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  • 과학 기타

    자동차 엔진은 어떤게 있지?…"휘발유·경유 안쓰는 차도 있네"

    최근 원유가가 배럴당 120달러 선을 넘으면서 국내 휘발유와 경유 소매가도 ℓ당 1800원을 넘었다.지난 22일 0시를 기해 경유가격이 휘발유 가격을 추월하는 사상 초유의 일이 벌어지기도 했다.전문가들은 5년 내 배럴당 유가가 500달러에 육박할 수도 있다고 경고하고 있다.특히 유가 상승은 자가 차량을 가진 사람들에게 민감한 부분이다.유가가 배럴당 200달러를 넘을 경우 휘발유나 경유를 사용하는 자동차가 아닌 전기나 바이오 연료를 사용하는 자동차가 각광받을 것으로 예상되고 있다.전기자동차나 하이브리드카 등의 신개념 자동차는 기존의 가솔린 엔진과 디젤 엔진이 장착된 자동차와는 무엇이 다른가?⊙ 가솔린·디젤 엔진의 역사와 특징우선 가솔린 엔진은 휘발유를 연료로 하는 내연기관이다.가솔린기관이라고도 하며, 작동방식에 따라 4행정 기관과 2행정 기관이 있다.4행정 기관의 작동방식은 프랑스 드로샤가 1862년에 원리를 제안하고, 1876년 독일 오토가 처음 실용 엔진을 제작한 것으로 알려져 있다.가솔린 엔진은 다른 기관에 견줘 단위 중량이나 용적당 출력이 비교적 크고 운전과 관리가 쉽기 때문에 오토바이, 자동차, 비행기, 모터보트 등의 교통기관용 원동기 외에 경운기, 소방 펌프, 발전기 등에도 널리 사용되고 있다.특히 소음이 적어 승용세단에 많이 쓰이는 엔진이다.증기기관 이후에 발명된 가솔린 기관은 증기기관보다는 열효율이 높았으나 열효율이 20%에 그치는 단점이 있었다.이에 보다 높은 열효율을 가진 열기관이 발명되게 되는데 이것이 경유를 연료로 하는 디젤엔진이다.디젤기관의 발명자 루롤프 디젤(Rudolf Diesel)은 1892년과 1893년에 별도의 점화장치 없이 실린더로 공기

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    한반도에도 큰 지진이 발생할까?

    지난 12일 중국 쓰촨성을 강타한 리히터 규모 7.8의 강진으로 2만명이 넘는 사망자가 발생했다.이번 지진은 2차 세계대전 당시 일본 나가사키에 떨어진 원자폭탄 252개가 한꺼번에 폭발한 정도의 위력을 가진 것으로 알려졌다.이번 대지진의 에너지가 1995년 일본 고베 지역에서 일어나 사망자 5500명과 부상자 4만여명을 낸 한신대지진의 32배에 달한다는 분석도 나오고 있다.지진은 왜 발생하는 것이며 한반도에서도 대규모 지진이 발생할 가능성이 있을까?인명피해 규모가 시시각각 늘어나면서 중국 국민은 1976년 탕산 대지진의 악몽을 떠올리고 있다.이번 쓰촨성 지진 규모는 중국 지진 관측 사상 최대 피해를 냈던 탕산 대지진의 규모 7.8과 같다.중국 정부는 당시 탕산 대지진으로 적어도 25만5000명이 사망하고 16만4000여명이 부상했다고 밝혔다.그러나 실제로는 사망자가 65만5000여명이라는 비공식 보도도 있었다.이번에 발생한 쓰촨성 지진은 지각판의 경계가 맞부딪치면서 축적된 에너지가 한꺼번에 분출하며 일어났다는 해석이다.유라시아판과 인도양판이 충돌하면서 형성된 에너지가 쓰촨성에서 북서쪽으로 600~900㎞ 떨어져 있는 단층대에 집중되면서 엄청난 규모로 땅이 움직였다는 것이다.쓰촨성 북서쪽에 쓰촨 분지가 있는데 이곳에 대규모 역단층이 존재한다.판이 맞부딪치면서 응측된 에너지가 이 역단층을 한꺼번에 지표면으로 밀어올리며 지진이 일어나게 된 것이다.중국 해안 지역은 남극에서 시작해 뉴질랜드 대만 일본을 거쳐 북미와 남미 서해안으로 이어지는 길이 4만㎞에 이르는 세계 최대의 지진대인 환태평양조산대에 속한다.세계에서 발생하는 대부분의 지진이나 화산활동은 이 지진대

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    비만은 왜 생기나?

    최근 수면 시간이 하루 12시간 미만인 유아가 비만이 될 위험률이 2배나 높다는 연구 결과가 나왔다.미국 하버드 의대 연구팀은 연구 결과를 의학 잡지인 '소아와 수면의 특집' 4월호에 발표했다.연구팀은 유아 915명을 대상으로 한 조사에서 수면 시간이 하루 12시간 미만인 유아의 체중이 12시간 이상인 소아의 체중보다 무거웠음을 밝혀 냈다.연구팀은 유아 시기에 수면 시간이 부족하면 식욕을 조절하는 호르몬의 이상을 가져올 가능성이 있는 것으로 보고 있다.최근 국내에서도 10년간 비만 아동이 20% 가까이 증가하는 등 소아 비만이 사회 문제가 되고 있다.소아 비만은 성인 비만으로 이어질 확률이 높다는 점에서 '어른 되면 살 빠지겠지' 하는 생각으로 간과하기는 어려운 문제다.소아 비만의 원인은 무엇일까?⊙ 비만의 원인(1)-유전적 요인?비만인 사람의 가족 중에서는 비만인 사람을 많이 볼 수 있다.부모가 모두 비만인 경우 자식의 70% 이상이 비만이 된다.부모 중 한 쪽만 비만인 경우에는 자식의 절반이 비만이 되고, 부모가 모두 비만이 아닌 경우에 자식이 비만이 될 확률은 10% 이하라고 알려져 있다.이러한 자료는 비만의 원인으로 유전적 요소가 중요하다고 판단되는 근거다.그러나 일란성 쌍생아를 대상으로 한 연구에 의하면, 사춘기까지 한 쪽이 비만인 경우에 다른 한 쪽이 비만일 확률은 약 70%로 높았지만, 사춘기 이후에 생활 환경이 달라지면 30%로 감소한다.이것은 비만의 원인에 유전 인자가 중요하지만 환경 인자 역시 비만의 발생에 중요하다는 사실을 보여준다.최근 비만 동물에서 비만 유전자가 발견돼 사람에게도 이러한 유전자가 존재하는가에 대해 많은 연구를 하고 있다.⊙ 비만

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    지구 온난화의 진실…재앙 아니면 과장?

    이번 '지오 사이언스'에 발표된 연구결과는 대기 중의 이산화탄소량을 분석,지구 온난화의 책임이 인류에 있다는 IPCC 보고서를 확인하고 있다.인류가 화석 연료를 집중적으로 사용하기 전의 고대 자연상태에서 대기 중 이산화탄소 과다 현상을 일으키는 요인은 주로 화산 폭발이었으며 이때 방출된 이산화탄소는 시간과 함께 산이 흡수해 결국 깊은 바다 속 해저에 묻혔다.지비 교수는 이처럼 지구의 자정 능력이 작동하는 자연 상태에서 지난 60만년 동안 대기 중 이산화탄소의 평균적인 증감 폭은 22ppm에 그쳤다고 밝혔다.이 시기에 지구는 이산화탄소가 적으면 기온이 내리고 빙하시대가 전개됐다.지난 60만년 동안 지구 기온은 빙하기에 내리고 간빙기에 올랐지만 평균 기온은 천천히 낮아졌다.하지만 18세기 산업혁명 이래 대기 중 이산화탄소 양은 불과 200년 동안 100ppm이나 증가했다.이는 인류 활동으로 인한 이산화탄소의 증가 속도가 자연 상태에서보다 1만4000배 빨라졌으며 갈수록 속도를 더하고 있다.지비 교수는 이산화탄소 배출량은 약 200년 전부터 급속히 증가하기 시작했고 지구가 이에 대처하기엔 역부족인 상황이라고 지적했다.그는 "지구의 자정 능력은 매우 천천히 작동하기 때문에 앞으로 수백년 동안 일어날 기후 변화를 막는 데 도움이 되지 못할 것"이라고 강조했다.황경남 한국경제신문 기자 knhwang@hankyung.com

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    1인1대 로봇시대 언제 올까

    로봇기술은 날이 갈수록 발전하고 있다.최근 일본에서는 만화영화에서나 볼 수 있던 인간형 전투로봇인 '건담(Gundam)'을 개발한다고 발표되기도 했다.산업현장에서 인간의 노동을 덜어주는 목적으로 만들어진 로봇.이미 로봇은 인간의 삶 깊숙이 들어와 있다.전문가들은 머지 않은 시기에는 로봇이 우리의 일상생활의 모든 불편한 점을 해결할 수 있을 것으로 기대하고 있다.⊙ 로봇의 역사'로봇'은 고된 일 또는 노예노동이란 뜻의 체코어 '로보타(robota)'에서 유래한 말이다.체코의 극작가 카렐 차페크(Karel Capek)의 희곡 <로섬의 만능로봇(Rossum's universal robots)>에 처음 등장한 이 단어는 제조업에 종사하는 노동자를 의미하는 단어였다.그 희곡에서는 주인공인 한 과학자가 단순하며 반복적인 작업을 수행하는 노동자인 로봇을 만들어내는 이야기가 나온다.로봇이 실제 우리 생활에 등장한 것은 채 50년도 되지 않았다.하지만 로봇이라는 말에 내재돼 있는 인간의 명령을 따르는 무생물이라는 개념은 오래 전부터 있었다.고대 그리스의 시인 호머(Homer)는 대장장이의 신 헤파이스투스가 만들어낸 금으로 된 기계 여인을 묘사한 바 있다.유대 전설에 등장한 '골렘'은 주인이 주문으로 생명을 불어넣은 진흙덩어리로, 지금으로 말하면 일종의 로봇이다.또 레오나르도 다빈치는 1495년 정밀한 수준의 기계인간 도안을 만든 적도 있다.현대적이며 실재하는 로봇은 20세기에 들어와서 나타나게 된다.1939년 뉴욕 만국 박람회에서는 웨스팅 하우스 일렉트릭 사에서 기계인간 '일렉트로(Electro)'와 기계로 만든 개 한 마리를 만들어 관람객에게 선보였다.하지만 이는 단순히 기계로 만든 물건에 불과할 뿐 현재의 로봇과

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    조류인플루엔자, 사람에게 전염될까?

    조류인플루엔자가 지난해에 이어 다시 전국에 번져 국내 축산농가를 공포에 몰아넣고 있다.세칭 조류인플루엔자라 불리는 가축 전염병의 정확한 병명은'가금(家禽) 인플루엔자'로서 닭, 오리, 칠면조, 야생조류 등 여러 조류에서 감염되는 질병이다.조류 인플루엔자는 100년 전 이탈리아에서 처음 확인됐고 모든 조류가 이에 감염되는 것으로 알려져 있지만 오리등 일부 조류는 다른 종에 비해 상대적으로 저항력이 강한 편이다.조류인플루엔자를 일으키는 병원체는 바이러스(virus)의 일종으로 전파가 빠르고 병원성이 다양한 것으로 알려져 있다. ⊙ 조류인플루엔자의 역사와 사례처음에는 조류에만 급성 전염병을 일으키는 바이러스인 줄로 알았으나, 지난 1997년 변종 조류인플루엔자 바이러스에 감염돼 사망한 희생자가 홍콩에서 발생한 이후로 사람에게도 감염될 수 있다는 사실이 밝혀졌다.세계적으로 1930년대 이후 발생하지 않다가 1983년 벨기에, 프랑스 등 유럽에서 발생하기 시작한 이래 세계 각지에서 최근까지 조류인플루엔자 발생 사례가 속속 보고되고 있다.조류인플루엔자는 고병원성과 약병원성 두 종류로 나눌 수 있는데 특히 고병원성 조류인플루엔자의 경우 인간에게도 감염된 사례가 있다.1997년 홍콩에서 6명이 사망했고, 2004년 베트남에서는 16명이 사망했다.국내에서도 1996년에 이어 2003년 12월 충청북도 음성에서 조류인플루엔자가 발생해 전국적으로 확산되었으나 당시 국내에서 발병한 조류인플루엔자는 약병원성으로 인체에는 전염되지 않는 것으로 확인됐다.이번에 국내에 발생한 조류인플루엔자는 고병원성으로 사람도 전염될 수 있는 종류다.⊙ 발생원인 및 증상독감의 원인이

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    한국 최초의 우주인, 이소연은 어떻게 생활할까

    땀·소변도 회수해 음료수로 재활용 하기도국제 우주정거장(International Space Station : 이하 ISS)을 위한 조립은 1998년 말에 처음으로 시작됐고 최초에는 2004년 완공 예정이었으나 2010년께 완공으로 계획이 수정됐다.우주정거장이 과학적 개념으로 처음 등장한 것은 지금부터 100년 전이었다. '로켓의 아버지'로 불리는 러시아의 콘스탄틴 치올코프스키는 20여년에 걸쳐 집필한 저서 '지구 밖으로'에서 우주정거장을 처음 소개했다.그는 거대한 우주정거장에서 인류가 살기 위해 온실에서 식물을 재배하고 거대한 거울을 이용해 지구와 통신을 하며 거대한 바퀴모양의 우주정거장을 자전시켜 인공중력을 만드는 방법 등을 소개했다.1957년 우주시대의 개막과 함께 우주공간에서 인간의 역할에 대해 관심이 집중되자 우주정거장 개발에 관심이 모아졌다.그러나 1960년 초, 달에 착륙할 수 있는 아폴로 우주계획이 승인됐고 우주정거장에 관한 관심은 꺼져버렸다.이후 1969년 초, 다시 우주정거장에 관한 계획이 수립됐으나 같은 해에 우주왕복선 계획이 세워져 우주정거장 계획에 다시 한 번 큰 타격을 주게 된다.이에 따라 우주왕복선을 이용하여 조립할 수 있는 소규모 우주정거장 개념이 부각되게 된다.1970년이 되자 미국 항공우주국(NASA)은 쓰고 남은 새턴 로켓의 상단을 이용하는 방법으로 우주 실험실 '스카이랩'을 잠시 운영하게 된다.또한 러시아가 당시 운영하던 소형 우주정거장인 살루트와 미르를 통해 장기간의 우주비행 계획을 수립하자 경쟁국인 미국의 우주정거장 계획은 부활하게 된다.본격적인 우주정거장 계획은 1982년부터 NASA 주도로 추진됐다.NASA는 우주환경을 이용하고 달과 행성을 탐사하기 위한

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    한국 최초 우주인이 여성이 된다는 건…

    한국 우주과학 역사상 최초의 우주인이 우주에서 임무를 수행하게 된다.처음 예정됐던 남성 우주인 고산씨에서 지난달 11일 여성 우주인 이소연씨로 교체돼 한국 최초의 우주인이라는 타이틀은 여성이 차지하게 됐다.이소연씨는 세계 역사상 49번째 여성 우주인이 됐다.여성은 남성에 비해 체력이 달리는 약점이 있어 극한 환경에서 임무를 수행하는 것에 대해 우려의 시각이 많다.하지만 이소연씨가 49번째 우주인이라는 사실에서도 알 수 있듯이 우리보다 앞서 우주인을 배출한 나라에서는 여성 우주인이 많았다.⊙ 여성우주인의 역사1950년대는 소련과 미국의 우주경쟁시대였다.미국은 소련이 1957년 발사한 최초 인공위성인 스푸트니크호 때도 그랬고 1961년 세계 최초의 우주인인 가가린이 소련에서 배출했을 때도 패배를 맛봐야 했다.이에 미국은 첫 여성 우주인 기록만은 놓치지 않으려 1960년 극비리에 13명을 선정했다.모두 2000시간 이상 비행경험을 지닌 35세 이하 대졸자였다.귀에 얼음물 붓기, 목에 고무호스 넣기, 방사능 물질 마시기 등 우주공간에 대한 정보가 부족했던 시절이라 극한의 환경이 훈련조건으로 설정됐다.훈련결과는 여성이 남성보다 불리할 것이라는 고정관념을 깨는 것이었다.여성들은 남성보다 중력가속도, 방사능, 외로움, 추위, 열, 고통, 소음의 영향을 덜 받았다.빛도 소리도 없는 밀폐된 방에서 환각을 경험하지 않고 10시간35분을 버티는 신기록도 세웠다.당시는 로켓 성능이 좋지 않던 때라 여성은 남성보다 가볍고, 공간도 덜 차지하고,공기 및 음식 소비량도 적어 우주여행에 적합한 것으로 분석됐다.하지만 미국의 세계 최초 여성우주인 양성 계획은 NASA(미 항공우주국)가 우