안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.
Q. 지구역사에서 나무가 언제생기기 시작했나요
나무는 약 4억 3천만년전 데본기에 처음 등장했다고 알려져 있으며 초기의 나무는 우리가 알고 있는 현대적인 나무와는 조금 달랐는데요. 식물들이 육상으로 진출하면서 다양한 종류의 나무가 생긴것으로 알려져 잇습니다. 초기의 식물은 약 5억 4천만년전 캄브리아기에 식물들이 바다에서 육지로 진출하기 시작하였으며 초기 식물은 작은 이끼나 선태류로 뿌리와 줄기가 없었고 물에 의존해 살아가게 되었답니다. 이 이후 4억 4천만년전 실루리아기에 육상에 더 복잡한 식물들이 등장하기 시작했으며 이 시기의 식물들은 뿌리와 줄기를 가지고 있었으며 광합성을 통해 육상 환경에서 자립적인 생태계를 구성하게 되었답니다! 이 이후 데본기에 크고 단단한 나무들이 처음 등장하기 시작하였으며 세포벽에 리그닌을 포함하여 목질화 되는 과정을 거치면서 더 단단하고 자생할수 있는 구조를 갖추게 되었다고 합니다!
Q. 우주의 환경에서 지구처럼 살 수 있을까요?
지구와 같은 환경에서 살아가기 위해서는 산소와 이산화탄소의 비율이 적절히 유지되고 온도가 인간이 살수 잇을만큼 적당히 유지되어야 하겠지요. 지구는 질소가 78%, 산소가 21%로 이루어져 잇어 생명체가 숨을 쉴수 있습니다. 다른 행성도 이러한 조건을 맞춰야 하겠지요. 또한 중력은 생명체가 제대로 성장하고 생리적으로 기능하는데 중요한 역할을 하는데 이러한것들도 영향을 미쳐줘야하겠지요! 우주에서 자원을 확보하고 이를 이용해 식량과 물을 생성하는 시스템을 만드는것이 또 다른 큰 도전이 될것이며 태양광 등의 에너지 등을 활용하여 자원을 확보하는게 중요할것입니다. 우주는 지구처럼 대기나 자기장이 없기에 우주방사선으로부터 보호가 필요하기도 합니다!
Q. 우주에서 식물을 키우는 데 가장 큰 도전은 무엇인가요?
우주에선 중력이 거의 엇거나 매우 미세한 환경으로 알려져 있죠. 이러한 상황에선 식물이 뿌리를 내리고 성장 방향을 잡기에 무리가 있다고 알려져 있습니다. 지구에서는 중력이 뿌리를 아래로 줄기를 위로 자라게 하지만 우주에서는 이러한 중력의 영향을 받지 않기에 식물들이 어떠헥 자라야 하는지에 대한 이해가 필요로 하게 됩니다.우주에선 인위적으로 중력을 생성하거나 다른방식으로 키울것을 연구하고 있따고 합니다. 우주에선 대기압이나 온도, 습도 등이 지구와 다르지요. 대기압력은 없거나 매우 낮고 물이 쉽게 증발하거나 끓어버릴수 있끼에 식물이 물을 흡수하고 유지하는데 어려움이 있다고 알려져 있습니다. 우주 환경에선 공기의 질, 이산화탄소와 산소의 비율을 조절하는것이 중요하며 식물은 광합성을 통해 에너지를 얻는게 지구에서는 태양 빛을 자연스럽게 받을수 잇지만 우주에선 이게 일정하지 않기에 인공조명을 사용하여야 겠지요. 인공조명은 식물의 성장에 필수적인 특정 파장의 빛을제곻아여야 하며 이를 조절하는것이 중요하게 되겠지요! 또한 우주의 고에너지 우주 방사선등을 처리할수 있는 방법을 고려하여야 할것입니다!
Q. 밀도가 가장높은 행성과 가장낮은 행성이 궁금합니다!!
밀도가 가장 높은 태양계 내의 행성은 지구입니다. 지구는 5.52g/cm3로서 금속과 암석이 주로 철과 니켈같은 금속원소로 구서오디어 있으며 내부는 고온 고압 상태로 금속 핵과 암석층으로 구성되어 있어 밀도가 높게 되지요! 밀도가 가장 낮은 행성은 토성으로서 태양계에서 밀도가 가장 낮은 행성으로 기체로 구성되어 있다고 알려져 있습니다. 토성은 주로 수소와 헬륨 같은 가벼운 원소들로 이루어져 있으며 평균 밀도가 매우 낮ㅅ브니다. 토성의 밀도는 물보다도 낮기에 토성을 큰 물에 놓으면 떠오를수 있을정도로 가볍게 되지요!
Q. 지구보다 두배 큰 행성은 시간도 절반으로 가나요?
시간의 흐름은 질량과 크기 뿐만아니라 중력과 속도에 따라서도 달라지게 됩니다. 중력의 시간지연은 아이슈타인의 일반상대성이론에 의해 설명되며 중력이 강한곳에선 시간이 더 느리게 흐르며 큰 질량을 가진 천체 근처에선 시간이 상대적으로 더 천천히 흐르는 현상이 발생하며 2배 더 큰 행성이더라도 그 행성의 질량과 밀도, 속도 등이 달느 중요한 변수가 되며 시간이 정확히 절반으로 흐르는것은 아니랍니다! 만약 행성이 엄청나게 큰 밀도나 빠르게 회전하는 행성이라면 그 행성에서의 시간은 지구보다 더 천천히 흐를수도 있지만 두 배 더 큰 크기만으로는 시간의 흐름이 절반이 되지 않게 되지용!