과학 이야기

​2,000년 전 세워진 로마의 판테온은 왜 아직도 멀쩡할까요? 비밀은 바로 스스로 상처를 치유하는 '자생 콘크리트' 기술에 있었습니다. ​최근 과학자들의 연구에 따르면, 고대 로마인들은 콘크리트를 반죽할 때 생석회를 고온으로 섞어 내부에 작은 석회 덩어리들을 남겼습니다. ​건물에 균열이 생겨 빗물이 스며들면, 이 석회 덩어리가 물과 반응해 탄산칼슘 결정을 형성하며 갈라진 틈을 스스로 메워버립니다. ​현대 콘크리트가 수십 년 만에 부식되는 것과 달리, 고대 로마 건축물은 빗물을 영양분 삼아 스스로 보수하며 2천 년의 세월을 견뎌낸 셈입니다.

지진 : 땅속에 큰 충격이나, 단층의 미끄러짐에 의해 에너지가 방출되는 현상 규모 : 지진이 가진 전체의 에너지. 소수점 첫째자리까지 표기 규모가 2들어날때마다, 에너지가 1000배가 늘어난다. 즉 규모 1이 늘어나면 31.6배, 0.2가 늘어나면 약 2배씩 에너지가 증가한다 진도 : 각각의 관측지점에서 측정된 세기. 세기의 단위는 정수단위 진원에 가까우면 강하게 흔들리고, 멀면 약하게 흔들린다. - 수정메르칼리 진도계급 : I ~ XII의 12개의 단계가 있다. 지진 피해 현상에 진도를 맞춘 개념. - 일본기상청 진도계급 : 1~4, 5~7(강,약)의 10개의단계가 있다. 계기지진(지진가속도)을 기준으로 나눈 개념 원래는 강약구분이 없었으나, 강진일수록 같은 등급인데도 피해규모 차이가 커서 진도 5부터 강약을 나누기 시작하였다.

양자역학의 거장 닐스 보어는 노벨 물리학상을 받은 뒤 황당하고도 매력적인 선물을 받았습니다. 덴마크의 맥주 회사 '칼스버그'가 그에게 집 한 채와 함께 특별한 파이프를 연결해 준 것입니다. ​바로 양조장에서 보어의 집 주방으로 직접 연결되는 '맥주 전용 수도관'이었습니다. 이 덕분에 보어는 집에서 수도꼭지만 틀면 언제든 신선한 맥주를 평생 무제한으로 마실 수 있었습니다. ​위대한 과학자의 노벨상 수상 축하 선물이 다름 아닌 '주방 수도에서 나오는 무한 맥주'였다는 사실은 양자역학만큼이나 유쾌하고 신기한 일화입니다.

궤간 : 두 레일 사이 간격 - 표준궤 : 1435mm, 전세계 60% 채택, 한국도 표준궤 - 협궤 : 1067mm, 점유율 9%, 일본 대만 등 사용 1000mm, 점유율 7%, 동남아 남미 아프리카 표준궤 보다 좁은 궤간으로 건설비용이 표준궤 보다 저렴하여 더 빠르게 건설가능 - 광궤 : 1520mm, 점유율 14%, 러시아 구소련지역 몽골 1676mm, 점유율 10%. 인도 파키스탄 표준궤 대비 수송력과 주행안정성이 우수함 일본의 신칸센도 기존 협궤의 주행안정성 부족, 특히, 고속에서의 주행안정성의 이유로 표준궤로 개발되었음 다만 고속주행 안정성이 더 뛰어난 광궤로 고속철도가 개발 안된 이유는 유지보수비용, 건설규격문제 등 경제적 문제라고 함 . 세계적 호환성(점유율 60%)도 또 하나의 이유

내진 : 말 그대로 진동을 견디는 것. 콘크리트 두께를 두껍게 하거나 철근의 조밀하게 넣어 내구성을 강화 기존 건물에 외부에 대각선 기둥을 넣는 방식으로 내진보강을 할수도 있다. 제진 : 진동을 흡수 하는것. 댐퍼같은 것을 설치하여 충격흡수(자동차 쇼바랑 같은 원리) 이 설계의 업그레이드 버젼은 타이페이 101같이 무게추와 댐퍼가 연동되어 건물이 흔들릴 에너지를 무게추가 대신 받아 흔들리는 설계를 할 수 있다. 면진 : 직접적인 진동이 전달되지 않게 하는것. 기초공사할때 밑바닥에 고무판 같은 특수바닥재를 설치후 기초공사 시행 차진 : 아예 공중에 띄워버리는 이론적인 방식. 현실적으로 실현되지 않았음

금을 만들려던 연금술사들의 엉뚱한 시도가 현대 화학의 문을 열었습니다. 17세기 독일의 연금술사 헤니히 브란트는 사람의 오줌이 노란색이라는 이유로 금이 숨겨져 있을 거라 믿었습니다. ​그는 무려 5,500리터의 오줌을 모아 끓이고 증류하는 기상천외한 실험을 반복했습니다. 당연히 금은 나오지 않았지만, 그 대신 어둠 속에서 푸른빛을 내는 의문의 물질을 발견했습니다. 바로 인류가 최초로 인위적으로 발견한 원소인 '인(Phosphorus)'이었습니다. ​황당한 착각에서 시작된 연금술사의 오줌 끓이기가 뜻밖에도 현대 화학의 위대한 첫걸음이 된 셈입니다.

기생충에 감염되면 과감하게 자신의 목을 끊어버리는 동물이 있습니다. 바로 '엘리시아'라는 갯민숭달팽이입니다. ​이 달팽이는 몸에 기생충이 많아지면 스스로 머리와 몸통을 분리합니다. 심장과 내장은 버려진 몸통에 남아 죽지만, 떨어진 머리는 스스로 기어 다니며 살아남습니다. ​더 기막힌 점은 머리만 남은 상태에서 평소 먹어둔 엽록체로 광합성을 하며 에너지를 얻고, 불과 몇 주 만에 심장을 포함한 새 몸통을 완벽히 재생해낸다는 사실입니다. ​생존을 위해 몸 전체를 미련 없이 버리고 머리부터 다시 시작하는 놀라운 생명력입니다.

엄마의 몸속에는 출산 후에도 자식의 세포가 평생 살아 숨쉰다는 사실을 아시나요? 이를 '태아 미세키메라' 현상이라고 부릅니다. ​임신 중 태아의 줄기세포는 탯줄을 타고 엄마의 혈액으로 흘러 들어갑니다. 이 세포들은 출산 후 소멸하지 않고 엄마의 심장, 간, 심지어 뇌까지 이동해 수십 년간 함께 살아갑니다. ​더 놀라운 점은 엄마의 장기가 손상되었을 때 발생합니다. 몸속에 남아있던 자식의 세포들이 상처 부위로 스스로 달려가 부족한 세포로 변신하며 치료를 돕기 때문입니다. ​엄마가 자식을 품어 키웠듯, 자식이 남기고 간 세포 역시 엄마의 몸속에 남아 평생 엄마를 보호하고 있는 셈입니다.

- 계절변화의 원인 지구 자전축이 23.5도 기울어 공전하여 태양의 남중고도가 변화하는데 그때 받는 태양에너지가 같이 증가하고 감소하여 계절의 변화가 발생합니다. - 기상학적 계절의 정의(한국 기상청 기준) 봄 : 평균기온이 5도를 넘는 첫날 여름 : 평균기온이 20도를 넘는 첫날 가을 : 평균기온이 20도 미만으로 떨어지는 첫날 겨울 : 평균기온이 5도 미만으로 떨어지는 첫날 다만 5도, 20도에 도달하였다고 해서 바로 계절이 변화하였다고 발표하지 않고 9일 이동평균값이라고 해서, 9일치의 기상 데이터를 기반으로 도달한 첫날로 계절변화를 발표합니다. 9일 이동평균값을 사용하는 이유는 일시적인 기온변화라는 오차를 제거하기 위함 입니다. 온도 기준은 나라마다 다르며, 옆나라 중국의 경우는 10도, 22도가 기준입니다. 그리고 5일 이동평균값을 사용합니다. 그래서 결론은 아직 대한민국에는 가을이 아직 오지 않았네요 고도가 높은 곳은 제외

태양이 빛을 내는 이유는 수소 핵융합 덕분입니다. 하지만 고전물리학으로 계산하면 태양 중심부의 온도는 핵융합을 일으키기에 턱없이 부족합니다. 양성자끼리 밀어내는 강한 전자기력을 뚫을 에너지가 없기 때문입니다. ​이론대로라면 태양은 불이 붙지도 못한 채 검게 식어버렸어야 합니다. 이 불가능을 가능으로 바꾼 것이 바로 '양자 터널링'입니다. ​미시 세계의 입자는 에너지 장벽을 마치 유령처럼 뚫고 지나가는 확률을 가집니다. 극히 희박한 확률을 뚫고 양성자가 장벽을 통과해 융합하면서 엄청난 빛을 뿜어냅니다. 우리가 매일 쬐는 따스한 햇살은 사실 양자역학이 일으키는 기적입니다.