집단지성/잡스9급/기출해설/두문암기

● 상대성이론 (Theory of relativity: 알베르트 아인슈타인 1905, 1916) 상대성이론(혹은 상대론)은 시간과 공간을 정의하는 물리학 이론으로 세상에서 가장 유명한 공식이라고 불린다. 위 공식은 양자역학과 함께 현대 물리학에서 가장 중요한 이론 중 하나이며 우주를 설명하는 데 이용되는 이론이다. 상대성이론은 특수 상대성이론과 일반 상대성이론으로 나뉜다. 특수 상대성이론은 1905년 발표된 이론으로 시간과 공간은 속도에 따라서 ‘상대적’이며, 절대적이지 않다는 이론이다. 특수 상대성이론은 특수한 상황 즉, 관성계(정지해 있거나 등속도 운동을 하는 공간, 가속계가 아님)에서만 적용되는 상대성 이론이다. 특수 상대론은 ‘모든 관성계는 동등하다’라는 가정과 ‘진공에서의 빛의 속도는 어느 관성..

● 푸리에 변환 (Fourier transform: 조제프 푸리에 1822)] 푸리에 변환(Fourier transform)은 임의의 입력 신호를 다양한 주파수를 갖는 sin, cos 삼각 함수 등으로 이루어진 주기 함수들의 합들로 분해하여 표현하는 변환을 말한다. 입력 신호는 음성 신호나 전파 같은 시간 함수일 수 있으며 공간에 대한 함수가 될 수 있다. 푸리에 변환이 세상을 바꾼 이유는 입력신호와 상관없이 주기 함수들의 합으로 항상 분해할 수 있다는 점이다. 푸리에 변환을 통해서 원본 신호를 구성하는 주기 함수들은 고유의 주파수(frequency)와 강도(amplitude)를 지니고 있으며 주기 함수들을 모두 합치면 원본 신호와 같아진다. 푸리에 변환은 프랑스의 천재 수학자 조제프 푸리에가 고안해 냈..

● 허수 (The square root of minus one; imaginary number: 르네 데카르트 그리고 레온하르트 오일러 1637, 1750) 허수는 현대에서 없어서는 안될 숫자 중 하나로 수의 개념을 확장시킨 존재이다. 적분을 고안해낸 두 천재 중 하나인 라이프니츠는 허수에 관해서 ‘존재와 비존재 사이에 있는 존재로 마치 양서류 같은 존재’라고 표현하며 성스럽고 놀라운 영혼의 피난처라고 덧붙인 바 있다. 도대체 허수는 무엇이길래 이토록 미묘한 표현을 썼을까? 허수는 제곱을 해서 -1되는 수를 일컫는다. 실수(real number)를 제곱하면 0 또는 양수가 나오는데 제곱해서 -1이 된다니 이건 보통의 숫자와 달라도 뭔가 한참 다르다. 허수의 역사는 사실 매우 오래되었다. 고대 그리스의 기..

● 피타고라스 정리(Pythagorean theorem : 피타고라스, 530 BC) 피타고라스 정리는 직각삼각형에서 빗변(직각삼각형에서 가장 긴 변)의 길이의 제곱이 나머지 두 변의 길이 제곱의 합과 같다는 공식이다. 삼각형의 가장 긴 변은 가장 큰 각을 마주 보고 있으며, 가장 짧은 변은 가장 작은 각을 마주 보고 있게 된다. 이 공식은 고대 그리스의 철학자이자 수학자였던 피타고라스가 발견한 공식으로 현재 위 공식에 관한 증명만 해도 400여 가지에 이르고 있다. 두 변의 길이가 주어진다면, 나머지 한 변의 길이를 쉽게 구할 수 있기에 위 공식은 건축, 건설, 구조 탐색, 항해 및 측량 등에 두루두루 쓰이고 있다. 예를 들어서, 경사진 지붕을 제작하고 있을 때 지붕의 높이와 가로 길이를 알고 있다면 ..

고전역학- 뉴턴 전자기학 - 맥스웰 양자역학 - 슈뢰딩거 양자역학 시초, 상대성 이론 - 아인슈타인 ● 미적분 (Calculus: 아이작 뉴턴, 1668) 미분은 함수의 순간 변화율로 국소적인 변화를 나타내는데, 주로 함수의 기울기를 나타낸다. 반면, 적분은 정의된 함수의 그래프와 그 구간의 넓이를 구하는 방법을 나타낸다. 미적분은 단연 현대 과학에서 가장 중요한 개념 중 하나이다. 이는 수학 및 물리학 등의 다양한 과학 분야에서 매우 기초적이고 필수적인 계산 도구이기 때문이다. 미적분은 흔히 수학의 꽃이라고 불릴 만큼 활용도가 높다. 미분 방정식은 열전도 현상, 바이러스의 증식 진동현상, 방사성 원소 붕괴 등에 지수/로그함수와 함께 자주 사용된다. 또한, 유체역학, 전자기학 등의 물리학 주요 과목과 공..

통일장 이론은 자연계의 4가지 힘인 중력, 전자기력, 약한 상호작용 그리고 강한 상호작용을 통합하려는 시도의 대표적인 접근 방식이다. 중력장과 전기장, 자기장 그리고 핵력장 같은 근원을 지닌다는 물리학 이론의 한 분야이다. 지금까지 알려진 힘의 종류는 4가지로 중력, 전자기력, 강한 핵력, 약한 핵력이 있다. 과학자들은 이 힘들을 통일장이론을 통해 입자들 사이에 작용하는 힘의 형태와 상호관계를 하나의 통일된 개념으로 기술하고자 했다. 이러한 통일적 해석은 이미 뉴턴의 시기부터 있었다. 아이작 뉴턴은 태양계의 운동과 지상에서 물체의 운동을 하나의 통합된 관점에서 설명하기 위하여 중력(만유인력)을 만들었다. 뉴턴 이후 1870년대에 제임스 클러크 맥스웰은 ‘맥스웰 방정식’을 통해 자기현상과 전기현상을 전자기..

중력 - 중력은 뉴턴의 만유인력 법칙으로 설명 가능 - 현대에 와서는 아인슈타인의 일반 상대론으로부터 나온 중력장이론을 사용해 설명 - 중력은 우주영역에서의 눈으로 관측 가능한 거의 모든 현상을 지배한다고 할 수 있음 - 중력이 매우 커서 생기는 블랙홀도 존재 - 중력을 매개하는 입자는 중력자라고 생각되고 아직 직접적인 검출은 하지 못했고 대신 중력파 검출 - 중력파를 통해 간접 증명했듯이 중력을 매개하는 입자가 중력을 부여하는 것으로 생각 - 4가지의 힘 중에 가장 약한데 이것보다 강한 힘이 존재하기 때문 - 미시 세계서는 무의미한 힘 강력 - 4힘중 가장 강력한 힘이며 상호작용하는 범위는 아주 짧고 핵 안에서 정도의 거리에서만 작용 - 강력을 매개하는 입자는 글루온이라는 입자로 쿼크들의 결합을 매개 ..

물리학 4대장, 뉴턴, 맥스웰, 슈뢰딩거, 아인슈타인 고전역학- 뉴턴 전자기학 - 맥스웰 양자역학 - 슈뢰딩거 양자역학 시초, 상대성 이론 - 아인슈타인 하이젠베르크가 불확정성 원리를 한창 연구하던 무렵 양자세계를 다른 방식으로 기술하는 연구를 진행하던 에르빈 슈뢰딩거 (Erwin Rudolf Josef Alexander Schrödinger) 양자론 완성 슈뢰딩거 방정식 뉴턴역학에서 가장 중심이 되는 식은 뉴턴의 F=ma라는 식으로 나타내지는 운동 방정식이다. 역학을 공부하다 보면 많은 식들이 등장하지만 이러한 식들은 모두 뉴턴의 운동 방정식에서 유도된 것들이다. 전자기학에서는 네 개의 방정식으로 나타내지는 맥스웰 방정식이 중심이 되는 식이다. 양자화 되어 있는 물리량을 다루는 양자물리학에도 이 식들과..

양자 중첩은 양자역학의 기본 원리이다. 그것은 고전 물리학의 파동과 마찬가지로 두 개(또는 그 이상)의 양자 상태가 함께 더해질 수 있으며("중첩") 결과는 또 다른 유효한 양자 상태가 될 것이라고 한다. 양자 상태는 둘 이상의 다른 별개 상태의 합으로 표현될 수 있다. 수학적으로, 이는 슈뢰딩거 방정식의 해의 특성을 의미한다. 슈뢰딩거 방정식은 선형이므로 해의 모든 선형 조합도 해가 된다. 양자 시스템의 파동 특성의 물리적으로 관찰 가능한 표현의 예는 이중 슬릿 실험에서 전자 빔의 간섭 패턴이다. 패턴은 고전적 파동의 회절로 얻은 패턴과 매우 유사하다. 양자 중첩의 원리는 물리적 시스템이 입자 또는 장의 배열과 같은 많은 구성 중 하나일 수 있는 경우 가장 일반적인 상태는 이러한 모든 가능성의 조합이며..

이중슬릿 실험(Double-slit experiment) 양자역학에서 실험 대상의 파동성과 입자성을 구분하는 실험이다. 실험 대상을 이중슬릿 실험 장치에 통과 시키면 그것이 파동이냐 입자이냐에 따라 결과 값이 달라진다. 파동은 회절과 간섭의 성질을 가지고 있다. 따라서 파동이 양쪽 슬릿을 빠져나오게 되면 회절과 간섭이 작용하고 뒤쪽 스크린에 간섭무늬가 나타난다. 반면 입자는 이러한 특성이 없으므로 간섭무늬가 나타나지 않는다. 이 두 가지 상의 차이를 통해 실험 물질이 입자인지 파동인지를 구분한다. 이중슬릿 실험의 과학적 의미 이 실험이 최초로 행해진 것은 19세기 초 토머스 영이 광자를 대상으로 한 이중슬릿 실험이었다. 17세기의 뉴턴은 빛이 입자임을 주장하였고 이것은 오랫동안 정설로 여겨졌으나, 이 실..

● 태풍(颱風) 颱는 '태풍 태'라는 한자로 '태풍'을 뜻한다. 뜻을 나타내는 風(바람 풍)과 소리를 나타내는 台(별 태)가 합쳐진 형성자 이 글자는 오직 태풍(颱風)이라는 단어를 표기하는 데에만 사용 태풍은 발생 지역에 따라 다른 이름으로 불린다. 태평양 남서부에서 발생하여 우리나라 쪽으로 불어오는 것을 태풍(颱風)이라 부르며, 대서양 서부에서 발생하는 것을 허리케인, 인도양에서 발생하는 것을 사이클론, 오스트레일리아 북동부에서 발생하는 윌리윌리가 있다. 또 미국 중남부에서 많이 발생하는 소용돌이 바람인 토네이도는 태풍이라고 할 수는 없지만 태풍에 버금가는 피해를 발생시킨다. 세계기상기구(World Meteorological Organization, WMO)는 열대 저기압 중에서 중심 부근의 최대 풍속..

소수의 중요한 성질과 생활에서의 적용 소수는 1과 자기 자신 이외의 다른 양의 정수로 나누어지지 않는 1보다 큰 정수, 더 이상 분해 할 수 없는 수를 말합니다. 소수라는 수학적 용어에 많은 사람들은 수학조차 흥미를 가지는 사람이 많지 않기 때문에 그런 사람들이 흥미를 가지게 하기 위해서 주변에서 자주 볼 수 있지만 잘 알지 못했던 사실을 소개하면서 시작하겠습니다. 매미는 한 여름에만 맴~맴~하고 우니까 짧게 사는 같이 보이지만 그렇지 않습니다. 매미는 상당히 오래 사는 곤충입니다. 매미는 식물의 조직 속에 알을 낳는데, 우리나라에서 서식하고 있는 유지매미와 참매미는 산란한 후 7년이 지나야 성충이 되고, 늦털매미는 5년이 되어야 성충이 된다고 합니다. 매미탑이라는 북아메리카에 사는 매미는 산란한 후 1..

하야부사(일본어: 隼, 정식 명칭: MUSES-C)는 일본 최초의 소행성 탐사선으로 일본어로 매를 의미한다. 2003년에 발사해 샘플을 채취하고 2010년 6월 14일 60억km를 비행한 후 귀환했다. 세계최대의 고체로켓인 M-V 로켓에 의해 발사되었으며 지구 스윙바이를 통해 2005년에 도착할 수 있었다. 소행성을 여러 가지 관찰하면서 그중에서 선택해 금속구로 발사해 채취한다. 무엇보다 이 탐사선을 통해 달 이외의 천체의 물질을 가져온 것은 세계 최초이며 가장 멀리 여행하고 돌아온 탐사선으로 기록 되었다. 하야부사는 2010년 6월 13일 대기권에 진입하였으며 본체는 모두 불타 소멸되고 캡슐만이 호주 우메라 사막에 안착하여 회수되었다. 캡슐은 초속 12 km, 시속 4만km의 속도로 대기권에 재돌입, ..

독수리 성운(Eagle Nebula, M16 또는 NGC 6611)은 뱀자리에 있는 전리수소영역이자 산개성단이다. 1745 ~ 46년에 장필리프 드 세조(Jean-Philippe de Cheseaux)가 발견하였다. 모양이 수리와 유사하여 이러한 이름이 붙었다. 이 성운 내부에는 항성 형성이 활동적으로 일어나는 수많은 가스와 먼지가 있으며, 그 중 허블우주망원경이 촬영한 창조의 기둥은 특히 유명하다. "별의 첨탑"(Stellar spire) 수리 성운은 사실 널리 퍼져 있는 발광성운 또는 전리수소영역 IC 4703의 일부분이다. 항성 형성이 활동적으로 일어나고 있는 이 영역은 지구에서 약 7000 광년 떨어져 있다. 성운에서 떼어내어 볼 수 있는 "별의 첨탑"(Stellar spire)의 높이는 약 9...

태양의 수명 태어난 지 45억 년 앞으로 100억 년 후 소멸 50억 년만 지나도 대폭발로 지구를 삼키고 땅 위에 생명이 생긴지는 6억 년 앞으로 다시 6억 년 후 땅 위 아무도 없을 확률 양성자-양성자 연쇄반응의 결과로 생성된 헬륨-4 원자핵과 반응에 사용된 양성자 4개의 질량을 비교해보면 0.7%의 질량 감소가 있다. 이 질량은 아인슈타인의 질량 에너지 변환식 E=mc2에 의해 에너지로 전환된다. 방출되는 에너지는 얼마나 될까? 수소 1kg이 헬륨으로 전환되면 60,000J의 에너지가 나온다. 우리는 태양이 매초 4 × 1026J에너지를 우주공간으로 방출한다는 것을 안다. 이 에너지는 매초 6억 톤의 수소를 헬륨으로 전환하면 얻어진다. 그러면 태양은 얼마나 오래 탈 수 있을까? 만약 태양의 전 질량 ..

우주 거대구조 우주 거대구조(宇宙巨大構造, large‐scale structure of the cosmos)란 우주에 분포한 은하들이 나타내는 거품 모양의 구조이다. 꾸준한 우주 은하들의 3차원 공간 분포 조사를 통해 밝혀졌다. 빅뱅 이후의 초기 은하들은 무분별하게 퍼져있다가 점차 암흑물질의 중력 영향을 받아 암흑물질 분포와 비슷하게 뭉쳐져 결국 거품 형태가 되었음이 밝혀졌다. 거품 안의 빈 공간은 거시공동이라고 한다. 우주의 연대기 오늘날 지구상에서 일어나는 크고 작은 일들은 수많은 매체를 통해 기록된다. 어제 무슨 일이 있었는지, 1년 전 우리 사회의 가장 큰 이슈가 무엇이었는지 알고 싶다면 어렵지 않게 많은 기록 정보를 얻을 수 있다. 더 시간을 거슬러 올라가고자 한다면 어떨까? 10년 전보다 10..

Hubble Ultra Deep Field, HUDF 허블 우주 망원경이 촬영한 가장 유명한 사진 중 하나. 허블 우주 망원경이 2003년 9월 24일부터 2004년 1월 16일까지 800회에 걸쳐 노출시간 통산 약 1백만 초를 들여 촬영한 4색 사진이다. 이후 2009년에 3가지 색을 더 촬영함으로써 자외선에서부터 근적외선에 이르기까지 7색으로 이루어진 이미지가 완성되었다. 에리다누스자리와 화로자리 사이 밝은 별이 거의 없는 공간을 선택하여 촬영되었으며, 사진의 총 면적이 보름달 넓이의 1/50밖에 되지 않는 매우 좁은 영역이다. 허블 딥 필드 1995년, 한 천문학자의 머리에서 아주 엉뚱한 아이디어가 제시되었다. 그 아이디어란 바로 "아무것도 없는 우주공간을 찍어보자"는 것. 이 이상하고도 괴이한 발..

우주의 주민은 은하 이 우주라는 동네의 주민은 은하다. 현재까지 알려진 주민의 수는 약 2천만이다. 사람들이 도시에 모여 살듯이 우주의 별들도 이 은하 안에 모여서 산다. 은하는 말하자면 별들의 도시인 셈이다. ​ 별들은 은하 속에는 태어나고 반짝이며 살다가 이윽고 폭발해서 생을 마감하면서 자신을 만든 물질을 우주공간으로 다 돌려놓는다. 그러면 이 물질들은 다시 떠돌다가 다른 별을 만드는 것이다. ​ ​영어권에서는 은하는 갤럭시(galaxy)라 하고, 은하수는를 밀키 웨이(Milky Way)라 하는데, 우리말로는 미리내라 한다. 그러니까 은하는 보통명사이고, 은하수는 우리은하의 고유명사인 셈이다. 우리은하를 미리내은하라고도 한다. ​ 그럼 각 은하들은 얼마나 많은 별들을 갖고 있을까? 작은 것은 1천만 ..

은하, 銀河, Galaxy 은하는 항성, 밀집성, 성간 물질, 암흑 물질 등이 중력에 의해 뭉친 거대한 천체이다. 대표적으로 우리가 살고 있는 태양계는 우리 은하의 가장자리에 있으며, 지구에서 바라본 우리 은하가 천구 상에서 띠 모양으로 나타나는 것이 바로 은하수이다. 천문학에서 은하는 생물학의 세포와 유사한 일종의 단위가 된다. 규모는 은하마다 다양하나, 작은 은하일지라도 개별 항성과는 비교도 되지 않을 정도로 무진장 크다. 우리 은하만 해도 너비가 약 10만 광년으로 추정된다. 발견된 것 중 가장 거대한 타원 은하인 IC 1101는 반경 200만 광년에다 별 100조개가 모여있다. 고대 이전부터 은하수는 인류에게 잘 알려져 있었지만 그 정체가 무수히 많은 별들의 무리라는 사실은 갈릴레오가 천체망원경을..

알파 센타우리(Alpha Centauri) 센타우루스자리는 천구의 남쪽에 있는 별자리로 대략적인 위치는 적경 13h 10m, 적위 45°이다. 늦봄부터 초여름에 보이는데 현재 우리나라의 위도에서는 별자리의 북쪽 일부를 제외한 대부분을 관측할 수 없다. 알파 센타우리는 센타우루스자리에서 가장 밝은 별로 실제로는 육안으로는 하나로 보이지만 실은 쌍성계로 알파 A, B로 나누어져 있다. 알파 A, B와 조금 떨어진 곳에 위치한 센타우루스자리 프록시마는 태양에서 가장 가까운 별로 4.22광년 떨어져 있다. 센타우루스자리 알파 AB와 프록시마는 안시 이중성을 구성하는데, 이 별들이 삼중성계를 이룬다고 볼 경우에는 ‘센타우루스자리 알파 AB-C’로 나타낼 수 있다. TESS 우주망원경이 최근 101광년 거리에서 지..

장마(영어: Monsoon Season) 장마(영어: Monsoon Season)는 6월 중순에서 7월 하순의 여름에 걸쳐서 동아시아에서 습한 공기가 전선을 형성하여 남북으로 오르내리면서 많은 비를 내리는 현상을 가리키는 말로, 그 시기를 장마철이라 한다. 구우(久雨)라고도 한다. 이는 동아시아 지역 특유의 기상 현상이며, 러시아어로는 자땨쥐늬예(затяжные),일본어로는 쓰유(훈독) 또는 바이우(음독)(일본어: 梅雨) 관화로는 메이위(중국어: 梅雨)라고 부른다. 북태평양 고기압은 겨울 동안 하와이 부근에 있다가, 여름이 가까워지면 점차 서쪽으로 세력을 키워 6월 말경에 한국의 남쪽 바다까지 그세력에 영향이 간다. 한편 겨울에 얼음으로 덮여 있다가 봄이 되면서 녹기 시작하는 오호츠크해는 시베리아대륙에서..

네이처’나 ‘사이언스’ 같은 저널을 보면 서신란(네이처는 correspondence, 사이언스는 letters)이 있다. 주로 해당 저널에 실린 논문에 대한 독자의 의견을 싣는데, 틀린 곳을 지적하거나 다른 의견을 제시하는 경우가 많다. 기자는 서신란을 즐겨 읽는데 가끔 흥미로운 뒷얘기를 건질 수 있기 때문이다. 예를 들어 2008년 이스라엘의 한 연구진이 고고학 발굴현장에서 찾아낸 2000년 전 대추야자 씨앗을 발아시키는데 성공해 세계 최고(最古) 기록을 세웠다는 논문이 ‘사이언스’에 실렸다. 그런데 몇 달 뒤 서신란에 한 과학자가 그건 틀린 주장으로 1967년 1만 년 된 씨앗을 발아시킨 적이 있다고, 그것도 ‘사이언스’에 발표했다고 언급했다. 바로 이어서 저자는 그 답신으로 1967년 논문은 방사성..

Homo는 땅과 흙(terra, solo)이란 뜻의 그리스어 (Homós)와 라틴어 (Humus)에서 유래 “동일, 동종, 같은, 유사” 등으로 생물 중 주로 인간에게 적용된 어원 사람 또는 인간(人間, Human)은 포유강 영장목 사람상과(유인원과) 사람과 사람속에 속하는 동물이다. 세계의 모든 사람을 총칭하거나, 또는 다른 동물과 구분할 때는 인류(人類)라고도 부른다. 현생 인류는 근연종이 모두 멸종하고 호모 사피엔스(H. sapiens) 한 종만이 생존해 있으며, 아종인 호모 사피엔스 사피엔스(H. s. sapiens) 로 세분화하기도 하나 이 경우에도 오늘날의 모든 인간이 하나의 아종에 포함된다. 계통분류학에서 인류는 '사람아족(Hominina)에 속하는 모든 종'을 일컫는다. 사람아족은 '사람족..

태양계에서 가장 큰 천체는 태양이다. 동시에 태양계에서 스스로 빛을 내는 '별'이라고 부를 수 있는 유일한 항성이기도 하다. 그렇다면 이 별의 크기는 어떻게 정해질까? 힘이 셀수록 크기가 커질까? 만약 그렇다면 어떤 힘이 세야 크기가 커지는 걸까? 이 질문에 대답하려면 일단 중력이 무엇인지부터 살펴봐야 한다. 중력, 즉 만유인력의 법칙은 뉴턴이 사과나무에서 사과가 떨어지는 것을 보고 처음 생각해낸 것으로 유명하다. 과연 뉴턴은 사과나무에서 사과가 땅으로 떨어진 것을 보고 어떤 과정을 거쳐 지금의 만유인력 법칙까지 도출할 수 있었을까? 뉴턴의 사고 과정 "물리학적으로 보면 사과의 상태가 아무 이유 없이 변화할 리가 없어." ↓ "지구가 사과를 끌어당긴 게 틀림없어!" ↓ "그렇다면 작용-반작용 법칙에 의해..

만유인력 가장 약하지만 가장 위대한 힘 낙엽이 떨어진다. 비가 내린다. 사과와 배가 땅으로 떨어진다. 주스가 그릇에 얌전히 담겨있다. 지구를 비롯한 행성들은 둥그렇다. 왜 이런 현상들이 벌어질까. 사람들은 쉽게 중력 때문이라고 말한다. 지금 우리에게 너무나 당연한 것으로 다가오는 중력은 과거의 사람들에게도 당연했을까. 흥미롭게도 물체의 낙하 현상에 대한 설명은 오랜 옛날부터 있었다. 아리스토텔레스 이전의 사람들은 물체가 낙하하는 것을 기준으로 단순히 상하만을 구분했다. 지구를 평평한 땅이라고만 생각하던 사람들에게 위에 있는 것이 아래로 떨어진다는 것은 당연한 일이었다. 인공위성의 원리 뉴턴은 지구로 떨어지는 사과와 달을 비교했다. 그는 달이 지구로 떨어지지 않는다면 달은 직선 경로를 그려야 한다고 생각했..

망원경을 통해 새로운 천체를 발견하거나 새롭고 특이한 현상을 탐지하는 것은 천문학자나 아마추어 천문가로서 가슴 벅찬 경험이 아닐 수 없다. 여기서 한 걸음 더 나아가 직접 우주탐사선에 올라 탐사 대상에 접근해 보는 것은 또 다른 경이로움을 안겨줄 것이다. 오늘날 우주개발과 탐사는 꿈이나 동경을 넘어 ‘현실’이 되었다. 비록 비용은 좀 비싼 편이지만 푸른 지구를 감상해 볼 수 있는 상업적인 우주여행 상품들이 이미 시장에 나와 있다. “천문학과 우주개발은 상호 보완적인 관계입니다. 천문학 이론을 기반으로 우주탐사선을 띄우고, 다양한 종류의 탐사선을 통해 새로운 발견을 하거나, 이론을 세우고 증명하는 데 도움을 얻기도 합니다.” 아폴로 달 착륙, 우주개발의 신기원 열어 – 우주개발 50년 역사에서 가장 획기적..

이온결합, 공유결합, 금속결합 이온결합 이란 음이온이 정전기적 인력으로 결합해서 생기는 화학결합으로 대응되는 화학결합은 공유결합 이온결합 예로 소금같이 양성이 강한 금속과 음성이 강한 비금속 결합물 공유결합은 주기율표 직선 지향요소에서 관찰되며 원자 사이 전자 교환을 포함 금속결합은 금속 및 로이드 광물과 합금 사이에 발생하는 일종의 화학적 결합 ● 이온결합 이온결합은 강한 정전기 힘과 양이온과 음이온 사이의 연결로 정의. 하나 이상의 전자를 얻거나 잃는 원자는 이온 전자를 잃는 원자는 양전하 양이온이라고 불리며 전자를 얻는 원자는 음전하 음이온. 이러한 유형의 결합에서 양이온은 음이온에 끌리는 반면 음이온은 음이온에 끌린다. 우리는 반대 이온이 옷을 입고 이온이 거부한다고 말할 수 있다. 서로에 대항하..

끈 이론(영어: string theory)은 1차원의 개체인 끈과 이에 관련된 막(幕, brane)을 다루는 물리학 이론이다. 양자장론에서는 (0차원의) 점입자를 다루는데, 이에 따라 여러 무한대가 생겨 기본 이론으로 적절하지 않다. 끈 이론은 대신 크기를 지닌 개체를 다룸으로써 이러한 무한대를 피한다. 또한 끈 이론은 게이지 이론과 일반 상대론을 자연스럽게 포함한다. 이러한 성질 때문에 끈 이론은 모든 것의 이론의 유력한 후보들 가운데 하나다. 이 밖에도 양자 색역학, 우주론 등에서도 쓰인다. 개요 물리학의 이전 이론이 기본 입자를 점입자로 나타내었지만, 끈 이론에서는 기본 입자를 1차원의 끈으로 나타내었기 때문에 입자 이론이 해결할 수 없는 문제를 해결할 수 있다. 물론 끈을 아주 멀리에서 보면 다시..

제임스 웹 우주 망원경은 NASA, ESA, 캐나다 우주국(Canadian Space Agency; CSA)이 개발한 허블 우주 망원경과 스피처 우주 망원경의 뒤를 잇는 우주 망원경으로, 주황색의 가시광선 부터 근적외선 및 적외선 영역의 관측을 수행한다. 기존 지상 망원경이나 우주 망원경이 관측할 수 없었던 아주 먼 거리에 위치한 심우주 천체들을 관측하는 것이 주 목표 중 하나로, 이를 위해 적외선 관측 능력이 매우 뛰어나도록 설계되었다. 또한 외계 행성의 대기를 통과한 빛을 관측해서 외계 행성의 대기 조성 및 환경에 대해서 제대로 연구할 수 있을 것으로 기대된다. 제작에는 노스롭 그루먼이 주도적으로 참여하고 있다. 원래는 "차세대 우주 망원경(NGST; Next Generation Space Teles..

핵융합 발전의 원리 핵융합 에너지는 핵분열 원자력과는 완전히 반대되는 발전 과정을 가지고 있습니다. 핵분열에 비해 높은 에너지를 발생시키는 핵융합은 태양이 불타는 원리를 참고하였습니다. 태양은 수소, 헬륨의 핵융합 반응으로 엄청난 열과 빛의 에너지를 지속해서 뿜어내고 있습니다. 태양에서는 수소 원자 4개가 합쳐져 1개의 헬륨을 만드는데, 매초 7억 톤의 수소가 헬륨으로 변환되고 있습니다. 이 과정에서 태양은 초당 4조 와트의 100조 배에 달하는 에너지를 방출합니다. 핵분열과 핵융합에 대한 기초적인 이해는 모두 아인슈타인의 상대성 원리1) 공식에 도움받은 것이라고 볼 수 있습니다. 원자의 질량이 손실되어 사라지면서, 그에 상응하는 에너지가 발생한다는 원리를 따르는데요. 즉, 핵분열 과정에서도, 핵융합 과..