본문 바로가기

전체 글

금성은 왜 수성보다 더 뜨거울까? 태양에 가장 가까운 행성은 수성이지만 태양계에서 가장 뜨거운 행성은 두 번째인 금성이다. 금성 표면은 낮이든 밤이든 465도로 납이 녹을 만큼 뜨겁고, 수성은 낮에 430도까지 오르지만 밤에는 영하 180도로 떨어진다. 금성이 더 뜨거운 것은 두꺼운 이산화탄소 대기가 열을 가두는 온실효과 때문이다. 수성은 대기가 거의 없다. 햇빛이 땅을 달구어도 그 열을 붙잡아 둘 공기가 없어 밤이 되면 열이 우주로 그대로 빠져나간다. 반면 금성은 지구보다 90배 짙은 대기가 행성을 덮고 있고 그 96퍼센트가 이산화탄소다. 햇빛은 들어오지만 땅이 내놓는 적외선 열은 이산화탄소에 막혀 나가지 못하니 열이 계속 쌓여 행성 전체가 찜통이 된다. 금성은 두꺼운 황산 구름이 햇빛의 4분의 3을 반사해 버려 실제로 땅까지 닿는 햇.. 더보기
낙하산은 왜 천천히 떨어질까? 비행기에서 뛰어내린 사람이 낙하산을 펴면 돌멩이처럼 떨어지다가 갑자기 깃털처럼 천천히 내려온다. 낙하산이 느리게 떨어지는 것은 넓게 펼쳐진 천이 아래 공기를 밀어내며 큰 공기 저항을 만들고, 그 저항이 몸무게를 당기는 중력과 같아지는 순간부터 더는 빨라지지 않고 일정한 속도로 내려오기 때문이다. 중력이 줄어드는 것이 아니라 공기가 떠받치는 힘이 커지는 것이다. 떨어지는 물체는 공기를 밀어내야 하고 공기는 그만큼 물체를 되민다. 이 공기 저항은 물체가 빠를수록, 그리고 공기에 닿는 면적이 넓을수록 커진다. 사람이 그냥 떨어지면 몸의 면적이 작아 시속 200킬로미터까지 빨라져야 저항이 중력과 같아지는데, 낙하산을 펴면 면적이 수십 배로 늘어 시속 20킬로미터 안팎에서 균형이 맞는다. 그 뒤로는 그 속도로 내.. 더보기
카멜레온은 왜 몸 색을 바꿀까? 카멜레온은 주변 색에 맞춰 몸을 숨기는 동물로 알려져 있지만, 실제로 색을 바꾸는 가장 큰 이유는 숨기 위해서가 아니라 기분과 체온을 표현하기 위해서다. 카멜레온이 색을 바꾸는 것은 피부 속 색소 세포와 빛을 반사하는 결정층을 늘였다 줄였다 하며 반사되는 빛의 색을 바꾸기 때문이고, 그 신호로 짝을 부르거나 상대를 위협하거나 햇볕을 더 받거나 덜 받는다. 카멜레온 피부는 여러 층으로 되어 있다. 바깥층에는 노랑과 빨강 색소를 가진 세포가 있고 그 아래에 작은 결정이 규칙적으로 늘어선 층이 있다. 이 결정층은 빛을 받으면 결정 간격에 따라 특정 색만 반사하는데, 피부가 느슨할 때는 간격이 좁아 파란빛을 반사해 위의 노란 색소와 섞여 초록으로 보이고, 피부를 팽팽하게 당기면 간격이 넓어져 노랑과 빨강, 주황.. 더보기
같은 찻잎인데 녹차와 홍차는 왜 색이 다를까? 녹차는 연둣빛이고 홍차는 붉은 갈색인데 둘 다 같은 차나무 잎으로 만든다. 색과 맛이 전혀 다른 것은 잎을 딴 뒤 산화를 얼마나 시키느냐의 차이다. 녹차는 따자마자 열을 가해 산화를 멈추고, 홍차는 잎을 비벼 상처를 낸 뒤 몇 시간 동안 공기와 반응시켜 성분이 붉게 변할 때까지 둔다. 사과를 깎아 두면 갈색이 되는 것과 같은 반응을 일부러 쓰느냐 막느냐의 문제다. 찻잎에는 카테킨이라는 떫은 성분과 그것을 산소와 반응시키는 효소가 함께 들어 있다. 잎을 따면 세포가 상하면서 둘이 만나기 시작하는데, 녹차는 이것을 막으려고 바로 뜨거운 솥에 덖거나 증기로 찐다. 열이 효소를 죽여 반응이 멈추니 잎은 초록을 지키고 카테킨도 그대로 남아 풋풋하고 떫은 맛이 난다. 홍차는 반대로 잎을 시들린 뒤 손이나 기계로 비.. 더보기
신호등은 왜 빨간불이 맨 위에 있을까? 횡단보도 앞 신호등은 어디를 가나 빨간불이 맨 위, 노란불이 가운데, 초록불이 맨 아래다. 순서가 정해져 있는 것은 멈추라는 가장 중요한 신호를 가장 잘 보이는 자리에 두고, 색을 구별하지 못하는 사람도 위치만으로 신호를 읽을 수 있게 하기 위해서다. 가로로 달린 신호등에서 빨간불이 왼쪽에 오는 것도 같은 약속이다. 빨간불이 맨 위인 첫 번째 이유는 눈에 띄는 높이다. 멀리서 달려오는 운전자에게 신호등은 위쪽부터 시야에 들어오고, 앞에 큰 트럭이 서 있어도 가장 높은 불은 그 위로 보인다. 멈추라는 신호를 놓치면 사고로 이어지니 가장 먼저, 가장 멀리서 보이는 자리에 둔 것이다. 노란불은 그다음 긴급한 신호라 가운데, 가도 된다는 초록불은 맨 아래다. 두 번째 이유는 색각 이상이다. 남성의 5퍼센트 정도.. 더보기
새는 전깃줄에 앉아도 왜 감전되지 않을까? 수만 볼트가 흐르는 전깃줄 위에 참새와 비둘기가 아무렇지 않게 줄지어 앉아 있다. 전기는 전압이 높은 곳에서 낮은 곳으로 흐르는데, 새가 두 발을 같은 전선 위에 올려놓으면 두 발 사이에 전압 차이가 거의 없어 새의 몸을 지나갈 이유가 없기 때문이다. 전깃줄 하나에는 어디를 잡아도 전압이 거의 같다. 새의 두 발 사이는 몇 센티미터라 그 사이 전선의 저항이 아주 작고, 전기는 저항이 큰 새의 몸보다 저항이 작은 전선을 그대로 따라 흐른다. 새의 몸을 통과하는 전류는 없는 것이나 마찬가지이고, 그래서 새는 전기가 흐르는 줄 위에서 편안히 쉰다. 위험해지는 것은 전압이 다른 두 곳에 동시에 닿을 때다. 큰 새가 날개를 펴다가 옆의 다른 전선에 닿거나 전선과 전봇대의 금속 부품에 동시에 닿으면, 두 지점 사이.. 더보기
아침에는 왜 저녁보다 키가 더 클까? 같은 사람인데 아침에 잰 키가 저녁보다 1센티미터 안팎 더 나온다. 등뼈 사이사이에 끼어 있는 물렁한 디스크가 밤새 누워 있는 동안 물을 머금어 두꺼워지고, 낮에 서서 지내는 사이 체중에 눌려 얇아지기 때문이다. 등뼈는 스물네 개의 뼈가 쌓인 기둥이고 그 사이마다 젤리 같은 디스크가 쿠션처럼 끼어 있다. 이 디스크는 물기가 많은 조직이라 눌리면 물이 빠져나가 얇아지고, 압력이 풀리면 다시 물을 빨아들여 부푼다. 낮에 서고 앉아 있는 열 몇 시간 동안 스무 개 남짓한 디스크가 저마다 조금씩 눌리면 합쳐서 1센티미터쯤 줄어들고, 밤에 눕는 동안 회복된다. 그래서 키를 재는 시간대가 중요하다. 신체검사나 건강검진에서 아침에 잰 키와 저녁에 잰 키가 다르게 나와 놀라는 경우가 있는데 둘 다 맞는 값이고, 정확히.. 더보기
물속에서는 왜 소리가 다르게 들릴까? 수영장에서 잠수하면 밖의 소리가 웅웅거리며 멀게 들리고, 물속에서 누가 두드리는 소리는 오히려 또렷하게 울린다. 소리는 물속에서 공기보다 네 배 넘게 빨리, 더 멀리 퍼지지만 우리 귀는 공기 중 소리를 듣도록 되어 있어 물속 소리를 제대로 받아들이지 못하기 때문이다. 소리는 무엇인가가 떨리면 그 떨림이 주변 물질을 타고 퍼지는 것이다. 물은 공기보다 알갱이가 촘촘해 떨림을 훨씬 빨리 전달해서, 공기에서 초속 340미터인 소리가 물속에서는 초속 1500미터로 달린다. 그래서 고래는 수백 킬로미터 떨어진 동료의 소리를 듣고, 배는 물속에 소리를 쏘아 바닥 지형을 읽는다. 잠수함이 서로를 찾는 것도 이 소리를 이용하고, 어군탐지기가 물고기 떼를 보는 것도 같은 원리다. 문제는 귀다. 사람 귀는 공기의 떨림이 .. 더보기

티스토리툴바