Doctor of Public Health 전상훈입니다
Q. 북어 대가리(말린 북어 머리뼈)를 멸치육수처럼 계속 우려서 국물요리를 만든다면 북어 뼈에서 칼슘이 계속 나오나요?
안녕하세요. 북어 대가리를 이용하여 육수를 만들 경우, 칼슘을 포함한 여러 무기질과 영양소가 국물로 러나옵니다. 말린 북어 머리뼈는 칼슘뿐만 아니라 인, 마그네슘, 콜라겐과 같은 무기질 및 단백질 성분도 함유하고 있어 이를 이용한 국물은 영양학적으로 풍부할 수 있습니다. 칼슘과 같은 무기질의 용출은 끓이는 시간과 온도, 물의 pH 등에 영향을 받습니다. 일반적으로, 장시간 끓일수록 뼈에서 용출되는 미네랄의 양이 증가합니다. 그러나 일정시간이 지나면 용출되는 미네랄의 양이 포화 상태에 이르러 더 이상 증가하지 않는 포화점에 도달할 수 있습니다. 따라서 말린 북어 머리뼈를 계속해서 물에 끓이면 초기에는 칼슘과 다른 무기질이 지속적으로 용출될 수 있지만, 어느 정도 시간이 지나면 더 이상의 뚜렷한 증가는 없을 수 있습니다. 북어 대가리를 끓여 만든 국물은 칼슘 외에도 다양한 영양소를 함유합니다. 특히, 뼈에서는 콜라겐과 젤라틴이 추출될 수 있는데, 이는 국물에 진하고 부드러운 식감을 제공합니다. 콜라겐은 조리 과정에서 젤라틴으로 변하여 국물을 더욱 걸쭉하게 만듭니다. 또한, 오메가-3 지방산과 같은 건강에 좋은 지방, 아미노산 등도 국물로 우러나와 영양가를 높일 수 있습니다.
Q. 화학반응에서 촉매가 활성화 에너지를 낮추는 원리가 궁금합니다!
안녕하세요. 촉매는 화학 반응에서 필수적인 역할을 하며, 반응의 활성화 에너지를 감소시켜 반응 속도를 증가시키는 물질입니다. 이는 촉매가 반응물과 일시적으로 복합체를 형성하여 새로운 반응 경로를 제공함으로써 이루어집니다. 촉매는 반응물의 전이 상태(transition state)를 안정화시켜 활성화 에너지를 낮추고, 결과적으로 반응을 촉진합니다. 특히 전이 금속 촉매는 그들의 d 오비탈(d orbitals)이 반응물과의 광범위한 상호작용을 가능하게 하여 중요한 역할을 합니다. 전이 금속의 d 오비탈은 전자를 수용하거나 내보낼 수 있는 유연성을 가지고 있으며, 이 특성은 반응물과의 복합체 형성을 통해 특정 화학 결합을 약화시키거나 새로운 결합을 형성하는데 기여합니다. 이 과정에서 전이 금속은 전자를 이동시켜 반응 경로를 변경하고, 결국 활성화 에너지를 효과적으로 낮추게 됩니다. 촉매 독은 촉매의 활성을 저해하거나 불활성화시키는 물질로, 일반적으로 촉매의 활성 사이트에 강하게 결합하여 촉매가 반응물과 효과적으로 상호 작용하는 것을 방해합니다. 이는 촉매의 표면을 차지하거나, 촉매의 화학적 성질을 변경하여 반응의 속도를 늦추거나 완전히 중지시킬 수 있습니다. 따라서 촉매의 선택과 사용에 있어 촉매 독의 영향을 고려하는 것이 중요합니다.
Q. 어떤 음악을 틀어주냐에 따라서 실내 식물의 성장에도 영향을 끼치게 되나요?
안녕하세요. 과학적 관점에서 식물읜 귀가 없으므로 음악을 듣는 것은 아니지만, 음파가 식물의 성장 환경에 미치는 영향을 연구한 사례가 있습니다. 식물에게 음악을 재생할 때, 실제로는 음파가 식물에 영향을 줄 수 있습니다. 음파는 진동과 압력의 변화를 가져오며, 이러한 물리적 변화가 식물 세포에 미세한 운동을 유발하여 식물의 생리적 반응을 촉진할 수 있습니다. 일부 연구에서는 부드러운 클래슥 음악과 같은 특정 종류의 음악이 식물의 성장을 촉진할 수 있다고 제안합니다. 이는 음악의 리듬과 진동이 식물의 영양소 흡수 능력을 개선하거나 호르몬 활동을 자극하는데 기여할 수 있기 때문입니다. 과학적 연구 결과는 다양하며, 일관된 결론을 내리기 어렵습니다. 일부 연구에서는 음악이 식물의 성장에 긍정적인 영향을 미친다고 보고하고 있지만, 이러한 결과들은 종종 복제하기 어려워 과학적으로 강력한 증거로 받아들여지지 않는 경우가 많습니다. 예컨데, 한 실험에서는 클래식 음악을 들려준 식물이 그렇지 않은 식물보다 더 빠르게 성장했다고 보고되었지만, 이러한 실험은 환경 조건, 식물의 종류, 음악의 종류와 볼륨 등 많은 변수에 의해 영향을 받을 수 있습니다. 집에서 실내 식물을 키우면서 음악을 활용하고자 한다면, 해가 되지 않는 선에서 시도해 볼 수 있습니다. 식물에게 부드러운 클래식 음악을 재생하는 것이 해롭지 않으며, 심지어는 그 환경을 더 즐거운 공간으로 만들어 줄 수도 있습니다. 하지만 음악이 식물 성장에 미치는 효과는 미미할 수 있으므로 기본적인 식물 관리가 훨씬 중요합니다.
Q. 양자 중력 이론과 일반상대성이론의 통합에서 발생하는 수학적 모순점에 대하여
안녕하세요. 양자장론과 일반상대서잉론의 통합을 시도하는 과정에서 수학적 모순들이 나타나는 문제는 현대물리학에서 가장 깊고 복잡한 도전 중 하나입니다. 양자 중력 이론을 위한 여러 접근 방법이 제시되었지만, 각기 다른 문제점을 가지고 있습니다. 초끈이론은 섭동 이론에서 발생하는 무한대 문제를 우아하게 해결하는데 큰 성공을 거두었습니다. 페인만 다이어그램을 통한 전통적인 양자장론에서 무한대가 발생하는 주요 원인은 점 입자가 갖는 점성질 때문입니다. 초끈이론에서는 이 입자들이 점 아닌 끈으로 모델링되어 공간을 좀 더 부드럽게 만듦으로써 이 문제를 회피합니다. 그러나, 이 이론은 10차원 또는 11차원 시공간을 요구하는데, 이를 우리가 경험하는 4차원으로 축소하기 위한 메커니즘인 차원 축소 과정에서 생성되는 수많은 가능한 진공 상태들이 이론의 예측력을 저하시킬 수 있다는 비판을 받고 있습니다. 루프 양자 중력이론은 공간과 시간을 이산적인 구조로 보고, 그 양자화를 통해 중력을 설명하려고 합니다. 이 이론의 주요 장점 중 하나는 배경 독립성을 유지하면서 중력을 양자화할 수 있다는 점입니다. 그러나 이 이론이 저에너지 상태에서 일반상대성이론과 어떻게 자연스럽게 연결되는지에 대한 명확한 증명은 아직 부족합니다. 이는 이론이 실제 물리 현상을 설명하는데 필요한 일관성을 확보하는데 어려움을 겪고 있음을 의미합니다. 홀로그래픽 원리와 AdS/CFT 대응은 양자 중력 이론의 새로운 패러다임을 제시합니다. AdS/CFT 대응은 고차원의 중력 이론과 하차원의 양자장론이 서로 대응될 수 있음을 제안함으로써, 블랙홀 열역학과 양자 엔트로피 문제에 새로운 통찰을 제공했습니다. 이러한 이론은 블랙홀의 정보 패러독스 문제에 대한 해답을 제시할 수 있는 잠재력을 지니고 있으며, 양자 중력의 다양한 수수께끼를 해결하는데 유용한 도구가 될 수 있습니다.
Q. 티비 다리 밑을 받치려는데 물리 법칙이 궁금해요
안녕하세요. 텔레비전을 보다 높은 위치에 설치하기 위해 다리를 지지하는 방식에 대해 물리학적 분석을 통해 안정성을 평가하는 일은 흥미로운 일이면서도 가능한 일이라는 생각이 듭니다. 텔레비전의 각 다리를 개별적으로 지지하는 방식보다는 전체 다리를 동시에 지지하는 방식이 더욱 안정적입니다. 이는 힘의 균형과 분산이 중요한 역할을 합니다. 텔레비전의 무게를 네 다리가 아닌 두 다리만 지지할 경우, 무게중심이 변하고 특정 부분에 더 많은 하중이 집중되어 구조적 불안정성을 초래할 수 있습니다. 이는 각 다리에 가해지는 힘의 불균형을 가져오며, 결국 텔레비전 다리의 변형이나 파손으로 이어질 위험이 높아집니다. 반면, 모든 다리를 지지하는 긴 받침대를 사용하면 텔레비전의 무게가 보다 평등하게 분산되어 각 다리에 가해지는 부하를 최소화할 수 있습니다. 따라서 구조적 안정성이 항상되고, 텔레비전이 전도되거나 다리가 손상될 위험이 줄어듭니다.