아들을 위한 인문학/과학
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우주의 모든 에너지를 흡수한다고 믿는 블랙홀에 대해서아들을 위한 인문학/과학 2022. 10. 19. 05:53
블랙홀은 질량이 큰 별이 소멸할 때 생긴다. 죽어가는 별은 붕괴되어 점점 작아지고 밀도는 점점 커져 결국 크기는 없지만 밀도가 무한히 큰 하나의 점으로 압축된다. 그 점은 특이점이라 하는데 밀도가 매우 커서 빛조차 특이점의 중력을 빠져나갈 수 없다. 블랙홀 주변의 모든 것은 암흑 속으로 빨려 들어가게 된다 로켓이 우주 공간으로 발사될 때 지구의 중력을 벗어나려면 충분히 빠른 속도로 탈출해야 한다. 적절한 속도에 이르지 못하면 지상으로 떨어진다. 블랙홀의 중력은 매우 강력해서 블랙홀을 빠져나가려면 탈출 속도가 빛의 속도보다 빨라야 한다 하지만 빛의 속도가 되는 특이점 주변 경계선을 우리는 사건의 지평선이라 부른다. 사건의 지평선 안쪽으로 떨어지는 것은 모두 특이점으로 빨려 들어간다 물론 이것은 모두 이론에..
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1824년 조셉 푸리에 처음 발견한 온실효과는 무슨 과학적 현상을 가지는가 ?아들을 위한 인문학/과학 2022. 9. 28. 05:46
온실 효과는 서로 다른 두가지 과학현상을 기술하는데 사용된다. 먼저 대기에서 우주 공간으로 열이 빠져나가지 못하도록 막는 완전히 자연적인 과정을 가리킨다. 이 과정에 의해 지표면의 평균 온도가 쾌적한 15.6도를 유지할 수 있다. 태양에너지가 지구 표면에 도달할 때 일부는 흡수되어 대지를 데우고 일부는 반사되어 다시 우주로 빠져나간다. 통틀어 온실 가스라고 알려진 수증기, 이산화탄소, 매탄 및 다른 기체들이 온실 유리판처럼 지구 밖으로 빠져나가는 에너지 일부를 대기권에 가둔다. 온실효과가 없다면 지구는 너무 차가워져서 생명체가 살아갈 수 없는 곳이 될 것이다 온실효과라는 말은 지난 세기 동안 지구온난화에 기여하고 있는 온실 가스들의 중가를 가리킬 때도 사용된다. 미국 과학아카데미에 따르면 지표면의 온도는..
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공기가 없는 진공상태에 공을 우주 공간에 던진다면 영원히 움직인다고 하는데아들을 위한 인문학/과학 2022. 9. 2. 05:06
마찰은 움직이는 물체의 표면이 다른 표면에 문질러질 때 물체의 운동을 방해하는 힘이다. 예를 들어 풀밭에 공을 굴리면 공이 굴러가는 속도가 느려지면서 완전히 멈추게 되는 것은 마찰 때문이다. 아이작 뉴턴의 제 1운동법칙에 의하면 외부에서 힘이 작용하지 않는 한 움직이던 물체는 계속 움직이려 한다. 만일 공을 진공상태의 우주 공간에 던진다면 공은영원히 움직일 것이다. 진공 상태에서는 마찰이 없기 때문이다. 그러나 지구상에 마찰이 없는 표면은 존재하지 않는다. 무엇인가 방해하는 것이 항상 있다. 공기 중에 공을 던졌을 때도 공은 공기와 마찰해 열이 발생하고 속도가 떨어진다 마찰은 물체 표면에서 일어나는 매우 복잡한 분자 상호작용의 결과이다. 일반적으로 거친 표면은 더 많은 마찰을 일으킨다. 대표적인 예가 삐..
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거대한 원자로로 타는 태양은 핵융합과정을 거쳐 열에너지를 발산하는데아들을 위한 인문학/과학 2022. 7. 21. 06:05
태양은 나무가 불을 타듯 타는 것이 아니라 거대한 원자로처럼 활동한다. 태양에서 나오는 에너지는 2개의 작은 원자핵이 결합해서 하나의 더 큰 핵이 되는 핵융합 과정에 의해 생성된다. 태양은 수소 원자를 헬륨 원자로 융합하면서 에너지를 만들어낸다. 또한 헬륨을 베릴륨으로 융합하고 베릴륨을 리튬으로 융합한다 거대한 질량과 중력 때문에 태양의 핵은 압력과 온도가 매우 높은 환경이다. 사실 그런 환경이기 때문에 핵융합이 가능한 것이다. 정상적인 환경에서는 수소 원자핵의 양성자가 모두 양의 전하를 띠기 때문에 서로 밀쳐낸다. 그러나 태양의 중심처럼 압력이 높은 곳에서는 그 압력이 전자기력을 이겨내고 양성자들을 결합시킨다. 두 수소 원자가 헬륨으로 융합할 때 수소 원자의 질량 중 극히 일부가 많은 양의 에너지로 전..
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사이보그 공학에서 뇌파로 조종하는 가제트 형사를 만들 수 있다고 보는가아들을 위한 인문학/과학 2022. 7. 15. 06:03
1980년 TV 만화 시리즈의 주인공이었던 컴퓨터 형사 가제트는 걸어다니는 잡동사니 사이보그였다. 물론 가제트는 정의로운 형사라서 일반 시민들에게 피해를 주지는 않지만 가제트를 보고 있으면 가끔 불안할 때가 있다. 가제트 형사는 가끔 자신의 몸을 잘 조절하지 못하고 있다. 사이보그 동료 형사인 로보캅과는 전혀 다른 작동원리에 움직인다. 로보캅은 대뇌에서 지시를 내리면 그 내용이 신경을 통해서 기계로 대체된 신체의 각 부분으로 직접 전달한다. 반면 가제트는 뇌파를 이용한다. 수십만개의 신경세포들이 주고 받는 전기 신호 중 수상돌기를 지나는 전기 신호는 서로 합쳐져 뇌파라는 아주 독특한 전기적 리듬을 만들어 낸다. 뇌파는 머리의 표면에서 측정 가능할뿐 아니라 미약하게나마 외부로도 전달된다. 가제트의 온몸에는..
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소음의 심리학으로 영국의 레스토랑은 너무 시끄럽다고 하는데아들을 위한 인문학/과학 2022. 6. 15. 04:10
영국에서는 레스토랑의 시끄러운 정도가 위험 수위를 넘었다고 한다. 레스토랑의 분위기가 점점 현대화되고 미니멀리즘(최소화 내지 단순화)이 유행하면서 단순한 장식의 넓고 빈 공간과 양탄자 없는 맨바닥이 음악 소리와 사람들의 대화를 더욱 울리게 한다는 지적이다 특히 잘 나가는 호프나 와인 바에서는 소음 정도가 치명적인 수준이어서 청각 장애를 막기 위해 웨이터들이 귀마개를 착용해야 할 정도라고 한다 외식문화가 영국인들의 귀를 위협하는 문제가 이슈가 되자 런던 근교 레스토랑들의 소음 실태 파악에 나섰다, 놀랍게도 현대식 레스토랑의 바닥과 천장은 사람들의 조용한 대화까지도 그래도 반사해 전 공간에 울려 퍼지게 하는 효과를 낸다. 음악을 틀지 않는 상태에서 대화만으로 평균 88데시벨 이상의 높은 소음 수치를 나타냈다..
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모래 더미에서 발견한 브라질 땅콩 효과에서 하나의 분자가 움직이는 경로를 계산한다고아들을 위한 인문학/과학 2022. 6. 9. 04:00
공사현장에 가면 모래 더미에서 자갈을 골라내는 기구가 있다. 가는 철망이 드리워진 네모난 프레임에 모래 더미를 올려놓고 약간씩 위로 쳐주면서 옆으로 흔들면, 자갈들은 위로 올라오고 고운 모래는 아래로 내려가 철망 사이로 빠져나간다.. 물리학자는 이 현상을 브라질 땅콩 효과라고 한다. 여러 종류의 땅콩들을 한데 섞어놓은 땅콩 믹스캔을 사서 뚜껑을 열어두면 항상 가장 큰 브라질 땅콩이 맨 위에 올라와 있는 것에서 힌트를 얻어 붙여진 이름이다. 제약회사는 골짓거리로 잘 섞어놓은 가루약을 차로 장시간 운반하고 나면 크기별로 층이 생겨 낭패를 겪는 것이다. 시리얼이나 시멘트 자료를 운반할 때도 마찬가지다. 이처럼 브라질 땅콩 효과로 기업은 추가비용이 연간 66조원에 달하고 생산원가의 40%를 차지하는 돈의 지출을..
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태양을 관찰하던 암실이 어떻게 카메라로 발전했을까 ?아들을 위한 인문학/과학 2022. 5. 20. 04:13
카메라의 본래 이름은 카메라 옵스큐라이다. 1604년 독일 천문학자 요하네스 케플러가 카메라 옵스큐라라는 표현을 처음으로 사용했다. 이 표현은 둥근 천장의 방이라는 의미의 카메라와 어둡게 한 이라는 의미의 옵스큐라를 붙여서 만든 것이다. 이후 1840년대에 현대식 카메라가 나오면서 옵스큐라는 떼고 그냥 카메라라고 부르기 시작했다 어원이 같은 단어 하나만 더 살펴보면 그것은 동료나 동지를 뜻하는 영어 캄래드이다. 단어 카메라와 철자, 발음, 의미가 모두 다 다른데 어떻게 어원이 같다는 것이다. 영어 캄래드는 라틴어 카메라에서 비롯되어 중세 프랑스어 카마라드를 거쳐 완성되었다. 프랑스어 카마라드는 방을 같이 쓰는 사람이라는 뜻인데 아무래도 방을 같이 쓰다 보면 생각이 비슷해지고 마침내 동지가 되는 것이다 카..