안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.
지구과학·천문우주
Q. 뇌운 에서 고에너지 방사선이 감마선이 발생을 한다고 하는데요
안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.뇌운 속에서 강력한 전기장이 형성될 때, 전자가 매우 빠르게 가속됩니다. 이 가속된 전자들이 공기 분자들과 충돌하면서 X선과 감마선을 방출합니다. 이렇게 생성된 감마선은 뇌운 위쪽으로 방출되기도 하지만, 일부는 지표면을 향해 내려오기도 합니다. TGF는 매우 강력한 에너지를 가지고 있지만, 이 방사선이 실제로 인간에게 큰 영향을 미칠 가능성은 매우 낮습니다. TGF는 매우 짧은 시간 동안만 발생합니다. 일반적으로 몇 밀리초 이내에 방출되므로, 인체가 장시간 방사선에 노출되는 상황은 거의 없습니다. 감마선은 대기 중의 입자들과 상호작용하면서 에너지를 잃고 소멸됩니다. 대기의 두꺼운 층이 우리를 보호하는 방패 역할을 하기 때문에, 감마선이 지표면에 도달할 때는 대부분 약해집니다. TGF는 번개와 연관되어 발생하므로 번개가 자주 치는 지역이나 번개 근처에서는 위험성이 조금 더 높아질 수 있습니다. 그러나 일반적인 생활 환경에서 TGF에 노출될 가능성은 매우 적습니다. 번개가 자주 발생하는 뇌운 근처를 비행하는 항공기 승객이나 승무원들은 TGF에 노출될 가능성이 약간 더 큽니다. 하지만 항공기 조종사들은 보통 뇌우를 피해 비행하기 때문에 이런 위험은 매우 낮습니다. 일부 연구에서는 항공기 승무원들이 TGF에 노출될 수 있는 위험성을 평가했지만, 실제로 감마선에 의한 영향은 거의 없다고 보고되고 있습니다.
지구과학·천문우주
Q. 모든 행성이나 항성은 지구처럼 구형인가요?
안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.행성이나 항성과 같은 큰 천체들은 중력에 의해 구형을 형성하게 됩니다. 중력은 천체의 모든 방향에서 내부로 동일하게 작용하는 힘으로, 천체를 가능한 한 작은 공간에 압축하려고 합니다. 이때 가장 작은 표면적을 가지는 형태가 바로 구형입니다. 따라서 큰 천체들은 중력의 영향을 받아 자연스럽게 구형을 이루게 됩니다. 모든 행성이나 항성이 완벽한 구형은 아닙니다. 특히 자전 속도가 빠른 천체들은 약간 찌그러진 형태를 가질 수 있습니다. 이를 적도 팽창이라 부르는데, 이는 자전으로 인해 적도 부분이 바깥쪽으로 밀려나면서 생기는 현상입니다. 질량이 충분히 크지 않은 작은 천체들은 구형이 아닐 수도 있습니다. 그 이유는 이들 천체가 자가 중력에 의해 완전한 구형을 만들 정도로 크지 않기 때문입니다. 우주에는 행성이나 항성 외에도 다양한 형태를 가진 천체들이 있습니다. 은하는 수천억 개의 별이 모여 있는 구조로, 은하의 형태는 나선형, 타원형, 불규칙형 등으로 다양합니다. 하지만 이들은 행성이나 항성과는 다르게 자체 중력으로 구형을 이루지 않기 때문에, 다양한 형태를 가질 수 있습니다.
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Q. 빙하가 다 녹으면 무슨일이 일어날까요?
안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.빙하가 녹으면 그 물은 바다로 흘러들어 해수면을 상승시킵니다. 특히, 그린란드와 남극 대륙의 거대한 빙하가 녹으면 해수면 상승은 매우 빠르게 일어날 수 있습니다. 이로 인해 저지대 해안 지역에서는 홍수가 빈번해지거나, 일부 지역은 아예 바다에 잠길 수도 있습니다. 예를 들어, 방글라데시나 태평양의 섬 국가들이 위험에 처할 수 있습니다. 빙하는 태양빛을 반사하는 역할을 합니다. 빙하가 녹으면 지구 표면에 반사되지 않고 흡수되는 햇빛이 많아지기 때문에 지구가 더 빠르게 따뜻해지는 효과가 나타납니다. 이를 '빙하 반사 효과' 또는 '알베도 효과'라고 부릅니다. 빙하가 줄어들수록 더 많은 열이 지구에 남아 기후 변화가 가속화됩니다. 빙하가 녹으면 북극과 남극의 차가운 담수가 바다로 흘러들어가 해류와 바닷물의 순환에 변화를 줄 수 있습니다. 이 변화는 해양 생태계에 영향을 미치고, 어류의 서식지와 같은 중요한 요소들에 변화를 가져올 수 있습니다. 빙하가 있는 지역에도 겨울에는 여전히 눈이 내리지만, 빙하가 녹는 속도를 따라잡기에는 충분하지 않습니다. 빙하가 형성되거나 유지되려면 매년 내리는 눈이 녹는 양보다 많아야 합니다. 그러나 최근에는 전 세계적으로 기온이 상승하면서 겨울철에 내리는 눈도 빨리 녹는 경우가 많습니다. 그래서 빙하가 완전히 녹지 않고 남아 있으려면, 훨씬 더 차가운 기후와 더 많은 눈이 필요합니다. 빙하가 원래의 모습을 회복하려면 지금보다 훨씬 더 차가운 기온과 많은 양의 눈이 필요합니다. 현재 지구 온난화로 인해 이런 조건을 만드는 것은 매우 어렵습니다. 기후가 장기간에 걸쳐 냉각되지 않으면 빙하가 원래대로 복원되는 것은 사실상 불가능할 수 있습니다.
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Q. 무지개가 생기는 원리는 무엇일까요?
안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.햇빛이 공기 중에서 물방울로 들어가면서 빛의 속도가 변하고 굴절이 발생합니다. 이 과정에서 햇빛이 서로 다른 색으로 분리됩니다. 햇빛은 여러 색의 빛이 섞인 것이고, 각 색의 빛은 굴절하는 각도가 조금씩 다르게 되는데 물방울 안으로 들어간 빛은 물방울의 반대쪽 경계면에서 내부 반사를 겪습니다. 즉, 빛이 물방울 내부에서 반사되어 다시 물방울 내부로 진행합니다. 내부에서 반사된 빛은 물방울을 다시 빠져나오면서 또 한 번 굴절합니다. 이때 빛은 다시 분산되며 서로 다른 색들이 더욱 분리됩니다. 햇빛은 여러 파장으로 이루어져 있어, 각 파장은 굴절되는 각도가 다릅니다. 파장이 긴 빨간색 빛은 상대적으로 적게 굴절되고, 파장이 짧은 보라색 빛은 더 많이 굴절됩니다. 이로 인해 무지개는 빨주노초파남보의 색깔 순서로 보이게 됩니다.
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Q. 우주의 크기는 얼마나 클까요. 인간이 관측가능한 우주의 크기가 궁금합니다.
안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.관측 가능한 우주는 지구를 중심으로 약 460억 광년 반경에 달합니다. 이는 우리가 볼 수 있는 가장 먼 거리에 있는 물체들이 460억 광년 떨어져 있다는 것을 의미합니다. 한 광년은 빛이 1년 동안 이동하는 거리로 약 9.46조 킬로미터입니다. 반경이 460억 광년이므로, 관측 가능한 우주의 전체 직경은 약 920억 광년에 달합니다. 이 크기는 우리가 현재 기술로 관측할 수 있는 범위를 나타내며, 우주의 나이가 약 138억 년임에도 불구하고 우주가 계속 팽창하고 있기 때문에 빛이 이동한 거리보다 훨씬 더 먼 거리를 볼 수 있게 된 것입니다. 중요한 점은 우리가 관측할 수 있는 우주는 전체 우주의 일부일 뿐이라는 것입니다. 우주는 현재도 계속 팽창 중이기 때문에, 우리가 관측하지 못하는 우주가 더 많이 존재할 가능성이 큽니다. 실제 우주의 전체 크기는 현재로서는 알 수 없지만, 관측 가능한 우주는 전체 우주의 일부분일 뿐이라고 생각되고 있습니다.