안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.
지구과학·천문우주
Q. 높이에 따라 생기는 구름의 모양이 다를까요?
안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.저고도구름은 지상에서부터 약 2km정도 까지이며 크게 층우(낮고 평평하며, 보통 덩어리 모양으로 보이는 구름으로 흔히 하늘에서 솜사탕 같은 모양으로 나타납니다. 이 구름은 공기가 따뜻해져 상승하면서 형성되며, 주로 맑은 날씨에 나타납니다.), 층적운(낮고 넓게 퍼져 있는 구름으로, 하늘을 덮으며 얇고 둥근 형태를 가집니다. 보통 흐린 날씨에 나타나며, 하늘을 거의 완전히 덮을 수 있습니다.)의 형태로 존재하게 됩니다. 중고도 구름은 2~6km정도이며 고적운(보통 작고 둥글둥글한 구름들이 모여 나타나는 형태로 구름이 비교적 높은 고도에서 발생하며, 물결모양을 이루기도 합니다. 햇빛이 강한 날에는 구름 사이로 빛이 비쳐 독특한 그림자를 만듭니다.), 고층운(넓고 얇게 퍼진 구름으로, 하늘을 덮으며 태양이나 달을 희미하게 보이게 합니다. 주로 비나 눈이 내리기 전에 나타납니다.)으로 나눌수 있습니다~ 마지막으로 고고도구름은 6km이상이며 권운(매우 높은 고도에서 형성되는 가늘고 긴, 실같이 생긴 구름이며 보통 얼음 결정으로 이루어져 있으며, 날씨가 맑고 건조할 때 나타납니다.), 권적운(작은 구름 덩어리들이 모여 나타나며, 하늘에 잔물결 같은 패턴을 만듭니다. 권운보다 약간 낮은 고도에 있지만 여전히 매우 높게 위치해 있습니다.), 권층운(넓고 얇은 구름이 하늘을 덮으며, 해무리 달무리를 만들어내는 곳입니다)으로 나눌수 있습니다~
지구과학·천문우주
Q. 지구의 대기에는 수소의 양이 적은데 왜 그런가요?
안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.결론부터 이야기하면 수소가 너무 가볍기 때문이라고 생각하시면 됩니다~ 수소는 가장 가벼운 원소로, 원자량이 1이며, 분자 형태인 H2인 상태인 매우 가벼운 존재입니다. 가벼운 질량을 가진 수소 분자는 높은 열 운동 에너지를 가지기 쉽게 되는 것이지요~ 지구의 중력은 대기의 기체 분자들을 끌어당겨 지구 대기권 안에 가두는 역할을 하지만 중력은 질량이 큰 기체 분자들을 더 쉽게 붙잡아 둘 수 있습니다. 수소처럼 질량이 작은 기체는 중력의 영향으로부터 벗어나기 쉽게 되는 것이지요~ 대기의 상층부에서는 기체 분자들이 더 빠르게 움직일 수 있으며, 수소처럼 가벼운 분자들은 이 운동 에너지를 통해 지구의 중력을 이기고 대기권을 벗어나 우주 공간으로 탈출하게 되는 것이지요~ 지구가 형성된 초기에는 대기 중에 수소가 더 많았을 가능성이 큽니다. 하지만 시간이 지남에 따라 태양으로부터의 열, 특히 태양풍과 같은 외부 요인들에 의해 수소가 우주로 탈출한 것으로 보고 있습니다. 특히나 수소는 다른 원소들과 반응성이 매우 높기에, 수소는 산소와 쉽게 결합하여 물과 같은 화합물을 형성하게 되고 이 과정에서 대기 중의 자유로운 수소 분자는 줄어들게 되는 것이지요. 지구의 대기와 지각에서 수소는 물, 탄화수소, 그리고 다양한 화합물의 형태로 존재하게 되었고, 자유로운 수소의 비율은 더욱 감소하게 된것입니다!
지구과학·천문우주
Q. 인류는 왜 달 뒷편으로 가기가 어렵나요?
안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.달은 항상 지구에 한 면만을 보여주고 있습니다(조석 고정). 따라서 달의 뒷면에 있는 우주선이나 인류는 지구와 직접 통신이 불가능하며 지구에서의 신호가 달의 뒷면으로 바로 전달되지 않기 때문에, 중계 위성을 사용해야 합니다. 이는 추가적인 장비와 복잡한 계획이 필요하게 하며 달의 뒷면은 앞면과 다르게 매우 거친 지형을 가지고 있기에 이로 인해 안전한 착륙 지점을 찾는 것이 어려우며 앞면에 비해 탐사된 정보가 상대적으로 적기 때문에, 탐사선이나 착륙선을 안전하게 운용하기 위해서는 더 많은 사전 연구가 필요로 하게 되는 것이지요~ 달의 뒷면에 도달하거나 착륙하기 위해서는 궤도 조정, 추가 연료 소비 등의 문제가 발생할 수 있습니다. 특히 달의 앞면으로 접근한 뒤 뒷면으로 가기 위해서는 추가적인 추진력과 연료를 사용하여야 하게 되는 것이지요~ 달의 뒷면에서 임무를 수행하는 것은 지구와의 실시간 통신이 어려워, 탐사 도중 문제가 발생했을 때 즉각적으로 대처하기 어려울 수 있습니다. 이는 우주비행사들의 안전에 직결되는 문제로, 더 신중한 계획과 위험 관리가 필요합니다.
지구과학·천문우주
Q. 빛은 모두 같나요? 태양빛.형관등
안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.빛은 전자기파로 이루어져 있으며 태양빛, 형광등 불빛, 후레쉬 불빛 등 다양한 광원에서 발생하는 빛은 모두 동일한 전자기파의 일종이지요~ 태양에서 오는 빛은 거의 모든 파장을 포함하는 연속 스펙트럼을 가지고 있습니다. 이는 태양이 플라스마 상태에서 방출하는 광범위한 전자기파를 포함하며, 우리가 보는 가시광선뿐만 아니라 자외선, 적외선 등의 다양한 빛을 포함합니다. 형광등은 특정한 가스가 전기에 의해 여기되면서 빛을 방출하고 이 빛은 특정 파장에서 방출되기 때문에 선 스펙트럼(즉, 특정 파장에서의 강한 빛) 형태를 띠며, 태양빛과는 다르게 연속적이지 않게 됩니다. 이는 형광등의 빛이 인공적인 원인으로 특정 색상에서 더 강하게 빛나기 때문이죠~ 빛의 색상은 색 온도로 설명할 수 있으며 태양빛은 약 5500K의 색 온도를 가지며, 백색으로 보는 것이지요~ 빛은 광원이 지속적으로 에너지를 공급하는 한 계속 발광할 수 있으며 그러나 발광이 멈추면 빛도 더 이상 생성되지 않습니다.
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Q. 우리가 보는 행성의 모양은 대부분 원형 모양인데 그런 이유가 있나요?
안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.중력은 모든 방향에서 물질을 중심으로 끌어당깁니다. 따라서 행성의 모든 물질은 중심으로 향하는 동일한 힘을 받게 됩니다. 이러한 중력의 균일한 작용으로 인해, 행성의 물질들은 중심에서 가장 균형 잡힌 모양인 구형을 이루며 이 상태는 중력과 물질의 내부 압력이 균형을 이루는 상태로, 행성의 모양을 구형으로 만들게 하는 것이지요~ 행성은 형성 초기 단계에서, 먼지와 가스가 중력에 의해 뭉쳐지면서 점점 큰 덩어리를 형성하며 이 과정에서 물질들이 점점 더 모여들고, 중력의 영향으로 물질이 고르게 분포되면서 구형으로 만들어집니다. 초기의 불규칙한 모양이 시간이 지남에 따라 중력에 의해 고르게 퍼지게 되며, 결국 구형에 가까운 형태로 진화합니다. 작은 천체는 중력이 충분히 강하지 않기 때문에 불규칙한 모양을 가질 수 있으며 하지만 일정 크기(대략 직경 500km 이상)를 넘는 천체는 중력이 충분히 강해져서 자가 중력으로 인해 물질이 고르게 분포되어 구형에 가까운 형태를 가지게 하는 것이지요~ 행성이나 큰 위성과 달리, 소행성이나 작은 위성들은 불규칙한 모양을 가지고 있을 수 있습니다. 이는 그들의 크기가 작아서 중력이 약하기 때문에 불규칙한 모양을 유지할 수 있기 때문입니다.