과학 기타 | 생글생글

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인체의 신비… 그 속으로 가보자

단백질은 우리 몸의 생명을 유지하는 기본 물질이다．우리 몸 속에서 일어나는 여러가지 생명 현상에는 대부분 유전자의 명령으로 만들어진 단백질이 관여한다． p53 이라는 단백질은 암을 억제하는 기능을 하고 인슐린은 혈당치를 낮춰 당뇨병을 막아 준다．몇몇 효소는 우리가 섭취한 음식물로부터 다양한 물질과 에너지를 효율적으로 생산하는 역할을 한다． 우리 몸은 아주 신비하다．옛적부터 '작은 우주'로 불리웠을 정도다．우리 몸은 스스로 병을 막고 일단 병에 걸려도 회복을 위한 기능을 신속히 발휘한다． 그런가 하면 뇌는 인간이 만든 그 어떤 컴퓨터 보다도 정밀하며 간이나 심장은 한 치 오차 없는 작동으로 우리 몸을 유지시킨다． 우리 몸의 재미있는 기능과 현상을 알아보자．
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10년을 날아 명왕성의 비밀 벗긴다

인류 최초의 명왕성(Pluto) 탐사선 '뉴 호라이즌스'(New Horizons) 호가 지난 20일(한국시간) 새벽 미국 플로리다주 케이프 커내버럴 기지에서 성공적으로 발사됐다. 기상 조건 등의 이유로 두 차례나 발사가 연기됐던 탐사선은 지구 대기권을 무사히 벗어나 장장 10여년에 걸쳐 명왕성을 향해 날아간다. 뉴 호라이즌스는 태양계의 마지막 행성인 명왕성의 비밀을 풀어줄 수 있을까. 뉴호라이즌스호는 발사 1시간 만에 대기권을 벗어났다. 무게 470kg의 이 탐사선은 총알보다 10배가량이나 빠른 시속 5만8000km의 속도로 48억km 떨어진 명왕성까지 날아간다. 2015년 7월께 명왕성에 도착할 예정이다. 미 항공우주국(NASA)의 콜린 하트먼 박사는 "우리는 태양계 아홉 번째 행성을 향한 초유의 탐험 여행을 시작했다"며 "임무가 완수되면 새로운 정보를 얻을 수 있을 것"이라고 말했다. ◆명왕성의 신비를 풀어라 뉴호라이즌스호의 임무는 명왕성에 접근해 사진을 찍고 대기 상태를 분석하는 것이다. 뉴호라이즌스호는 이를 위해 명왕성 6000마일(1만km) 이내까지 접근해 지나갈 예정이다. 6000마일은 지구와 달 사이 거리의 40분의 1에 불과하다. 뉴호라이즌스호는 명왕성과 그 위성인 카론 곁을 비행하면서 수집한 정보를 지구로 보내게 된다. 5개월가량 명왕성 근처를 비행하면서 찍은 사진의 해상도는 허블 우주망원경보다 더 화질이 좋을 것으로 예상되고 있다. 뉴호라이즌스호가 보낸 전파 신호가 지구에 오려면 4시간30분이 걸린다. 이는 빛이 명왕성에서 지구까지 도달하는 데 걸리는 시간과 같다. 뉴호라이즌스호는 명왕성과 카론 탐사를 마친 뒤에는 2016년부터 2020년까지 계속 비행하면서 명왕성 바깥쪽에 있는 수
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명왕성, 태양계에서 가장 작은 9번째 행성

올해는 태양계 아홉 번째 행성으로 알려진 명왕성을 발견한 지 76년째 되는 해다. 명왕성은 1930년 미국 애리조나주 로웰 천문대의 아마추어 천문학자 클라이드 톰보에 의해 처음으로 발견됐다. 당시 천왕성과 해왕성이 이론상의 궤도대로 운동하지 않는다는 사실은 알려져 있었다. 이는 그 바깥쪽에 미지의 행성이 있음을 예견하는 것이었다. 당시 톰보는 이 같은 이론에 따라 이 미지의 행성을 찾아내는 임무를 맡고 있었다. 그는 밤하늘을 촬영한 사진들을 비교하던 중 계속해서 나타나는 얼룩을 보고 그것이 바로 자신이 찾던 미지의 행성임을 알아차렸다. 이 미지의 행성은 같은 해 등장한 디즈니 영화의 주인공 개 이름을 따 '플루토'(Pluto)라고 지어졌다. 플루토는 그리스 신화에 나오는 저승의 신(명왕)을 가리키는 말이기도 하다. 이 명왕성은 태양계 여덟 번째 행성인 해왕성 바깥의 유일한 천체로 알려졌으며 '카론'으로 불리는 위성까지 발견된 뒤로 행성의 자리를 굳혔다. 그러나 과학자들이 해왕성 바깥에서 작은 얼음 덩어리들로 이뤄진 '카이퍼 벨트'를 발견하면서 명왕성이 과연 행성인가에 대한 논란이 일기 시작했다. 명왕성이 태양을 중심으로 공전하는 행성이라기보다는 오히려 이 카이퍼 벨트에 속한 소행성일지도 모른다는 주장이 나왔기 때문이다. 실제로 일부 과학자들은 국제 천문연맹에 명왕성의 행성 자격 박탈을 건의하기도 했다. 하지만 아직은 명왕성이 태양계 아홉 번째 행성이라는 학설이 우세한 상황이다. 명왕성의 적도 반지름은 약 1150km로 지구의 0.18배이고,질량은 지구의 0.0022배로 태양계의 행성 중 가장 작다. 평균 공전속도는 초속 4.74km이며,공전주기는 248.54년이
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블랙홀, 중력장 세기가 빛의 속도보다 큰 것

질량을 가진 모든 물체는 중력장을 만들어 낸다. 이 중력장의 세기를 나타내는 양으로 그 물체 표면으로부터의 '탈출 속도'가 있다. 그 물체의 중력장으로부터 벗어나려면 '탈출 속도'보다 빨라야 한다. 천문학에서 말하는 '블랙홀'이란 무엇일까. 중력장의 세기(탈출속도)가 빛의 속도보다 큰 것을 말한다. 이 세상에서 가장 빨리 움직이는 빛조차 블랙홀에서는 빠져나가지 못한다는 얘기다. 진화 단계를 거친 아주 큰 질량의 별은 끝없이 수축하는 단계에 이른다. 수축하는 별 중심부는 그 질량에 따라 중성자 별이 되기도 하고 블랙홀이 되기도 한다. 궁극적으로 물질들은 이런 블랙홀로 빨려들지만 그 직전까지 엄청난 에너지를 내놓기 때문에 블랙홀 주변은 아주 밝다. 블랙홀에서는 빛이 새어 나오지 않기 때문에 우리는 직접 블랙홀을 볼 수 없다. 그러나 블랙홀에서는 빛보다 빠른 X선이나 자외선이 나오기 때문에 이를 포착해 블랙홀의 존재를 알 수 있다. 특히 은하의 가운데에는 아주 무거운 블랙홀이 있는 것으로 여기고 있다. 이런 블랙홀의 존재는 그 주변에 있는 별이나 가스의 운동을 통해 알아낼 수 있다. 블랙홀 주변에서는 별들이 아주 빨리 움직이기 때문이다. 블랙홀 가까이에 있는 물체에서는 모든 일이 밖에서 보았을 때보다 천천히 진행되는 것처럼 보인다. 만약 우주 비행사가 블랙홀 근처에 접근했다가 돌아왔다면 다른 사람들이 자신보다 훨씬 늙어 있음을 발견하게 될 것이다.

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우주는 몇살이까 .. 200억살? 130억살?

나무의 나이는 그 나이테를 보면 알 수 있다. 화석으로 남은 오래 전 생물체의 나이는 탄소 동위원소를 측정하면 알 수 있다. 그러면 우주의 나이는 어떤 방법으로 알아낼 수 있을까. 허블 우주망원경은 우주를 살펴보는 대표적인 관측 장비다. 허블 망원경으로 본 우주에는 도대체 무엇이 있을까. 재미있는 우주 이야기를 알아보자. ◆우주의 나이 19세기 말에 이르러 사진,망원경,방사능 물질 등에 대한 지식이 쌓여가면서 우리가 보는 밤하늘의 수많은 별이 실제로는 우리 태양계 밖에 있다는 사실과 빛의 속도가 무한히 빠른 것이 아니라는 게 밝혀졌다. 이런 사실들을 토대로 과학자들은 처음으로 우주의 나이가 적어도 1000만년은 넘을 것이라는 계산을 해냈다. 우주의 나이가 실제 과학적 관심사로 떠오른 것은 1920년대 들어 허블이라는 미국 천문학자에 의해 '우주는 정지된 상태로 존재하는 것이 아니며 팽창하고 있다'는 놀라운 사실이 발견된 뒤부터였다. 이전까지 우주는 영원히 변하지 않은 상태 그대로 존재하고 있다는 것이 많은 과학자들의 생각이었다. 허블은 다른 은하계에서 온 빛과 실험실의 빛을 비교한 결과 빛의 파장에 차이가 나는 것을 발견했다. 이를 과학적으로 해석하면 그 외부 은하계가 우리 은하계와 점점 멀어지고 있다는 것을 의미한다. 허블은 다른 은하계가 우리 은하계로부터 멀어져 가는 속도는 은하 사이의 거리에 비례한다는 것을 알아냈다. 이 비례상수가 바로 유명한 '허블 팽창계수'다. 이런 현상은 고무 풍선에 그려 놓은 두 점이 풍선의 팽창과 함께 서로 멀어지는 것을 생각하면 쉽게 이해된다. 풍선을 우주로,두 점을 각각 은하계라고 하면 우주의 팽창으
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남극이 북극보다 추운 이유는?

계절의 변화는 지구가 태양 주위를 타원 모양의 궤도로 돌기 때문에 생긴다. 지구가 1년에 한 바퀴씩 태양을 공전하는 동안 그 위치에 따라 태양으로부터 받는 열량에 차이가 나기 때문이다. 겨울은 태양으로부터 열을 적게 받는 시기여서 춥다. 추위와 관련된 재미있는 과학 이야기들을 알아보자. ◆남극과 북극 중 어디가 더 추울까 지구에서 가장 추운 곳으로는 남극과 북극을 꼽을 수 있다. 지구가 공 모양으로 돼 있기 때문에 이들 극지방은 다른 지역에 비해 햇빛을 비스듬하게 받아 더 춥다. 그러면 남극과 북극 중 어느 곳이 더 추울까. 정답부터 말하면 남극이다. 북극지방의 평균 기온은 영하 35~40도 정도 된다. 반면 남극지방의 평균 기온은 영하 55도에 달한다. 남극에서는 1968년 8월24일 보스토크 기지에서 무려 영하 88.3도라는 온도가 기록되기도 했다. 남극이 북극보다 추운 이유는 지형적인 특성 때문이다. 남극은 하나의 대륙으로 이뤄져 있어 열을 쉽게 방출하는 데다 빙하로 뒤덮여 있어 태양열을 90% 가까이 반사시킨다. 또한 남극의 겨울에는 강한 바람이 일어 주변으로부터 흘러들어오는 열을 막아버린다. 반면 북극은 남극과 달리 대부분 바다로 이뤄져 있기 때문에 상대적으로 열을 오래 잡아둔다. 육지에서보다 바다에서 열이 쉽게 빠져나가지 못하기 때문이다. 게다가 아래쪽 대서양에서 북극해로 흘러들어오는 난류도 북극의 추위를 어느 정도 막아준다. ◆보온병은 열 지킴이 추운날 야외에 나갈 때 보온병을 들고 가면 꽤 오랫 동안 따뜻한 물을 마실 수 있다. 강물은 꽁꽁 어는데 보온병 안의 물은 여전히 김을 모락모락 피운다. 보온병은 열의 이동을 차단해 이처럼 물을 따뜻하
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냉장고는 어떻게 추운상태 유지하나

냉장고를 켜두면 냉장고 안은 항상 추운 상태를 유지한다. 냉장고 안에 무엇이 들어있길래 차가운 걸까. 냉장고의 기본 원리는 우리가 쉽게 찾아볼 수 있다. 여름철 도로나 마당에 물을 뿌리면 순간적으로 시원해지는 것과 같은 원리다. 물이 증발하면서 주변의 열을 흡수해 가기 때문이다. 냉장고도 마찬가지다. 냉장고 안에는 구불구불한 관이 있는데 그 속에는 냉매라는 액체가 들어있다. 주로 프레온이라는 물질이 냉매로 많이 쓰인다. 액체상태의 냉매가 냉장고 안을 돌아다니며 열을 흡수하면 냉장고 온도가 내려간다. 열을 받은 냉매는 기체로 됐다가 다시 열을 내놓고 액체로 변한 후 다시 냉장고 속을 돌아다닌다. 기체 상태의 냉매가 액체로 변하면서 내는 열은 송풍기를 통해 밖으로 뿜어져 나온다. 냉장고 뒷쪽에 후끈후끈한 열이 새어나오는 것은 바로 이 때문이다. 에어컨도 비슷한 원리다. 액체 상태의 냉매가 증발하면서 주위의 열을 빼앗으면 송풍기가 돌아 찬바람을 나오게 하는 것이다. 기체가 된 냉매는 집 밖에 설치된 실외기에서 액체로 만들어지는데 이 경우 외부로 더운 바람을 배출하게 된다. 에어컨을 설치한 건물을 지날 때 느끼는 더운 바람이 바로 이것이다.
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감기-다양한 원인, 독감-인플루엔자 바이러스

겨울철에는 독감을 주의해야 한다. 독감은 일반적인 감기와는 달리 꽤 심각한 증상을 일으키고,심하면 환자를 죽음으로 몰고갈 수도 있기 때문이다. 독감은 '인플루엔자'라고 하는 독특한 바이러스에 의해 생기는 병을 말한다. 반면 감기는 여러 종류의 바이러스나 세균의 감염,추위와 먼지 등의 자극,체온의 불균형,알레르기 물질 등에 의해 발병되는 호흡기 질환의 총칭이다. ◆독감과 감기 일반적인 감기는 보통 경미한 증상을 보이는 데다가 다양한 원인으로 발병하기 때문에 미리 막을 수 있는 백신이 없다. 감기 백신을 들어본 적이 없는 것은 바로 이 때문이다. 완전한 감기 치료제도 없다. 우리가 먹는 감기약은 증상을 완화시킬 수 있을 뿐이다. 하지만 독감은 인플루엔자라는 특정한 바이러스에 의해 발병되기 때문에 이를 막을 수 있는 백신이 개발되고 있다. 독감은 흔히 갑작스런 오한과 고열,근육통으로 시작해 기침,콧물,인후통 등으로 발전하고 상당한 후유증도 남긴다. ◆독감은 대유행병이 되기도 독감의 원인인 인플루엔자 바이러스는 쉽게 새로운 형태로 변종한다. 사람이나 동물에 치명적인 신종 바이러스가 갑자기 등장하면 엄청난 피해를 낳기도 한다. 1918년 발생한 스페인 독감은 전 세계적으로 2000만명 이상의 사람을 죽음으로 몰고간 것으로 보고되고 있다. 이후 10~40년 주기로 상당한 위력의 독감이 여러 나라를 휩쓸고 갔다. 1997년에는 홍콩에서 새로운 독감이 출현했다. 알고보니 조류독감 바이러스에 의한 것으로 밝혀졌다. 이 바이러스는 닭에서부터 바로 사람으로 감염돼 충격을 던져줬다. 이후 'H5N1'형으로 이름 붙여진 강력한 조류독감 바이러스가 세계 각지로 확산되면

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