Doctor of Public Health 전상훈입니다
생물·생명
Q. 안녕하세요 배나온 노인네입니다. 공룡의 화석이 있었다고 하여 공룡의 존재를 말하기는 하는데 화석이 조작이라면 어떻게 될까요
안녕하세요. 공룡 화석이 조작된 것이라는 가설은 흥미로운 생각이긴 하지만, 현실에서는 그 가능성이 매우 낮습니다. 과학자들은 전 세계 다양한 지역에서 수천 개의 공룡 화석을 발견하고 연구해 왔습니다. 이 화석들은 각기 다른 시대, 다양한 환경에서 발견되었으며 여러 독립된 연구팀에 의해 검증되었습니다. 만약 공룡 화석이 조작되었다고 가정한다면, 그것은 과학계에서 엄청난 음모가 있었다는 것을 의미할 것입니다. 이러한 조작이 사실이라면, 그것은 고생물학, 지질학, 진화생물학 등 많은 과학 분야에 대한 근본적인 신뢰를 무너뜨리는 사건이 될 것입니다. 수많은 과학자들이 관련 연구에 참여했기 때문에, 이 모든 데이터와 연구 결과가 조작되었다는 것은 실질적으로 불가능에 가까울 것입니다. 또한, 화석은 단순히 골격의 형태만을 제공하는 것이 아니라, 그 화석이 발견된 지층, 주변의 다른 화석들과의 관계, 방사성 동위원소 데이팅 등을 통해 연대를 측정할 수 있습니다. 이 모든 요소가 서로 일관된 이야기를 해주고 있으며, 공룡의 존재와 진화에 대한 많은 질문에 답할 수 있게 해줍니다. 따라서 공룡 화석의 진위에 대한 의문은 과학적 방법과 검증 과정을 통해 거의 해소되었으며, 현재 과학 공동체는 공룡이 지구상에 존재했었다는 사실에 대해 매우 확신하고 있습니다.
생물·생명
Q. 곤충의 체온조절은 어떻게 하는지 궁금합니다.
안녕하세요. 변온동물(ectothermic)로 분류되는 곤충들은 주변 환경의 온도에 크게 의존하며, 이를 통해 생체 내 온도를 조절합니다. 곤충들은 인간이나 다른 포유류처럼 땀을 통한 냉각 메커니즘을 사용하지 않습니다. 곤충이 사용하는 주된 체온 조절 방법은 행동적 적응을 통한 것입니다. 예컨데, 낮 시간 동안 햇볕이 강한 곳에서 활동을 자제하고 그늘지거나 서늘한 곳으로 이동함으로써 과도한 체온 상승을 방지합니다. 반대로, 기온이 낮은 시간에는 태양 노출을 최대화하여 체온을 높일 수 있습니다. 이러한 행동은 일종의 행동적 열 조절(behavioral thermoregulation)이라고 할 수 있습니다. 또 다른 중요한 체온 조절 방법으로는 생리적 메커니즘이 있습니다. 몇몇 곤충은 비행을 준비하면서 근육을 빠르게 움직여 발생하는 마찰 열을 이용해 체온을 상승시키는데, 이 과정은 근육의 생화학적 활동 증가로 인해 발생합니다. 특히 냉대 지방에서 활동하는 곤충들은 이러한 메커니즘을 통해 저온에서도 비행이 가능하도록 자신의 체온을 조절합니다. 이는 곤충이 저온 환경에서 생존하고 번식할 수 있는 능력을 보장하는 중요한 생리적 적응입니다.
화학
Q. 원자의 수명은 무한한가요? 아니면 유한한가요?
안녕하세요. 원자 자체의 수명은 기본적으로 무한하다고 간주됩니다. 이는 원자가 자연적인 부오기나 변형 과정 없이 안정된 상태로 존재할 수 있기 때문입니다. 그러나, 이는 원자의 핵이 안정하거나 반감기가 매우 긴 경우에 해당됩니다. 원자핵의 구성 요소인 양성자와 중성자는 기본적으로 매우 안정적인 입자입니다. 그러나 일부 원자는 방사성 동위원소로 존재하며, 이들은 자연적으로 시간이 지남에 따라 다른 원소로 변하면서 방사성 붕괴를 겪습니다. 방사성 붕괴는 원자핵이 에너지를 방출하며 더 안정된 상태로 변하는 과정으로, 이 과정에서 원자의 핵 구성이 바뀌게 됩니다. 우라늄-238을 예로들면, 약 45억 년의 반감기를 가지며 이는 우라늄-238의 절반만이 약 45억 년 후에 납-206으로 변한다는 것을 의미합니다. 이러한 반감기는 원자의 불안정성을 나타내는 척도로 사용됩니다. 따라서, 방사성 원소의 경우, 원자의 수명은 유한하다고 볼 수 있습니다. 결론적으로, 대부분의 원소는 그 핵이 안정적이기 때문에 원자 자체의 수명은 이론적으로 무한합니다. 그러나 특정 원소는 방사성 붕괴를 통해 시간이 지남에 따라 변할 수 있으며, 이러한 원소들의 수명은 유한하다고 할 수 있습니다. 이는 원자의 수명이 그 핵의 안정성에 의존한다는 것을 강조합니다.
화학
Q. 세상에 원소가 원원자상태로 존재하는경우가 무엇인가요?
안녕하세요. 원소가 원원자 상태로 존재하는 경우는 그 원소의 화학적 성질에 따라 결정됩니다. 원원자 상태는 원소가 다른 어떠한 원소와도 화학적 결합을 형성하지 않고 독립된 단일 원자로 존재하는 형태를 말하는데, 특히 이러한 상태는 비활성 기체(Inert gases)나 귀금속(Precious metals)에서 주로 관찰됩니다. 예를 들어 헬륨(He), 네온(Ne), 아르곤(Ar)과 같은 비활성 기체는 매우 낮은 화학적 반응성을 가지고 있어 대기 중에서 원원자 형태로 존재하며, 금(Au)과 은(Ag) 같은 귀금속은 자연 상태에서도 순수한 원자 형태로 발견되는 것이 가능합니다. 이는 이들 원소가 산화나 다른 화학적 변화에 대해 높은 저항성을 보이기 때문입니다. 세계의 대다수 물질은 분자 상태로 존재합니다. 분자는 두 개 이상의 원자가 화학적 결합을 통해 이루어진 안정된 집합체로, 물(H₂O)은 수소(H)와 산소(O)를 예로 들면 원자가 결합하여 형성된 분자이고, 이와 같이 대부분의 일상에서 접하는 물질들은 분자 형태로 존재합니다. 이는 원소들이 다른 원소와 결합하여 더 낮은 에너지 상태(=더 안정된 상태)를 선호하기 때문입니다. 이러한 분자 형성은 화학적 특성과 주변 환경에 의해 규정되며, 생명 현상을 비롯한 다양한 자연 현상의 기초를 형성합니다.
물리
Q. 시공간에 균열이생긴다?? 가 무슨뜻인가요??
안녕하세요. '시공간에 균열이 생긴다'라는 표현은 블랙홀 주변에서 일어나는 극단적인 중력 현상을 비유적으로 설명할 때 사용되곤 합니다. 실제로 물리학에서는 블랙홀이 주변의 시공간을 '왜곡'한다고 표현하는데, 이는 아인슈타인의 일반 상대성 이론에 기반을 두고 있습니다. 블랙홀은 그 질량에 비해 매우 작은 영역에 엄청난 양의 질량이 집중되어 있기 때문에, 이로 인해 발생하는 중력이 매우 강력합니다. 이 강력한 중력은 블랙홀 주변의 시공간을 매우 심하게 왜곡시킵니다. 시공간의 이러한 왜곡은 빛조차도 탈출할 수 없는 '사건의 지평선을'을 형성하게 되고, 이 지점을 넘으면 모든 것이 블랙홀 내부로 끌려 들어가게 됩니다. 블랙홀 내부에 대한 질문은 현대 과학에서도 여전히 미스터리 중 하나입니다. 블랙홀의 중심에는 '특이점(Singularity)'이 존재한다고 추측되는데, 여기서는 중력과 밀도가 무한대로 커지며 물리학의 법칙이 더 이상 적용되지 않는 것으로 이해됩니다. 특이점은 시공간이 무한히 왜곡된 상태로, 이곳에서는 일반적인 물리 법칙이 무너집니다. 현재의 과학적 이해로는, 블랙홀이 다른 우주로의 통로나 '웜홀'같은 존재를 연결한다는 증거는 없습니다. 블랙홀 내부로 들어간 물질이나 정보가 우리가 알고 있는 우주 밖으로 나가는 것은 아니라, 오히려 그 물질은 블랙홀의 일부가 되어 특이점에 도달하게 됩니다.