Doctor of Public Health 전상훈입니다
생물·생명
Q. 나무잎에 길게 있는 이 벌레는 어떤 벌레인지 궁금합니다.
안녕하세요. 사진 속 벌레는 자벌레로 보입니다. 흔히 '지팡이 곤충'으로 불리며, 그 명칭은 그들의 몸이 길고 가늘며 나뭇가지처럼 보이는 외형에서 유래되었습니다. 자벌레는 Phasmatodea 또는 Phasmida 목에 속하는 곤충으로, 전 세계적으로 약 3,000종이 넘는 종류가 알려져 있습니다. 그들의 긴 몸통과 가지와 비슷한 형태 덕분에 훌륭한 위장 능력을 가지고 있습니다. 자벌레는 긴 몸과 다리로 식물의 가지나 줄기처럼 보이도록 위장하며, 이는 포식자로부터 자신을 보호하는 데 도움을 줍니다. 자벌레는 주로 식물의 잎을 먹으며, 동작이 매우 느리고 조심스럽게 움직입니다. 그들의 느린 움직임은 포식자의 눈에 띄지 않게 하기 위한 것입니다. 이러한 특성 때문에 자벌레는 때로는 장시간 동안 움직임이 없어 보이기도 합니다. 자벌레의 암컷은 종종 수백 개의 알을 낳습니다. 이부 종은 독특하게도 수컷 없이 알을 낳을 수 있는 단성생식(파토제네시스)을 할 수 있습니다. 알은 종종 씨앗처럼 보이도록 위장되어 있어, 땅에 떨어지면 식물의 씨앗처럼 보일 수 있습니다.
생물·생명
Q. 참새는 왜 사람이 거주하는 지역에 많이 서식하나요?
안녕하세요. 참새는 식량 자원의 풍부함을 도시에서 발견할 수 있습니다. 도시 지역은 다양한 인간 활동으로 인해 음식 쓰레기와 다른 유기물 자원이 풍부하게 제공되며, 이는 씨앗, 곤충, 사람이 버린 음식물을 포함합니다. 이런 자원은 참새 같은 종에게 먹이를 쉽게 접근할 수 있게 하여 그들의 생존과 번식에 유리합니다. 서식지의 제공이 중요한 요소입니다. 도시의 건축물과 기타 구조물은 참새에게 안전한 피난처와 번식 장소를 제공합니다. 이러한 인공 구조물은 자연 서식지에서 찾을 수 있는 나무나 덤불과 유사한 기능을 제공하며, 포식자로부터의 보호 역할도 합니다. 도시 환경은 자연 포식자가 상대적으로 적기 때문에 참새의 생존율을 높입니다. 많은 자연 포식자들이 도시의 생활 조건에 적응하지 못하므로, 참새와 같은 작은 새들은 더 안전한 환경에서 번성할 수 있습니다. 도시의 기후 조건은 종종 열섬 효과(urban heat island effect)를 통해 주변 지역보다 높은 온도를 유지합니다. 이러한 따뜻한 조건은 겨울철에 참새가 생존할 수 있는 환경을 제공하며, 이는 먹이 활동을 지속할 수 있게 해줍니다.
물리
Q. 핵폭탄이 강력한 이유에 대해 과학적으로 설명해주세요~
안녕하세요. 핵폭탄의 파괴력은 원자핵의 변환 과정에서 방출되는 막대한 에너지에 기인합니다. 이 과정은 원자핵 분열(fission)과 원자핵 융합(fusion)의 두 가지 주요 메커니즘을 통해 이루어집니다. 각각의 반응은 상당한 양의 에너지를 방출하는데, 이는 아인슈타인의 유명한 에너지-질량 등가원리(E=mc²)에 따라 질량이 에너지로 변환됨을 설명합니다. 원자핵 분열은 중성자가 무거운 원소의 원자핵(예: 우라늄-235 또는 플루토늄-239)에 충돌할 때 발생합니다. 이 충돌은 타깃 원자핵을 불안정하게 만들어, 두 개 이상의 더 작은 원자핵으로 분열되게 합니다. 이 분열 과정에서 소량의 질량이 에너지로 변환되며, 이 에너지는 열과 방사선의 형태로 방출됩니다. 분열 시 방출되는 중성자는 추가적인 분열 반응을 촉발할 수 있어, 연쇄 반응을 유발하고, 그 결과 대량의 에너지가 순식간에 방출됩니다. 원자핵 융합은 가벼운 원소의 핵(예: 수소의 동위원소인 중수소와 삼중수소)이 고온과 고압 하에서 합쳐져 더 무거운 원소의 핵(예: 헬륨)을 형성할 때 발생합니다. 융합 과정에서도 질량의 일부가 에너지로 변환되어 방출되며, 이 에너지는 훨씬 더 강력합니다. 수소폭탄, 일명 열핵폭탄은 이 원리를 이용한 무기로, 매우 높은 온도를 필요로 합니다. 핵반응에서 방출되는 에너지의 양은 아인슈타인의 식 E=mc²에서 계산할 수 있습니다. 여기서 E는 에너지, m은 질량의 변화량, c는 빛의 속도를 의미합니다. 이 방정식은 질량의 아주 작은 양이라도 엄청난 양의 에너지로 변환될 수 있음을 보여줍니다. 이론적으로, 핵분열이나 핵융합 과정에서 발생하는 에너지는 전통적인 화학적 폭발(예: TNT)에서 방출되는 에너지보다 수백에서 수천 배 더 클 수 있습니다. 결론적으로, 핵폭탄의 강력함은 원자핵의 분열 또는 융합으로 인해 방출되는 에너지의 규모에서 기인합니다. 이러한 에너지는 질량의 변환에서 발생하며, 그 결과로 발생하는 열과 방사선은 극도의 파괴력을 가지게 됩니다. 이 과정을 통해 핵무기는 그 파괴력에서 다른 어떤 전통적인 폭발물보다도 훨씬 강력한 결과를 낳습니다.
물리
Q. 빛이 굴절, 반사될 때는 빛의 속도가 줄어드나요?
안녕하세요. 빛이 다른 매질로 전환하거나 반사될 때, 그 속도가 변할 수 있습니다. 이를 이해하려면 빛의 속도가 진공에서는 일정하게 c (약 299,792,458 m/s)이지만, 다른 매질에서는 그보다 느려질 수 있다는 사실을 알아야 합니다. 빛이 한 매질에서 다른 매질로 이동할 때 굴절이 일어나고, 이 과정에서 빛의 속도는 매질의 굴절률에 의해 결정됩니다. 굴절률은 빛이 매질을 통과할 때의 속도를 진공 속도와 비교한 값입니다. 굴절률이 높은 매질(예: 물, 유리)은 빛이 그 매질을 더 천천히 통과하게 만듭니다. 따라서, 빛이 공기에서 물이나 유리로 들어갈 때, 그 속도는 감소합니다. 반사의 경우, 빛은 동일한 매질에서 반사되므로 일반적으로 속도는 변하지 않습니다. 하지만 반사되는 표면의 물리적 상태나 특성에 따라 빛의 방향이 변할 수 있습니다. 예를 들어, 거울에서 반사된 빛은 방향은 바뀌지만, 속도는 같습니다. 따라서, 빛이 굴절될 때는 빛의 속도가 줄어들 수 있으며, 이는 매질의 굴절률에 의해 결정됩니다. 반면, 빛이 반사될 때는 속도에 변화가 없으나 방향은 변경될 수 있습니다. 이러한 현상들은 물리학의 광학 법칙에 따라 설명되며, 빛의 행동을 이해하는 데 중요한 기초 지식을 제공합니다.
생물·생명
Q. 안녕하세요 시티헌터입니다 세상에는 많은 해로운 해충들이 살고 있는데요 어떻게 탄생하는지를 연구하고 있나요 그거를 알면 없애 버리는 것도 가능할까요
안녕하세요. 해로운 해충들의 탄생과 생태에 대한 연구는 과학자들이 지속적으로 진행하고 있습니다. 해충의 생물학적 탄생과 발달을 연구하는 것은 농업, 보건, 환경 보호 등 여러 분야에서 매우 중요합니다. 연구원들은 해충의 유전자, 생리학, 행동학적 특성을 분석하여 그들이 어떻게 적응하고 생존하는지를 파악하려고 합니다. 이러한 연구는 해충의 생활 주기를 이해하고, 특정 환경 조건에서 해충이 번식하거나 확산하는 원인을 밝혀내는 데 도움을 줍니다. 해충의 생태적, 생물학적 특성을 이해하는 것은 그들을 효과적으로 관리하고 제어하는 데 필수적입니다. 예컨데, 일부 해충은 특정 온도나 습도에서 빠르게 번식할 수 있으므로 이러한 환경 조건을 조절함으로써 해충의 번식을 억제할 수 있습니다. 또한, 해충의 자연적 포식자나 경쟁 종을 이용한 생물학적 방제도 널리 사용되고 있습니다. 생물학적 방제 외에도 화학적, 기계적방법이 해충 제어에 사용되지만, 이러한 방법들은 환경에 부정적인 영향을 미칠 수 있어 주의가 필요합니다. 연구자들은 더 안전하고 지속 가능한 해충 관리 방법을 개발하기 위해 노력하고 있습니다.