이데일리

이연호의 과학 라운지

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  [이데일리 이연호 기자]‘수금지화목토천해명’. 그때는 맞고 지금은 틀리다. 태양계 행성의 이름과 순서를 가리키는 이 축약어는 2006년을 기준으로 그 이전은 맞았지만 그 이후는 마지막 ‘명(冥)’이 빠진 ‘수금지화목토천해’가 맞다.명왕성(오른쪽)과 그 위성인 ‘카론’. 사진=NASA.명왕성을 왕따(?)시키는 소위 태양계 구조조정은 지난 2006년 8월 국제천문연맹(IAU) 총회에서 일어난다. 당시 IAU는 태양계 행성을 기존 9개에서 명왕성을 뺀 8개 행성으로 새로 규정하는 행성 정의 결의안을 60%의 지지로 채택했다. 이로써 지난 1930년 미국인 클라이드 톰보(Clyde William Tombaugh)가 발견한 명왕성은 76년 만에 행성 자격을 잃고 왜소행성(왜행성·Dwarf Planet) ‘134340’이라는 숫자로 불리는 신세로 전락했다. 아이돌 그룹 방탄소년단(BTS)은 이별의 순간을 행성 자격을 박탈당한 명왕성에 비유한 곡 ‘134340’을 지난 2018년 발표하기도 했다.인류가 20세기에 찾아낸 유일한 태양계 행성이었던 명왕성이 이처럼 태양계 행성군에서 불명예 퇴직을 하게 된 건 왜일까. IAU가 논란 끝에 행성의 정의를 새롭게 하면서다. △‘태양을 중심으로 하는 공전궤도를 가질 것’ △‘원형의 형태를 유지할 수 있는 중력을 가질 수 있도록 질량이 충분할 것’이라는 기존의 정의에 △‘자신의 공전 궤도 내 천체에서 지배적인 위치를 차지해야 할 것’이라는 새로운 조건이 추가됐기 때문이다. 즉 ‘자신이 속한 공전 궤도에서 다른 천체를 위성으로 가질 정도로 중력이 세고 가장 큰 구형 천체만 태양계 행성이 될 수 있다’는 얘기였다.명왕성은 지난 1930년 발견 이래 행성으로서의 그 자격을 두고 논란이 계속 있어 왔다. 수성, 금성, 지구, 화성과 같이 표면이 암석으로 이뤄진 ‘지구형(암석형)’ 행성과 목성, 토성, 천왕성, 해왕성처럼 가스층으로 덮힌 ‘목성형(가스형)’ 행성과 달리 명왕성은 지금까지의 관측 결과 대부분이 얼음(산소와 메탄 가스)으로 이뤄져 행성으로 보기에 부족했기 때문이다. 또 지구의 위성인 달 지름의 3분의 2에 해당하는 지름을 가진 명왕성은 궤도가 타원에 가까워 공전주기 약 248년 중에 20년을 해왕성 궤도 안쪽에서 진행했고 자신이 속한 ‘카이퍼 벨트(Kuiper Belt·해왕성 궤도 바깥쪽에서 태양의 주위를 도는 작은 천체들의 집합체)’에서 상당한 크기의 천체가 계속 발견돼 행성 지위가 좌불안석이었다.이런 와중에 비슷한 공전 궤도에서 명왕성보다 질량과 지름이 큰 것으로 인정되는 ‘에리스(Eris)’라는 왜행성이 지난 2005년에 발견되면서 명왕성의 퇴출 명분은 보다 분명해졌다. 만약 명왕성의 행성 자격을 유지하면 에리스를 10번째 행성으로 인정해야 하고 이후에도 행성은 계속 추가될 가능성이 생기기 때문에 결국 명왕성 퇴출이 결정됐다.그런데 에리스처럼 멀리 떨어진 천체의 정확한 지름을 구하기는 쉽지 않아 2005년 발견 직후 허블 우주 망원경 측정 결과 지름이 2397Km로 명왕성보다 약간 더 큰 지름을 가졌던 에리스는 이후 이어진 정밀관측에서 처음 관측값보다 조금 더 작은 수치의 지름을 얻은 것으로 알려졌다. 반면 명왕성은 이후 인류 최초의 명왕성 탐사선인 뉴호라이즌스(New Horizons)호 탐사 결과 기존보다 80km가량 더 긴 2370km 안팎이라고 밝혀졌다. 명왕성으로서는 억울할 수도 있겠지만 지름은 비슷하다 쳐도 에리스의 질량이 명왕성에 비해 약 27% 더 크기 때문에 명왕성만 행성으로 인정하기엔 에리스가 더 억울한 상황이 발생할 수도 있는 쉽지 않은 문제다.명왕성의 퇴출에 가장 반대가 심했던 나라는 단연코 미국이었다. 명왕성이 미국인이 발견한 유일한 행성이었기 때문이다. 자존심이 상한 미국 항공우주국(NASA)은 지난 2006년 1월 명왕성을 탐사하기 위해 뉴호라이즌스호를 발사했다. 1초에 14km씩 쉬지 않고 날아 9년 6개월 만인 지난 2015년 7월 14일 지구에서 56억km 떨어진 명왕성에 최근접한 뉴호라이즌스호는 한때 태양에서 가장 멀리 떨어진 춥고 어두운 행성이었던 명왕성의 사진을 찍어 지구로 보내오기도 했다.*편집자 주: 수학, 화학, 물리학, 생물학 등 기초과학의 중요성은 아무리 강조해도 지나치지 않다. 특히 인공지능(AI), 사물 인터넷(IoT), 빅데이터 등 첨단 정보통신기술(ICT)이 이끄는 4차 산업혁명 시대를 맞아 그 중요성은 점차 더 커지고 있다. 하지만 대개의 경우 기초과학은 어렵고 낯설게만 느껴져 피하고 싶은 것도 사실이다. 기초과학의 세계에 쉽고 재미있게 발을 들여 보자는 취지로 매주 연재 기사를 게재한다.

  이연호 기자 2020.07.05

  [이데일리 이연호 기자]‘수금지화목토천해명’. 그때는 맞고 지금은 틀리다. 태양계 행성의 이름과 순서를 가리키는 이 축약어는 2006년을 기준으로 그 이전은 맞았지만 그 이후는 마지막 ‘명(冥)’이 빠진 ‘수금지화목토천해’가 맞다.명왕성(오른쪽)과 그 위성인 ‘카론’. 사진=NASA.명왕성을 왕따(?)시키는 소위 태양계 구조조정은 지난 2006년 8월 국제천문연맹(IAU) 총회에서 일어난다. 당시 IAU는 태양계 행성을 기존 9개에서 명왕성을 뺀 8개 행성으로 새로 규정하는 행성 정의 결의안을 60%의 지지로 채택했다. 이로써 지난 1930년 미국인 클라이드 톰보(Clyde William Tombaugh)가 발견한 명왕성은 76년 만에 행성 자격을 잃고 왜소행성(왜행성·Dwarf Planet) ‘134340’이라는 숫자로 불리는 신세로 전락했다. 아이돌 그룹 방탄소년단(BTS)은 이별의 순간을 행성 자격을 박탈당한 명왕성에 비유한 곡 ‘134340’을 지난 2018년 발표하기도 했다.인류가 20세기에 찾아낸 유일한 태양계 행성이었던 명왕성이 이처럼 태양계 행성군에서 불명예 퇴직을 하게 된 건 왜일까. IAU가 논란 끝에 행성의 정의를 새롭게 하면서다. △‘태양을 중심으로 하는 공전궤도를 가질 것’ △‘원형의 형태를 유지할 수 있는 중력을 가질 수 있도록 질량이 충분할 것’이라는 기존의 정의에 △‘자신의 공전 궤도 내 천체에서 지배적인 위치를 차지해야 할 것’이라는 새로운 조건이 추가됐기 때문이다. 즉 ‘자신이 속한 공전 궤도에서 다른 천체를 위성으로 가질 정도로 중력이 세고 가장 큰 구형 천체만 태양계 행성이 될 수 있다’는 얘기였다.명왕성은 지난 1930년 발견 이래 행성으로서의 그 자격을 두고 논란이 계속 있어 왔다. 수성, 금성, 지구, 화성과 같이 표면이 암석으로 이뤄진 ‘지구형(암석형)’ 행성과 목성, 토성, 천왕성, 해왕성처럼 가스층으로 덮힌 ‘목성형(가스형)’ 행성과 달리 명왕성은 지금까지의 관측 결과 대부분이 얼음(산소와 메탄 가스)으로 이뤄져 행성으로 보기에 부족했기 때문이다. 또 지구의 위성인 달 지름의 3분의 2에 해당하는 지름을 가진 명왕성은 궤도가 타원에 가까워 공전주기 약 248년 중에 20년을 해왕성 궤도 안쪽에서 진행했고 자신이 속한 ‘카이퍼 벨트(Kuiper Belt·해왕성 궤도 바깥쪽에서 태양의 주위를 도는 작은 천체들의 집합체)’에서 상당한 크기의 천체가 계속 발견돼 행성 지위가 좌불안석이었다.이런 와중에 비슷한 공전 궤도에서 명왕성보다 질량과 지름이 큰 것으로 인정되는 ‘에리스(Eris)’라는 왜행성이 지난 2005년에 발견되면서 명왕성의 퇴출 명분은 보다 분명해졌다. 만약 명왕성의 행성 자격을 유지하면 에리스를 10번째 행성으로 인정해야 하고 이후에도 행성은 계속 추가될 가능성이 생기기 때문에 결국 명왕성 퇴출이 결정됐다.그런데 에리스처럼 멀리 떨어진 천체의 정확한 지름을 구하기는 쉽지 않아 2005년 발견 직후 허블 우주 망원경 측정 결과 지름이 2397Km로 명왕성보다 약간 더 큰 지름을 가졌던 에리스는 이후 이어진 정밀관측에서 처음 관측값보다 조금 더 작은 수치의 지름을 얻은 것으로 알려졌다. 반면 명왕성은 이후 인류 최초의 명왕성 탐사선인 뉴호라이즌스(New Horizons)호 탐사 결과 기존보다 80km가량 더 긴 2370km 안팎이라고 밝혀졌다. 명왕성으로서는 억울할 수도 있겠지만 지름은 비슷하다 쳐도 에리스의 질량이 명왕성에 비해 약 27% 더 크기 때문에 명왕성만 행성으로 인정하기엔 에리스가 더 억울한 상황이 발생할 수도 있는 쉽지 않은 문제다.명왕성의 퇴출에 가장 반대가 심했던 나라는 단연코 미국이었다. 명왕성이 미국인이 발견한 유일한 행성이었기 때문이다. 자존심이 상한 미국 항공우주국(NASA)은 지난 2006년 1월 명왕성을 탐사하기 위해 뉴호라이즌스호를 발사했다. 1초에 14km씩 쉬지 않고 날아 9년 6개월 만인 지난 2015년 7월 14일 지구에서 56억km 떨어진 명왕성에 최근접한 뉴호라이즌스호는 한때 태양에서 가장 멀리 떨어진 춥고 어두운 행성이었던 명왕성의 사진을 찍어 지구로 보내오기도 했다.*편집자 주: 수학, 화학, 물리학, 생물학 등 기초과학의 중요성은 아무리 강조해도 지나치지 않다. 특히 인공지능(AI), 사물 인터넷(IoT), 빅데이터 등 첨단 정보통신기술(ICT)이 이끄는 4차 산업혁명 시대를 맞아 그 중요성은 점차 더 커지고 있다. 하지만 대개의 경우 기초과학은 어렵고 낯설게만 느껴져 피하고 싶은 것도 사실이다. 기초과학의 세계에 쉽고 재미있게 발을 들여 보자는 취지로 매주 연재 기사를 게재한다.

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  [이데일리 이연호 기자] 별똥별을 보며 소원을 빌면 그 소원이 이뤄진다는 말이 있다. 정확하게는 별과 아무런 관련이 없는 이 별똥별이라는 것은 왜 지구로 떨어질까.유성이라고 일컬어지는 별똥별은 혜성이나 소행성의 흔적이다. 행성으로 성장하지 못한 얼음먼지인 혜성은 긴 타원 궤도를 그리며 태양을 공전한다. 이런 혜성이 태양 주위에 접근하게 되면 얼음과 먼지 등이 태양열로 녹기 시작한다. 녹은 혜성의 찌꺼기들이 태양의 복사압력과 태양풍의 영향으로 태양 반대쪽으로 밀려나가면서 혜성의 꼬리가 생긴다. 이런 이유로 혜성이 지나가는 궤도에는 혜성에서 나온 많은 물질들이 쌓이게 된다.지구가 태양을 공전하다가 이 찌꺼들을 통과하게 되면 그 찌꺼기들이 지구의 중력에 따라 지구 대기권 속으로 빠르게 빨려 들어온다. 대기층의 공기와 마찰하면서 발생하는 열로 이 찌꺼기들이 타면서 빛을 내는데 이를 별똥별이라고 한다. 미처 다 타지 못하고 땅으로 떨어지는 것도 있는데 이는 운석이라고 부른다.유성우(流星雨)란 많은 유성이 한꺼번에 떨어지는 모습이 마치 비처럼 보인다고 해서 이름 붙여진 천문 현상이다. 유성우는 매년 일정한 시기에 나타나는데 이는 지구의 공전궤도와 관련이 있기 때문이다. 유성을 만드는 유성체의 궤도가 지구의 공전 궤도와 겹치거나 가까울 경우 유성우가 생기기 때문이다. 7월 말부터 8월 중순까지 1년 중 별똥별을 가장 많이 볼 수 있는 것도 이 무렵에 지구의 공전 궤도와 겹치는 혜성의 궤도가 많기 때문이다.지구에서 관측할 수 있는 유성우는 모혜성의 종류에 따라 1년에 총 8개 가량이 있으며 이 중 페르세우스자리 유성우(8월), 사자자리 유성우(11월), 쌍둥이자리 유성우(12월)가 3대 유성우로 거론된다.유성의 궤적을 역으로 추적할 경우 하늘의 한 점으로 모이는데 이를 복사점이라고 한다. 지구의 궤도와 혜성의 궤도가 만나는 지점인 이 복사점이 위치한 별자리 이름으로 유성우의 이름은 결정된다. 페르세우스자리 유성우는 페르세우스자리에서 가장 많은 별똥별이 떨어진다는 의미다.유성우는 극대 시기에는 1시간에 100개 넘게 떨어지기도 하지만 보통 1시간에 20~30개 정도 떨어진다. 지구 공전 궤도가 혜성이 지나간 궤도에 근접할수록, 혜성이 클 수록, 지구와 혜성이 해당 지점을 지난 시점이 가까울수록 유성의 수는 많아진다.수십 년에 한 번씩 1시간에 1만개 안팎의 유성우가 떨어지면 장관을 이루기도 하는데 이를 특별히 대유성우라고 한다. 대유성우는 오로라, 개기일식과 더불어 죽기 전에 꼭 봐야 할 3대 천문 현상으로 일컬어진다. 3대 천문 현상 중에서도 대유성우가 가장 보기 어렵다. 역사상 최대 유성우로 기록된 1966년의 사자자리 유성우는 시간당 14만4000개의 별똥별을 지구에 선물했다. 이 유성우의 모혜성은 33년 주기의 템펠(Tempel) 혜성으로 약 33년 주기로 대유성우가 나타난다.지난 21일 우리나라 전역에서 2020년대 처음이자 마지막인 부분일식 현상이 나타나 온 나라가 들썩거렸다. 못 본 사람이라면 하반기에 있을 유성우를 노려보자. 3대 유성우에 속하는 페르세우스자리 유성우와 쌍둥이자리 유성우를 각각 8월과 12월에 볼 수 있다.*편집자 주: 수학, 화학, 물리학, 생물학 등 기초과학의 중요성은 아무리 강조해도 지나치지 않다. 특히 인공지능(AI), 사물 인터넷(IoT), 빅데이터 등 첨단 정보통신기술(ICT)이 이끄는 4차 산업혁명 시대를 맞아 그 중요성은 점차 더 커지고 있다. 하지만 대개의 경우 기초과학은 어렵고 낯설게만 느껴져 피하고 싶은 것도 사실이다. 기초과학의 세계에 쉽고 재미있게 발을 들여 보자는 취지로 매주 연재 기사를 게재한다.

  이연호 기자 2020.06.28

  [이데일리 이연호 기자] 별똥별을 보며 소원을 빌면 그 소원이 이뤄진다는 말이 있다. 정확하게는 별과 아무런 관련이 없는 이 별똥별이라는 것은 왜 지구로 떨어질까.유성이라고 일컬어지는 별똥별은 혜성이나 소행성의 흔적이다. 행성으로 성장하지 못한 얼음먼지인 혜성은 긴 타원 궤도를 그리며 태양을 공전한다. 이런 혜성이 태양 주위에 접근하게 되면 얼음과 먼지 등이 태양열로 녹기 시작한다. 녹은 혜성의 찌꺼기들이 태양의 복사압력과 태양풍의 영향으로 태양 반대쪽으로 밀려나가면서 혜성의 꼬리가 생긴다. 이런 이유로 혜성이 지나가는 궤도에는 혜성에서 나온 많은 물질들이 쌓이게 된다.지구가 태양을 공전하다가 이 찌꺼들을 통과하게 되면 그 찌꺼기들이 지구의 중력에 따라 지구 대기권 속으로 빠르게 빨려 들어온다. 대기층의 공기와 마찰하면서 발생하는 열로 이 찌꺼기들이 타면서 빛을 내는데 이를 별똥별이라고 한다. 미처 다 타지 못하고 땅으로 떨어지는 것도 있는데 이는 운석이라고 부른다.유성우(流星雨)란 많은 유성이 한꺼번에 떨어지는 모습이 마치 비처럼 보인다고 해서 이름 붙여진 천문 현상이다. 유성우는 매년 일정한 시기에 나타나는데 이는 지구의 공전궤도와 관련이 있기 때문이다. 유성을 만드는 유성체의 궤도가 지구의 공전 궤도와 겹치거나 가까울 경우 유성우가 생기기 때문이다. 7월 말부터 8월 중순까지 1년 중 별똥별을 가장 많이 볼 수 있는 것도 이 무렵에 지구의 공전 궤도와 겹치는 혜성의 궤도가 많기 때문이다.지구에서 관측할 수 있는 유성우는 모혜성의 종류에 따라 1년에 총 8개 가량이 있으며 이 중 페르세우스자리 유성우(8월), 사자자리 유성우(11월), 쌍둥이자리 유성우(12월)가 3대 유성우로 거론된다.유성의 궤적을 역으로 추적할 경우 하늘의 한 점으로 모이는데 이를 복사점이라고 한다. 지구의 궤도와 혜성의 궤도가 만나는 지점인 이 복사점이 위치한 별자리 이름으로 유성우의 이름은 결정된다. 페르세우스자리 유성우는 페르세우스자리에서 가장 많은 별똥별이 떨어진다는 의미다.유성우는 극대 시기에는 1시간에 100개 넘게 떨어지기도 하지만 보통 1시간에 20~30개 정도 떨어진다. 지구 공전 궤도가 혜성이 지나간 궤도에 근접할수록, 혜성이 클 수록, 지구와 혜성이 해당 지점을 지난 시점이 가까울수록 유성의 수는 많아진다.수십 년에 한 번씩 1시간에 1만개 안팎의 유성우가 떨어지면 장관을 이루기도 하는데 이를 특별히 대유성우라고 한다. 대유성우는 오로라, 개기일식과 더불어 죽기 전에 꼭 봐야 할 3대 천문 현상으로 일컬어진다. 3대 천문 현상 중에서도 대유성우가 가장 보기 어렵다. 역사상 최대 유성우로 기록된 1966년의 사자자리 유성우는 시간당 14만4000개의 별똥별을 지구에 선물했다. 이 유성우의 모혜성은 33년 주기의 템펠(Tempel) 혜성으로 약 33년 주기로 대유성우가 나타난다.지난 21일 우리나라 전역에서 2020년대 처음이자 마지막인 부분일식 현상이 나타나 온 나라가 들썩거렸다. 못 본 사람이라면 하반기에 있을 유성우를 노려보자. 3대 유성우에 속하는 페르세우스자리 유성우와 쌍둥이자리 유성우를 각각 8월과 12월에 볼 수 있다.*편집자 주: 수학, 화학, 물리학, 생물학 등 기초과학의 중요성은 아무리 강조해도 지나치지 않다. 특히 인공지능(AI), 사물 인터넷(IoT), 빅데이터 등 첨단 정보통신기술(ICT)이 이끄는 4차 산업혁명 시대를 맞아 그 중요성은 점차 더 커지고 있다. 하지만 대개의 경우 기초과학은 어렵고 낯설게만 느껴져 피하고 싶은 것도 사실이다. 기초과학의 세계에 쉽고 재미있게 발을 들여 보자는 취지로 매주 연재 기사를 게재한다.

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  [이데일리 이연호 기자] 우리는 야구 경기를 볼 때 투수가 일구 일구 투구할 때마다 어떤 하나의 숫자를 확인할 수 있다. 바로 해당 투구의 속력이다. 이를 우리나라는 시속으로 미국은 마일로 표시한다.높이 25.4cm의 투수 마운드에서 홈플레이트까지 거리는 18.44m다. 투수의 손을 떠난 공이 포수의 미트까지 들어가는 데 걸리는 시간은 대략 0.4초다. 말 그대로 눈 깜짝할 사이에 홈플레이트에 도달하는 투구의 속력을 우리는 어떻게 측정할 수 있을까.먼저 야구공의 속력을 측정하는 기구는 자동차의 과속을 측정하는 것과 마찬가지로 스피드 건(speed gun)이다. 스피드 건은 움직이는 물체의 속력을 측정하기 위해 사용하는 장치로 도플러 효과(Doppler effect)를 이용한 레이더 기기다.도플러 효과란 파동을 발생시키는 파원(파동이 처음 만들어진 곳)과 관찰자가 상대적으로 가까워지면 파원이 내놓는 파동의 진동수보다 높은 진동수(주파수)가 관찰되고 멀어지면 낮은 진동수가 관찰되는 현상을 가리킨다. 이 현상을 처음 설명한 19세기 오스트리아 물리학자 도플러의 이름을 기념하기 위해 이렇게 명명됐다.스피드 건은 자동차나 야구공 등 움직이는 물체의 속력을 측정하기 위해 해당 물체로 레이더파(입사파)를 쏜다. 하지만 이 레이더파는 물체에 닿는 순간 반사(반사파)돼 되돌아온다. 물체가 관찰자 쪽으로 가까워지고 있으므로 도플러 효과에 의해 진동수가 증가한다. 같은 매질(파동을 전달하는 물질) 안에서 파동의 속력은 일정하기 때문에 진동수와 파장은 반비례(속력=진동수×파장)한다. 즉 스피드 건에서 발사할 때의 진동수와 물체에서 반사돼 돌아온 진동수를 비교하면 해당 물체의 속력을 구할 수 있다. 스피드 건 내부에 장착된 컴퓨터는 안테나에서 발사될 때의 진동수와 물체에서 반사돼 되돌아온 진동수를 비교해 해당 물체의 속력을 계산해 낸다.이 같은 도플러 효과는 비단 움직이는 물체의 속력 측정 뿐만 아니라 여러 곳에 적용되는데 우리가 흔히 접하는 일상 소음에서도 이 원리를 확인할 수 있다. 구급차가 경적을 울리면서 내 쪽으로 다가올 때와 내 쪽에서 멀어질 때의 소리의 고저가 다른 것은 바로 이 도플러 효과 때문이다. 경적을 울리며 다가올 때는 음파의 진동수가 증가해 경적 소리가 보다 고음으로 들리고 똑같은 경적 소리라도 내게서 멀어질 때는 음파의 진동수가 감소해 상대적으로 저음으로 들리는 것은 바로 이 때문이다.*편집자 주: 수학, 화학, 물리학, 생물학 등 기초과학의 중요성은 아무리 강조해도 지나치지 않다. 특히 인공지능(AI), 사물 인터넷(IoT), 빅데이터 등 첨단 정보통신기술(ICT)이 이끄는 4차 산업혁명 시대를 맞아 그 중요성은 점차 더 커지고 있다. 하지만 대개의 경우 기초과학은 어렵고 낯설게만 느껴져 피하고 싶은 것도 사실이다. 기초과학의 세계에 쉽고 재미있게 발을 들여 보자는 취지로 매주 연재 기사를 게재한다.

  이연호 기자 2020.06.21

  [이데일리 이연호 기자] 우리는 야구 경기를 볼 때 투수가 일구 일구 투구할 때마다 어떤 하나의 숫자를 확인할 수 있다. 바로 해당 투구의 속력이다. 이를 우리나라는 시속으로 미국은 마일로 표시한다.높이 25.4cm의 투수 마운드에서 홈플레이트까지 거리는 18.44m다. 투수의 손을 떠난 공이 포수의 미트까지 들어가는 데 걸리는 시간은 대략 0.4초다. 말 그대로 눈 깜짝할 사이에 홈플레이트에 도달하는 투구의 속력을 우리는 어떻게 측정할 수 있을까.먼저 야구공의 속력을 측정하는 기구는 자동차의 과속을 측정하는 것과 마찬가지로 스피드 건(speed gun)이다. 스피드 건은 움직이는 물체의 속력을 측정하기 위해 사용하는 장치로 도플러 효과(Doppler effect)를 이용한 레이더 기기다.도플러 효과란 파동을 발생시키는 파원(파동이 처음 만들어진 곳)과 관찰자가 상대적으로 가까워지면 파원이 내놓는 파동의 진동수보다 높은 진동수(주파수)가 관찰되고 멀어지면 낮은 진동수가 관찰되는 현상을 가리킨다. 이 현상을 처음 설명한 19세기 오스트리아 물리학자 도플러의 이름을 기념하기 위해 이렇게 명명됐다.스피드 건은 자동차나 야구공 등 움직이는 물체의 속력을 측정하기 위해 해당 물체로 레이더파(입사파)를 쏜다. 하지만 이 레이더파는 물체에 닿는 순간 반사(반사파)돼 되돌아온다. 물체가 관찰자 쪽으로 가까워지고 있으므로 도플러 효과에 의해 진동수가 증가한다. 같은 매질(파동을 전달하는 물질) 안에서 파동의 속력은 일정하기 때문에 진동수와 파장은 반비례(속력=진동수×파장)한다. 즉 스피드 건에서 발사할 때의 진동수와 물체에서 반사돼 돌아온 진동수를 비교하면 해당 물체의 속력을 구할 수 있다. 스피드 건 내부에 장착된 컴퓨터는 안테나에서 발사될 때의 진동수와 물체에서 반사돼 되돌아온 진동수를 비교해 해당 물체의 속력을 계산해 낸다.이 같은 도플러 효과는 비단 움직이는 물체의 속력 측정 뿐만 아니라 여러 곳에 적용되는데 우리가 흔히 접하는 일상 소음에서도 이 원리를 확인할 수 있다. 구급차가 경적을 울리면서 내 쪽으로 다가올 때와 내 쪽에서 멀어질 때의 소리의 고저가 다른 것은 바로 이 도플러 효과 때문이다. 경적을 울리며 다가올 때는 음파의 진동수가 증가해 경적 소리가 보다 고음으로 들리고 똑같은 경적 소리라도 내게서 멀어질 때는 음파의 진동수가 감소해 상대적으로 저음으로 들리는 것은 바로 이 때문이다.*편집자 주: 수학, 화학, 물리학, 생물학 등 기초과학의 중요성은 아무리 강조해도 지나치지 않다. 특히 인공지능(AI), 사물 인터넷(IoT), 빅데이터 등 첨단 정보통신기술(ICT)이 이끄는 4차 산업혁명 시대를 맞아 그 중요성은 점차 더 커지고 있다. 하지만 대개의 경우 기초과학은 어렵고 낯설게만 느껴져 피하고 싶은 것도 사실이다. 기초과학의 세계에 쉽고 재미있게 발을 들여 보자는 취지로 매주 연재 기사를 게재한다.

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  [이데일리 이연호 기자] 야구는 투수 놀음이라는 말이 있다. 그만큼 투수가 야구에서 차지하는 비중이 크다는 말이다. 수만 명의 관중들은 공 하나하나에 환호하고 탄식한다.던지고 받고 치고 달리는 게 전부인 야구는 일면 단순해 보인다. 하지만 야구는 고도의 전략을 필요로 하는 경기이기도 하다. 투수는 9명의 타자 한명한명과 매 순간 치밀한 수싸움을 벌인다. 어떤 코스로 어떤 구종의 공을 던질 것인가에 따라 해당 타자와의 승부가 결정되기 일쑤기 때문이다. 그 중에서도 우리가 흔히 변화구로 부르는 다양한 구종의 공은 타자들의 나날이 발전하는 타격 기술을 현혹하기 위해 매우 유용한 수단으로 쓰인다. 야구공은 표면에 빨간 108개의 실밥이 있다. 이 실밥은 투수들이 변화구를 던지는 데 꼭 필요한 장치로 과학적 원리의 산물이다.먼저 투수가 던지는 공은 크게 속구(흔히 우리가 직구라고 부르는 공)와 변화구가 있다. 속구(Fast ball)는 실제로는 곧게 일직선으로 날아가지 않고 아래로 살짝 떨어진다. 중력의 영향을 받기 때문이다.하지만 변화구에 작용하는 힘은 중력 외에 또 있다. 변화구는 기본적으로 물리학의 법칙인 ‘베르누이의 정리’를 따른다. 커브, 슬라이더, 포크볼, 싱커 등 홈플레이트 근처에서 현란하게 상하좌우로 휘는 변화구는 어떻게 이 베르누이의 정리로 설명할 수 있을까. 베르누이의 정리란 간단히 말하면 유체(공기나 물처럼 흐를 수 있는 기체나 액체)의 속력이 증가하면 압력은 감소한다는 것이다. 커브를 예로 들어 설명해 보자. 커브는 투수가 타자 앞에서 위에서 아래로 뚝 떨어지는 큰 낙차를 만들어 헛스윙을 유도하기 위해 주로 던지는 공이다. 홈플레이트 앞에서 폭포수처럼 떨어지는 커브는 마운드에서 홈플레이트까지의 거리인 18.44m를 가는 동안 아래로 떨어질 목적을 갖고 있기 때문에 공의 위와 아래의 회전 방향이 다르다. 공의 윗부분은 공기가 지나는 방향과 공의 회전 방향이 반대가 되기 때문에 그 속력이 느려지는 반면 공의 아랫부분은 공기가 지나는 방향과 공의 회전 방향이 같으므로 위쪽에 비해 공기가 지나가는 속력이 빨라진다. 따라서 어떤 경계면을 기준으로 그 아랫부분의 압력은 감소한다. 힘은 압력이 높은 곳에서 낮은 곳으로 작용하며 이때 작용하는 힘을 마그누스의 힘이라고 한다. 다시 말하면 유체는 압력이 높은 곳에서 낮은 곳으로 흐르는 속성이 있으므로 공은 아래로 떨어지게 되는 것이다.그렇다면 야구공의 실밥은 어떤 역할을 할까. 투수들은 이 실밥을 그립을 이용해 쥐어 손톱 등으로 찍거나 긁는 등의 행위를 통해 회전력을 공에 실어 보냄으로써 변화구를 만들어 낸다.투수가 야구공의 실밥을 몇 개를 잡느냐 혹은 어느 부분의 실밥을 잡느냐에 따라 공의 방향과 회전력이 달라진다. 실밥은 공기와의 마찰력을 높이고 이는 결국 공의 실밥과 그 외의 부분 사이에 압력의 차이를 만들어 공의 회전 효과를 극대화한다. 베르누이의 정리는 비단 야구공 뿐만이 아니라 모든 구기 종목 스포츠의 공에 적용된다.*편집자 주: 수학, 화학, 물리학, 생물학 등 기초과학의 중요성은 아무리 강조해도 지나치지 않다. 특히 인공지능(AI), 사물 인터넷(IoT), 빅데이터 등 첨단 정보통신기술(ICT)이 이끄는 4차 산업혁명 시대를 맞아 그 중요성은 점차 더 커지고 있다. 하지만 대개의 경우 기초과학은 어렵고 낯설게만 느껴져 피하고 싶은 것도 사실이다. 기초과학의 세계에 쉽고 재미있게 발을 들여 보자는 취지로 매주 연재 기사를 게재한다.

  이연호 기자 2020.06.14

  [이데일리 이연호 기자] 야구는 투수 놀음이라는 말이 있다. 그만큼 투수가 야구에서 차지하는 비중이 크다는 말이다. 수만 명의 관중들은 공 하나하나에 환호하고 탄식한다.던지고 받고 치고 달리는 게 전부인 야구는 일면 단순해 보인다. 하지만 야구는 고도의 전략을 필요로 하는 경기이기도 하다. 투수는 9명의 타자 한명한명과 매 순간 치밀한 수싸움을 벌인다. 어떤 코스로 어떤 구종의 공을 던질 것인가에 따라 해당 타자와의 승부가 결정되기 일쑤기 때문이다. 그 중에서도 우리가 흔히 변화구로 부르는 다양한 구종의 공은 타자들의 나날이 발전하는 타격 기술을 현혹하기 위해 매우 유용한 수단으로 쓰인다. 야구공은 표면에 빨간 108개의 실밥이 있다. 이 실밥은 투수들이 변화구를 던지는 데 꼭 필요한 장치로 과학적 원리의 산물이다.먼저 투수가 던지는 공은 크게 속구(흔히 우리가 직구라고 부르는 공)와 변화구가 있다. 속구(Fast ball)는 실제로는 곧게 일직선으로 날아가지 않고 아래로 살짝 떨어진다. 중력의 영향을 받기 때문이다.하지만 변화구에 작용하는 힘은 중력 외에 또 있다. 변화구는 기본적으로 물리학의 법칙인 ‘베르누이의 정리’를 따른다. 커브, 슬라이더, 포크볼, 싱커 등 홈플레이트 근처에서 현란하게 상하좌우로 휘는 변화구는 어떻게 이 베르누이의 정리로 설명할 수 있을까. 베르누이의 정리란 간단히 말하면 유체(공기나 물처럼 흐를 수 있는 기체나 액체)의 속력이 증가하면 압력은 감소한다는 것이다. 커브를 예로 들어 설명해 보자. 커브는 투수가 타자 앞에서 위에서 아래로 뚝 떨어지는 큰 낙차를 만들어 헛스윙을 유도하기 위해 주로 던지는 공이다. 홈플레이트 앞에서 폭포수처럼 떨어지는 커브는 마운드에서 홈플레이트까지의 거리인 18.44m를 가는 동안 아래로 떨어질 목적을 갖고 있기 때문에 공의 위와 아래의 회전 방향이 다르다. 공의 윗부분은 공기가 지나는 방향과 공의 회전 방향이 반대가 되기 때문에 그 속력이 느려지는 반면 공의 아랫부분은 공기가 지나는 방향과 공의 회전 방향이 같으므로 위쪽에 비해 공기가 지나가는 속력이 빨라진다. 따라서 어떤 경계면을 기준으로 그 아랫부분의 압력은 감소한다. 힘은 압력이 높은 곳에서 낮은 곳으로 작용하며 이때 작용하는 힘을 마그누스의 힘이라고 한다. 다시 말하면 유체는 압력이 높은 곳에서 낮은 곳으로 흐르는 속성이 있으므로 공은 아래로 떨어지게 되는 것이다.그렇다면 야구공의 실밥은 어떤 역할을 할까. 투수들은 이 실밥을 그립을 이용해 쥐어 손톱 등으로 찍거나 긁는 등의 행위를 통해 회전력을 공에 실어 보냄으로써 변화구를 만들어 낸다.투수가 야구공의 실밥을 몇 개를 잡느냐 혹은 어느 부분의 실밥을 잡느냐에 따라 공의 방향과 회전력이 달라진다. 실밥은 공기와의 마찰력을 높이고 이는 결국 공의 실밥과 그 외의 부분 사이에 압력의 차이를 만들어 공의 회전 효과를 극대화한다. 베르누이의 정리는 비단 야구공 뿐만이 아니라 모든 구기 종목 스포츠의 공에 적용된다.*편집자 주: 수학, 화학, 물리학, 생물학 등 기초과학의 중요성은 아무리 강조해도 지나치지 않다. 특히 인공지능(AI), 사물 인터넷(IoT), 빅데이터 등 첨단 정보통신기술(ICT)이 이끄는 4차 산업혁명 시대를 맞아 그 중요성은 점차 더 커지고 있다. 하지만 대개의 경우 기초과학은 어렵고 낯설게만 느껴져 피하고 싶은 것도 사실이다. 기초과학의 세계에 쉽고 재미있게 발을 들여 보자는 취지로 매주 연재 기사를 게재한다.

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  [이데일리 이연호 기자] 밤하늘에 빛나는 별이 되고 싶은가. 원한다면 가능하다.지난 2018년 12월. 미국에서 ‘팰컨9’이라는 로켓이 우주로 발사됐다. 우리나라 차세대소형위성 1호가 실려 발사돼 관심을 모았던 이 로켓에는 100여 명의 시신을 화장한 재가 함께 실렸다. 살아 생전 못 이룬 고인들의 우주 여행 꿈이 실현된 순간이었다. 미국 샌프란시스코 위성 제조 업체 엘리시움 스페이스가 100여 명의 화장 재 일부를 4인치(약 10cm) 정사각형 모양의 소형 인공위성 안에 넣어 우주로 보낸 것이다. 각각 가로세로 1㎝의 초소형 캡슐엔 고인들의 이니셜도 새겨졌다. ‘은하철도 999’로 유명한 일본 만화가 마츠모토 레이지는 우주를 너무 사랑한 나머지 생존자임에도 자신의 손톱을 보내는 방식으로 이 프로젝트에 참여했다.유족들은 엘리시움 스페이스에 각각 2500달러(약 300만 원)을 낸 것으로 알려졌다. 우주쓰레기에 대한 걱정은 하지 않아도 된다. 이 위성은 약 4년 간 지구 궤도를 돌다가 대기권에 진입해 별똥별처럼 타서 없어진다. 유족들은 4년 간 고인들의 흔적이 실린 위성의 위치를 휴대폰 애플리케이션으로 실시간 파악할 수도 있다. 지난달 30일(현지 시각) 미국 스페이스X가 민간 기업 최초로 유인 우주선 발사에 성공하면서 우주를 상업적으로 이용하려는 시도들이 빠르게 늘고 있다. 그 중 하나가 바로 우주장(葬)이다.미국과 일본에서 우주장을 서비스하는 벤처기업들이 속속 생겨나면서 관련 상품들도 다양해 지고 있다. 대기권까지만 화장재를 올려 산골하는 방식부터 지구 궤도를 일정 기간 도는 방식이 이미 서비스 중이고, 더 나아가 달 표면 혹은 그 이상의 심우주(Deep Space)까지 보내는 상품까지 나오고 있다. 사람 뿐만이 아니다. 애완동물인 개와 고양이까지 우주장으로 치르는 수요까지 생겨나고 있다. (물론 이들 동물들이 죽어서 우주로 가기를 원할 지는 의문이다.)이처럼 우주 개발의 단계가 점차 고도화되면서 우주는 인류의 장례문화까지 바꾸고 있는 중이다.*편집자 주: 수학, 화학, 물리학, 생물학 등 기초과학의 중요성은 아무리 강조해도 지나치지 않다. 특히 인공지능(AI), 사물 인터넷(IoT), 빅데이터 등 첨단 정보통신기술(ICT)이 이끄는 4차 산업혁명 시대를 맞아 그 중요성은 점차 더 커지고 있다. 하지만 대개의 경우 기초과학은 어렵고 낯설게만 느껴져 피하고 싶은 것도 사실이다. 기초과학의 세계에 쉽고 재미있게 발을 들여 보자는 취지로 매주 연재 기사를 게재한다.

  이연호 기자 2020.06.07

  [이데일리 이연호 기자] 밤하늘에 빛나는 별이 되고 싶은가. 원한다면 가능하다.지난 2018년 12월. 미국에서 ‘팰컨9’이라는 로켓이 우주로 발사됐다. 우리나라 차세대소형위성 1호가 실려 발사돼 관심을 모았던 이 로켓에는 100여 명의 시신을 화장한 재가 함께 실렸다. 살아 생전 못 이룬 고인들의 우주 여행 꿈이 실현된 순간이었다. 미국 샌프란시스코 위성 제조 업체 엘리시움 스페이스가 100여 명의 화장 재 일부를 4인치(약 10cm) 정사각형 모양의 소형 인공위성 안에 넣어 우주로 보낸 것이다. 각각 가로세로 1㎝의 초소형 캡슐엔 고인들의 이니셜도 새겨졌다. ‘은하철도 999’로 유명한 일본 만화가 마츠모토 레이지는 우주를 너무 사랑한 나머지 생존자임에도 자신의 손톱을 보내는 방식으로 이 프로젝트에 참여했다.유족들은 엘리시움 스페이스에 각각 2500달러(약 300만 원)을 낸 것으로 알려졌다. 우주쓰레기에 대한 걱정은 하지 않아도 된다. 이 위성은 약 4년 간 지구 궤도를 돌다가 대기권에 진입해 별똥별처럼 타서 없어진다. 유족들은 4년 간 고인들의 흔적이 실린 위성의 위치를 휴대폰 애플리케이션으로 실시간 파악할 수도 있다. 지난달 30일(현지 시각) 미국 스페이스X가 민간 기업 최초로 유인 우주선 발사에 성공하면서 우주를 상업적으로 이용하려는 시도들이 빠르게 늘고 있다. 그 중 하나가 바로 우주장(葬)이다.미국과 일본에서 우주장을 서비스하는 벤처기업들이 속속 생겨나면서 관련 상품들도 다양해 지고 있다. 대기권까지만 화장재를 올려 산골하는 방식부터 지구 궤도를 일정 기간 도는 방식이 이미 서비스 중이고, 더 나아가 달 표면 혹은 그 이상의 심우주(Deep Space)까지 보내는 상품까지 나오고 있다. 사람 뿐만이 아니다. 애완동물인 개와 고양이까지 우주장으로 치르는 수요까지 생겨나고 있다. (물론 이들 동물들이 죽어서 우주로 가기를 원할 지는 의문이다.)이처럼 우주 개발의 단계가 점차 고도화되면서 우주는 인류의 장례문화까지 바꾸고 있는 중이다.*편집자 주: 수학, 화학, 물리학, 생물학 등 기초과학의 중요성은 아무리 강조해도 지나치지 않다. 특히 인공지능(AI), 사물 인터넷(IoT), 빅데이터 등 첨단 정보통신기술(ICT)이 이끄는 4차 산업혁명 시대를 맞아 그 중요성은 점차 더 커지고 있다. 하지만 대개의 경우 기초과학은 어렵고 낯설게만 느껴져 피하고 싶은 것도 사실이다. 기초과학의 세계에 쉽고 재미있게 발을 들여 보자는 취지로 매주 연재 기사를 게재한다.

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  [이데일리 이연호 기자] 한 달에 두 번 돌아오는 절기(節氣)에 대해 얼마나 아는가. 사람들이 흔히 하는 착각은 절기를 음력이라고 생각하는 것이다. 절기는 우리 조상들이 예부터 사용해 온 것이고 우리 민족은 오래 전부터 음력을 사용해 왔기 때문에 절기 역시 음력이라고 생각하는 것이 그 추론의 근거다. 하지만 절기는 양력이다.우리 민족은 오랫동안 달의 움직임을 기준으로 만든 음력을 사용해 왔다. 하지만 날짜는 음력을 기준으로 하되 계절은 양력을 기준으로 했다. 즉 우리 민족은 두 개의 역법을 혼합한 태음태양력을 사용했다. 음력이 태양의 움직임에 따라 결정되는 계절의 변화와는 잘 맞지 않았기 때문이다. 농경사회에서 계절의 변화는 그 무엇보다 중요한 것으로 이를 위해 나온 것이 계절의 표준 구분법이 된 절기이다. 24절기는 태양의 황도(천구 상에서 태양이 지나는 길)상 위치에 따라 계절적 구분을 하기 위해 만든 것으로 15도 간격으로 점을 찍어 총 24개로 나눈 것이다. 지구가 태양을 돌지만 지구 상의 관측자를 기준으로 봤을 때는 커다란 구 모양의 가상의 구인 천구를 태양이 지나가는 것으로 보인다. 그 지나는 길인 황도를 춘분점을 기점으로 15도 간격으로 점을 찍어 총 24개의 절기로 나타내는 것이다. 태양이 15도씩 이동할 때마다 온도나 계절의 변화가 일어난다고 생각했고 매 15도 지점마다 용어를 하나씩 붙였는데 이것이 절기다. 천구상에서 태양의 위치가 황도 0도, 90, 180도, 270도를 통과하는 순간이 각각 춘분, 하지, 추분, 동지가 된다. 24절기 중 춘분, 추분, 하지, 동지, 입춘, 입하, 입추, 입동은 계절의 변화를 뜻하고, 소서, 대서, 처서, 대한은 더위와 추위를 의미한다. 우수, 곡우, 소설, 대설은 강수 현상과, 백로, 한로, 상강은 수증기 응결과 관련된 것이다. 계절에 따른 만물의 변화를 나타내는 절기는 소만, 만종, 경칩, 청명이 있다.계절의 변화를 파악하기 위해 만든 절기가 정작 우리나라 실제 기후와는 다소 차이가 있다. 양력 2월 4일 전후로 드는 봄의 시작 ‘입춘’은 우리나라에선 실제로 늦겨울에 해당한다. 이는 24절기가 중국 재래 역법의 발상지인 기원전 고대 중국 주(周)나라 때 황허강 주변 화북 지방의 기후 특징을 바탕으로 만들어졌기 때문이다. 또 세월이 흐르면서 기후 변화도 생겨났기 때문에 현재 우리나라의 기후와는 조금 차이가 있을 수 밖에 없다. 이를 보완하기 위해 우리 조상들은 속담 등을 통해 실제 기후를 반영하는 기지를 발휘하기도 했다. 가장 큰 추위를 뜻하는 대한보다 작은 추위를 뜻하는 소한이 더 춥기 때문에 ‘대한이 소한의 집에 가서 얼어 죽는다’라는 속담을 만들어 냈다. 입춘의 추위를 뜻하는 속담으로는 ’입춘을 거꾸로 붙였나‘, ’입춘 추위는 꿔다 해도 한다‘ 등이 있다.우리나라의 4대 명절 중 하나인 한식(寒食)도 절기와 관련이 있는 명절이다. 4대 명절 중 유일하게 음력이 아닌 명절이다. 불의 사용을 금하며 찬 음식을 먹는 명절인 한식은 22번째 절기인 동지 후 105일째 되는 날이다.한여름 더위를 뜻하는 삼복은 어떨까. 하지로부터 세 번째 경일이 초복, 네 번째 경일이 중복, 입추 후 첫 번째 경(庚)일이 말복이다. 여기서 경이라는 것은 간지력(60갑자력)의 10간(갑, 을, 병, 정, 무, 기, 경, 신, 임, 계) 중 일곱 번째인 ’경‘을 가리킨다.그렇다면 띠는 음력일까, 양력일까. 정확히는 둘 다 아니다. 띠는 바로 절기와 관련이 있다. 사주명리학에서는 한 해의 시작을 입춘으로 보는 게 통설이다. 즉 입춘점에 태양이 딱 지나는 시점이 새로운 해의 시작이 된다. 올해의 경우 2월 4일 18시 3분이 입춘의 절입(節入) 시각이었으므로 그 전에 태어났으면 돼지띠, 그 이후면 쥐띠다. *편집자 주: 수학, 화학, 물리학, 생물학 등 기초과학의 중요성은 아무리 강조해도 지나치지 않다. 특히 인공지능(AI), 사물 인터넷(IoT), 빅데이터 등 첨단 정보통신기술(ICT)이 이끄는 4차 산업혁명 시대를 맞아 그 중요성은 점차 더 커지고 있다. 하지만 대개의 경우 기초과학은 어렵고 낯설게만 느껴져 피하고 싶은 것도 사실이다. 기초과학의 세계에 쉽고 재미있게 발을 들여 보자는 취지로 매주 연재 기사를 게재한다.

  이연호 기자 2020.05.31

  [이데일리 이연호 기자] 한 달에 두 번 돌아오는 절기(節氣)에 대해 얼마나 아는가. 사람들이 흔히 하는 착각은 절기를 음력이라고 생각하는 것이다. 절기는 우리 조상들이 예부터 사용해 온 것이고 우리 민족은 오래 전부터 음력을 사용해 왔기 때문에 절기 역시 음력이라고 생각하는 것이 그 추론의 근거다. 하지만 절기는 양력이다.우리 민족은 오랫동안 달의 움직임을 기준으로 만든 음력을 사용해 왔다. 하지만 날짜는 음력을 기준으로 하되 계절은 양력을 기준으로 했다. 즉 우리 민족은 두 개의 역법을 혼합한 태음태양력을 사용했다. 음력이 태양의 움직임에 따라 결정되는 계절의 변화와는 잘 맞지 않았기 때문이다. 농경사회에서 계절의 변화는 그 무엇보다 중요한 것으로 이를 위해 나온 것이 계절의 표준 구분법이 된 절기이다. 24절기는 태양의 황도(천구 상에서 태양이 지나는 길)상 위치에 따라 계절적 구분을 하기 위해 만든 것으로 15도 간격으로 점을 찍어 총 24개로 나눈 것이다. 지구가 태양을 돌지만 지구 상의 관측자를 기준으로 봤을 때는 커다란 구 모양의 가상의 구인 천구를 태양이 지나가는 것으로 보인다. 그 지나는 길인 황도를 춘분점을 기점으로 15도 간격으로 점을 찍어 총 24개의 절기로 나타내는 것이다. 태양이 15도씩 이동할 때마다 온도나 계절의 변화가 일어난다고 생각했고 매 15도 지점마다 용어를 하나씩 붙였는데 이것이 절기다. 천구상에서 태양의 위치가 황도 0도, 90, 180도, 270도를 통과하는 순간이 각각 춘분, 하지, 추분, 동지가 된다. 24절기 중 춘분, 추분, 하지, 동지, 입춘, 입하, 입추, 입동은 계절의 변화를 뜻하고, 소서, 대서, 처서, 대한은 더위와 추위를 의미한다. 우수, 곡우, 소설, 대설은 강수 현상과, 백로, 한로, 상강은 수증기 응결과 관련된 것이다. 계절에 따른 만물의 변화를 나타내는 절기는 소만, 만종, 경칩, 청명이 있다.계절의 변화를 파악하기 위해 만든 절기가 정작 우리나라 실제 기후와는 다소 차이가 있다. 양력 2월 4일 전후로 드는 봄의 시작 ‘입춘’은 우리나라에선 실제로 늦겨울에 해당한다. 이는 24절기가 중국 재래 역법의 발상지인 기원전 고대 중국 주(周)나라 때 황허강 주변 화북 지방의 기후 특징을 바탕으로 만들어졌기 때문이다. 또 세월이 흐르면서 기후 변화도 생겨났기 때문에 현재 우리나라의 기후와는 조금 차이가 있을 수 밖에 없다. 이를 보완하기 위해 우리 조상들은 속담 등을 통해 실제 기후를 반영하는 기지를 발휘하기도 했다. 가장 큰 추위를 뜻하는 대한보다 작은 추위를 뜻하는 소한이 더 춥기 때문에 ‘대한이 소한의 집에 가서 얼어 죽는다’라는 속담을 만들어 냈다. 입춘의 추위를 뜻하는 속담으로는 ’입춘을 거꾸로 붙였나‘, ’입춘 추위는 꿔다 해도 한다‘ 등이 있다.우리나라의 4대 명절 중 하나인 한식(寒食)도 절기와 관련이 있는 명절이다. 4대 명절 중 유일하게 음력이 아닌 명절이다. 불의 사용을 금하며 찬 음식을 먹는 명절인 한식은 22번째 절기인 동지 후 105일째 되는 날이다.한여름 더위를 뜻하는 삼복은 어떨까. 하지로부터 세 번째 경일이 초복, 네 번째 경일이 중복, 입추 후 첫 번째 경(庚)일이 말복이다. 여기서 경이라는 것은 간지력(60갑자력)의 10간(갑, 을, 병, 정, 무, 기, 경, 신, 임, 계) 중 일곱 번째인 ’경‘을 가리킨다.그렇다면 띠는 음력일까, 양력일까. 정확히는 둘 다 아니다. 띠는 바로 절기와 관련이 있다. 사주명리학에서는 한 해의 시작을 입춘으로 보는 게 통설이다. 즉 입춘점에 태양이 딱 지나는 시점이 새로운 해의 시작이 된다. 올해의 경우 2월 4일 18시 3분이 입춘의 절입(節入) 시각이었으므로 그 전에 태어났으면 돼지띠, 그 이후면 쥐띠다. *편집자 주: 수학, 화학, 물리학, 생물학 등 기초과학의 중요성은 아무리 강조해도 지나치지 않다. 특히 인공지능(AI), 사물 인터넷(IoT), 빅데이터 등 첨단 정보통신기술(ICT)이 이끄는 4차 산업혁명 시대를 맞아 그 중요성은 점차 더 커지고 있다. 하지만 대개의 경우 기초과학은 어렵고 낯설게만 느껴져 피하고 싶은 것도 사실이다. 기초과학의 세계에 쉽고 재미있게 발을 들여 보자는 취지로 매주 연재 기사를 게재한다.

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  [이데일리 이연호 기자] 우유를 마시면 배가 아픈 사람들을 주위에서 어렵지 않게 볼 수 있다. 우유를 마실 경우 복통, 설사, 방귀, 복명(腹鳴·장에서 나는 소리) 등의 증상으로 화장실로 직행하기 일쑤인 사람들은 의외로 많다. 이런 사람들에겐 우유는 물론 우유가 들어간 커피인 카페라테도 꺼려지긴 마찬가지다.왜 우유를 마시면 배가 아픈 걸까. 이것은 우유에 들어 있는 유당(젖당·lactose)이라는 성분 때문이다. 유당은 포유류의 젖 속에 들어 있는 이당류로 모든 포유동물의 유즙에 약 5% 정도 함유돼 있다. 우리나라 성인의 75% 즉 4명 중 3명은 이 유당을 포도당(글루코스·glucose)과 갈락토스(galactose)로 가수분해할 때 촉매로 사용하는 효소인 락타아제(lactase)가 없거나 부족하기 때문에 유당을 제대로 분해하지 못한다. 이를 유당불내증(乳糖不耐症·Lactose intolerance)이라고 한다. 이당류(二糖類)인 유당을 단당류(單糖類)인 포도당과 갈락토스로 분해할 때 촉매로 사용되는 효소인 락타아제는 소장 벽에 있는 미소융모(絨毛) 부위의 점막세포에서 분비된다. 선천적으로 이 효소가 거의 없는 경우도 있지만 보통의 경우 이 효소는 영아기의 소장 내엔 풍부히 존재하다가 이유기 이후부터 서서히 감소한다. 우유를 마시면 탈을 겪는 사람들도 요구르트나 치즈 같은 유제품은 별 탈 없이 잘 먹는 이유는 이 같은 유제품들은 발효를 거치면서 유당의 함량이 줄어들기 때문이다. 물론 유당불내증이 심한 경우엔 이 같은 발효유제품도 먹기 힘들다.그렇다면 유당불내증 환자들이 배탈 걱정 없이 우유를 마실 수 있는 방법은 없을까. 물론 답은 ‘예스(yes)’다. 유당(lactose)이 없는 우유라는 뜻의 ‘락토프리(Lacto-free) 우유’를 마시면 된다. 최근 몇 년간 이 시장이 급격히 커지면서 각 우유업체들은 앞다퉈 락토프리 우유를 내놓고 있다. 이들은 미세필터를 이용해 유당을 걸러내거나 락타아제를 투입해 유당을 분해하는 방법을 쓴다.유당불내증으로 카페라테를 마시지 못하는 고객들을 위해 일부 커피 프랜차이즈에서는 우유 대신 두유나 락토프리 우유를 카페라테에 넣어 주는 경우도 있다. 유당불내증이 있는데 카페라테를 마시고 싶다면 미리 이에 대한 정보를 확인하거나 매장에서 두유나 락토프리 우유로 변경 가능한 지 물어보는 게 좋다.‘국민 두유’로 유명한 베지밀(Vegemil·채소를 뜻하는 ‘Vegetable’과 우유를 뜻하는 ‘Milk’의 합성어)의 탄생도 유당불내증에서 출발한다. 소아과 의사였던 정식품의 고(故) 정재원 창업주가 유당불내증을 앓는 아이들을 살리기 위해 1967년 치료용으로 두유를 만든 게 그 시초다. *편집자 주: 수학, 화학, 물리학, 생물학 등 기초과학의 중요성은 아무리 강조해도 지나치지 않다. 특히 인공지능(AI), 사물 인터넷(IoT), 빅데이터 등 첨단 정보통신기술(ICT)이 이끄는 4차 산업혁명 시대를 맞아 그 중요성은 점차 더 커지고 있다. 하지만 대개의 경우 기초과학은 어렵고 낯설게만 느껴져 피하고 싶은 것도 사실이다. 기초과학의 세계에 쉽고 재미있게 발을 들여 보자는 취지로 매주 연재 기사를 게재한다.

  이연호 기자 2020.05.24

  [이데일리 이연호 기자] 우유를 마시면 배가 아픈 사람들을 주위에서 어렵지 않게 볼 수 있다. 우유를 마실 경우 복통, 설사, 방귀, 복명(腹鳴·장에서 나는 소리) 등의 증상으로 화장실로 직행하기 일쑤인 사람들은 의외로 많다. 이런 사람들에겐 우유는 물론 우유가 들어간 커피인 카페라테도 꺼려지긴 마찬가지다.왜 우유를 마시면 배가 아픈 걸까. 이것은 우유에 들어 있는 유당(젖당·lactose)이라는 성분 때문이다. 유당은 포유류의 젖 속에 들어 있는 이당류로 모든 포유동물의 유즙에 약 5% 정도 함유돼 있다. 우리나라 성인의 75% 즉 4명 중 3명은 이 유당을 포도당(글루코스·glucose)과 갈락토스(galactose)로 가수분해할 때 촉매로 사용하는 효소인 락타아제(lactase)가 없거나 부족하기 때문에 유당을 제대로 분해하지 못한다. 이를 유당불내증(乳糖不耐症·Lactose intolerance)이라고 한다. 이당류(二糖類)인 유당을 단당류(單糖類)인 포도당과 갈락토스로 분해할 때 촉매로 사용되는 효소인 락타아제는 소장 벽에 있는 미소융모(絨毛) 부위의 점막세포에서 분비된다. 선천적으로 이 효소가 거의 없는 경우도 있지만 보통의 경우 이 효소는 영아기의 소장 내엔 풍부히 존재하다가 이유기 이후부터 서서히 감소한다. 우유를 마시면 탈을 겪는 사람들도 요구르트나 치즈 같은 유제품은 별 탈 없이 잘 먹는 이유는 이 같은 유제품들은 발효를 거치면서 유당의 함량이 줄어들기 때문이다. 물론 유당불내증이 심한 경우엔 이 같은 발효유제품도 먹기 힘들다.그렇다면 유당불내증 환자들이 배탈 걱정 없이 우유를 마실 수 있는 방법은 없을까. 물론 답은 ‘예스(yes)’다. 유당(lactose)이 없는 우유라는 뜻의 ‘락토프리(Lacto-free) 우유’를 마시면 된다. 최근 몇 년간 이 시장이 급격히 커지면서 각 우유업체들은 앞다퉈 락토프리 우유를 내놓고 있다. 이들은 미세필터를 이용해 유당을 걸러내거나 락타아제를 투입해 유당을 분해하는 방법을 쓴다.유당불내증으로 카페라테를 마시지 못하는 고객들을 위해 일부 커피 프랜차이즈에서는 우유 대신 두유나 락토프리 우유를 카페라테에 넣어 주는 경우도 있다. 유당불내증이 있는데 카페라테를 마시고 싶다면 미리 이에 대한 정보를 확인하거나 매장에서 두유나 락토프리 우유로 변경 가능한 지 물어보는 게 좋다.‘국민 두유’로 유명한 베지밀(Vegemil·채소를 뜻하는 ‘Vegetable’과 우유를 뜻하는 ‘Milk’의 합성어)의 탄생도 유당불내증에서 출발한다. 소아과 의사였던 정식품의 고(故) 정재원 창업주가 유당불내증을 앓는 아이들을 살리기 위해 1967년 치료용으로 두유를 만든 게 그 시초다. *편집자 주: 수학, 화학, 물리학, 생물학 등 기초과학의 중요성은 아무리 강조해도 지나치지 않다. 특히 인공지능(AI), 사물 인터넷(IoT), 빅데이터 등 첨단 정보통신기술(ICT)이 이끄는 4차 산업혁명 시대를 맞아 그 중요성은 점차 더 커지고 있다. 하지만 대개의 경우 기초과학은 어렵고 낯설게만 느껴져 피하고 싶은 것도 사실이다. 기초과학의 세계에 쉽고 재미있게 발을 들여 보자는 취지로 매주 연재 기사를 게재한다.

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  [이데일리 이연호 기자] 나무를 가로로 자르면 둥근 띠 모양의 무늬가 나타난다. 우리가 나이테(annual ring)로 부르는 이것을 통해 우리는 나무의 나이를 알 수 있다. 주로 일 년에 하나씩만 나이테가 생기기 때문인데 나이테는 왜 생기는 걸까.간단히 말하면 나이테는 계절이 반복되기 때문에 생긴다. 나무가 풀과 다른 점 중 하나는 형성층이 있어 부피생장을 한다는 것이다. 형성층에서 세포분열이 일어나는데 계절에 따라 세포분열의 속도가 다르기 때문에 나이테가 생긴다.봄과 여름은 가을과 겨울에 비해 일조량이 길고 수분 확보도 쉬워 광합성을 하기 좋은 환경이 된다. 그 결과 세포분열이 활발해 부피생장도 빠르게 이뤄진다. 이로 인해 상대적으로 세포는 커지고 세포벽은 얇아진다. 봄과 여름에 자란 나무의 세포벽은 연한 색깔을 갖고 있다. 반면 가을과 겨울은 광합성에 안 좋은 환경이 돼 세포분열의 속도가 더뎌 세포가 작고 세포벽의 크기가 두꺼워진다. 봄여름과 달리 색깔은 진하다. 이처럼 연한 조직과 짙은 조직이 번갈아 가며 만들어지므로 동심원 모양의 나이테를 갖게 된다. 결국 밝고 면적이 넓은 동심원(춘재)과 어둡고 좁은 동심원(추재)이 주기적으로 나타나므로 어둡고 좁은 동심원의 개수만 세면 나무의 나이를 알 수 있다. 그렇다면 모든 나무가 나이테를 갖고 있을까. 그렇지 않다. 우리나라처럼 4계절이 두드러지는 온대 기후 지역의 나무들은 주로 나이테가 뚜렷한 반면 계절의 변화가 뚜렷하지 않은 열대 지방에서는 나이테가 없는 나무들이 많다. 또 이상기온 현상이 발생할 경우엔 나이테가 일년에 2개 이상이 생기기도 한다.4군자 중 하나인 대나무는 나이테가 있을까. 대나무는 그 명칭에 ‘나무’가 들어가지만 실제로는 나무라고 보기엔 애매한 식물이다. 벼과 대나무아과에 속하는 여러해살이 식물의 총칭인 대나무는 전형적인 나무와 달리 부피 생장을 하지 않고 풀과 같이 길이 생장만 한다. 이에 따라 나이테를 가질 수 없다.*편집자주: 수학, 화학, 물리학, 생물학 등 기초과학의 중요성은 아무리 강조해도 지나치지 않다. 특히 인공지능(AI), 사물 인터넷(IoT), 빅데이터 등 첨단 정보통신기술(ICT)이 이끄는 4차 산업혁명 시대를 맞아 그 중요성은 점차 더 커지고 있다. 하지만 대개의 경우 기초과학은 어렵고 낯설게만 느껴져 피하고 싶은 것도 사실이다. 기초과학의 세계에 쉽고 재미있게 발을 들여 보자는 취지로 매주 연재 기사를 게재한다.

  이연호 기자 2020.05.17

  [이데일리 이연호 기자] 나무를 가로로 자르면 둥근 띠 모양의 무늬가 나타난다. 우리가 나이테(annual ring)로 부르는 이것을 통해 우리는 나무의 나이를 알 수 있다. 주로 일 년에 하나씩만 나이테가 생기기 때문인데 나이테는 왜 생기는 걸까.간단히 말하면 나이테는 계절이 반복되기 때문에 생긴다. 나무가 풀과 다른 점 중 하나는 형성층이 있어 부피생장을 한다는 것이다. 형성층에서 세포분열이 일어나는데 계절에 따라 세포분열의 속도가 다르기 때문에 나이테가 생긴다.봄과 여름은 가을과 겨울에 비해 일조량이 길고 수분 확보도 쉬워 광합성을 하기 좋은 환경이 된다. 그 결과 세포분열이 활발해 부피생장도 빠르게 이뤄진다. 이로 인해 상대적으로 세포는 커지고 세포벽은 얇아진다. 봄과 여름에 자란 나무의 세포벽은 연한 색깔을 갖고 있다. 반면 가을과 겨울은 광합성에 안 좋은 환경이 돼 세포분열의 속도가 더뎌 세포가 작고 세포벽의 크기가 두꺼워진다. 봄여름과 달리 색깔은 진하다. 이처럼 연한 조직과 짙은 조직이 번갈아 가며 만들어지므로 동심원 모양의 나이테를 갖게 된다. 결국 밝고 면적이 넓은 동심원(춘재)과 어둡고 좁은 동심원(추재)이 주기적으로 나타나므로 어둡고 좁은 동심원의 개수만 세면 나무의 나이를 알 수 있다. 그렇다면 모든 나무가 나이테를 갖고 있을까. 그렇지 않다. 우리나라처럼 4계절이 두드러지는 온대 기후 지역의 나무들은 주로 나이테가 뚜렷한 반면 계절의 변화가 뚜렷하지 않은 열대 지방에서는 나이테가 없는 나무들이 많다. 또 이상기온 현상이 발생할 경우엔 나이테가 일년에 2개 이상이 생기기도 한다.4군자 중 하나인 대나무는 나이테가 있을까. 대나무는 그 명칭에 ‘나무’가 들어가지만 실제로는 나무라고 보기엔 애매한 식물이다. 벼과 대나무아과에 속하는 여러해살이 식물의 총칭인 대나무는 전형적인 나무와 달리 부피 생장을 하지 않고 풀과 같이 길이 생장만 한다. 이에 따라 나이테를 가질 수 없다.*편집자주: 수학, 화학, 물리학, 생물학 등 기초과학의 중요성은 아무리 강조해도 지나치지 않다. 특히 인공지능(AI), 사물 인터넷(IoT), 빅데이터 등 첨단 정보통신기술(ICT)이 이끄는 4차 산업혁명 시대를 맞아 그 중요성은 점차 더 커지고 있다. 하지만 대개의 경우 기초과학은 어렵고 낯설게만 느껴져 피하고 싶은 것도 사실이다. 기초과학의 세계에 쉽고 재미있게 발을 들여 보자는 취지로 매주 연재 기사를 게재한다.

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  [이데일리 이연호 기자] 코로나19 확산 이후 엘리베이터에 두 가지 작은 변화가 생겼다. 버튼 등에 붙은 반투명 필름과 손소독제가 새로운 변화다. 특히 반투명 필름은 지역이나 건물 등에 상관 없이 어느 엘리베이터든 쉽게 볼 수 있다. 이는 구리가 함유된 항균 필름이다. 이 항균 필름은 세균과 바이러스를 억제하고 사멸시키는 것으로 알려져 있다.경북 문경시가 신종 코로나바이러스 감염증(코로나19) 예방을 위해 승강기용 항균필름을 무상 제공한다고 지난달 22일 밝혔다. 사진은 경북 문경시 관내 승강기에 부착된 항균필름. 사진=연합뉴스.정확히는 구리가 세균을 파괴하는데 그 과정은 이렇다. 세균 같은 미생물들이 구리에 닿게 되면 미생물은 구리를 영양소로 인식해 흡수한다. 이렇게 미생물 몸속으로 들어간 구리 이온은 미생물의 세포막에 구멍을 낸다. 또 구리 이온은 이 구멍을 통해 활성산소를 끌어 당겨 미생물을 파괴한다. 구리 이온은 바이러스 퇴치에도 효과가 있다. 바이러스는 세균과 달리 스스로 물질대사를 하지 못한다. 하지만 숙주가 생기면 자신의 DNA나 RNA 즉 유전자 정보를 복사한다. 이 같은 바이러스에 구리를 접촉시키면 바이러스는 이 구리를 숙주로 생각하고 자신들의 유전자 정보를 배출한다. 그러면 구리는 유전자 복제 방해 신호를 바이러스에 내보내게 되고 바이러스는 지쳐 사멸하게 된다. 그렇다면 이 같은 항균 효과는 구리만 갖고 있을까. 구리 외에도 금, 은, 백금, 수은, 코발트, 주석, 알루미늄 등 여러 다양한 금속도 항균효과를 갖고 있다. 구리가 일반적으로 쓰이는 이유는 구리가 우리 몸에 독성이 없고 효과가 빠르며 가격이 싸기 때문이다. 구리는 항균필름 외에도 항균섬유로 쓰여 무좀 등에 효과를 보이기도 했다. 실제 지난 2010년 칠레 광산 붕괴사고로 매몰됐던 광부들이 산화구리가 첨가된 섬유로 만든 양말로 갈아신고 2주 후 무좀이 대부분 개선된 사례도 있다.*편집자주: 수학, 화학, 물리학, 생물학 등 기초과학의 중요성은 아무리 강조해도 지나치지 않다. 특히 인공지능(AI), 사물 인터넷(IoT), 빅데이터 등 첨단 정보통신기술(ICT)이 이끄는 4차 산업혁명 시대를 맞아 그 중요성은 점차 더 커지고 있다. 하지만 대개의 경우 기초과학은 어렵고 낯설게만 느껴져 피하고 싶은 것도 사실이다. 기초과학의 세계에 쉽고 재미있게 발을 들여 보자는 취지로 매주 연재 기사를 게재한다.

  이연호 기자 2020.05.10

  [이데일리 이연호 기자] 코로나19 확산 이후 엘리베이터에 두 가지 작은 변화가 생겼다. 버튼 등에 붙은 반투명 필름과 손소독제가 새로운 변화다. 특히 반투명 필름은 지역이나 건물 등에 상관 없이 어느 엘리베이터든 쉽게 볼 수 있다. 이는 구리가 함유된 항균 필름이다. 이 항균 필름은 세균과 바이러스를 억제하고 사멸시키는 것으로 알려져 있다.경북 문경시가 신종 코로나바이러스 감염증(코로나19) 예방을 위해 승강기용 항균필름을 무상 제공한다고 지난달 22일 밝혔다. 사진은 경북 문경시 관내 승강기에 부착된 항균필름. 사진=연합뉴스.정확히는 구리가 세균을 파괴하는데 그 과정은 이렇다. 세균 같은 미생물들이 구리에 닿게 되면 미생물은 구리를 영양소로 인식해 흡수한다. 이렇게 미생물 몸속으로 들어간 구리 이온은 미생물의 세포막에 구멍을 낸다. 또 구리 이온은 이 구멍을 통해 활성산소를 끌어 당겨 미생물을 파괴한다. 구리 이온은 바이러스 퇴치에도 효과가 있다. 바이러스는 세균과 달리 스스로 물질대사를 하지 못한다. 하지만 숙주가 생기면 자신의 DNA나 RNA 즉 유전자 정보를 복사한다. 이 같은 바이러스에 구리를 접촉시키면 바이러스는 이 구리를 숙주로 생각하고 자신들의 유전자 정보를 배출한다. 그러면 구리는 유전자 복제 방해 신호를 바이러스에 내보내게 되고 바이러스는 지쳐 사멸하게 된다. 그렇다면 이 같은 항균 효과는 구리만 갖고 있을까. 구리 외에도 금, 은, 백금, 수은, 코발트, 주석, 알루미늄 등 여러 다양한 금속도 항균효과를 갖고 있다. 구리가 일반적으로 쓰이는 이유는 구리가 우리 몸에 독성이 없고 효과가 빠르며 가격이 싸기 때문이다. 구리는 항균필름 외에도 항균섬유로 쓰여 무좀 등에 효과를 보이기도 했다. 실제 지난 2010년 칠레 광산 붕괴사고로 매몰됐던 광부들이 산화구리가 첨가된 섬유로 만든 양말로 갈아신고 2주 후 무좀이 대부분 개선된 사례도 있다.*편집자주: 수학, 화학, 물리학, 생물학 등 기초과학의 중요성은 아무리 강조해도 지나치지 않다. 특히 인공지능(AI), 사물 인터넷(IoT), 빅데이터 등 첨단 정보통신기술(ICT)이 이끄는 4차 산업혁명 시대를 맞아 그 중요성은 점차 더 커지고 있다. 하지만 대개의 경우 기초과학은 어렵고 낯설게만 느껴져 피하고 싶은 것도 사실이다. 기초과학의 세계에 쉽고 재미있게 발을 들여 보자는 취지로 매주 연재 기사를 게재한다.