안녕하세요. 김형윤 전문가입니다.
전기·전자
Q. 백색 소음이 과학적으로 효과가 있나요?
안녕하세요. 김형윤 과학전문가입니다.백색소음은 주변소음을 없애줘서 집중해야할 것에 좀 더 집중 할 수 있게해줍니다. 하지만 백색소음이 너무 커서 백색소음에 집중하게 된다면 오히려 집중력이 분산될 수 있습니다.
지구과학·천문우주
Q. 우주 팽창은 왜 일어나고 있는건가요?
안녕하세요. 김형윤 과학전문가입니다.우주 팽창은 주로 "빅뱅 이론"에 기반하여 설명됩니다. 빅뱅 이론은 현재로서 가장 수용되고 있는 우주의 기원과 진화에 대한 과학적 모델입니다.빅뱅 이론에 따르면, 약 138억 년 전에 우주는 매우 밀집하고 열렸던 상태였습니다. 그리고 어느 한 순간, 우주는 폭발적으로 팽창하며 현재의 형태로 진화했습니다. 이 폭발을 "빅뱅"이라고 합니다.팽창은 공간 자체가 확장하는 것을 의미합니다. 즉, 우주의 모든 거리가 점점 멀어지게 되는 것입니다. 이것은 일종의 스트레칭 효과로 생각할 수 있습니다. 그러나 중요한 점은 팽창이 공간 자체에만 해당한다는 것입니다. 실제 물질들 (별, 은하 등)은 팽창하지 않습니다. 그들 사이의 거리가 멀어지는 것은 공간 자체가 확장되기 때문입니다.팽창 속도는 할로 인해 변화할 수 있으며, 할로 상수(Hubble Constant)라고 알려진 값으로 표현됩니다. 할로 상수 값에 따라 우주의 팽창 속도가 결정됩니다.우주 팽창은 관측 결과와 많은 천문학적 증거를 통해 지지되고 있습니다. 예를 들어, 멀리 있는 은하들이 우리에서 멀어지는 속도와 거리에 비례하는 호블 법칙(Hubble's Law)을 관측할 수 있습니다.요약하면, 빅뱅 이론에 따르면 우주 팽창은 초기 밀집한 상태에서 폭발적인 확장으로 발생합니다. 이것은 공간 자체가 확장하는 것을 의미하며, 중력 등 다른 작용력으로 인해 개별 물질들은 팽차하지 않습니다.
전기·전자
Q. 극저온에서 초전도현상은 왜 생기는건가요?
안녕하세요. 김형윤 과학전문가입니다.극저온에서 초전도 현상은 주로 두 가지 원리에 기반합니다. 첫째, 전자들이 특정한 재료 안에서의 운동에 의해 발생하는 저항 없는 전류인 초전류(Zero Resistance Current)가 형성됩니다. 둘째, 동일한 재료 안에서 자기장을 완전히 배제하는 현상인 완전배제(Perfect Diamagnetism)가 나타납니다.초전도는 일반적으로 금속 또는 합금의 극저온 상태에서 관찰되며, 주로 특정한 재료의 크리티컬 온도 이하에서 발생합니다. 이러한 온도를 "임계온도"라고 합니다. 대부분의 초전도체들은 액체 헬륨 (He)나 액체 질소 (N2)와 같은 매우 낮은 온도로 냉각되어야만 초전도 상태에 도달할 수 있습니다.초전도 현상은 BCS 이론(Bard-Cooper-Schrieffer Theory)으로 설명됩니다. BCS 이론에 따르면, 저온에서 원자나 이온들이 생성하는 양성자를 포착할 수 있는 전자들이 존재합니다. 이러한 전자들은 쌍으로 결합하여 Cooper pair라고 하는 복합 입자를 형성합니다. Cooper pair는 서로 반대 방향으로 회전하며, 격려함수(Phonon)라고 하는 입자를 공유함으로써 서로 강하게 결합됩니다.Cooper pair는 전기적인 방해 요소 없이 자유롭게 움직일 수 있으므로 저항 없이 전류가 흐릅니다. 또한, 자기장을 완벽하게 배제하기 때문에 초전류가 자기장과 상호작용하지 않습니다.요약하면, 극저온에서의 초전도 현상은 Cooper pair라고 하는 복합 입자의 형성과 그것들의 저항 없는 운동 그리고 자기장 배제와 관련된 원리에 의해 발생합니다.
기계공학
Q. 식품에 나오는 화학 개념인 쇼트닝은 무엇인가요?
안녕하세요. 김형윤 과학전문가입니다.쇼트닝은 식물성 기름을 가열하여 수분과 불순물을 제거한 지방입니다. 쇼트닝은 또한 마가린과 같은 식물성 기름으로 만든 대체품으로도 사용됩니다.쇼트닝의 종류에는 동물성 쇼트닝과 식물성 쇼트닝이 있습니다. 동물성 쇼트닝은 소의 지방인 버터로 만들며, 식물성 쇼트닝은 콩, 옥수수, 해바라기씨와 같은 식물에서 추출한 기름으로 만듭니다. 쇼트닝은 냉장고에 보관해야 합니다. 냉장고에 보관하지 않으면 쇼트닝이 녹아서 사용하기 어려워집니다.
생물·생명
Q. 자연에서 육각형 형상이 많이 보이는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 김형윤 과학전문가입니다.자연에서 눈 결정이 육각형인 이유는 물의 분자가 육각형 모양을 가지고 있기 때문입니다. 물의 분자는 두 개의 수소 원자와 한 개의 산소 원자가 결합하여 이루어져 있습니다. 이때 수소 원자는 산소 원자 주위에 104.5도 각도로 배치됩니다. 따라서 물의 분자는 육각형 모양을 가지고 있습니다.눈 결정은 물의 분자가 수증기 상태에서 공기 중으로 상승하면서 냉각되어 생성됩니다. 이때 물의 분자는 서로 결합하여 육각형 모양의 결정을 형성합니다.눈 결정의 모양은 온도, 습도, 바람의 세기 등 다양한 환경 요인에 의해 영향을 받습니다. 그러나 일반적으로 눈 결정은 육각형 모양을 가지고 있습니다.눈 결정은 매우 아름다운 자연의 산물입니다. 눈 결정의 모양은 매우 다양하며, 그 아름다움은 보는 사람을 매료시킵니다.
생물·생명
Q. 생물)식물이 자라기 좋은 빛 색깔은 어떤 것인가요?
안녕하세요. 김형윤 과학전문가입니다.식물이 잘 자라는 빛의 색은 파란색과 빨간색입니다. 파란색은 식물의 성장을 촉진하고, 빨간색은 식물의 개화를 촉진합니다. 따라서 식물은 파란색과 빨간색이 모두 포함된 빛을 받으면 가장 잘 자랍니다.식물이 파란색과 빨간색 빛을 잘 흡수하는 이유는 엽록소 때문이다. 엽록소는 식물의 잎에 있는 색소로, 광합성에 관여합니다. 광합성은 식물이 태양빛을 이용하여 이산화탄소와 물을 물과 산소로 바꾸는 과정입니다. 이 과정에서 식물은 에너지를 얻습니다.파란색과 빨간색 빛은 엽록소에 가장 잘 흡수되는 빛입니다. 따라서 식물은 파란색과 빨간색 빛을 받으면 가장 잘 자랍니다.식물을 집에서 키울 때는 파란색과 빨간색 빛이 모두 포함된 빛을 받도록 해야 합니다. 파란색과 빨간색 빛이 모두 포함된 빛은 백색광입니다. 따라서 식물을 집에서 키울 때는 백색광을 주는 조명을 사용하면 좋습니다.또한, 식물을 키울 때는 빛의 양에도 신경을 써야 합니다. 식물은 하루에 최소 6시간의 빛을 필요로 합니다. 따라서 식물을 키울 때는 빛이 잘 드는 곳에 놓아야 합니다.
물리
Q. 여자는 왜 근육운동을 해도 근이 잘 생기지 않나요? 근육합성이 안되는 이유가 있나요?
안녕하세요. 김형윤 과학전문가입니다.여자는 남자와 달리 테스토스테론 수치가 낮습니다. 테스토스테론은 근육을 생성하고 유지하는 데 중요한 역할을 하는 남성 호르몬입니다. 따라서 여자는 남자보다 근육이 적습니다.또한, 여자는 남자와 달리 골격이 작습니다. 골격은 근육이 붙어 있는 구조물입니다. 따라서 여자는 남자보다 근육을 더 많이 키우기 어렵습니다.이러한 이유로 여자는 남자처럼 큰 근육을 만들기 어렵습니다. 그러나, 여자도 적절한 운동과 영양을 통해 근육을 키울 수 있습니다.
전기·전자
Q. '프롬프트 엔지니어'에 대해 설명해 주세요.
안녕하세요. 김형윤 과학전문가입니다.프롬프트 엔지니어는 인공지능(AI) 시스템이 원하는 결과를 생성하도록 돕는 사람입니다. 프롬프트 엔지니어는 AI 시스템이 이해하고 반응할 수 있는 프롬프트를 작성하고, AI 시스템이 생성한 결과를 평가하고, AI 시스템을 개선하기 위한 피드백을 제공합니다.프롬프트 엔지니어는 AI 시스템의 성능을 향상시키는 데 중요한 역할을 합니다. 프롬프트 엔지니어는 AI 시스템이 원하는 결과를 생성하도록 돕기 때문에, AI 시스템은 더 정확하고 유용한 결과를 생성할 수 있습니다. 또한, 프롬프트 엔지니어는 AI 시스템이 생성한 결과를 평가하고 피드백을 제공하기 때문에, AI 시스템은 지속적으로 개선될 수 있습니다.프롬프트 엔지니어는 AI 시스템의 발전에 따라 점점 더 중요한 역할을 할 것입니다. AI 시스템이 더 복잡해지고, 더 다양한 작업을 수행할 수 있게 되면, 프롬프트 엔지니어는 AI 시스템이 원하는 결과를 생성하도록 돕는 데 중요한 역할을 할 것입니다.
생물·생명
Q. '호미니드'가 무슨 뜻인지 알려주세요.
안녕하세요. 김형윤 과학전문가입니다.호미니드(Hominid)는 인간과 그 직계 조상을 포함하는 영장류의 일종입니다. 호미니드는 약 600만년 전에 나타났으며, 그 이후로 다양한 종으로 분화되었습니다. 오늘날에는 오직 인간 한 종만이 남아 있습니다.호미니드는 다른 영장류와 구별되는 몇 가지 특징을 가지고 있습니다. 첫째, 호미니드는 직립보행을 합니다. 직립보행은 호미니드가 두 손을 자유롭게 사용할 수 있게 하였고, 이는 도구를 사용하고, 불을 사용하고, 지식을 축적하는 데 중요한 역할을 했습니다. 둘째, 호미니드는 뇌의 크기가 다른 영장류보다 큽니다. 큰 뇌는 호미니드에게 더 나은 사고력과 추리력을 제공했습니다. 셋째, 호미니드는 얼굴이 납작하고 이마가 넓습니다. 이러한 특징은 호미니드의 뇌가 더 크고 복잡해졌음을 나타냅니다.호미니드는 인간의 진화를 이해하는 데 중요한 역할을 합니다. 호미니드의 화석은 인간의 진화 과정을 추적하고, 인간의 특징이 어떻게 발달했는지에 대한 정보를 제공합니다.
기계공학
Q. '알츠하이머 뇌척수액 검사'에 대해 알려주세요.
안녕하세요. 김형윤 과학전문가입니다.알츠하이머병은 뇌에 아밀로이드 베타와 타우 단백질이 축적되어 발생하는 치매입니다. 뇌척수액 검사는 뇌척수액에서 아밀로이드 베타와 타우 단백질의 양을 측정하여 알츠하이머병을 진단하는 검사입니다.뇌척수액 검사의 정확도는 약 80%입니다. 즉, 뇌척수액 검사에서 아밀로이드 베타와 타우 단백질의 양이 증가하면 알츠하이머병일 가능성이 높지만, 정상이더라도 알츠하이머병이 아닐 수도 있습니다.뇌척수액 검사는 척추에 바늘을 삽입하여 뇌척수액을 채취하는 방법으로 시행됩니다. 검사는 약 15분 정도 소요되며, 통증이나 출혈이 발생할 수 있습니다.뇌척수액 검사는 알츠하이머병의 진단에 도움이 되는 검사이지만, 정확도가 100%가 아니기 때문에 다른 검사와 함께 시행하는 것이 좋습니다.