집,살림 그리고 가성비

우주선이 방향을 틀 때 ‘소리 없는 충격’이 발생하는 이유우주선이 방향을 바꿀 때 우리는 조용히 미끄러지듯 움직일 것이라 상상한다. 우주는 진공 상태라 소리도 없고, 마찰도 거의 없기 때문이다. 하지만 실제로 우주선 내부에서는 **‘소리 없는 충격’**이 분명히 발생한다. 들리지는 않지만, 우주비행사와 장비는 그 변화를 느낀다. 우주에는 소리가 없다소리는 공기를 통해 전달된다. 하지만 우주 공간에는 공기가 없기 때문에, 아무리 큰 사건이 일어나도 소리는 전파되지 않는다. 로켓 엔진이 작동해도 외부에서는 완전한 침묵이 유지된다. 그렇다고 해서 힘이나 충격까지 사라지는 것은 아니다.방향을 바꾸려면 힘이 필요하다우주선이 방향을 바꾸는 방법은 단순하다. 반작용을 이용하는 것이다. 작은 추력기에서 가스를 분사하거..

별이 죽을 때 만들어내는 무거운 원소들우리가 쓰는 스마트폰 속 금속, 반지에 박힌 금, 몸속의 철분까지. 이 물질들의 공통점은 놀랍게도 별의 죽음에서 태어났다는 것이다. 별은 단순히 빛나다 사라지는 존재가 아니라, 우주에서 가장 중요한 ‘원소 공장’이다. 별은 살아 있는 동안 무엇을 만들까별은 내부에서 핵융합 반응을 일으키며 에너지를 만든다. 이 과정에서 수소는 헬륨으로, 헬륨은 탄소와 산소로 바뀐다. 질량이 큰 별일수록 더 무거운 원소까지 만들어낼 수 있다. 하지만 여기에는 한계가 있다. 바로 철이다.철에서 멈추는 이유철은 핵융합으로 에너지를 만들어내지 못하는 원소다. 철보다 무거운 원소를 만들려면 오히려 에너지가 필요하다. 그래서 별의 중심이 철로 가득 차면, 더 이상 버틸 수 없게 되고 균형이 무너..

달의 뒷면이 항상 조용한 이유달에는 늘 ‘뒷면’이 존재한다. 지구에서는 절대 볼 수 없는 그곳은 흔히 **“달의 뒷면은 항상 조용하다”**고 표현된다. 이 말은 단순히 사람이 없어서가 아니다. 달의 뒷면이 조용한 데에는 분명한 과학적 이유가 있다. 달의 뒷면은 왜 보이지 않을까달은 지구 주위를 공전하면서 동시에 스스로도 회전한다. 그런데 이 두 주기의 속도가 정확히 같아, 달은 항상 같은 면만 지구를 향한다. 이를 조석 고정이라고 한다. 그래서 우리가 보는 달의 앞면은 늘 같고, 반대쪽은 ‘뒷면’으로 남는다.‘조용하다’는 말의 진짜 의미달의 뒷면이 조용하다는 말은 소리가 없다는 뜻이 아니다. 우주에는 공기가 없어 소리 자체가 전달되지 않는다. 여기서 말하는 조용함이란 전파 간섭이 거의 없다는 의미다.지구..

인공위성이 지구를 보는 각도는 왜 일정할까?위성 사진을 보면 늘 비슷한 각도와 그림자를 유지하는 경우가 많다. 계절이 바뀌어도, 날짜가 달라도 사진의 분위기가 크게 달라지지 않는다. 우연처럼 보이지만, 이는 철저히 계산된 결과다. 인공위성이 지구를 보는 각도가 일정한 이유는 궤도 설계 때문이다. 위성은 아무 방향으로 도는 게 아니다인공위성은 단순히 지구 주위를 빙글빙글 도는 물체가 아니다. 목적에 따라 고도, 속도, 기울기가 정밀하게 정해진 궤도를 따른다. 그중 지구 관측 위성에 가장 많이 쓰이는 궤도가 바로 태양동기궤도다.태양동기궤도란 무엇일까태양동기궤도는 위성이 지구를 도는 동안 항상 같은 태양 각도에서 지표를 바라보도록 설계된 궤도다. 예를 들어, 위성이 서울 상공을 지날 때 언제나 오전 10시쯤의..

우주에서는 왜 불이 위로 타오르지 않을까?지구에서 불을 붙이면 불꽃은 항상 위로 치솟는다. 촛불도, 캠프파이어도 예외는 없다. 그래서 ‘불은 위로 탄다’는 말이 너무나 당연하게 느껴진다. 하지만 우주에서는 이 상식이 완전히 깨진다. 우주에서는 불이 위로 타오르지 않는다. 정확히 말하면, 위아래의 개념 자체가 없다. 불꽃이 위로 가는 진짜 이유지구에서 불이 위로 타오르는 이유는 불의 성질 때문이 아니라 중력 때문이다. 불이 타면서 공기가 가열되면 밀도가 낮아지고 가벼워진다. 이 뜨거운 공기는 중력에 의해 위로 떠오르고, 아래에는 차가운 공기가 들어온다. 이 공기의 흐름이 불꽃을 길게 늘어뜨리며 위쪽으로 끌어올린다.우주에는 ‘위’가 없다우주정거장이나 우주선 내부는 무중력 상태에 가깝다. 뜨거운 공기가 가벼워..

소행성에 이름이 붙는 기준밤하늘을 떠도는 수많은 소행성에는 모두 이름이 있을까? 영화에서는 소행성에 멋진 이름이 붙어 등장하지만, 실제 우주에서는 아주 엄격한 규칙에 따라 이름이 정해진다. 소행성의 이름은 임의로 붙일 수 있는 별명이 아니라, 국제적으로 관리되는 공식 명칭이다. 처음엔 이름이 없다 새로운 소행성이 발견되면 바로 이름이 붙지 않는다. 먼저 임시 번호가 주어진다. 이 번호에는 발견 연도, 발견 순서 같은 정보가 담겨 있다. 예를 들어 ‘2023 AB’처럼 표기되며, 이 단계에서는 아직 정식 이름이 아니다.궤도가 확인되어야 한다소행성은 계속 움직이기 때문에, 한 번 관측했다고 해서 정식 등록되지는 않는다. 최소한 여러 차례 관측을 통해 정확한 궤도가 계산되어야 한다. 이 과정이 끝나면 소행성은..

별빛으로 외계행성의 날씨를 알아내는 기술수십 광년 떨어진 외계행성의 날씨를 알 수 있을까? 망원경으로는 점 하나처럼 보이는 그 세계에 비가 오는지, 구름이 있는지, 바람이 부는지 알아내는 것은 불가능해 보인다. 하지만 과학자들은 ‘별빛’만으로 외계행성의 날씨를 추적하고 있다. 이 놀라운 기술의 핵심은 빛에 숨겨진 정보다. 외계행성은 직접 보기 어렵다외계행성은 대부분 너무 작고 어두워 직접 관측하기 힘들다. 대신 과학자들은 외계행성이 도는 중심별의 빛을 관찰한다. 행성이 별 앞을 지나갈 때, 별빛의 아주 일부가 행성의 대기를 통과해 우리에게 도달한다. 이때 빛은 대기의 성분과 상태에 따라 미묘하게 변한다.빛은 거짓말을 하지 않는다이 변화를 분석하는 기술을 ‘분광 분석’이라고 한다. 빛을 색깔별로 쪼개 보면..

우주선이 폭발하지 않도록 설계하는 방법우주선은 엄청난 연료를 싣고 하늘로 날아오른다. 그래서 많은 사람들이 “저렇게 위험한 물체가 왜 폭발하지 않을까?”라는 의문을 갖는다. 실제로 우주선은 작은 실수 하나로도 폭발할 수 있는 극한의 장비다. 하지만 우주선은 처음부터 폭발하지 않도록 설계된 구조물이다. 가장 먼저 고려하는 것은 ‘압력’우주선 내부와 외부는 완전히 다른 환경이다. 내부에는 사람이 숨 쉴 수 있는 압력이 유지되고, 외부는 진공 상태에 가깝다. 이 압력 차이는 구조물에 엄청난 부담을 준다. 그래서 우주선은 균일하게 압력을 분산시키는 원통형 구조를 기본으로 한다. 각진 구조보다 둥근 형태가 파손 위험을 크게 줄인다.연료는 섞이지 않게 철저히 분리우주선 연료는 대부분 매우 인화성이 강하다. 산소와 ..

항공기 창문이 타원형인 이유비행기를 타다 보면 누구나 한 번쯤 이런 생각을 한다. “왜 항공기 창문은 네모가 아니라 둥글까?” 디자인 때문이라고 생각하기 쉽지만, 그 이유는 안전에 있다. 항공기 창문이 타원형인 것은 수십 년간의 사고와 연구 끝에 나온 결과다. 하늘 위에서는 압력이 다르다항공기는 고도 약 10km 상공을 날아간다. 이 높이에서는 사람이 숨 쉬기 어렵기 때문에, 기내는 지상과 비슷한 기압으로 유지된다. 즉, 항공기 내부는 높은 압력 상태이고 외부는 낮은 압력 상태다. 이때 기체에는 밖으로 터지려는 힘이 계속 작용한다.모서리는 힘이 모이는 약점문제는 창문 형태다. 네모난 창문에는 ‘모서리’가 있다. 이 모서리에는 압력이 집중되기 쉽고, 작은 균열이 생기면 그 지점부터 금이 빠르게 퍼진다. 마..

우주에서 눈물이 흐르지 않는 이유슬픈 일이 있으면 눈물이 흐르는 것은 너무나 당연한 일이다. 그런데 우주에서는 이 당연한 현상이 사라진다. 우주비행사들은 실제로 울 수는 있지만, 눈물이 흐르지는 않는다. 그 이유는 감정이 부족해서가 아니라, 우주의 물리 환경 때문이다. 눈물이 흐르는 원래 원리지구에서 눈물이 흐르는 이유는 단순하다. 눈물은 중력의 영향을 받아 아래로 떨어진다. 눈에서 나온 눈물은 중력에 의해 볼을 타고 흘러내리며, 우리는 그 흐름을 ‘우는 것’으로 인식한다. 즉, 눈물의 흐름에는 중력이라는 보이지 않는 힘이 항상 작용하고 있다.우주에는 중력이 거의 없다우주정거장이나 우주선 내부는 흔히 ‘무중력’ 상태라고 불린다. 정확히 말하면 완전한 무중력은 아니지만, 자유낙하 상태에 가까워 중력을 거의..