[스크랩] 모든 구름은 흰색인데, 왜 먹구름만 검은색일까?

구름은 미세한 물방울이나 얼음 결정들이 모여서 대기 중에 떠 있는 것이다. 그런데 빛은 어떤 물체(입자)에 부딪혔을 때 산란하는 특성이 있으며, 그 물체의 크기에 따라 산란하는 빛의 파장도 달라진다. 대기 중의 질소나 산소는 주로 자외선을 산란시키는데 검은 우주를 배경으로 보라, 파랑, 노랑 등의 빛이 순서대로 산란을 한다. 하늘이 파란색으로 보이는 것 또한 이 때문이다. 하늘과 달리 구름은 하얗게 보인다. 이는 구름 내부에 들어있는 물방울들의 크기가 공기분자 보다 크고, 모양도 다양해 파란색은 물론 녹색, 노란색, 붉은색 모두를 골고루 산란시키는 탓이다. 이처럼 다양한 색의 빛 산란이 일어나면 모든 색깔이 합쳐져 흰색을 띄게 된다. 그런데 모든 구름 중 유독 먹구름만 검은색을 갖고 있다. 왜일까. 금방이라도 비를 쏟아낼 것 같은 이 먹구름은 물 분자의 크기가 너무 크기 때문이다. 이로 인해 빛을 산란하기보다는 흡수를 해버려 마치 깊은 바다 속을 보듯 검게 보인다. 다시 말해 물방울의 크기가 크고 두꺼울수록 우리 눈에는 검은색에 가깝게 보이며 그 반대의 경우에는 흰색을 갖게 된다. 뜨거운 음식, 스팀다리미 등 우리 주변에서 흔히 접할 수 있는 거의 모든 수증기가 흰색인 것이나 자동차 배기가스가 때로는 흰색, 때로는 검은색이 되는 이유도 이와 마찬가지로 생각하면 된다. 참고로 스모그가 발생한 도심의 수평선 근처에서 하늘을 볼 때 보라색, 혹은 검붉은 색이 되는 것은 대기성분 중 질소산화물(NOx), 황산화물(SOx) 등 오염물질의 분자가 크기 때문이다.

 

 

 

[스크랩] 지구가 당할 수 있는 최악의 재앙은 무엇일까?

카리나 대성운 주변에 있는 것과 같은 거대한 미립자 먼지 구름은 지구상의 생명체를 완전히 멸종시킬 수 있다. 직경이 수 ㎞에 달하는 거대 소행성이 지구와 충돌한다는 시나리오는 여름용 블록버스터 영화의 소재로 제격이다. 하지만 이는 인류가 당할 수 있는 최악의 재해가 아니다. 피해 규모, 특히 장기적 관점의 피해까지 감안한다면 카리나 대성운 주변처럼 은하계 저 편에 있는 거대한 미립자 먼지 구름 속에 지구가 갇혀버리는 것만큼 끔찍한 일은 없다. 이 먼지 구름은 주로 수소가스, 작은 유기 입자, 광물질 등으로 구성돼 있는데 그 폭이 대략 150광년이나 된다. 이는 우리 태양계가 먼지 구름 속에서 완전히 빠져나오는데 무려 10만년의 시간이 소요된다는 것을 의미한다. 미국 애리조나 대학의 천문학자인 알렉산더 파블로프 박사는 “이 같은 상황이 초래될 경우 먼지가 대기권에 축적되면서 태양에서 오는 모든 빛을 차단하게 된다”며 “그 결과 바다가 얼어붙고 식물이 멸종되는 등 지구상의 모든 생명체가 완벽히 전멸할 수 있다”고 설명한다. 하지만 벌써부터 빙하기에 대비하기 위해 지하 저장고를 만든다고 부산을 떨지는 않아도 된다. 최소한 4,000만년 동안은 지구가 이 먼지 구름을 만날 가능성이 없기 때문이다. 오히려 걱정해야할 재앙의 불씨는 지구 내에 숨어있다. 바로 수중 화산이다. 파블로프 박사는 “거대 수중 화산이 폭발하면 대량의 황화수소와 이산화탄소를 대기 중으로 뿜어낸다”며 “이는 자칫 우주의 미립자 먼지 구름 속에 갇히는 것과 유사한 결과를 초래할 수 있다”고 말한다. 실제 전 세계의 많은 과학자들은 2억5,000만 년 전 지구상의 해양생물 90%와 육상생물 70%를 사멸시킨 대멸종의 원인이 수중 화산의 폭발에 있다고 보고 있다. 단지 지구의 입장에서 보면 이 같은 최악의 상황이 현실화되더라도 일말의 희망은 남아있다. 극소수지만 일부 박테리아와 미생물들은 이 조건에서조차 살아남을 개연성이 있다는 점이 그것이다. 따라서 언젠가는 이들을 통해 지구상에 다시 생명체가 번성할 여지가 있다. 물론 이 미생물이 인간으로 진화하리라는 보장은 없지만 말이다.

 

 

 

 

[스크랩] 우주왕복선의 컴퓨터 RAM이 1MB 밖에 되지 않는다는 것이

               사실인가?

우주왕복선에 장착되는 구식 컴퓨터의 성능은 모든 발사과정을 문제없이 처리하기에 충분하다. 요즘 같은 세상에, 그것도 과학기술의 최첨단을 걷는 우주항공 분야에서 말도 안 되는 소리라고 생각하겠지만 사실이다. 미 항공우주국(NASA)의 주력 우주왕복선에 채용된 컴퓨터는 IBM 5150 정도의 연산능력 밖에 가지고 있지 않다. IBM 5150은 세계 최초의 퍼스널 컴퓨터로 1980년대에 많이 쓰였으며, 지금은 벼룩시장에서 단돈 20달러면 살 수 있는 구닥다리 모델이다. NASA와 IBM에 따르면 지난 1991년 업그레이드가 실시되기 이전까지 우주왕복선의 모든 발사과정을 통제하는 범용컴퓨터(GPC)의 RAM(내장 메모리)은 500KB 이하였다고 한다. 도대체 어떻게 이런 구시대의 유물로 우주왕복선을 제어한다는 것일까. NASA는 이 구식 컴퓨터가 오히려 우주왕복선에는 안성맞춤이라고 설명한다. 우주왕복선에 쓰이는 컴퓨터는 강력한 그래픽 엔진이나 파워포인트와 같은 오피스 프로그램의 구동, MP3 파일의 저장 등 고성능을 발휘해야 할 일이 거의 없다는 게 그 이유다. 실제 우주왕복선에서 요구하는 것은 엔진의 추력을 조절하는 것과 같은 매우 기본적인 기능들뿐이며, 현재의 윈도우즈처럼 전력을 많이 사용하는 사용자 인터페이스는 전혀 필요 없다. 지금껏 연산능력이 X박스 360 콘솔 게임기의 0.005%에 불과한 이 GPC로 수많은 우주왕복 임무를 수행했지만 GPC의 기능으로 인해 문제가 발생한 적은 단 한 번도 없었다는 것이 이를 반증한다. 이 때문에 컴퓨터 기술이 고도로 발전해왔음에도 불구하고 NASA는 이를 교체할 필요성 자체를 느끼지 못하는 것이다. 특히 우주왕복선의 컴퓨터 시스템을 전면적으로 업그레이드하는 데는 엄청난 자금의 투입이 불가피하다. 또한 현재의 고성능 컴퓨터에 맞춰 GPC의 소프트웨어를 교체하기 위해서는 각 소프트웨어들이 어떠한 상황에서도 결함 없이 작동한다는 것을 실험을 통해 입증해야 한다. 이 모든 것을 감안할 때 기존에 장착된 GPC가 망가지지 않는 한 굳이 업그레이드를 해서 문제를 자초할 이유가 없다. 러시아의 소유즈 우주선에 채용된 컴퓨터가 그 실례다. 당초 소유즈에는 지난 1974년 이래 6KB에 불과한 RAM으로 구동되는 ‘아르곤-16’ 컴퓨터가 각종 소프트웨어들을 제어하고 있었다. 그런데 지난 2003년 러시아가 소유즈 우주선의 소프트웨어 일부를 새로 업그레이드한 바 있다. 몇몇 전문가들은 올해 4월 우리나라 최초의 우주인인 이소연 박사를 태운 소유즈의 귀환 캡슐이 카자흐스탄의 사막지대에 불시착한 원인이 바로 이 불필요한(?) 소프트웨어 업그레이드 때문이라고 생각하고 있다.

 

 

 

 

[스크랩] 산소가 없는 우주에서도 총을 쏠 수 있을까?

달에서도 권총은 잘 발사된다. 하지만 산탄총이 더 효과적일 수 있다. 무엇인가가 불에 타려면 반드시 산소가 필요하다. 산소가 제공되지 않으면 그 무엇도 연소(燃燒) 작용을 일으킬 수 없기 때문이다. 즉 공기(산소)가 없는 우주공간에서는 모닥불을 피워 캠프파이어를 하거나 라이터로 담뱃불을 붙일 수 없다는 얘기다. 그렇다면 화약의 연소에 의해 총알이 발사되는 총기류 또한 우주에서는 무용지물이 될까. 그렇지 않다. 총은 아무런 추가 조치 없이도 우주에서 원활하게 잘 발사된다. 물론 총기를 격발하는 데도 산소는 필요하다. 하지만 대기 중에 포함된 산소를 사용하지는 않는다. 질산칼륨 또는 초석이라고 불리는 화약은 자체적으로 소량의 산소를 포함하고 있기 때문이다. 총의 공이치기가 탄피의 뒷부분을 타격하면서 질산칼륨이 점화되면 그 내부의 산소가 가스 상태로 변해 연소에 필요한 산소를 공급하는 것. 총은 이렇게 탄알 속의 화약이 폭발할 때 발생한 충격파가 탄두를 총구 밖으로 날려 보내면서 발사된다. 미국 매사추세츠 공과대학의 재료공학자 토마스 이가는 “공기의 존재 유무는 총알이 발사되는데 필수불가결한 조건은 아니다”며 “총알 속에 평상시보다 좀 더 많은 질산칼륨을 넣어 산소량을 늘려준다면 발사 성공을 확실히 담보할 수 있다”고 설명한다. 단지 우주에서 사격을 할 때는 지구에서처럼 손에 들고 발사해서는 안 된다고 그는 강조한다. 총이 움직이지 않도록 무언가에 확실히 고정시켜 놓아야 한다는 것이다. 지구에서는 총을 쏴도 팔이 위로 들어 올려지는 정도지만 우주에서는 온 몸이 뒤로 날아가는 엄청난 반발력을 받을 수도 있다는 이유에서다. 실제 우주공간은 진공이자 무중력 상태이기 때문에 총알이 날아가는 속도에 제동을 걸 요소가 거의 없다. 이 때문에 우주에서 발사된 총알은 지구에서보다 더 빨리, 더 멀리 날아간다. 뉴턴의 운동법칙 중 하나인 ‘작용 반작용의 법칙’에 의하면 그만큼 반발력도 강할 수밖에 없다. 금속전문가이자 파퓰러사이언스의 객원기자인 테오도어 그레이는 우주에서 사격을 즐기려면 총기의 종류도 잘 골라야 한다고 지적한다. 우주공간의 낮은 온도 때문에 총열이 수축될 수 있기 때문이다. 그는 “총열 수축이 일어나면 총알이 총열 속의 강선에 물리면서 제대로 발사되지 못하고 총열을 틀어막을 가능성이 있다”며 “우주에서 총을 쏴야 한다면 산탄총을 사용하는 것이 바람직하다”고 말했다.

                                                     한국일보,파퓰러사이언스