식을 소화하고 대사하는 데 소비되는 에너지를 "식품의 열효과" (Thermic Effect of Food, TEF)라고 합니다. TEF는 섭취한 음식의 총 칼로리의 약 10% 정도를 차지합니다. 이 비율은 다음과 같은 요인에 따라 달라질 수 있습니다.음식의 종류: 단백질은 소화하는 데 가장 많은 에너지를 필요로 합니다. 단백질의 TEF는 약 20-30% 정도이며, 탄수화물은 5-10%, 지방은 0-3% 정도입니다. 즉, 동일한 칼로리를 섭취하더라도 단백질이 많은 식사는 탄수화물이나 지방이 많은 식사보다 더 많은 에너지를 소화 과정에 사용합니다.식사의 크기와 조성: 큰 식사는 작은 식사보다 상대적으로 더 많은 에너지를 소화에 사용합니다. 또한, 영양소의 조합도 TEF에 영향을 줄 수 있습니다.개인의 신진대사: 개인의 대사율, 나이, 성별, 체중 등 개인적인 요인들도 TEF에 영향을 미칠 수 있습니다.식품의 열효과는 전체 에너지 소비의 작은 부분을 차지하지만, 다이어트와 체중 관리에 있어서는 중요한 요소 중 하나입니다. 특히, 높은 TEF를 가진 음식 (예: 단백질)을 섭취하면 총 에너지 소비가 증가하여 체중 감량에 도움이 될 수 있습니다. 그러나 전체적인 칼로리 섭취와 소비의 균형이 다이어트의 핵심이므로, TEF만을 고려해서 식사 계획을 세우는 것은 권장되지 않습니다.
지구과학·천문우주
Q. 비는 어떤 방식으로 내리나요?
안녕하세요. 이동호 과학전문가입니다.비가 내리는 과정은 대기 중의 수증기가 응결하여 물방울이 되고, 이 물방울들이 무거워져 지상으로 떨어지는 현상입니다. 이 과정은 여러 단계로 이루어집니다.1. 증발: 해수면이나 다른 수면으로부터 태양열에 의해 물이 증발하여 대기 중으로 올라가 수증기가 됩니다.2. 상승 기류: 뜨거운 공기는 상대적으로 가벼워서 상승하게 됩니다. 이 공기가 상승하면서 수증기를 함께 끌어올립니다.3. 냉각과 응결: 고도가 높아질수록 대기는 차가워집니다. 수증기를 포함한 공기가 상승하면서 냉각되고, 이때 수증기는 물방울로 응결하기 시작합니다. 이러한 작은 물방울들이 모여 구름을 형성합니다.4. 구름의 성장: 구름 내에서 물방울들은 서로 충돌하고 합쳐지면서 점차 커집니다. 물방울이 일정 크기 이상으로 커지면, 대기 중에서 떠 있을 수 없을 정도로 무거워집니다.5. 강수: 물방울들이 충분히 커지고 무거워지면 중력에 의해 지상으로 떨어지게 됩니다. 이 떨어지는 물방울들이 바로 비가 됩니다.6. 지상에 도달: 비가 지상에 도달하면, 물은 다시 강이나 호수로 흘러 들어가거나 지표면에 스며들어 다시 증발하는 과정을 반복합니다. 이러한 순환 과정을 '수문 순환'이라고 합니다.이 과정은 대기의 온도, 습도, 공기의 상승 속도 등 다양한 환경 요인에 의해 영향을 받으며, 그 결과로 다양한 강수 형태 (비, 눈, 진눈깨비 등)가 발생합니다.
지구과학·천문우주
Q. 왜 우리는 가시광선 까지만 볼 수 있나요
안녕하세요. 이동호 과학전문가입니다.우리가 가시광선만 볼 수 있는 이유는 인간의 눈이 진화 과정에서 특정 파장의 빛에만 반응하도록 발달했기 때문입니다. 가시광선은 전자기 스펙트럼에서 대략 380nm에서 740nm 사이의 파장을 가진 빛입니다. 이 범위 바깥의 파장, 예를 들어 자외선이나 적외선은 인간의 눈에는 감지되지 않습니다.인간의 눈은 세 종류의 색각 세포, 즉 원추세포를 가지고 있으며, 각각 빨강, 초록, 파랑 빛에 반응합니다. 이 세 가지 색의 조합을 통해 우리는 다양한 색을 인식합니다. 그러나 가시광선 바깥의 파장에 대해서는 원추세포가 반응하지 않기 때문에 우리는 그러한 빛을 "보지" 못합니다.이와 달리, 일부 동물들은 다른 파장의 빛을 볼 수 있습니다. 예를 들어, 일부 새들은 자외선을 볼 수 있으며, 뱀은 적외선을 감지할 수 있습니다. 이는 그들의 생존과 번식에 필요한 중요한 정보를 제공하기 때문에 진화적으로 발달했습니다."색"이라는 것은 실제로 물리적 현상이 아니라 뇌가 빛의 파장을 해석한 결과입니다. 따라서 가시광선 바깥의 파장은 "색이 없다"기보다는 우리가 그 색을 인식할 수 없다고 보는 것이 더 정확합니다. 즉, 그러한 파장은 색을 가지고 있지만, 인간의 시각 시스템으로는 그 색을 인식할 수 없습니다.