안녕하세요.
지구과학·천문우주
Q. 지구자전에 의해 발생하는 원심력에 비해 중력이 미치는 영향력은 비교하면 몇프로정도 되나?
안녕하세요. 이용준 전문가입니다.계산하신 것에 따르면 지구 자전에 의한 원심력의 크기는 지구의 중력에 비해 1/300 정도입니다. 따라서 만유인력과 원심력의 합력으로 나타나는 중력에 대한 효과는 아주 작아서 큰 영향을 미치지는 않는 것으로 보입니다. 그리고 원심력의 크기는 원심력이 가장 크게 작용하는 적도에서 1/300이며 고위도로 갈수록 감소하여 극에서는 0이 됩니다. 다만 원심력과 지구 반지름의 차이로 인해 표준 중력가속도는 극에서 최대, 적도에서 최소가 됩니다. 도움이 되셨기를 바랍니다. 감사합니다.
지구과학·천문우주
Q. 프톨레마이오스의 천문학적 이론들은 어떤 논란을 일으켰고, 그가 집대성한 책은?
안녕하세요. 이용준 전문가입니다.프톨레마이오스가 집대성한 책의 이름은 알마게스트입니다. 프톨레마이오스는 이 책을 통해 고대로부터 내려온 지구중심설(천동설)을 정리했습니다. 지구중심설은 지구에 있는 관측자의 입장에서 바라본 천체의 움직임을 정리한 것입니다. 처음에는 그다지 복잡하지 않았을 것으로 보이지만 더 많은 관측이 이루어짐에 따라 다양한 장치가 필요했습니다. 일단 행성의 역행을 설명하기 위해 주전원이라는 개념을 도입했고, 수성과 금성의 최대이각을 설명하기 위해 수성과 금성의 주전원 중심이 반드시 지구와 태양을 잇는 직선 상에 놓여야 한다고 하였습니다.프톨레마이오스의 지구중심설은 당시 관측되는 행성의 운동을 정확하게 설명할 수 있었으나 갈수록 더 많은 보조개념이 필요해졌습니다.이 이론은 훗날 코페르니쿠스의 태양중심설에 의해 밀려났지만 당시의 관측기술을 고려한다면 매우 정확한 이론이었고, 티코 브라헤에게 영향을 주었습니다.프톨레마이오스의 지구중심설은 당시 가장 큰 영향력을 가진 교회의 지지를 받아 정확무오한 진리로 인정되었으며, 갈리레이와 같이 태양중심설을 거론하는 사람은 배척당했습니다.프톨레마이오스의 지구중심설에서 가정한 주전원은 구심력이 없는 상태에서 행성이 주전원의 중심을 원운동하는 것이므로 불가능한 것임에도 불구하고 관측 사실을 설명하기 위해 적용한 개념이었습니다. 또한 행성의 운동이 더욱 정확하게 관측됨에 따라 주전원 및 궤도에도 많은 수정이 가해졌습니다.그럼에도 불구하고 당시의 관측 기술이나 ㅈ식을 고려한다면 아주 정교한 우주론이었다고 할 수 있습니다. 도움이 되셨기를 바랍니다. 감사합니다.
지구과학·천문우주
Q. 태양계 행성 중 이주가능성이 높은 화성은 자기장이 없다는데 똑같은 행성인데 왜 없나?
안녕하세요. 이용준 전문가입니다.지구의 자기장은 외핵의 대류에 의해 만들어집니다. 지구의 외핵은 주로 철과 니켈로 이루어져 있으며, 금속으로 이루어진 외핵의 대류에 의해 유도전류가 발생하고 이에 따라 자기장이 만들어집니다. 이를 다이너모라고 합니다. 화성은 지구보다 작으므로 내부의 분화가 빨리 진행되어 외핵 등 핵에서의 운동이 멈춘 상태로 보입니다. 이로 인해 현재의 화성에서는 지구와 같은 자기장이 만들어지지 않는 것입니다.도움이 되셨기를 바랍니다 감사합니다.
지구과학·천문우주
Q. 수십 수백만광년 떨어진 은하도 충돌사건이 일어난다는데 그럼 그 은하 내 별들은 충돌하게되나?
안녕하세요. 이용준 전문가입니다.은하끼리 충돌하더라도 은하를 구성하는 별들끼리 충돌하는 일은 거의 없습니다. 그것은 별과 별 사이의 거리가 별의 크기에 비해 매우 멀기 때문입니다. 예를 들어 태양을 생각해보면, 태양의 지름은 약 140만km로 빛의 속도로 진행하면 약 4초가 걸립니다. 태양에서 가장 가까운 별은 센타우리 자리의 알파별로 약 4.3광년 떨어져 있습니다. 은하를 구성하는 별의 크기에 비해 별 사이의 거리가 멀기 때문에 은하가 충돌하더라도 별끼리의 충돌은 거의 없을 것입니다. 은하 충돌 시 별끼리 충돌이 일어날 확률은 학교 운동장에 좁쌀 100개를 뿌려 놓은 뒤 똑같은 면적의 운동장에 좁쌀 100개를 뿌린 후 겹쳐 놓았을 때 좁쌀끼리 부딪칠 확률보다 적을 것입니다.다만 충돌 과정에서 작용하는 인력에 의해 성간 물질이 영향을 받아 새로운 변이 많이 탄생할 것입니다.도움이 되셨기를 바랍니다. 감사합니다.
지구과학·천문우주
Q. 지구 대기의 성층권과 대류권의 차이는 무엇인가요?
안녕하세요. 이용준 전문가입니다.지구의 대기권은 높이에 따른 온도 변화에 따라 아래로부터 대류권(troposphere), 성층권(stratosphere), 중간권(mesosphere), 열권(thermosphere) 등 4개층으로 구분합니다. 대류권과 중간권은 고도가 증가함에 따라 기온이 낮아지는 구간이고, 성층권과 열권은 고도가 증가함에 따라 기온이 증가하는 구간입니다. 대류권과 중간권은 온도가 높은 공기가 아래에 있고 찬 공기가 위에 있어 불안정한 상태이므로 대류가 일어납니다. 대류권에는 수증기가 있어서 일기 현상이 일어나지만 중간권에는 수증기가 없어 일기현상은 나타나지 않습니다.성층권은 오존층으로 인해 고도가 증가할수록 기온이 상승하므로 매우 안정한 층이며 대류가 일어나지 않습니다.국제선을 오가는 여객기는 대부분 10~11km 상공의 대류권 계면 부근을 운항합니다. 올라갈수록 공기 밀도가 작아져 연료 소비량이 늘지만 대류 현상에 따른 비행의 안정성, 대류권 계면에 나타나는 제트류를 이용한 연료 절약 등의 이유로 대류권 계면이나 성층권 하부를 비행하는 것입니다. 도움이 되셨기를 바랍니다. 감사합니다.