안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.
Q. 우주 탐사에서 로켓의 비추력이 중요하다고 하는데 비추력이 무엇인가요?
비추력이란 로켓 엔진의 효율성을 나타내는 지표로서 단위 질량의 추진체가 얼마나 효과적으로 추진력을 생성하는지를 나타내게 됩니다. 같은양의 연료를 사용한다면 더 높은 비추력을 가지게 되는 엔진이 더 오래 더 강하게 추진하게 되는것이지요~그렇기에 우주 탐사에서 매우 중요하게 됩니다. 연료를 절약하게 되고 로켓의 무게를 감소할수 있으며 우주 탐사 거리가 증가할수 있기 때문이지요~ 보통 고체연료는 200~300초의 비추력을, 액체연료는 300~450초의 비추력을, 전기추진은 1500~10,000초의 비추력을, 해열로켓은 900~1,200초의 비추력을 가지고 있는것으로 알려져 있습니다! 쉽게 이야기해서 우리가 자동차의 연비가 좋다 안좋다를 나누게 되는 기준이라고 생각하시면 될것같아요!
Q. 물을 비울때 그냥 버리는 거 보다 회오리를 만들면서 비우면 더 빠른 이유?
물을 비울때 회오리를 만들면 더 빨리 비워지는것은 공기흐름과 원심력때문입니다~ 물을 아래로 비우려면 위쪽에서 공기가 들어올 공간이 필요하는데 그냥 버리게 되면 물이 한꺼번에 아래로 쏘ㄸ아지며 공기가 원활하게 위로 올라갈수 없게 되며 흐름이 지연되게 되지만 회오리를 만들면 중심부에 빈공간이 형성되며 공기가 쉽게 유입되는것이지요. 물이 배출되면서 위에서 공기가 들어와야 원활한 배출이 가능하게 되는데 회외리를 만들면 중심부에 공기기둥이 형성되며 공기가 쉽게 들어오고 물이 연속적으로 배출되게 되는것입니다. 물이 회전하면 바깥쪽으로 밀려나게 되고 중ㅅ미부에 공기 통로가 생기게되며 물이 빨리 빠져나가게 되는것이지요~
Q. 지구에사는 생명체의 눈은 처음부터 생긴건 아닌가요?
최초의 생명체엔 눈이 없었다고 하지요~ 눈은 자연선택과 진화의 과정으로 점진적으로 발달하게 된 기관이라고 합니다! 눈이 처음 등장한거슨 5억 4천만년전에 급격한 생명체의 진화과정을 거치게 되며 눈을 가진 생명체가 등장하였다고 하지요~ 캄브리아기 이전인 6억년전에는 눈이 없던 시대였다고 합니다~ 눈은 빛을 감지하는 단순한 세포에서부터 시작하게 되어 원시적인 다세포동물들이 움푹 들어간 형태의 광수용체를 가지게 되어 빛이 어디서 오는지 방향을 감지하는 수준이였다고 합니다. 눈이 깊어지게 되면서 점차 투명한 젤 같은 물질이 채워지게 되었고 빛이 흐려지지만 대략적인 형체를 인식하게 되었다고 하지요. 이후 정밀하게 발전하게 되어 해양 포식자들에게서 피하기 위한 시각적인 요소로 사용되기도 하였다고 합니다! 눈은 생존과 포식에 있어서 꼭 필요한것이였찌요!
Q. 중력파와 중력복사에 대한 의미가 궁금합니다
중력은 우리에게 익숙하지만 중력파나 중력복사는 생소하기도 하지요~ 중력파는 가속 운동하는 질량이 시공간을 출렁이게하며 전파되는 파동으로서 아이슈타인의 일반상대성이론에서 예측되었으며 2015년 LIGO 관측소에서 처음 직접 검출하게 되었습니다! 중력파는 파동의 형태이며 두개의 블랙홀이 충돌하거나 중성자별이 빠르게 회전하면서 발생하게 됩니다. 중력파가 지나가면 시공간이 압축되고 늘어나는 현상이 감지되게 됩니다. 이를 통하면 우주에서 일어나는 거대한 충돌을 관측할수 있도록 새로운 방법이 제공되게 되지요! 중력복사란 천체가 중력파를 방출하는 과정으로서 강한 중력장이 존재하는 천체에서 중력파가 생성되고 방출되는 현상을 설명하는 용어입니다. 중력파가 에너지를 방출하는 방식과 관련되어 있으며 중력복사가 일어나면 천체의 에너지가 중력파의 형태로 빠져나가며 시스템의 변화가 발생하게 되는것이지요! 중력파와 중력복사는 우주를 이해하는 새로운 도구이며 일반상대성 이론을 검증하게 되며 우주 초기 연구에 중요하답니다!
Q. 우주에서 인간이 고도로 발전한 지성체일 확률이 높은 이유가 뭔가요?
우리가 외계인을 떠올렸을때는 일반적으로 지구보다 더 발전한 문명을 가진 존재라고 상상하지만 우주에서 인간이 가장 고도로 발전한 지성체일수도 있습니다! 우주의 나이는 138억년정도로 밝혀져있는데 지구는 45억년이 역사를 가지고 있고 생명이 등장하고 지능이 발달하는 과정은 매우 느리게 되기에 인류가 고도의 문명을 이룩한 지난 1만년의 시간이 짧은기간이기에 생명은 흔할수 있지만 이렇게 지적 생명체로 진화하는 과정이 극도로 드물거나 느리게 된다는 것이지요~ 지구에서 여러차례 대멸종이 발생며 인간같은 고등지능체가 출현하게 되는 그런 기회자체가 굉장히 드물게 되는것이지요. 하지만 우주는 너무 넓고 오래되었기에 다른 고등 문명이 존재한다면 그 흔적이 발견되어야 하지만 지금까지 외계 문명의 신호를 발견한적이 없으며 우주에서 문명이 발전할 가능성이 우리가 생각하는 것보다극히 낮을수도 있게 된다고 보는것이지요!