과학 이야기

과학시간에 행성 보다 작고, 혜성도 유성체도 아닌 천체들을 소행성이라 배웠을것이며 또한 소행성들은 목성과 화성사이에 소행성벨트에 많이 위치하고 있다고 배웠을 것이다. 하지만, 단순히 화성과 목성사이에 위치한 것이 아니라 목성의 중력에 영향을 받아 일종의 규칙같은 것이 있다. 1. 성분적 구분 C형(탄소질 암석), S형(Si 규소질 암석), M형(metal 금속)으로 분광학적으로 스펙트럼을 분석하여 분류한다. 2. 소행성군 - 같은 궤도공명(공전주기가 정수비로 이뤄짐)을 일으키는 소행성 집단 (1) 트로이군 소행성 - 목성과 공전주기가 일 (1:1 궤도공명) - 목성의 공전궤도상 60도 떨어진 라그랑주점(L4,L5)에 위치함 - 이런 패턴의 소행성은 금성부터 해왕성궤도 까지 존재 - 공전주기는 영향받는 행성의 공전주기와 일치(1:1 궤도공명) - 완벽한 세력균형이 그리스신화의 트로이 전쟁같다고 명명됨 - 대표적 소행성들은 트로이전쟁 영웅의 이름이 붙음

극저온(영하 271℃)으로 냉각된 액체 헬륨은 점성(마찰력)이 완전히 사라지는 '초유체(Superfluid)' 상태가 됩니다. ​점성이 0이기 때문에 컵에 담아두면 액체가 스스로 컵 내벽을 타고 올라가 밖으로 흘러넘치는 기이한 현상이 발생합니다. 미세한 구멍도 마찰 없이 그대로 통과해 버립니다. ​미시세계의 양자역학적 성질이 눈으로 볼 수 있는 거시세계에 그대로 드러난 대표적인 물리학의 신비입니다.

거창하게 설명하자면, 삼체문제의 특수해(특정조건하에서의 정답)이다. 절대적인 두 1,2체의 중력 사이에서 균형을 이루는 지점이며 계산상 5군데의 중력균형점이 있으며 L1,2,3는 1,2체의 직선상에, L4,5는 궤도상 60도의 위치에 있음 1) 활용방안 - 관측위성 : L1은 태양관측위성, L2는 우주망원경(태양의 그늘)이 위치한다. - 우주정거장 : L4, L5는 라그랑주 점 중에서도 가장 안정하여, 연료소모가 적어 우주정거장의 유력 후보위치이다. 2) 소행성 관측이 용이한 지점 - 태양계에서 중력의 1체는 태양, 2체는 목성인데 - 그 사이 라그랑주 점에서는 트로이군 소행성이란 - 다수의 소행성이 발견됨. - 공전주기는 목성의 공전주기와 일치함 - 목성뿐만 아니라, 금성부터 해왕성까지 - 트로이군 소행성이 있음(영향을 받는 행성과 공전주기 일치) - 발견되는 갯수는 중력의 세기와 비례함

금속은 단단하고 높은 온도에서만 녹는다는 상식을 깨는 원소가 있습니다. 바로 원자번호 31번 '갈륨(Ga)'입니다. ​갈륨의 녹는점은 약 29.76℃로, 사람의 체온(약 36.5℃)보다 낮습니다. 그래서 단단한 갈륨 조각을 손바닥 위에 올리면 체온 때문에 순식간에 액체 상태로 녹아내립니다. ​독성이 적어 체온계나 반도체 소재로 활용되는 갈륨은, 화학이 보여주는 신기한 물질 특성의 대표적인 예입니다.

그동안 태양계는 행성은 9개로 알고있었지만 2006년 행성지위를 박탈하고 왜소행성이란 새로운 부류로 격하하였다. 그때의 새로운 행성기준을 내세웠는데 조건은 다음과 같다 1) 태양주위를 공전할것 2) 구형을 유지할정도로 충분한 중력 3) 궤도지배력, 주변의 행성과 위성에 영향받지 않을 것 위기준으로부터 퇴출된 이유를 정리하면 1) 궤도지배력 부족 - 해왕성 안으로 들어가는 공전구간(타원궤도) - 해왕성과 3대2 공전주기 공명현상 - 황도면에서 다소 벗어난 공전궤도 - 위 현상을 해왕성의 중력에 영향을 받는건으로 해석 2) 너무 큰 위성질량 - 명왕성과 카론간의 질량비는 8.5대 1 - 공동무게 중심이 명왕성밖에 있음 - 서로 조석고정되어 6.4일 주기로 공전,자전을 함 3) 제 10 행성등장? - 명왕성 바깥궤도에 명왕성과 비슷한 크기의 에리스 발견 - 제 10의 행성논의를 하였으나 - 결론은 같은 왜소행성으로 분류함 - 추가로 기존 소행성 몇개도 왜소행성됨

지구처럼 아름다운 푸른빛을 띠지만, 실상은 기괴한 환경을 가진 외계행성 'HD 189733b'가 있습니다. ​이 행성이 푸르게 보이는 이유는 바다가 아니라 대기 중의 규산염 입자 때문입니다. 섭씨 1,000도가 넘는 고온 속에서 녹아내린 규산염은 날카로운 유리 입자가 됩니다. ​여기에 시속 8,700km에 달하는 초강풍이 더해져, 날카로운 유리 비가 수평으로 사납게 쏟아지는 기이한 풍경이 펼쳐지는 곳입니다.

상(phase) : 물질이 균일하고 뚜렷하게 구분되는 상태 물리적으론 저렇게 3개의 상(고체, 액체, 기체)으로 주로 나누나, 재료공학적으로 넘어가면, 결정구조까지 구분함 1. 고체 : 딱딱하고, 외력에 의한 변형이 잘 일어나지 않음 2. 액체 : 유동성을 가지는 상태, 압축해도 부피가 줄어들지 않음 3. 기체 : 정해진 부피가 없이, 자유롭게 퍼져나가는 상태 4. 플라즈마 : 큰 에너지로 인해, 전자와 원자핵이 분리된 상 상전이 : 하나의 상이 다른상으로 변하는 현상. 재료공학쪽에선 고체 결정구조를 온도, 압력조건별로 물을 15개 이상의 결정상으로 구분한다.(우측그림) * 특이 상전이현상 - 유리전이점 : 유리와 같이 딱딱했던 고체가 온도가 상승하면 고무처럼 부드러워지는 온도 하지만 유동성은 없음(플라스틱) -액정 : 액체 유동성을 지니나 고체와같은 결정성을 가짐(특정물질에서만) 단, 세축방향모두 규칙적인 고체와 달리 한두축방향으로만 결정정렬이 일어남.

우리가 흔히 사용하는 투명한 '유리'가 사실은 완전히 고체도, 액체도 아닌 화학적 상태라는 사실을 아시나요? 유리는 화학적으로 silicon dioxide(원자 분자 결합)로 이루어져 있으며, 정돈된 결정 구조를 갖추지 못한 '비결정질 고체(Amorphous solid)'로 분류됩니다. 액체를 급격히 냉각시킬 때 원자들이 규칙적인 결정 형태로 배열될 시간을 갖지 못해, 액체의 무질서한 원자 배치를 그대로 유지한 채 굳어버린 형태입니다. 이 때문에 화학계에서는 유리를 단순한 고체가 아닌 '극도로 끈적여서 멈춰 있는 초냉각 액체'의 특성을 가진 물질로 보기도 합니다. 창문 너머 날마다 바라보는 유리가 실제로는 얼어붙은 액체의 시간이 멈춰 있는 상태라는 흥미로운 비하인드입니다.

뇌도, 신경계도 없는 단세포 생물이 도쿄의 지하철 노선도를 똑같이 재현해냈다는 사실을 아시나요? ​'점균류'라는 생물은 먹이를 찾을 때 가장 효율적인 최단 경로를 스스로 찾아 연결하는 특성을 가지고 있습니다. 연구진이 도쿄 주변 도시 위치에 먹이를 두고 점균류를 키운 결과, 수십 년에 걸쳐 인류가 설계한 도쿄 지하철망과 거의 완벽하게 일치하는 네트워크를 스스로 만들어냈습니다. ​단순한 세포 덩어리가 복잡한 도시 공학적 문제를 해결할 만큼 뛰어난 최적화 능력을 보여준 셈입니다. 중앙집중식 뇌가 없어도 생명체는 이미 완벽한 효율의 알고리즘을 지니고 있음을 보여주는 흥미로운 사실입니다.

- 가을에 진입한 도시들 엑셀을 통해 계산한 가을의 기준 평균기온 9일 이동평균값이 20도미만에 도달한 도시들은 북춘천, 인제, 대관령, 영월, 홍천, 태백, 정선, 추풍령, 제천, 경북 청송입니다. 전부다 해발고도가 높은 도시들이죠. 진입한 시기는 전부 9월초순경이며, 중순에 다시 따뜻해졌을때도 회복이 되지않아 그대로 가을에 진입했다고 판단됩니다. 그리고 한국에게 가장 선선해서 열대야도 없다는 태백은 8월30일에 이미 가을에 진입했었네요 ㄷㄷㄷ 파주, 동두천, 철원같은 경기강원북부의경우에는 9월초순에 위의 도시들과 같이 그대로 가을되는 듯 20도미만이 되었다가 중순에 따뜻해지며 다시 20도를 회복하여 한차례 번복 된 바 있습니다. 25일이후로 평균기온이 다시 내려가고 있어 9일 이동평균집계가 끝나는 10월초순경에 9월하순에 가을이 시작되었다고 발표할 것 같습니다. 음. 서울은 아직은 멀었구요. 그래도 북부도시들 패턴보니 가을에 한발 더 다가선 것 같군