안녕하세요? 당신을 위한 과학 전문가 입니다.
생물·생명
Q. 금은 어떻게 해서 생겨나는건가요?
안녕하세요. 정우재 과학전문가입니다.금은 지각 내부에서 생산되는 원소 중 하나로서, 지하암에서 금광으로 발견됩니다. 금은 지하 광맥에서 광석으로 발견되는데, 광맥 내부에는 금 뿐만 아니라 다른 광물도 함께 존재합니다.금 광석은 대개 지하 광산에서 채굴되며, 지표면에서 발견되는 것은 드뭅니다. 채굴 과정에서는 대개 지하 광산을 파내고, 광석을 떠올려 내는 작업을 수행합니다. 이후 광석을 운반하고 정제하여 순수한 금을 얻습니다.금은 자연에서 형성되는 물질로서 인공적으로 만들어낼 수 없습니다. 이는 금이 안정적인 원소 중 하나이며, 원자핵 안에 있는 프로튼 수와 뉴트론 수의 균형이 매우 안정적이기 때문입니다. 따라서 금은 지각 내부에서 오랜 시간 동안 천천히 형성되는 과정을 통해 생산됩니다.금은 화폐가치가 높은 물질이기 때문에, 인류는 오랫동안 금을 찾아내고 채굴해 왔습니다. 현재는 지하 광산에서 금을 채굴하는 것이 일반적이지만, 일부 광산은 표면에서 금을 발견할 수도 있습니다. 금은 또한 보석류, 전자 제품, 의학 및 공업 분야 등 다양한 분야에서 사용되는 귀금속 중 하나입니다.
토목공학
Q. 벽돌은 어떻게 만들어지는지 궁금합니다.
안녕하세요. 정우재 과학전문가입니다.벽돌의 주요 재료는 흙입니다. 일반적으로 흙은 토양, 클레이, 사장 등 다양한 종류가 있으며, 벽돌을 만드는 데 사용되는 흙은 대개 높은 실리카 함량과 적절한 비율의 금속 산화물을 포함합니다.벽돌을 만드는 과정에서는 흙을 적당한 비율로 섞은 후 물을 첨가하여 질감이 부드러워지도록 합니다. 이후 형을 만들고, 부드러운 흙을 형 안에 넣어 압축합니다. 그리고 이 형안에서 압축된 흙을 건조시켜 벽돌을 만듭니다.벽돌을 구울 때는 고온의 화덕 안에서 수십 또는 수백 개의 벽돌을 동시에 구웁니다. 이 과정에서는 벽돌이 형태를 유지하도록 고온에서 오랜 시간 동안 구워집니다. 이로 인해 벽돌은 경도가 높아지고 내구성이 강해집니다.시멘트는 벽돌을 만드는 재료가 아니며, 건축 시 벽돌을 연결하기 위한 접착제로 사용됩니다. 시멘트는 석회암과 혼합하여 제조되며, 물을 첨가하면 딱딱한 모양을 만들 수 있습니다. 벽돌을 연결하기 위해 시멘트를 사용하면 벽돌 사이에 강력한 결합력이 형성되며, 건축물이 튼튼하게 유지됩니다.
생물·생명
Q. 죽음이라고 하는 것은 과학적으로 어떻게 정의 될까요?
안녕하세요. 정우재 과학전문가입니다.죽음은 생명체가 더 이상 생명 활동을 수행하지 않는 상태입니다. 하지만 과학적으로 정확한 죽음의 정의는 복잡하며, 정확한 정의는 다양한 분야의 전문가들 사이에서도 논쟁의 여지가 있습니다.일반적으로, 의학적으로 죽음은 두 가지 측면으로 정의됩니다. 하나는 심장이 멎았을 때의 죽음의 정의이며, 다른 하나는 뇌활동이 멎았을 때의 죽음의 정의입니다. 심장 멈춤에 의한 죽음의 경우, 심장이 더 이상 혈액을 노출시키지 않아서 산소를 공급하지 못하게 되고, 뇌가 산소와 급작스러운 혈압 하락으로 인해 손상을 입게 됩니다. 이 상황에서 복수의 실험적 검증을 통해 다시 심장을 움직이게 하더라도, 심장막 파열로 인한 출혈과 같은 문제로 인해 생명체를 구할 수 없다는 것이 알려져 있습니다.뇌 활동이 멈춤에 의한 죽음의 경우, 뇌의 기능이 영구적으로 손상되거나 중대한 손상을 입은 경우를 의미합니다. 의학적으로는 뇌파 검사를 통해 뇌활동이 영구적으로 손상되었는지 확인합니다.그러나 과학적으로 죽음의 정확한 정의는 여전히 논쟁의 여지가 있습니다. 현재까지도 죽음의 정의와 관련된 연구가 진행되고 있으며, 더욱 정확한 정의를 찾기 위해 노력하고 있습니다.
화학
Q. 홀애비냄새가 나는 원인이 뭔가요?
홀애미 냄새는 주로 발생하는 이유는 체내에서 분비되는 호르몬 때문입니다. 홀몸이나 발기한 수컷 동물들이 방출하는 홀몬에는 "안드로스테론" 이라는 성호르몬이 포함되어 있습니다. 이 호르몬은 수컷 동물의 머리카락, 털, 피부, 입깃거리 등 여러 부위에서 방출되며, 이러한 호르몬이 미생물의 활동과 결합되면서 냄새가 발생하게 됩니다.특히 수컷 동물의 호르몬은 여성 동물들의 원숭이 더미(남성 원숭이의 집단)에서 오는 성적 수신 신호를 주는데 사용되는데, 이러한 호르몬은 인간에게도 마찬가지로 작용하며, 때문에 냄새를 맡으면 성적 수신 신호를 느끼게 됩니다.따라서, 홀애미 냄새는 남자가 체내에서 분비하는 성호르몬 때문에 발생하는 것입니다.
지구과학·천문우주
Q. 행성들은 왜 전부다 동그란 공 모양일까요?
안녕하세요. 정우재 과학전문가입니다.행성이 둥근 모양인 이유는 중력 때문입니다.처음 태어난 행성은 구 형태가 아닙니다. 하지만, 그것들은 크기와 질량이 더해짐에 따라 중력이 증가합니다. 이 중력은 행성의 모든 부분을 모아서 중심으로 끌어당기기 때문에, 행성은 점점 둥근 모양을 갖게 됩니다. 이것이 바로 중력의 자연 법칙입니다.또한, 행성이 회전하면서 자전축 주위에 있는 물질들은 중심 방향으로 밀려나게 되어 균일한 분포를 유지합니다. 이로 인해, 행성은 더욱 둥글고 구 형태를 갖게 됩니다. 이러한 현상은 행성의 크기, 질량, 회전 속도 등에 따라 차이가 있을 수 있지만, 모든 행성은 중력으로 인해 둥근 모양을 갖는다고 볼 수 있습니다.또한, 이러한 중력의 영향으로 인해, 행성은 지표면이 불규칙한 산이나 계곡 등의 지형으로 이루어지지 않고, 대체로 부드러운 곡면을 갖게 됩니다.
기계공학
Q. 베세머 제강법은 무엇이고 기존 제강법에 비해 장점은 무엇인가요?
안녕하세요. 정우재 과학전문가입니다.질문주신 배세모 제강법은 일본의 제철 방식 중 하나로, 17세기에 만들어졌습니다. 배세모 제강법은 철광석을 불태워서 나온 액체 철을 특수한 방법으로 물에 담가서 고체로 만드는 방식입니다.먼저, 철광석을 작게 부서서 1100도 이상의 높은 온도에서 굽습니다. 그 후, 굽은 철광석을 불에서 내리면서 물을 부어서 철광석을 급격히 냉각시킵니다. 이렇게 냉각시키면 액체 상태였던 철이 금속 상태로 바뀌면서 석탄 등의 재료와 함께 특수한 화로에 담갔던 가마로로 이동합니다.가마로 안에는 고온으로 달군 숯을 넣고, 그 위에 철을 담아놓습니다. 그리고 가마로에 바람을 불어넣어서 철의 산화를 방지하고, 고온을 유지시킵니다. 철은 숯에서 나온 탄소와 결합하여 철과 탄소가 섞인 합금인 철꼴상태가 되며, 가마로에서 출렁이는 열기에 의해 쓰나미 모양으로 이루어진 철꼴을 만듭니다.이렇게 만들어진 철꼴은 냉각한 후에 조각으로 만들어져 철판, 철조망, 검 등 다양한 용도로 사용됩니다. 배세모 제강법은 열처리 과정에서 냉각을 빠르게 하여 내부 구조에 응력이 생기지 않도록 만들어, 강도가 높은 철꼴을 만들어낼 수 있습니다. 또한, 효율적인 철광석 활용과 저온에서의 철 생산 등으로 인해 자원 소비와 에너지 효율 면에서 우수한 제철 방식으로 평가받고 있습니다.
화학
Q. 우리나라에서 봄 가을이 짧아지는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 정우재 과학전문가입니다.계절이 짧아지는 이유는 지구의 자전축 기울기에 의해 발생합니다. 지구는 태양 주변을 공전하면서 자전축이 기울어져 있기 때문에, 한 해 동안 태양에서 비추는 각도와 양이 계절에 따라 달라집니다.지구의 자전축 기울기가 크면 태양에서 비추는 각도가 작아지고, 한 지역에서 태양이 비추는 시간이 짧아져서 계절이 짧아지게 됩니다. 반대로 자전축 기울기가 작으면 태양에서 비추는 각도가 커지고, 한 지역에서 태양이 비추는 시간이 길어져서 계절이 길어지게 됩니다.또한, 지구는 공전하면서 태양과의 거리도 변합니다. 태양과의 거리가 가까워지면 더 많은 태양광을 받아서 더 높은 온도가 되고, 멀어지면 태양광이 적어져서 낮은 온도가 됩니다. 이러한 거리 변화도 계절 변화에 영향을 미칩니다.이와 같이 지구의 자전축 기울기와 태양과의 거리 변화가 계절의 변화를 유발하는데, 이러한 변화는 지구의 자연적인 움직임에 의해 발생하므로, 지구의 생태계와 다양한 생물들의 생활 패턴에도 영향을 미칩니다.일부 연구들은 환경오염이 계절의 변화에 영향을 미칠 수 있다는 것을 보여주고 있습니다. 예를 들어, 대기 중 미세먼지나 오존과 같은 대기오염물질은 태양광이 지표면에 도달하는 양을 감소시켜서 온도 변화를 유발할 수 있습니다. 또한, 대기 중 이산화탄소와 같은 온실효과가 있는 기체는 지구 대기의 온도를 높여서 계절의 변화를 영향을 미칠 수 있습니다.그러나, 계절의 짧아짐은 여러 요인이 복합적으로 작용해서 발생하는 것이므로, 환경오염이 계절의 짧아짐에 직접적인 원인이 되는 것은 아닙니다. 또한, 계절의 변화와 환경오염은 서로 다른 시간 스케일을 가지고 있어서, 환경오염이 단기적으로 계절의 짧아짐에 영향을 미칠 수는 있어도, 장기적으로는 환경오염이 계절의 변화를 지속적으로 영향을 미치는 것은 아닙니다.따라서, 계절의 짧아짐은 여러 요인의 복합적인 작용에 의해 발생하는 것이므로, 환경오염이 그 중 하나의 요인으로 작용할 수 있지만, 오직 환경오염만이 계절의 짧아짐을 설명할 수 있는 것은 아닙니다.감사합니다.
생물·생명
Q. 나무의 수명은 무엇이 결정하나요?
안녕하세요. 정우재 과학전문가입니다.우선 좋은 질문 감사합니다. 질문 주신 나무의 수명은 다양한 요인에 의해 결정됩니다. 주요한 결정 요인은 다음과 같습니다.종류: 나무의 종류는 수명에 큰 영향을 미칩니다. 일부 나무 종류는 수명이 매우 길고, 다른 종류는 짧을 수 있습니다. 예를 들어, 오래된 나무 중 일부는 1,000년 이상 수명이 있는 반면, 다른 나무는 수십 년밖에 살지 못합니다.환경: 나무가 자라는 환경은 수명에 영향을 미칩니다. 나무의 수명은 온도, 강수량, 토양 조건, 태양 노출량 등의 조건에 따라 크게 영향을 받습니다.질병과 해충: 나무의 질병과 해충은 수명에 영향을 미칩니다. 예를 들어, 몇몇 나무 종류는 질병과 해충에 취약하여 수명이 짧을 수 있습니다.자연재해: 자연재해는 나무의 수명에 영향을 미칩니다. 나무가 자라는 지역의 지진, 홍수, 태풍, 번개, 눈 등의 자연재해는 나무가 손상되어 수명을 단축시킬 수 있습니다.인간 활동: 인간 활동도 나무의 수명에 영향을 미칩니다. 예를 들어, 나무를 베거나, 화재, 도로 건설 등은 나무의 수명을 단축시킬 수 있습니다.이러한 요인들은 종합적으로 고려되어, 나무의 수명이 결정됩니다. 나무의 수명은 자연환경에서 살아가는 다른 생물체들과 마찬가지로, 나무의 역할과 기능에 따라 다르게 평가됩니다.질문자님의 궁금증 해소에 조금이나마 도움이 되었으면 좋겠습니다.
화학
Q. 생수의 유통기한이 은근히 길더라고요.
안녕하세요. 정우재 과학전문가입니다.생수가 유통기한이 비교적 긴 이유는 여러 가지가 있습니다.첫째, 생수는 자연적으로 미생물이 적어 식품의 유통기한이 짧은 것에 비해 상대적으로 오랫동안 유통될 수 있습니다. 물론 생수는 깨끗하고 위생적인 환경에서 생산되고 처리되어야 하며, 물의 질에 따라 유통기한이 달라질 수 있습니다. 하지만 보통 생수는 식품의 유통기한이 상대적으로 짧은 것에 비해 유통기한이 길기 때문에 오랜 기간 동안 저장이 가능합니다.둘째, 생수는 대부분 비극성이기 때문에 물질의 분해나 산화 과정이 매우 느리게 일어납니다. 따라서 생수가 노화되는 속도가 느리기 때문에 유통기한이 길어집니다.셋째, 생수는 특별한 처리 없이도 대부분 미생물이나 선충 등의 유해균을 제거할 수 있기 때문에 유통기한이 길어질 수 있습니다. 생수가 깨끗한 환경에서 생산되고 처리되어, 그리고 적절한 포장과 보관 방법을 통해 유통될 경우, 그 유통기한이 더욱 길어질 수 있습니다.마지막으로, 생수는 대부분 보통 물의 성분만으로 구성되어 있기 때문에 보존 처리가 매우 간단합니다. 따라서 생수를 유통하기 위해 특별한 보존처리나 화학적 처리를 하지 않아도 되기 때문에 유통기한이 상대적으로 길어집니다.하지만 생수도 물론 유통기한이 있기 때문에, 생수를 구매할 때는 반드시 유통기한을 확인하고, 저장 및 보관에 주의해야 합니다.
생물·생명
Q. 나무 꼭대기까지 물과 양분이 공급 가능한 원리는 뭔가요?
안녕하세요. 정우재 과학전문가입니다.나무의 뿌리에서 물과 양분은 식물체의 전체 부위로 전달되어 생존에 필요한 영양분을 공급합니다. 이러한 과정은 수분과 영양분의 이동이 일어나는 두 가지 주요 메커니즘에 의해 이루어집니다.첫째, 뿌리의 끝부분에 위치한 미세한 모세관들을 통해 물과 양분이 흡수됩니다. 모세관은 작은 구멍들로 이루어져 있으며, 이 구멍을 통해 뿌리는 토양 속의 물과 양분을 흡수합니다. 이 과정은 일종의 필터링 프로세스로서, 모세관 안에 있는 셀이 물과 양분을 흡수하고, 적절한 양의 수분과 영양분만을 식물체의 나머지 부분으로 전달합니다.둘째, 뿌리와 식물의 다른 부분 사이에는 전기화학적인 수송 과정이 일어납니다. 이 과정에서는 식물 내의 수분과 영양분이 산화된 형태로 이동하며, 이러한 형태로 이동하는 것이 가능한 이유는 전기적인 차이 때문입니다. 즉, 식물체 내부의 전기적인 차이로 인해 수분과 영양분이 자연스럽게 상승하면서 나무의 꼭대기로 이동합니다.이러한 두 가지 메커니즘이 결합하여 나무 내부에서 물과 양분이 이동하며, 이 과정을 통해 나무는 생존에 필요한 영양분을 공급받을 수 있습니다.