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Science

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뜨거운 물이 더 빨리 언다? 음펨바 효과의 미스터리 과학적 상식에 도전하는 질문 과학적 탐구는 종종 일상에서 얻는 단순한 호기심에서 시작된다. “뜨거운 물과 차가운 물을 동시에 냉동고에 넣으면, 과연 어느 쪽이 더 빨리 얼까?”라는 질문은 누구나 어린 시절 한 번쯤 품어본 적이 있을 것이다. 직관적으로 대답하자면, 당연히 차가운 물이 더 빨리 얼 것이라고 생각하기 쉽다. 차가운 물은 이미 온도가 낮기 때문에 결빙점에 도달하는 시간이 짧을 것이라는 논리다. 그러나 과학사의 여러 기록과 실험은 이 상식을 정면으로 부정하는 사례를 제시한다. 바로 “뜨거운 물이 더 빨리 얼 수 있다”는, 이른바 음펨바 효과(Mpemba Effect)라는 현상이다. 이 현상은 단순한 물리학적 흥밋거리를 넘어, 과학적 지식의 본질과 방법론을 되짚게 만드는 철학적 문제를 던진다...
당신의 조상은 ‘몇 명’이었을까? 유전적 병목과 인류의 공통 조상 이야기 인류의 기원과 조상 수를 추적하는 일은 단순히 역사적 호기심을 넘어, 인류의 유전적 다양성과 미래 생존 전략을 이해하는 핵심 열쇠다. 유전학, 고고학, 인류학, 그리고 수학적 인구 모델링은 모두 “우리 모두는 어디서 왔는가?”라는 오래된 질문에 답하기 위해 서로 맞물려 작동해 왔다. 특히, 유전적 병목 현상(bottleneck)과 ‘미토콘드리아 이브’·‘Y-염색체 아담’ 개념은 인류의 공통 조상을 규명하는 데 있어 상징적인 역할을 한다. 본 글에서는 단순한 족보를 넘어, 인류 집단의 수학적 구조, 유전적 변이의 한계, 그리고 과거의 위기가 현재 유전자 풀에 남긴 흔적을 분석한다. 이를 통해 우리는 “당신의 조상은 몇 명이었는가?”라는 질문이 단순한 수치 계산을 넘어, 인류사의 큰 흐름을 이해하는 핵심 키..
블랙홀은 진짜로 ‘모든 것을 빨아들이는’ 괴물인가? 사건의 지평선, 특이점 등 쉽게 풀어보는 블랙홀 블랙홀은 우주의 ‘괴물’일까, 자연의 정밀한 산물일까? 블랙홀은 대중문화와 과학 뉴스에서 종종 ‘모든 것을 빨아들이는 괴물’처럼 묘사된다. 수많은 영화와 드라마에서 블랙홀은 우주선을 집어삼키거나 시공간을 왜곡하는 강력한 존재로 등장한다. 하지만 이러한 이미지가 블랙홀의 진짜 성질을 모두 대변하는 것은 아니다. 과연 블랙홀은 그렇게 단순하고 무서운 존재일까? 이 글은 사건의 지평선, 중력 특이점, 시간 지연 등의 개념을 통해 블랙홀을 보다 정확하게 이해하고자 한다. 블랙홀은 단지 ‘공포의 구멍’이 아니라, 아인슈타인의 일반 상대성이론이 예측한 우주의 복잡한 구조 중 하나이며, 현대 이론물리학과 천체물리학이 직면한 가장 심오한 질문들을 함축한 천체이다. 블랙홀의 정체: 무한히 강한 중력장, 그러나 과학..
인류 멸망 시나리오 Top 5: 실제로 가능한 ‘과학적 종말’ 시나리오 분석 현대 과학은 ‘인류의 종말’이라는 주제를 단순한 공상 과학의 영역에 머무르지 않고, 구체적 데이터와 이론을 바탕으로 탐구해 왔다. 본 글은 현실적으로 가능한 다섯 가지 종말 시나리오를 소개하고, 각 시나리오의 과학적 가능성과 인간 문명에 미치는 영향을 분석함으로써, 위기 인식과 대응 전략 마련의 기반을 제공한다. 1. 핵전쟁: 냉전 이후에도 실질적 위협으로 존재하는 파국 인류는 지난 20세기 중반부터 핵무기라는 절멸적 도구를 손에 넣었다. 미국과 소련 간의 냉전 시기를 지나며 상호확증파괴(MAD, Mutually Assured Destruction)의 공포는 일종의 억제 장치로 작용했으나, 21세기 들어 다양한 지역 분쟁과 비대칭 전력의 등장으로 이 억제력이 점차 약화되고 있다. 2025년 현재, ..
예술은 수학을 닮았는가? 대칭, 비율, 프랙탈로 설명하는 ‘아름다움’ 예술과 수학의 관계를 묻는 질문: 아름다움의 객관적 구조는 존재하는가 인간은 예술을 감상할 때 감정과 직관을 통해 아름다움을 느낀다고 여긴다. 그러나 인간이 무의식적으로 선호하는 작품의 형태, 색채, 구성에는 일정한 수학적 패턴이 존재한다는 사실을 과학자와 미학 연구자들은 오랫동안 지적해 왔다. 이 질문은 단순한 호기심을 넘어 ‘아름다움이란 무엇인가?’라는 철학적 문제와 직결된다. 인간은 예술을 주관적 경험이라고 정의하지만, 수학은 질서와 규칙의 학문이다. 이처럼 서로 다른 영역으로 보이는 두 개념 사이에서, 대칭(symmetry), 비율(proportion), 프랙탈(fractal) 구조와 같은 수학적 원리가 예술의 본질을 설명할 수 있는지에 대한 논쟁은 학계에서 꾸준히 이어져 왔다. 예술작품 속..
양자 컴퓨터는 기존 컴퓨터와 무엇이 다른가? 큐비트, 중첩, 얽힘의 원리 시간의 문을 여는 컴퓨터: 왜 양자 컴퓨터는 필요했는가 현대 사회는 정보를 중심으로 움직인다. 개인은 스마트폰으로 하루 수백 개의 데이터를 전송하고, 기업은 초당 수천만 개의 연산을 처리하며 의사결정을 내린다. 인간은 습관적으로 디지털 문명을 사용하는 존재가 되었지만, 대부분은 정보가 어떻게 계산되는지를 고민하지 않는다. 전통적인 컴퓨터는 오직 0과 1, 이진법만을 기반으로 움직인다. 이 컴퓨터는 ‘클래식 컴퓨터(Classical Computer)’라 불리며, 튜링 기계의 원리에 기초해 일정한 논리적 순서를 통해 연산을 수행한다. 하지만 인간은 물리적으로 더 이상 작은 단위로 칩을 쪼갤 수 없을 때, 즉 무어의 법칙이 한계에 도달하는 시점에 도달했다. 이 시점에서 과학자들은 자연의 더 깊은 원리를 연..
DNA로 감정을 조작할 수 있는 날이 올까? 유전자 편집 기술과 감정 제어 실험의 현황 감정은 ‘기분’이 아니다. 그것은 생물학적 반응이다 감정(emotion)은 오랜 시간 철학과 심리학의 주제였지만, 현대 생명과학과 신경과학은 감정을 보다 구체적인 생물학적 반응 체계로 정의하고 있다. 즉, 감정은 단지 마음의 상태가 아니라 유전적, 신경적, 내분비적 요소들이 통합된 반응 시스템이다. 인간이 두려움을 느끼는 이유는 외부 자극 때문만이 아니라, 그 자극을 어떻게 받아들이고 처리하도록 유전적으로 구성되어 있는가에 달려 있다는 말이다. 뇌과학자들은 감정 반응을 일으키는 주요 뇌 구조로 편도체(amygdala), 전전두엽(prefrontal cortex), 시상(thalamus), 시상하부(hypothalamus) 등을 꼽는다. 이 부위들은 감정 정보의 수용–분석–기억화–표현의 모든 단계에 ..
시간을 느끼는 뇌: 1초는 어떻게 만들어지는가? 뇌는 어떻게 ‘1초’를 세는가? 시간 감각이라는 보이지 않는 인지의 메커니즘 인간은 시계 없이도 ‘1초’를 느끼고, ‘지루한 5분’과 ‘순식간의 1시간’을 구분한다. 하지만 이처럼 주관적으로 체험되는 시간 감각은 과연 어디에서, 어떻게 만들어지는 것일까? 신경과학은 시간 감각을 공간이나 소리처럼 감각기관이 직접 수용하는 대상이 아닌, 뇌가 내부적으로 구성하는 인지적 결과로 본다. 즉, ‘1초’란 자연에 존재하는 물리적 단위이기도 하지만, 동시에 뇌가 신경 활동의 패턴과 주의를 바탕으로 추정하는 주관적 구성물이기도 하다. 이때 시간은 감각기관의 입력에 의해 결정되는 것이 아니라, 뇌의 계산과 예측, 그리고 주의(attention)의 분포에 따라 상대적으로 느려지거나 빨라진다. 인간은 시계를 보지 않아도..

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