안녕하세요. 김형윤 전문가입니다.
화학
Q. 온난화가 되어 빙하가 다 녹는 다면 현 육지의 몇 퍼센트나 줄어 드나요?
안녕하세요. 김형윤 과학전문가입니다.지구 상의 모든 빙하가 녹았을 경우, 육지면적은 약 29% 감소할 것으로 예측됩니다. 현재 지구 상의 빙하는 대략 14백만 km²이며, 이는 지구 육지면적의 약 10%에 해당합니다. 따라서 빙하가 다 녹았을 경우, 지구 육지면적은 현재의 10%에서 29%까지 감소할 것입니다. 이러한 감소는 지구의 해수면 상승과 관련이 있습니다. 빙하가 다 녹으면, 그 물은 바다로 흐르게 되어 해수면이 상승하게 됩니다. 이는 지구의 기후 변화와 관련이 있으며, 지구 생태계 및 인류에 큰 영향을 미치게 됩니다.
지구과학·천문우주
Q. 지구가 자전하거 공전하는 현상을 어떻게 관찰 할 수 있을까요?
안녕하세요. 김형윤 과학전문가입니다.지구의 자전과 공전은 매우 느리고 규모가 큰 운동이므로 우리가 직접 관찰하기는 어렵습니다. 하지만 이러한 현상을 간접적으로 관찰하는 방법이 있습니다.첫 번째로, 지구의 자전은 하늘에 있는 별들이 이동하는 것으로 관찰됩니다. 이를 별궤도 혹은 별회 이동이라고 부르며, 지구가 돌고 있기 때문에 별들이 이동하는 것처럼 보입니다.두 번째로, 지구의 공전은 계절 변화와 연관이 있습니다. 지구는 태양 주위를 공전하면서 서쪽으로 이동하게 되는데, 이 때문에 태양의 위치가 변화하면서 계절이 바뀌는 것입니다.세 번째로, 극광은 지구의 자전과 공전으로 인해 발생하는 현상입니다. 지구의 자전으로 인해 지구 자석권이 변동하게 되고, 이에 따라 태양에서 방출된 입자들이 지구로 향하면서 극광이 발생합니다.이러한 방법들을 통해 지구의 자전과 공전을 간접적으로 관찰할 수 있습니다.
토목공학
Q. 스마트팜 기술은 우리나라가 최초로 개발했는지 궁금합니다.
안녕하세요. 김형윤 과학전문가입니다.스마트팜은 여러 나라에서 개발되었지만, 일반적으로 스마트팜의 기원은 미국에서 시작되었습니다. 미국에서는 20세기 초부터 농업 자동화 기술에 대한 관심이 높아졌으며, 1980년대부터는 컴퓨터 기술과 농업 기술을 결합하여 스마트팜이라는 개념이 등장했습니다. 스마트팜의 초기 형태는 농작물의 성장 과정을 모니터링하고 자동으로 관리하는 시스템이었습니다. 이후 스마트팜은 센서, 인터넷, 인공지능 등 다양한 기술을 활용하여 발전되었으며, 현재는 농업 생산성을 높이고 환경 문제를 해결하는 데 큰 역할을 하고 있습니다.
전기·전자
Q. 빛의 밝기와 속도는 어떻게 측정하는건가요?
안녕하세요. 김형윤 과학전문가입니다.빛의 밝기는 일반적으로 루멘(lumen)이라는 단위로 측정됩니다. 루멘은 인간이 인식하는 빛의 밝기를 나타내는 단위입니다. 빛의 밝기를 측정하는데 사용되는 도구는 광도계입니다.빛의 속도는 초당 299,792,458 미터(m)로 정의됩니다. 빛의 속도를 측정하는데 사용되는 도구는 보통 광속계라고 불리며, 레이저를 이용하여 빛이 이동하는 거리와 시간을 측정하여 빛의 속도를 계산합니다빛의 밝기를 측정하는 원리는 먼저 빛이 발산되는 방향에서 일정한 면적을 가진 광도계를 사용하여 측정합니다. 이 광도계는 일반적으로 밝기를 측정하는 데 사용되며 빛의 강도를 측정하기 위해 설계되었습니다. 광도계는 일반적으로 광전효과를 사용하여 빛의 에너지를 전기 신호로 변환합니다. 광도계의 출력은 일반적으로 루멘(lumen)이라는 단위로 표시되며, 이는 인간이 인식하는 빛의 밝기를 나타냅니다.빛의 속도는 많은 실험과 연구를 통해 측정되었습니다. 가장 유명한 실험 중 하나는 덴마크의 물리학자 올레 로펜하우스(Ole Rømer)가 1676년에 수행한 실험입니다.로펜하우스는 유럽에서 가장 유명한 천문대 중 하나인 파리 천문대에서 일하는 동안, 목성의 위성인 이오를 관측하다가 그 궤도가 지구상에서 가장 가까울 때와 멀리 떨어져 있을 때 간격의 차이를 측정했습니다. 그리고 그 간격의 변화가 지구와 목성 사이의 거리에 의해 결정된다는 것을 알게 되었습니다. 그리고 이 정보를 이용하여 빛의 속도를 계산했습니다. 이러한 방법으로 로펜하우스는 빛의 속도를 매우 정확하게 측정했으며, 이후 많은 물리학자들이 이를 개선하여 더 정확한 값으로 계산하고 있습니다..
지구과학·천문우주
Q. 등대의 색깔이 의미하는 게 있나요?
안녕하세요. 김형윤 과학전문가입니다.네, 등대의 색깔은 일반적으로 선박에게 방향을 제시하고 안전을 유지하기 위한 중요한 역할을 합니다. 등대의 색깔에 따라 다음과 같은 의미가 있습니다.- 흰색: 일반적으로 안전 구역이나 항로 진입점을 나타냅니다.- 녹색: 일반적으로 우측으로 통과할 수 있는 안전한 항로를 나타냅니다.- 빨간색: 일반적으로 좌측으로 통과할 수 있는 안전한 항로를 나타냅니다.- 노란색: 일반적으로 주의 구역이나 그만두기 지점을 나타냅니다.이 외에도 등대의 색깔은 지역에 따라 상이할 수 있으며, 특정한 상황에서는 등대의 깜빡이는 패턴이나 다른 색깔이 사용될 수도 있습니다.
생물·생명
Q. 나이들면 뇌세포가 감소되는게 과학적으로 사실인가요?
안녕하세요. 김형윤 과학전문가입니다.일반적으로 나이가 들면 뇌세포의 감소는 일어납니다. 이는 생물학적인 현상으로, 노화 과정에서 뇌 세포의 수가 감소하게 됩니다. 뇌 세포의 감소는 인지 능력이 저하되는 원인 중 하나이지만, 노화에 따른 인지 능력의 저하는 개인 차이가 있으며, 일반적으로 건강한 노화 과정에서는 뚜렷한 인지 기능 저하가 나타나지 않습니다. 또한, 생활 습관과 뇌를 자극하는 활동 등은 노화 과정에서 뇌 세포의 감소를 어느 정도 막을 수 있다는 연구 결과가 있습니다.
전기·전자
Q. OLED가 화질이 좋다고 하는데 어떤차이로 화질이 좋다고 하는건가요?
안녕하세요. 김형윤 과학전문가입니다.OLED(유기 발광 다이오드)는 각 화소가 자체적으로 빛을 내는 소자로, 직접 픽셀을 조명하는 방식으로 작동합니다. 이에 따라, 백색 LED나 CCFL 조명을 사용하는 LCD와 달리 OLED는 더욱 탁월한 화질을 제공합니다.OLED는 다음과 같은 기술적인 특징을 가지고 있습니다.1. 광원의 부재로 인한 고해상도와 높은 명암비OLED는 자체적으로 빛을 내는 소자이기 때문에, 백색 LED나 CCFL 조명을 사용하는 LCD와 달리 광원의 부재로 인한 문제가 없습니다. 이에 따라, OLED는 높은 명암비와 고해상도를 제공할 수 있습니다.2. 광원의 부재로 인한 낮은 전력 소모량OLED는 광원의 부재로 인해 전력 소모량이 매우 낮습니다. 이에 따라, 배터리 수명이 길어지는 등의 이점이 있습니다.3. 빠른 응답 시간OLED는 각 화소가 자체적으로 빛을 내기 때문에, 전기 신호를 받으면 즉시 빛을 내게 됩니다. 이에 따라, 빠른 응답 시간을 제공할 수 있습니다.4. 구형화 문제OLED는 구형화 문제가 발생할 수 있습니다. 이는 OLED 소자의 재료 특성상 발생하는 문제로, 재료 기술의 발전으로 극복할 수 있습니다.OLED 기술은 현재 스마트폰, TV, 모니터, 전광판 등 다양한 분야에서 활용되고 있으며, 그 기술적인 발전이 지속적으로 이루어지고 있습니다.
지구과학·천문우주
Q. 탄소로 연대를 측정한다는건 무슨말인가요?
안녕하세요. 김형윤 과학전문가입니다.탄소 연대측정(Carbon dating)은 탄소(Carbon)의 방사능을 이용하여 연대를 측정하는 방법입니다. 이 방법은 지구상의 대부분의 생물들이 생명을 유지하면서 흡수한 탄소14(Carbon-14)의 양을 측정하여 나이를 구하는 원리로 동작합니다.탄소14는 탄소의 동위원소 중 하나로, 지구상의 모든 생물체에 존재합니다. 하지만, 지구상의 대기 중에서 태양의 선광이 작용함으로써 계속해서 생산되는 탄소14는 지구상의 대기 중에 고루 분포됩니다. 반면, 생물체의 식물성분인 이산화탄소(CO2)를 흡수하면서 탄소14가 함유되어 섭취되므로, 생물체의 몸 속에는 탄소14의 함량이 대기 중의 함량보다 낮습니다.생물체가 죽으면 탄소14의 흡수가 중단되고, 몸 속의 탄소14 함량은 점차 감소합니다. 이 탄소14의 감소율은 반감기(half-life)라는 개념으로 나타내며, 1/2씩 감소하는 기간을 의미합니다. 탄소14의 반감기는 약 5,700년으로, 이 기간이 지나면 생물체의 몸 속에 남아있는 탄소14의 양은 반으로 줄어들게 됩니다.이러한 원리를 이용하여, 측정하고자 하는 샘플에서 남아 있는 탄소14의 양을 측정하여, 이전에 지나간 시간과 탄소14의 반감기를 이용하여 나이를 계산합니다. 이 방법은 지질학, 고고학, 과학 등에서 널리 활용되고 있으며, 지구상의 대부분의 생물체의 연대를 측정하는 데 사용됩니다.하지만, 이 방법에도 한계가 있습니다. 예를 들어, 측정하고자 하는 샘플에서 남아 있는 탄소14의 양이 너무 적거나, 샘플의 오염도가 높은 경우에는 정확한 측정이 어렵습니다. 또한, 지구상의 대기 중 탄소14의 함량이 변동하는 경우에도 측정 결과에 영향을 미칠 수 있습니다. 이러한 한계를 극복하기 위해, 탄소14 측정 방법의 발전과 함께 다양한 보정 기술이 개발되고 있습니다.
지구과학·천문우주
Q. 태양풍이라는게 우주에는 공기가 없는데 어떻게 바람이 일어나는건가요?
안녕하세요. 김형윤 과학전문가입니다.태양풍은 태양에서 발생하는 플라즈마(Plasma)가 태양계 전체로 퍼져 나가는 현상을 말합니다. 이 플라즈마는 태양의 열과 자기장의 영향으로 형성되며, 태양의 표면에서 나오는 가스 중 전자가 분리되어 이온화된 상태입니다. 태양풍은 우리가 알고 있는 지구를 비롯한 태양계 내 모든 행성, 위성, 소행성, 및 혜성 등에 영향을 미치며, 우리 생활에도 영향을 줄 수 있습니다.태양풍은 일반적으로 3가지로 구분됩니다.첫째, 천문학적인 단위로 측정되는 '광도태양풍(Coronal Mass Ejection, CME)'은 태양의 대규모 자기장의 변동으로 발생하는 대량의 플라즈마 입자들이다. 이러한 입자들은 태양계 내에 있는 모든 천체에 영향을 미치며, 우주 날씨를 예측하는 데 중요한 역할을 합니다.둘째, '태양풍 입자플럭스(Solar Particle Flux, SPF)'는 태양풍에서 나오는 입자의 양을 측정한 것입니다. 이 값은 우주선과 인공위성의 운행, 우주 전파의 방사능 등을 예측하는 데 활용됩니다.셋째, '태양풍 속도(Solar Wind Speed)'는 태양풍의 속도를 측정한 것입니다. 이 값은 우주선 운행에 영향을 미치며, 지구의 자기장과 상호작용하여 북극광과 같은 일상적인 현상을 발생시킵니다.태양풍이 지구에 직접적으로 영향을 미치는 경우는 크게 2가지입니다. 하나는 태양풍의 대량 입자가 지구의 자기장과 상호작용하여 지구 자기권을 압축시키거나 극광을 일으키는 경우이며, 다른 하나는 태양풍의 자기장이 지구의 자기장과 상호작용하여 지구 자기권을 완전히 뒤집어버리는 경우입니다. 이러한 경우에는 전파 통신이 마비되거나 위성 운행에 영향을 미치는 등의 문제가 발생할 수 있습니다.최근에는 태양풍의 예측이 중요한 이슈로 떠오르고 있습니다. 태양풍의 예측은 우주 전파의 방사능 예측, 위성의 운행 예측, 극광 관측 등의 다양한 분야에서 중요한 역할을 합니다. 이를 위해 다양한 태양 탐사선과 측정 장비 등이 개발되고 있으며, 앞으로 더욱 발전할 것으로 예상됩니다.
지구과학·천문우주
Q. 포스핀 물질이 생명체가 살았다고 하는 증거라고 하는데 어떤 물질인가요?
안녕하세요. 김형윤 과학전문가입니다.2020년 9월, 국제 연구팀은 금성 대기에서 포스핀 물질을 검출했다고 발표했습니다. 이는 금성 대기에서 인공적인 방법으로 발견된 것으로, 이전에는 금성에서 생명체가 발견된 적이 없었습니다. 포스핀은 지구 생물체에서 발견되는 인과 함께 생명체에서 중요한 역할을 합니다. 따라서, 포스핀 물질이 금성 대기에서 검출된 것은 생명체가 존재할 가능성을 보여주는 중요한 발견이라고 할 수 있습니다. 그러나, 포스핀 물질은 매우 독성이 있는 물질로, 생명체가 서식하기에 적합한 환경이 아닐 수 있습니다. 따라서, 포스핀 물질이 발견된 것은 우주에서 생명체가 존재할 가능성을 보여주는 중요한 발견이지만, 이에 대한 더 많은 연구가 필요합니다. 이번 발견은 우주 탐사에 대한 연구와 우주에서 생명체의 존재 가능성에 대한 이해를 높이는 데 큰 역할을 할 것으로 기대됩니다.