안녕하세요. 박준혁 전문가입니다.
기계공학
Q. 9mm탄이 왜 5.56mm탄보다 약한지?
안녕하세요. 박준혁 과학전문가입니다.일단 9mm 파라벨럼 권총탄과 5.56mm NATO탄에 들어있는 장약의 양이 다릅니다. 보시면 파라벨럼 탄은 동글동글 귀엽게 생겼는데요, NATO탄은 장약이 들어있는 뒷부분이 묵직하게 생겼습니다.날아가는 탄두 자체는 파라벨럼이 크지만, 뒤에서 밀어주는 힘의 크기를 담당하는 장약이 NATO탄이 더 커서 총알을 맞는 첫 번째 대상에게 NATO탄이 더 강하게 들어갑니다.인터넷에서 주워들은 바로는, 탄 크기 때문에 파라벨럼 권총탄이 관통력, 그러니까 벽을 뚫거나 1차 목표를 뚫고 들어가 2차 대상을 맞출때는 더 강하다고 합니다.5.56mm NATO는 크기가 작아서 잘 꺾이거나 화력이 크게 줄어든다고 합니다.7.62mm NATO탄은 저격용, 기관총 용으로도 쓰일텐데 마찬가지로 장약이 많이 들어갑니다.궁금증이 잘 해결되었길 바랍니다.
지구과학·천문우주
Q. 지구내부의 땅이 움직이고 있다던데 우리는 왜 느끼지못하나요?
안녕하세요. 박준혁 과학전문가입니다.쉴새없이 움직이고 있는 지구안쪽에 있는 땅 중 우리에게 가장 직접적으로 느껴질 만한 구조물은 지각으로, 수십개의 판이 지구 겉을 구성하고 있습니다.이 판들에 대해서는 서로 떨어져 있는 판이지만 같이 이동하는 것들도 있고, 새로운 판의 경계를 추정하기도 하는 등 연구가 진행되고 있습니다. 서울특별시 지진 안전 포털에 따르면, 이 판들이 움직이는 속도는 약 50mm/1년 정도로 1,000년에 약 50m를 이동하는 정도입니다.물론, 이 속도도 각 판에 따라 다 다릅니다. 하지만 그래도 그 크기는 미미하기 때문에 눈치채기 힘듭니다. 비슷한 예시를 하나 들자면, 유리가 흘러내리는 것이 있습니다. 비결정질 고체로 분류하는 유리는 실제로 흘러내리지만, 흘러내리는 것을 우리 눈으로 확인하긴 힘듭니다.판들이 서로 뒤틀리다가 갑자기 우리가 느낄만큼 과격하게 움직이는 경우를 우리는 지진이라고 부릅니다.궁금증이 잘 해결되었으면 좋겠습니다.
지구과학·천문우주
Q. 지구과학 용어인 종유석이 무엇인지 궁금합니다.
안녕하세요. 박준혁 과학전문가입니다.동굴 천장에 매달려있는 광물 형성물을 의미합니다. 용암, 광물, 진흙, 모래 등의 다양한 성분으로 구성될 수 있으며, 석회암 동굴에서 발생하는 탄산칼슘 및 기타 미네랄의 침착을 통해 형성되는 것이 가장 일반적이라고 합니다.아래는 위키백과에서 가져온 종유석 이미지 입니다.미네랄의 침착에 의해 발생하는 만큼 성장속도가 매우 느립니다.가장 일반적인 형태는 위와 같고, 생기는 데 수천년이 걸리는 경우도 있지만, 용암 동굴에서 용암이 굳을때 발생한 종유석은 몇시간~몇주만에 생긴다고 합니다.하지만, 꼭 자연물에서만 생기는 것은 아닙니다. 콘크리트의 시멘트에 포함된 산화칼슘이 그 원인입니다.시멘트에 물을 섞으면 수산화칼슘을 형성하는데, 콘크리트의 균열을 관통하는 빗물이 이 수산화칼슘을 운반하여 공기와 노출되는 하부 (건물 외벽 및 처마)에 도달하게 되면 대기 중의 이산화탄소와 반응하여 탄산칼슘을 침전시켜서 해당 빗물이 맻히는 곳에 종유석을 생성할 수 있습니다.궁금증이 잘 해결되었으면 좋겠습니다.
지구과학·천문우주
Q. 지구과학, 자연) 지구 온난화를 넘은 지구 끓는중이라는 표현이 나오고 있는 현재 어떻게 생각하세요?
안녕하세요. 박준혁 과학전문가입니다.멕시코 만류가 눈에 띄게 둔화되고있으며, 플로리다 해안의 수온은 38도를 기록했습니다. 이 해류는 적도 근처의 뜨거운 대서양 바닷물을 영국 근처 고위도로 올려주는 역할을 해서 지구를 식혀주는데 중요한 역할을 합니다.하지만, 북극 빙하가 녹고, 지구가 점점 따뜻해지면서 2030년 이전에 멕시코 만류가 사라질 수 있다고 합니다. 그럼 지구온난화가 더 가속화 될 것입니다. AI도 예측했습니다. 기온이 1.5도 수준으로만 더 올라도 더 이상 되돌릴 수 없을 것이라고.저는 이미 상당히 늦었다고 생각합니다. 에너지 관련 기술의 발전이 지구온난화를 따라잡기 힘든 상태로 보입니다. 상황을 타개하려면, 자본의 흐름이 에너지 관련 기술로 집약되어야 합니다. 에너지 관련 기술의 발전이 돈을 끌어당길만한 상황을 만들어야합니다.정책이나, 사회의 인식이 그렇게 유도할 수도 있을 것 입니다. 마치, 유기농 채소처럼.계속 이처럼 뜨거운 날이 온다면, 올라간 수온을 버티지 못한 산호초들이 초토화될 것이고., 일부는 멸종할지도 모릅니다. 물론 다른 곳에서 잘 살아남는 등의 예기치 못한 기쁜 오산이 있을 수 있겠지만, 수온이 올라가면 더 많은 이산화탄소가 쉽게 녹아들어 해양이 산성화되기 쉬우니 산호가 살아남기 힘들어서 이전과는 확실히 다른 풍경일 것입니다.
화학
Q. 김치찌개를 만들어서 뜨겁게 끓여먹습니다 지금처럼 더울때 음식이 상하는 이유가
안녕하세요. 박준혁 과학전문가입니다.온도가 따뜻할수록 각종 화학반응이 일어나는 속도는 대체로 빨라집니다.일부 경우를 제외하고 대부분의 생물체의 물질대사를 담당하는 효소들은 36도 부근으로 갈수록 효율이 증가합니다. 찌게의 염도가 미생물이 번식하기 적절한 수준이라면, 그 속엔 수많은 영양분들이 있을 것입니다.공기중에 떠돌아다니던 세균이나 곰팡이들이 찌게에 안착하거나, 수저에 묻어있던 침속의 세균들이 찌게에 들어갔을때 최고로 증식하기 좋은 환경이 된 것입니다.물론 일부 세균들은 냉장실에서도 번식할 수 있다고 하니 차갑다고 무조건 안심하시기엔 이릅니다.온도 그 자체는 어떤 특별한 것을 발생시키지는 않습니다.하지만 더운 이 날씨가, 음식이 상하기에 쾌적한 환경을 조성해주는 것이라고 보시면 되겠습니다.
생물·생명
Q. 사실 인간의 조상은 악어가 아닐까요?
안녕하세요. 박준혁 과학전문가입니다.악어는 공룡이 땅을 누비던 때에도 비슷한 모습을 한 생물체가 살았다고 전해집니다만,안타깝게도 현존 악어와 다른 종이라고 합니다.비슷한 현상으로는 킹크랩과 대게처럼, 그 기원은 다르지만 형태가 비슷한 수렴진화가 있겠습니다.진화가 정적인 것은 아닙니다. 적절한 외부 환경의 스트레스가 생물집단에 가해진다면, 수십세대 만에 일어나기도 합니다. 다만, 수렴진화로부터 우리는 악어와 비슷한 형태가 다른 기원으로부터 도달할만큼, 악어의 형태는 악어의 생태에 효율적인 모습이라는 예상을 해볼 수 있습니다.어쩌면 지금 악어가 멸종되더라도 1억년, 2억년이 지나면 다시 비슷한 모습을 한 생명체가 비슷한 생태계 환경에 있을지도 모릅니다.그런데, 공룡이 살던 시대에도 포유류는 있었습니다.몸집이 작은 포유류가 더 큰 공룡을 사냥하다가 화산쇄설류에 그대로 묻힌 화석도 있습니다.인류 진화의 뿌리가 악어가 되는 것 보다는현생 악어 이전부터 존재해왔던 다른 포유류가 뿌리일 가능성이 높다고 생각합니다.
전기·전자
Q. 상온 초전도체가 무엇이고 왜 대박인건가요?
안녕하세요. 박준혁 과학전문가입니다.초전도체는 전기저항이 0인 물질이며, 이 말은, 전기를 흘려보낼때 아무런 에너지 손실이 발생하지 않는다는 뜻입니다.전자제품이나 컴퓨터등, 전기를 사용하는 제품을 사용하게 되면 발열이 생겨서 불편했던 적이 있을 겁니다.이 발열 또한 에너지 손실의 한 갈래로서, 초전도체를 사용하게 되면 이런 발열 걱정은 할 필요가 없어집니다.SF 장르로 갈 필요도 없습니다. 수많은 회로가 모여있는 컴퓨터 칩, 휴대폰에 초전도체가 적용되면 냉각을 생각하지 않아도 될 것입니다.우리 생활 전반적으로 전자부품과 회로, 반도체가 녹아들어있으니, 거의 모든 분야에 대해 상용화, 제품화가 이뤄지기 시작할 것입니다.양자컴퓨터 유지 비용도 내려갈 테니 관련 분야의 발전도 가속화 될 것 입니다.기술 진행 상태에 따라 각 기업의 주가는 요동치고, 기술 유치를 위한 정부들의 힘겨루기가 이뤄질 수도 있죠.마치 지금 반도체 기술 경쟁처럼 말이죠.군사 무기에 적용시킬 가능성도 높습니다.어쩌면 레일건을 보게될 수도 있습니다.그런 엄청난 기술로, 정말 세상을 뒤흔들 완벽한 기술을 개발했다면 이미 특허를 냈을 것입니다.하지만 관련된 소식이 없는 것을 보니 일단 지켜봐야 할 것 같습니다.
지구과학·천문우주
Q. 하늘이 흐릴 때나 맑을 때는 언제나 구름이 떠 있는데 어떻게 생성되는지 궁금합니다.
안녕하세요. 박준혁 과학전문가입니다.수증기를 머금은 기체 덩어리가 여러가지 이유로 상승(ex. 산을 타고 올라감, 가열이 되어 뜨거워져서 상승 )하면, 기체 덩어리에 가해지는 기압이 낮아지고, 팽창하게 됩니다. 보일의 법칙에 따라 팽창하는 기체 덩어리의 온도는 내려가게 됩니다.그런데 기체의 온도가 내려가면 그 기체가 머금을 수 있는 수증기의 최대량(포화 수증기량)이 낮아지게 되고, 결국 가지고 있는 수증기의 양보다 낮아지면서 응결되어 미세한 물방울 형태를 구성하게 되는데, 이것이 구름입니다. 구름은 하강기류 및 다양한 이유로 기체 덩어리가 내려가거나, 온도가 올라가서 포화수증기량에 못 미치는 수증기를 보유하게되면 증발해서 사라집니다.비를 뿌릴 정도로 습윤한 상태에서는 과하게 커진 물방울이 내리는 것이니, 과하게 커지지 않은 물방울은 떨어지지 않습니다. 따라서 비를 뿌린다고 해서 구름이 곧바로 사라지지는 않습니다. 하지만 물을 손실한 것은 맞으니, 이후 건조한 지역에 도달하거나, 하강당하게 되면 더 쉽게 사라질 수 있을 것 입니다.반대로, 습윤한 공기로 수증기를 공급받게 되면 크기가 점점 커질 수 있겠습니다.낮게 깔린 구름은 그 정도 높이로 내려와도 포화수증기 이상의 수증기를 보유하면서 물방울을 유지할 정도로 습윤한 상태라고 볼 수 있겠습니다.
지구과학·천문우주
Q. 빅뱅 이전에는 아무것도 없었다고하잖아요
안녕하세요. 박준혁 과학전문가입니다.개인적인 생각을 맘껏 써봤습니다.정확하게는, 빅뱅 이전의 정보가 없는 것에 가깝습니다.우주배경 복사도 빅뱅 시절에 가까울 것으로 예상되는 정보를 읽어들이는 것이며, 그 조차도 맑게 갠 상태 이후, 즉 빅뱅 이후 전자가 원자핵에 잡혀서 빛이 직진할 수 있게 된 이후의 정보입니다.양자역학에 대해 설명을 듣다보면 더 그런 생각이 들 수도 있다고 생각합니다.만약 정말 시뮬레이션이라면, 그렇다면 언젠가 시뮬레이션 외부에 영향력을 투사하거나, 나가는 방법을 터득하는게 인류의 목표라고 생각이 됩니다.전반적으로는, 증명되었더라도 반례가 나오면 수정되는 것이 과학이니 섣부르게 단정짓지 않는게 중요하다고 생각합니다.
화학
Q. ADP가 ATP로 합성될 때 쓰이는 에너지는 ATP라고 봐야하나요?
안녕하세요. 박준혁 과학전문가입니다.미토콘드리아에서는 당의 형태로 저장된 에너지를 ATP로 변환시켜주는 작용을 합니다.간단하게 알고 싶으셔서 여기 질문했을 것이라고 생각하고 짧게 설명 드리겠습니다. 설명드리기에 앞서서, 미토콘드리아는 겉에 막 1개와 속에 쭈글쭈글한 막 1개를 가지고 있습니다. 이와 같은 구조가 에너지 생성을 돕습니다.우선 미토콘드리아에 입수한 당을 넣기 전에,6탄당(ex. 글루코오스)이든, 5탄당(ex.리보오스)이든 3탄당인 피루브산 형태로 만들어줍니다.여기서도 소량의 에너지가 조효소*들에 H의 형태로, ADP에는 인산기의 형태로 저장됩니다.피루브산은 미토콘드라 내부로 들어가고 조효소 A(Coenzyme A:CoA) 와 붙는 과정에서 탄소 하나가 떨어져나가 아세틸기가 되고, 주변의 조효소*들에 또 에너지가 전자의 형태(H)로 저장됩니다. 이 아세틸기는 TCA cycle 이라는 회로화된 화학반응을 통해 여러 효소와 인산기들로 버무려져서 이산화탄소로 쪼개지고, 담겨있던 에너지들을 소량의 ATP와 H달린 조효소들의 형태로 뱉어냅니다.(수소를 전자로 보는 이유는, 마지막에 H+와 e-로 뜯어내서 던지기 때문입니다.)자, 이제 세포호흡의 최종단계 입니다. 윗 단계는 미토콘드리아의 가장 안쪽 공간에서 일어난 일 입니다. 세포질로부터 받아온 당을 다 뜯어내고 거기서 소량의 ATP와 수많은 H가 붙은 조효소들을 만들어 냈습니다.수많은 H는 아직 조효소*에 달려있습니다. 하지만, 내부막에는 이 H에서 전자만 휙 때서 2H+ + 1/2 O2 에게 전달시키고 물을 만들 수 있게 해주는 복합체가 있습니다.이 복합체가 전자를 전달받아서 쭉 흘리는 과정에서 그 에너지를 사용해서 외막과 내막 사이 공간으로 H+를 펌핑해놓는 형식으로 저장을 합니다.양성자 농도기울기 형태로 저장된 에너지는 마치 수력발전을 하는 댐처럼, 정해진 곳(H+ 농도 기울기를 이용해서 H+가 통과하면 ADP에 인산기를 붙여서 ATP를 만드는 곳)을 통해 빠져나가면서 ATP로 전환됩니다.내막이 쭈글쭈글한 것은 ATP합성 과정이 주로 내막에서 이루어지기 때문입니다.아마도, 생물체 내에서 에너지는 ATP로서 통용되는데, 그럼 ATP를 합성하는 에너지는 ATP로 ATP를 합성할 리는 없으니 다른 방식으로 공급하겠죠.그런 맥락의 말이 아닐까 합니다.물론 중간중간에 인산화 효소들로 ATP를 만들지만,주된 합성은 마지막 단계가 차지하고,마지막 단계에서는 H+ 농도 기울기를 사용하니,농도차의 확산은 H+농도 기울기를 말하는 것 같구요.궁금증이 잘 해결되었으면 좋겠습니다.세포호흡 관련해서는해당과정, TCA cycle, 산화적인산화.키워드들이 도움될 것 입니다.