안녕하세요. 이웃집 천체물리학자 이상민 전문가입니다.
Q. 북극보다 남극이 더 추운이유는?
안녕하세요. 이상민 과학전문가입니다.남극이 북극보다 더 추운 이유는 지형적인 특성 때문입니다.1. 대륙과 바다의 차이: 남극은 하나의 대륙으로 이루어져 있어 열을 쉽게 방출하는 반면, 북극은 대부분 바다로 이루어져 있어 상대적으로 열을 오래 잡아 둘 수 있습니다.2. 빙하의 반사: 남극은 빙하로 뒤덮여 있어 태양열을 90% 가까이 반사시킵니다.3. 강한 바람: 남극의 겨울에는 강한 바람이 일어나 주변으로부터 흘러 들어오는 열을 막아버립니다. 따라서, 남극과 북극이 같은 일사량을 받는다 할지라도, 남극과 북극의 지형적인 차이로 인해 북극이 남극보다 기온이 더 높고, 남극이 상대적으로 더 추운 지역이 된 것입니다.
Q. '별'(항성)이 태어나는 조건이 무엇인가요?
안녕하세요. 이상민 과학전문가입니다.별이 태어나는 과정은 성운, 즉 우주에서 먼지와 가스가 모인 곳에서 시작됩니다. 이 성운은 중력 수축으로 그 중심에 핵을 형성하게 되는데, 이때 수소 원자들이 모여 핵융합을 일으키게 되면 비로소 별이 탄생하는 것이지요. 이 과정에서 엄청난 양의 에너지가 방출되며 별이 태어나게 됩니다.별의 중심부에서 수소 핵융합이 일어나기 위해서는 매우 높은 온도와 압력이 필요합니다. 별의 중심부에서 수소 핵융합이 시작되려면, 중심부의 온도가 대략 천만 K (켈빈) 이상이어야 합니다. 이 온도에서 수소 원자핵들이 충분히 빠르게 움직여서 서로 충돌하고 융합할 수 있습니다. 이 과정에서 헬륨 원자핵이 생성되며, 이 때 발생하는 질량의 손실이 에너지로 방출됩니다.별의 최소 질량에 대해서는 명확한 값이 없습니다. 하지만 일반적으로, 별이 수소 핵융합을 시작하기 위해서는 태양 질량의 약 8% 이상이어야 한다고 알려져 있습니다. 이보다 작은 질량을 가진 천체는 '갈색 왜성'이라고 부르며, 이들은 중심부의 온도와 압력이 충분히 높지 않아 수소 핵융합을 시작할 수 없습니다. 대표적인 천체가 우리 태양계의 목성입니다. 목성의 질량은 태양 질량의 약 0.1%로 태양 질량의 1,000분의 1에 해당됩니다. 대부분 수소로 구성된 목성은 핵융합 반응을 일어날 수 있는 질량을 가지지 못하여 별이 되지 못하였습니다.
Q. 지구가 타원체라는 증거는 무엇인가요?
안녕하세요. 이상민 과학전문가입니다.지구가 타원체라는 증거는 여러 가지입니다:1. 월식: 고대 그리스의 아리스토텔레스는 월식 때 달에 비친 지구의 그림자가 둥글다는 것을 보고 지구가 둥글다고 생각했습니다.2. 지구의 자전: 지구가 자전을 하면서 중심부에서 밖으로 뛰쳐나가게 되는 원심력 때문에 지구의 중심부 (적도)가 극지방에 비해 더 튀어나와 타원형이 된 것입니다.3. 지구타원체의 정의: 지구 타원체는 적도반경 a와 극반경 b로 정의되며, 이는 지구 자전의 효과에 요인하며 적도반경(a)이 극반경(b)보다 큰 결과를 가져오게 되었습니다.
Q. 휘도와 조도의 차이는 어텋게 되는지요?
안녕하세요. 이상민 과학전문가입니다.휘도와 조도는 빛의 밝기를 측정하는 데 사용되는 두 가지 다른 개념입니다. 휘도는 빛이 닿는 표면에서 측정한 것으로, 입사광과 표면 즉 반사되는 모든 것의 곱을 측정한 것입니다. 휘도는 눈으로 감지할 수 있는 광도를 나타내며, 발광체 또는 빛을 받고 있는 물체를 어떤 방향에서 볼 때 그 방향에 수직한 단위 면적에 대한 광도를 말합니다. 휘도는 영어로 'Brightness’라고 합니다. 조도는 대상물체, 피조체에 도달하는 광속을 나타내는 것으로, 단위 면적당 주어지는 빛의 양을 의미합니다. 조도는 광원이 비치는 면 상의 점에서의 밝기를 나타내는 양으로, 조도계에 의해서 조도를 측정할 수 있습니다. 조도는 영어로 'Illuminance’라고 합니다. 따라서, 휘도는 빛이 닿는 표면에서 측정한 밝기를, 조도는 대상물체에 도달하는 빛의 양을 나타내는 개념입니다.
Q. 우주 나이는 138억년이 맞나요? 270억년이 맞나요?
안녕하세요. 이상민 과학전문가입니다.현재까지의 관측과 CDM 모형에 따르면 우주의 나이는 약 137.98 ± 0.37억 년으로 추정됩니다. 이 값은 우주 마이크로파 배경 복사 연구, 우주의 대규모 구조, 알려진 가장 오래된 별의 나이 등 다양한 방법을 통해 결정되었습니다. 따라서 우주의 나이는 약 138역년이 되겠습니다.