안녕하세요.
지구과학·천문우주
Q. 우주공간의 끝은 가늠할수 없는데 팽창하는건가요?
안녕하세요. 이용준 전문가입니다.현재 가장 최근의 관측(2013년)을 근거로 할 때 우주의 나이는 137.98 ± 0.37억 년입니다. 이것은 WMAP과 플랑크망원경의 우주배경복사 관측으로부터 얻은 결과입니다. 현재 우리가 관측할 수 있는 우주의 한계는 460억 광년입니다. 우주의 나이가 약 138억 년인데 우주의 크기는 460억 광년이라는 것이 가능할까요? 과학자들은 이것을 급팽창 이론으로 설명합니다. 빅뱅 이후 아주 짧은 시간 동안 우주는 빛보다 빠른 속도로 팽창을 했다는 것입니다. 따라서 현재 우리가 보고 있는 것은 약 138억 년 전에 빛을 방출했던 천체에서 나오는 빛이지만 이들은 현재 훨씬 더 멀리 떨어져 있다는 것입니다. 우리가 볼 수 있는 천체가 이동할 수 있는 최대 거리는 460억 광년이며, 이는 관측 가능한 우주의 크기를 말합니다. 도움이 되셨기를 바랍니다. 감사합니다.
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Q. 지구와 가까운 달은 성분은 주로 어떤것으로 이루어져 있나요?
안녕하세요. 이용준 전문가입니다.달은 지각, 맨틀, 외핵, 내핵이라는 층상 구조로 이루어져 있습니다. 달을 구성하는 원소는 주로 산소, 규소, 철, 칼슘, 알루미늄 등으로 지구와 비슷합니다. 달의 지각은 사장암녕하세요. 이용준 전문가입니다.달은 지각, 맨틀, 외핵, 내핵이라는 층상 구조로 이루어져 있습니다. 달을 구성하는 원소는 주로 산소, 규소, 철, 칼슘, 알루미늄 등으로 지구와 비슷합니다. 달의 지각은 대부분 Ca-사장석이 주구성광물인 사장암으로 구성되어 있습니다. 달의 바다라고 불리는 부분은 맨틀에서 분출한 현무암으로 이루어져 있으며, 이를 통해 달의 맨틀이 감람석, 사방휘석, 단사휘석 등으로 구성되어 있음을 알 수 있습니다. 핵의 구성 물질은 정확하게 알 수는 없지만 소량의 황과 니켈이 섞인 금속질 철로 구성되어 있을 것으로 추정합니다. 달의 평균 밀도는 3,346.4 kg/m³입니다.도움이 되셨기를 바랍니다. 감사합니다.
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Q. 오늘 달이 개기월식이여서 붉은 색 달이 보인다고하는데요. 어떨때는 파란색으로 보이기도 한다고하는데요. 이렇게 색이 변하는 이유가 뭔가요??
안녕하세요. 이용준 전문가입니다.블루문을 달이 파란색으로 보이는 경우라고 생각하신 모양인데 블루문은 달의 색을 말하는 것이 아닙니다. 블루문은 한 달 안, 즉 1일부터 30일(또는 31일)에 보름달이 두 번 뜨는 경우 두 번째 보름달을 블루문이라고 합니다. 이것은 달의 삭망원 주기가 29.5일이기 때문에 나타나는 현상입니다.달이 붉은색으로 보이는 것은 대기를 통과한 빛 중 파장이 긴 붉은색 빛만 보이기 때문입니다. 달이 지구 그림자에 가리는 개기월식 때는 달은 태양빛을 직접 반사하지 못합니다. 그러나 지구 대기에 의해 굴절된 파장이 긴 붉은색 빛이 달에 반사되어 붉게 보입니다. 또 대기 중에 화산재나 수증기 등 빛을 산란시키는 입자가 많은 경우 달에서 반사된 빛 중 파장이 짧은 파란색 빛은 산란되고 파장이 긴 붉은색 빛만 통과하므로 붉게 보입니다.도움이 되셨기를 바랍니다. 감사합니다.
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Q. 인공적으로 만든 번개는 어디에 활용할 수 있나요?
안녕하세요. 이용준 전문가입니다.구름 입자들이 충돌하거나 마찰하게 되면 입자 시에 전자의 이동이 일어나 대전되게 됩니다. 이렇게 대전된 구름 입자 사이, 또는 지면 사이에서 전자의 급격한 이동이 일어나는 것이 번개입니다. 이 때 전자의 이동으로 순간적으로 엄청난 에너지가 방출됩니다. 그러나 번개를 전력으로 사용하려면 지속시간이 충분해야 하지만 자연에서 번개의 지속시간은 0.01초 정도로 매우 짧아 이용이 불가능합니다. 그러나 이런 원리를 활용하면 전기를 생산할 수 있으며, 지속시간을 늘인다면 충분히 가능성이 있습니다. 실제로 우리나라 울산과학기술원에서는 구림 입자와 같이 마찰시킬 수 있는 신소재를 만들고 이를 이용하여 전기를 발생시킬 수 있는 구조를 만들어 냈습니다.도움이 되셨기를 바랍니다. 감사합니다.
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Q. 개기 월식이란게 잇잖아요 개기 월식은 어떻게 해서 생기는 현상인가요
안녕하세요. 이용준 전문가입니다.월식은 달이 지구의 그림자 속으로 들어가 보이지 않게 되는 현상입니다. 개기라는 말은 '전부(total)'라는 의미입니다. 달이 지구 주위를 공전하는 동안 '태양-지구-달'의 순서로 일직선 상에 놓이면 달이 지구의 그림자 속으로 들어갈 수 있습니다. 그러나 달의 공전 궤도면(백도)가 지구의 공전 궤도면(황도)가 약 5° 기울어져 있으므로 월식이 매월 일어나지는 않습니다. 반대로 '태양-달-지구' 순으로 놓이게 되면 달에 의해 태양이 기려질 수 있는 데, 이런 현상을 일식이라고 합니다. 일식도 월식과 마찬가지로 매월 일어나지는 않습니다.도움이 되셨기를 바랍니다. 감사합니다.
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Q. 블러드문 현상의 원인은 무엇인가요?
안녕하세요. 이용준 전문가입니다.달이 붉은 빛으로 보이는 블러드문은 달이 원인이 아니라 지구 대기가 원인이어서 나타나는 현상입니다. 개기월식이 일어날 때 달으누태양빛을 직접 받지 못하고 지구 대기를 통과하여 굴절된 빛만 받게 됩니다. 지구 대기를 통과하는 태양빛 중 파장이 짧은 파란색은 대부분 산란되고 파장이 긴 붉은색은 굴절하여 달에 도달합니다. 이로 인해 달이 붉은색으로 보입니다. 개기일식 때가 아니어도 대기 중에 산란시키는 입자들이 많다면 달에서 반사된 빛 중 파장이 긴 붉은색이 우리 눈에 많이 들어오므로 달은 평소보다 붉게 보입니다.도움이 되셨기를 바랍니다. 감사합니다.
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Q. 해양학에서 해류 변화가 기후 패턴에 미치는 영향은?
안녕하세요. 이용준 전문가입니다.해류가 하는 가장 큰 역할은 위도에 따른 에너지 불균형을 해소하는 것입니다. 지구가 구형이므로 위도에 따라 받는 태양 복사 에너지양이 다릅니다. 저위도에서는 입사하는 에너지가 방출하는 에너지보다 많아 에너지 과잉 상태이고, 고위도에서는 입사하는 에너지보다 방출하는 에너지가 많아 에너지 부족 상태입니다. 해류는 저위도의 남는 에너지를 고위도로 전달하는 역할을 합니다. 해류의 패턴이 바뀌면 열의 전달 경로가 달라지는 것이므로 지역에 따라 현재와는 다른 기후가 나타날 수 있습니다. 예를 들어 북아메리카 동쪽 해안을 따라 흐르는 멕시코만류가 약해지면 그린란드를 비롯한 영국, 프랑스, 스웨덴 등 북유럽 가는 에너지가 감소하므로 이 지역에서는 기온이 낮아지게 됩니다. 반대로 열을 품은 해류가 올라가지 못하므로 쿠바 등 서인도제도와 미국의 플로리다 등 남동부는 기온이 상승할 것입니다. 에너지 전달의 변화는 강수 형태에도 변화를 주게 되고 많은 부분에 영향을 미치게 됩니다.도움이 되셨기를 바랍니다. 감사합니다.
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Q. 지구는 왜 자전축이 약 23도로 일정한지 궁금합니다
안녕하세요. 이용준 전문가입니다.지구의 자전축이 현재는 23.5°이지만 일정한 것이 아닙니다. 지구의 자전축 경사각은 22.1°에서 24.5° 사이에서 변합니다. 자전축 경사각의 변화 주기는 약 41000년입니다. 자전축 경사각의 변화는 기후 변화의 요인 중 하나입니다. 태양의 남중고도는 여름에는 (90°-위도+경사각)이고, 겨울에는 (90°-위도-경사각)입니다. 자전축의 경사각이 증가하면 태양의 남중 고도가 여름에는 더 높아지고 겨울에는 더 낮아지게 되어 기온의 연교차가 증가합니다.도움이 되셨기를 바랍니다. 감사합니다.
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Q. 블랙홀은 빛조차 빠져 나오지 못한다고 하는데 어떻게 그 존재를 관측할 수 있나요??
안녕하세요. 이용준 전문가입니다.블랙홀은 강한 중력으로 빛 조차 빠져나오지 못하므로 전자기파를 이용한 방법으로는 직접 관측할 수 없습니다. 따라서 간접적인 증거를 통해 존재를 예측 또는 파악할 수 있습니다.첫 번째는 강착 원반입니다. 강착원반은 블랙홀로 빨려 들어가는 가스가 각운동량 보존 법칙에 의해 빠르게 회전하면서 원반 모양으로 압축되는 구조를 말합니다. 강착원반에서는 엄청난 마찰열이 발생하여 강한 X선이 방출됩니다. 이런 X선이 나온다면 블랙홀이 있다는 의미가 됩니다.두 번째는 중력렌즈 효과입니다. 블랙홀의 중력은 매우 강해 뒤에서 오는 별빛을 휘게 만듭니다. 따라서 중력렌즈 효과는 나타나지만 중력렌즈 효과를 일으키는 천체가 보이지 않는다면 블랙홀 때문이라고 생각하는 것입니다.세 번째는 중력파입니다. 2개의 블랙홀이 충돌할 때 우주에 중력의 거대한 파동이 발생하는데 이를 중력파라고 합니다. 아인슈타인은 1916년 발표한 일반상대성이론에서 천에 볼링공을 떨어뜨리면 움푹 꺼지는 것처럼 천체가 격렬하게 활동하면 주변 시공간이 뒤틀리고 중력파가 발생한다고 예견했습니다. 2015년 최초의 중력파가 검출되며 블랙홀의 존재가 증명되었습니다.도움이 되셨기를 바랍니다. 감사합니다.
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Q. 국제 우주 정거장에서 장기간 실험을 수행할 때 발생하는 윤리적 쟁점
안녕하세요. 이용준 전문가입니다.국제우주정거장에서 장기간 실험을 수행할 때 발생되는 윤리적 쟁점 중 가장 중요한 것은 무엇보다 실험을 수행하는 우주인의 건강과 안전에 대한 것입니다. 우주공간에 오랫동안 거주하는 경우 지상에서와 달리 중력이 존재하지 않아 근골격계 등에 많은 영향을 받게 됩니다. 그리고 좁은 공간에 갇혀 있는 상태이므로 정신적 건강에도 좋지 않은 영향을 줄 것입니다. 물론 우주에서의 작업을 위해 자원한 사람들이 충분한 훈련을 받고 임무를 수행하겠지만 인간의 일은 모르는 것이라 어떤 상황이 벌어질 지 모릅니다. 따라서 우주인의 건강과 안전에 대한 논의가 최우선이 되어야 한다고 생각합니다. 두 번째는 우주쓰레기 문제입니다. 우주를 개발하는 과정에서 필연적으로 쓰레기가 발생합니다. 이를 방치한다면 큰 위험으로 다가올 수 있으므로 이에 대한 논의가 충분히 있어야 하며 국제적인 규범이 마련되어야 할 것입니다.세 번째는 우주개발의 목적 및 공정성에 대한 것입니다. 우주개발을 하는 목적이 특정 국가나 기업, 또는 개인의 이익을 위한 것이라면 제한을 두어야 할 것입니다. 또한 우주개발 과정에서 일어날 수 있는 독점이나 개발과정에 접근하는 것에 대한 공정성의 문제가 발생할 수 있습니다.도움이 되셨기를 바랍니다. 감사합니다.