안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.
Q. 엔트로피란 무엇인가요 시간을 이야기할때
엔트로피란 물리학에서 상태의 무질서도나 불확실성의 정도를 나타내는 개념인데요 열역학과 정보 이론에서 중요한 역할을 하낟고 알려져있지요. 시간을 이야기할대는 시간의 흐름과 무질서의 증가라느 측면을 이야기하게 됩니다! 이는 주로 시스템의 에너지 분포와 관련이 되어있는데 엔트로피는 고립된 시스템에서 증가하는 경향성을 가지게 되지요. 열역한 2법칙에서는 고립된 시스템에선 엔트로피가 절대로 감소하지 않고 증가한다는 법칙을 가지게 되는데 이러한 엔트로피의 과정은 시간의 흐름을 과거에서 미래로 정의하는 기준이 되기도 합니다. 에너지가 고르게 퍼지면서 더 이상 물리적으로 에측할 수 없는 상태가 됭 ㅓ무질서가 증가하는 것이 엔트로피의 증가로 나타나게 되며 엔트로피의 증가가 시간을 한 방향으로만 흐르게 만드는 역할을 한다고 볼수도 있게 되는 것이지요~ 시간의 흐름과 엔트로피는 상호 의존적인 관계를 가지게 되며 시간이 흐를수록 무질서와 불확실성이 증가하는 경향을 가지게 되며 엔트로피의 증가로 나타나게 됩니다. 즉 엔트로피는 시간을 한 방향으로 흐르게 만드는 힘처럼 작용하며 이 방향은 바로 과거에서 미래로 향하는 흐름을 이야기하는것이지요!
Q. 지구의 자기장이 1시간 정도사라지게된다면? 우리지구는 어떻게 되나요?
자기장이 1시간정도 사라진다면 여러가지 큰 영향들이 분명히 생기게 될것인데요. 우선 우주의 방사선이 증가할것으로 보입니다. 태양에서 방출되는 고에너지 입자들은 지구 자기장의 보호막이 없게 된다면 직접적으로 지구 표면에 도달하게 되는데요. 보통 지구의 자기장이 이러한 방사선과 입자들을 차단하거나 흐름을 우회시켜 지구 생명체를 보호하지만 자기장이 사라지게된다면 우주의 방사선과 태양풍이직접적으로 영향을 미치게 되어 전자기기나 ㅇ니공위성등에 큰 영향을 미치게 되겠지요. 지구의 자기장은 결과적으로 지구와 관련된 모든 무선통시과 GPS등에 영향을 주게 될것입니다. 이는 또한 방사선으로 인해 인간의 건강에 영향을 미치게 될것임을 이야기하게 되고 세포의 손상으로 DNA손상이나 이에 따른 합병증이 발생하게 도리수도 있게되겟지용~
Q. 우주 은하가 반시계방향으로 꼬여있는 은하가 왜 더많나요
우주에서 대부분의 은하들은 반시계방향으로 회전하는 이유로 우주 형성 초기의 운동 방향과 관련되어있는것으로 보는데요 은하는 원래 거대한 가스와 마ㅓㄴ지 구름이 중력에 의해 모여서 형성되는데 이러한 물질들이 서로 상호작용하며 운동하면서 각운동량을 보존하려고 하지요. 이때 처음의 회전 운동 방향이 일정한 방향으로 나타나게 되는데 이 방향에 따라 은하가 회전하게 되는것이지요. 우주 초기에 대폭발이 일어나면서 물질들이 빠르게 팽창하였꼬 물질들이 중력에 의해 모이면서 회전하게 되는데 이때 대부분의 운동은 특정한 방향을 가진 각운동량을 따르게 되며 회전 방향을 결정하게 되지요. 운동하는 물체는 각운동량을 보존하려고 하고 가스 구름이 축소되면서 회전속도가 빨라지기에 대체로 은하 형성 과정에서 회전 방향은 특정한 방향으로 편향되게 되며 관측하는 결과 거의 대다수가 반시계빵향으로 회전하게 되지요. 하지만 이는 우리가 관측가능한 우주의 일부분 영역일 뿐입니다! 다른 어느곳에서는 시계방향으로만 도는 곳들이 존재할수도 있기 때문이지요~!
Q. 블랙홀과 암흑에너지 관계는 무엇인가요
블랙홀은 매우 강한 중력을 가진 천체인데요 빛조차 탈출 할 수 없는 정도로 강하다고 알려져 있지요. 블랙홀은 별의 중력붕괴로 형성되는데 중심에 특이점이라고 불리우는 무한 밀도이ㅡ 점이 존재한다고 알려져 있습니다. 블랙홀은 그 주변의 사건이ㅡ 지평선을 경계로 정의하고 있으며 내부로 끌려들어가 다시는 밖으로 나올수없다는 특징을 가지지요~ 암흑에너지는 우주의 가속 팽창을 설명하는 가상의 에너지로서 우주가 계속 팽창하고 있으며 이 팽창 ㅗㅅㄱ도가 시간이 지나갈수록 빨라지고 있따는 사실을 관측한 결과 이를 설명하기 위해 암흑에너지가 도입되었습니다. 암흑 에너지를 우주의 약 68%를 차지하는 것으로 추정되며 우주의 팽창을 가속화하는 특성을 가지게 되느것이지요~ 하지만 현재로서 블랙호로가 암흑 에너지가 직접적으로 연결된 증거는 없으며 우주가 팽창하는 속도가 가속화됨에 따라 먼 우주에서는 암흑 에너지가 중요한 역할을 하게 되고 블랙홀은 고도의 밀도를 가지고 있으며 그 내부는 일반 ㅏㅅㅇ대성이론에 의해 설명되게 되지요~ 암흑에너지가 우주 팽창을 가속화하는 한편 블랙홀은 우주 ㅗㅅㄱ에서 지역적인 중력장을 강하게 작용시키게 되는것이지요~ 하지만 일부 이론에선 우주의 팽창이 블랙홀이 형성되는데 영향을 미친다고 보고도 있답니다!
Q. 목성 태풍 대적점이 점점 크기가 작아지는 이유가 무엇인가요
목성의 대적점이란 400년동안 관측하였던 거대한 기상시스템인데요 지구보다 훨 크다고 알려져있지만 최근 몇십년 동안 대적점의 크기가 줄어들고 있따는 연구결과가 있습니다. 목성의 대적점 자체는 큰 대기의 순환시스템인데요 수백년동안 유지되어왔던 만큼 대기의 흐름이 변화되게 되면 달라질수 있게 되겠지요. 목성의 대기에서 일어나는 순환들이 변화를 약시ㅣ키게 된것입니다. 대적점은 고온의 기상 시스템이지만 목성의 대기에서 발생하는 열 에너지의 변화가 대적점의 크기 변화에 영향을 줄수 있께 될것이며 대기의 온도나 열의 분포가 바뀌게 되면 대적점의 운동과 크기에도 영향을 미치게 될 수도 있게 되는것이지요. 대적점 자체는 거대한 소용돌이로서 자체적인 회전을 하는데 시간이 지남에 따라 이 소용돌이가 기류의 변화나 내부 동역학적 크기 축소를 초래하기도 한것으로 보입니다!