Doctor of Public Health 전상훈입니다
생물·생명
Q. 복제양 돌리에 대해서 아시면 자세하게 설명좀 부탁드려도 될까요?
안녕하세요. 복제양 돌리(dolly)는 1996년 7월 5일 스코틀랜드의 로슬린 연구소(Roslin Institute)에서 태어나, 전 세계적으로 큰 주목을 받았습니다. 돌리는 체세포 핵 치환법(somatic cell nuclear transfer ; SCNT)을 이용하여 복제된 최초의 포유류로, 이 사건은 생명공학과 유전학 분야에서 중요한 전환점을 마련했습니다. 이 과정은 세포 생물학적 혁신이었으며, 복제 기술의 가능성, 한계, 윤리적 문제에 대해 폭넓은 논의를 촉발시켰습니다. 돌리에게는 '세 명의 엄마'가 있다는 표현이 종종 사용되는데 이는 돌리의 탄생 과정에서 각각 다른 역할을 맡은 세 마리의 암컷 양들을 의미합니다. 첫번째, 돌리의 유전적 어머니는 체세포 핵 치환법에서 핵을 제공한 양입니다. 이 양의 유방 세포가 체세포로 사용되었으며, 이 핵을 이용해 돌리의 유전적 특성이 결정되었습니다. 두번째, 미토콘드리아 DNA를 제공한 양이 있는데, 이 양의 난자에서 핵을 제거한 후 앞서 언급한 유전적 어머니의 핵을 이식하였습니다. 이 과정에서 난자의 세포질이 복제 과정에 사용되었고, 그로 인해 미토콘드리아 DNA는 이 난자 기증자 양으로부터 유래되었습니다. 세번째, 돌리가 태어나기까지 임신 기간 동안 돌리를 품었던 대리모 양이 있습니다. 이 양은 돌리의 발달 초기부터 출생까지 돌리의 생명을 품고 있었습니다. 돌리의 탄생은 생명공학 기술이 가진 엄청난 가능성을 보여주었지만, 동시에 복제 기술의 윤리적, 법적, 사회적 문제를 제기하였습니다. 특히 인간 복제와 같은 민감한 주제에 대해 전 세계적으로 많은 논쟁을 불러일으켰습니다. 돌리의 사례는 또한 생명 복제 기술이 어떻게 발전하고 적용될 수 있는지에 대한 중요한 연구 방향을 제시했습니다.
생물·생명
Q. 사슴벌레 먹이로 방울토마토를 줘도 되나요?
안녕하세요. 사슴벌레의 일시적인 식단으로 방울토마토 및 애플망고를 제공하는 것은 수분과 필수 영양소를 공급하는데 충분할 수 있습니다. 사슴벌레는 주로 썩은 식물 물질을 섭취하는 식성을 가지고 있으나, 과일에서 제공하는 고당분의 수분 또한 영양 섭취의 차원에서 이롭게 활용될 수 있습니다. 이들 과일을 제공할 때는 몇 가지 중요한 사항을 고려해야 합니다. 첫째, 과일은 자연적으로 높은 당분을 함유하고 있기 때문에 장기적인 주식으로는 부적절할 수 있으며, 이는 사슴벌레의 건강에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다. 둘째로, 제공되는 과일은 작은 조각으로 잘라서 사슴벌레가 섭취하기 쉽도록 준비하는 것이 중요합니다. 마지막으로, 사슴벌레에게 과일을 제공하는 동안 과일의 신선도를 유지하고, 먹이를 너무 과도하게 제공하지 않도록 주의해야 합니다. 사슴벌레를 단기간 동안만 관리하는 경우, 이와 같은 과일 제공이 수분과 일부 영양소를 충분히 공급할 수 있으며, 특히 방울토마토는 수분 함량이 높아 효과적일 수 있습니다. 하지만 사슴벌레를 장기적으로 기르고자 한다면, 보다 자연에 가까운 식단을 구성하는 것이 권장됩니다. 이를 통해 사슴벌레의 건강을 유지하고 자연적인 식습관을 장려할 수 있습니다.
화학
Q. 자외선 차단 양산(UV차단)은 사용하다보면 차단율이 떨어지나요?
안녕하세요. 차외선 차단 양산의 효능이 시간에 따라 감소하는 현상은 재료의 물리적 특성과 환경적 요인에 의해 촉진됩니다. 자외선 차단 양산은 주로 특수 코팅(material coating)이나 직물 처리(fabric treatment)를 통해 자외선 차단 기능을 갖추고 있으며, 이들의 효과는 사용 빈도와 외부 조건에 의해 달라질 수 있습니다. 1. 양산의 자외선 차단 능력은 제조 초기에는 명시된 수준(ex : 99.9%, 90%~95%)에서 최적의 성능을 발휘합니다. 그러나 사용과정에서 양산의 표면이 마모되거나 코팅이 손상되면 자외선 차단효과는 점차 감소하게 됩니다. 이러한 감소는 주로 직물의 마모(degradation of fabric), 색바램(color fading), 코팅의 벗겨짐(peeling of coatings)에 기인합니다. 2. 자외선 차단 양산의 효과가 어느 정도 감소할 수 있는지는 구체적인 수치로 제시하기 어렵습니다. 감소 정도는 사용 환경(environmental conditions), 양산의 재질(material quality), 양산이 노출되는 자외선의 강도(intensity of UV exposure) 등 다양한 요소에 의해 영향을 받습니다. 3. 일반적인 사용 조건 하에서 자외선 차단 양산의 효과가 눈에 띄게 감소하기 시작하는 기간은 명확하게 정의하기 어렵습니다. 그러나 일반적으로, 상당한 사용과 노출을 거친 후 6개월에서 1년 사이에 효과가 감소하기 시작할 수 있습니다. 이 기간은 양산을 관리하는 방법과 환경에 따라 달라질 수 있으므로, 정기적으로 양산의 상태를 점검하고 필요한 경우 적절한 보수를 통해 최대한 자외선 차단 효과를 유지하는 것이 중요합니다. 자외선 차단 양산의 지속적인 효과를 유지하기 위해서는 사용 후에 양산을 건조하고 깨끗한 상태로 보관하는 것이 중요하며, 직사광선이나 고온, 습기 등으로부터 보호하는 적절한 보관 방법을 선택하는 것이 바람직합니다.
물리
Q. 오일러가 소수가 무한하다는것을 증명한 방법이 궁금합니다
안녕하세요. 수학의 깊은 이해를 요구하는 답변을 해드려야 하지만, 중학교 3학년인 질문자님이 이해하기 쉽도록 가능한 쉽게 설명을 해보겠습니다. 노력은 해보겠지만... 쉽게 설명할 수 있을진 모르겠네요.^^ 마지막 문단에 굵은글씨로 답변한 부분을 위주로 봐주세요. 또한, 수학적인 내용도 답변 드리겠습니다. 제 답변에 추가 답변이 필요하다면 댓글로 추가 질문해주셔도 됩니다. 소수가 무한하다는 것을 오일러가 증명하는 방법은 유클리드의 직접적인 접근과 달리, 분석적인 접근을 활용합니다. 이 방법은 수학적 분석과 무한급수의 성질을 이용하여 소수의 무한성을 증명합니다. 오일러의 증명은 자연로그의 기초를 형성하는 조화급수와 소수의 분포에 관한 근본적인 이해에서 출발합니다. 오일러는 모든 자연수 n을 소수들의 거듭제곱으로 유일하게 분해할 수 있다는 기본적인 수론의 원리, 즉 소인수분해의 유일성을 사용했습니다. 그는 소수의 역수에 대한 무한급수의 합이 발산(divergence)한다는 사실을 통해 소수가 무한히 많다는 것을 증명합니다. 오일러는 다음과 같이 무한 급수를 고려합니다 : Σ (n=1 to ∞) 1/n 이 급수는 발산합니다. 그 후, 오일러는 모든 자연수를 소수의 거듭제곱으로 표현할 수 있기 때문에, 이 급수를 다음과 같이 재구성 합니다 : Σ (n=1 to ∞) 1/n = Π (p prime) (1 + 1/p + 1/p² + ...) 여기서 p는 소수를 나타냅니다. 이 등식은 각각의 소수 p에 대한 기하급수의 곱으로 표현되며, 각 기하급수는 다음과 같이 단순화할 수 있습니다 : 1/(1 - 1/p) 따라서 모든 자연수에 대한 역수의 합은 소수의 역수에 대한 다음과 같은 무한곱으로 표현됩니다 : Π (p prime) 1/(1 - 1/p) 오일러는 이 무한곱이 발산한다는 사실을 이용하여 소수가 유한개일 경우 이 무한곱이 수렴할 것이라는 점과 모순을 드러냅니다. 즉, 이 무한곱이 발산한다는 것은 소수가 무한하게 존재해야만 합리적으로 설명될 수 있다는 결론에 도달합니다. 이러한 분석적 접근은 소수에 대한 깊은 이해를 요구하며 수학적 사고의 폭을 넓히는데 기여합니다. 이 모든 과정을 조금 더 쉽게 말하자면, 오일러는 자연수의 역수를 모두 더하는 것이 끝이 없이 커진다는 사실(발산)을 이용했습니다. 그리고 그 급수를 소수만을 사용해서 다르게 표현할 수 있음을 보였습니다. 또, 그 표현이 역시 끝없이 커진다면(발산), 이는 소수가 무한히 많이 있어야만 가능하다는 결론에 도달합니다. 이런 방식으로 오일러는 소수가 무한하다는 것을 증명했습니다.
물리
Q. 핵폭탄이 터질 때 상징인 버섯구름이 생기는 이유가 무엇인가요?
안녕하세요. 핵폭발 시 생성되는 버섯구름의 현상은 고열의 열동역학적 원리와 대기 중의 유체역학적 거동이 복합적으로 작용하는 결과입니다. 핵폭발이 일어나면 엄청난 양의 에너지가 순식간에 방출되며 이로 인해 발생하는 강렬한 열과 충격파는 주변 대기를 극도로 가열합니다. 이때 발생하는 극도의 열은 폭발 중심지에서 공기를 매우 빠르게 팽창시키며, 이 과정에서 발생하는 열적 부양(themal buoyancy)은 화염과 유해 물질을 함께 상승시킵니다. 상승하는 공기는 주변보다 훨씬 더 뜨거워 대류 현상이 발생하며, 이는 폭발 지점에서 수직으로 매우빠르게 이동하는 뜨거운 공기 기둥을 형성합니다. 이 기둥은 계속 상승하면서 주변의 냉공기와 만나면서, 주변 대기 중으로 확산되기 시작합니다. 이 때, 상층 대기의 안정성과 상대적으로 차가운 주변 공기에 의해 상승 기류는 옆으로 확장되기 시작하며, 결국 버섯 모양의 구름 캡이 형성됩니다. 이 과정에서 뜨거운 공기는 냉각되며 수증기가 응축되어 구름의 일부분이 되기도 합니다.