과학 이야기

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

태양계에서 가장 거센 바람이 불어오는 곳은 태양에서 가장 멀리 떨어진 푸른 행성 '해왕성'입니다. 해왕성의 풍속은 무려 시속 2,100km로, 지구의 최고풍속 태풍보다 7배나 빠르고 음속을 뛰어넘는 수준입니다. 놀라운 점은 해왕성이 태양빛을 지구의 900분의 1 수준밖에 받지 못하는 극도로 추운 외곽 행성이라는 사실입니다. 보통 대기의 움직임은 태양열 에너지가 만들어내지만, 해왕성은 태양열이 거의 없기에 오히려 대기의 마찰을 줄이는 극한의 냉각 상태가 유지됩니다. 그 덕분에 행성 내부의 미세한 열원만으로도 동력이 손실되지 않고 누적되어, 태양계 전체를 통틀어 가장 파괴적이고 빠른 Superwind(초음속 폭풍)를 계속해서 유지할 수 있는 것입니다.

- 태평양 1. 감시구역 : nino 3.4 2. 경도 및 위도 : 남북위 5도, 서경 170~120도(동태평양) 3. 감시현상 : 엘니뇨/라니냐 4. 판단기준 : 평년값 대비 0.5도이상 변화 5개월지속시 전지구적 기후변화의 대표지표이며 적도해역은 모두 nino1.2.3.4로 구분하여 감시하고 있다. - 대서양 1. 감시구역 : ATL3 2. 경도 및 위도 : 남북위 3도, 서경 0~20도(동대서양) 3. 감시현상 : 대서양엘니뇨/라니냐 4. 판단기준 : 평년값 대비 0.5도 이상 변화하는 즉시 태평양과는 간접적 영향으로 발생하는 시기 다르며, 유지기간도 짧다 - 인도양 1. 감시구역 : 인도네시아 부근(동부), 아프리카부근(서부) 2. 위경도생략(글자수) 3. 감시현상 : 인도양쌍극자모드(서부편차-동부편차) 양,음의 위상 4. 판단기준 : (+,-)0.4도이상변화가 3개월이상 지속 동인도양과 서태평양는 연결수로가 있어서 직접적으로 수온편차가 동조화되는 경향이 있음

전세계 기후변화를 예측하기 위해서 대양의 특정 위치의 수온을 체크하고 있다. 기본적으로 바다의 해류는 지구 자전에 의한 전향력으로 바다의 서쪽은 난류, 동쪽은 한류가 흘러 태평양 적도의 경우 서쪽이 평균 5도 높다 그러나, 어떠한 전지구적 원인에 의해서 또는 주기적으로 온도변화가 발생하여 평년값(지난30년의 평균값) 보다 0.5도 높은현상이 5개월이상 지속되면, 엘리뇨 2도이상이면 슈퍼엘리뇨라고 하며 반대의 경우로 0.5도 낮아지는게 5개월 이상 유지되면, 라니냐, 2도이상 낮아지면 슈퍼라니냐가 된다. 이러한 큰 수온변화가 발생하면 수증기의 대이동이 발생하여 기압의 변화가 일어나면서 건조한 기후에 홍수가 일어나고, 습윤한 기후였던 지역에 가뭄이 발생할수도 있다. 낮은 위도 지역 뿐만 아니라, 높은 위도인 남북극의 기압에도 영향을주어 혹한, 폭설같은 현상도 연쇄적으로 발생한다. 글자수의 한계로 각각의 대양의 대표수온 측정포인트는 다음글에 작성...

우리 은하 중심부에 위치한 거대한 성간 구름 '사지타리우스 B2'에서 라즈베리 맛과 럼주 향을 내는 화학 물질이 대량 발견되었다는 사실을 아시나요? ​천문학자들이 우주 망원경으로 이 먼지 구름의 성분을 분석한 결과, 라즈베리 특유의 풍미를 만들고 럼주 향을 내는 유기 화합물인 '포름산 에틸'이 광범위하게 분포해 있음을 확인했습니다. ​수백 광년 떨어진 우주 한복판에 달콤한 과일 향과 술 향기를 품은 구름이 떠다니고 있는 셈입니다. 칠흑 같은 우주는 황량한 무기물 공간이 아니라, 우리가 생각하는 것보다 훨씬 풍부하고 의외의 향을 머금고 있습니다.

샴푸나 끈적한 세제를 바닥에 짤 때, 떨어지던 액체 줄기가 가라앉지 않고 공중으로 튀어 오르는 모습을 본 적이 있으신가요? 이 기이한 현상은 유체역학에서 '케이나 현상(Kaye effect)'이라 불립니다. ​끈적거리는 점탄성 액체가 떨어지며 형성된 얇은 공기 층 위를 액체 줄기가 윤활유처럼 타고 흐르면서 발생합니다. 액체 고인 웅덩이에 부딪힌 줄기가 마찰 없이 튕겨 나가며 순간적으로 스프링처럼 공중으로 점프하는 것입니다. ​단 몇 초 만에 사라져 눈치채기 어렵지만, 액체가 스스로 솟구쳐 오르는 이 현상은 일상 속 유체역학이 보여주는 가장 신기하고 아름다운 물리 현상 중 하나입니다.

6. 몰(분자수) 최초의 정의 : 탄소 12g에 들어가 있는 실제 원자 갯수 현재의 정의 : 아보가드로수로 재정의 변경사유 : 동위원소비에 따라 변함 7. 칸델라(밝기) 최초의 정의 : 양초의 밝기가 기준 2차 정의 : 백금의 녹는점에서 기준 면적의 흑체가 가진 밝기 현재의 정의 : 주파수와 복사도로 재정의 (빛은 555nm 파장의 녹색광) 변경사유 : 양초는 연소상황에 따라 달라짐. 고온의 흑체 구현의 어려움

2. 미터 최초의 정의 : 지구 남북극방향의 지구둘레길이의 1/4천만 현재의 정의 : 진공에서 빛이 약 1/3억 초 동안 지나간 거리 변경사유 : 실측결과의 오차, 표준원기의 미세한 변화 3. 킬로그램 최초의 정의 : 4도의 온도에서 1리터의 물의 무게 현재의 정의 : 플랑크상수 기준으로 재정의 변경사유 : 압력조건따라서 달라질수 있음. 표준원기의 미세한 변화 4. 암페어 최초의 정의 : 진공에 1미터 떨어진 두 도체사이에 적용된 힘을 기준으로 정의 현재의 정의 : 전자가 가진 기본전하를 기준으로 재정의 변경사유 : 구현의 어려움 5. 캘빈 (섭씨 온도 + 273.15) 절대영도가 -273.15도가 된 건 샤를의 법칙으로 분자운동이 사라지는 구간을 계산함 최초의 정의 : 물의 녹는점(0), 끓는점(100)으로 1/100 2차정의 : 물의 상중점 기준 현재의 정의 : 볼츠만상수 기준 재정의 변경사유 : 동위원소비에 따라 변함