히읗

우주는 왜 까만 걸까 밝게 빛나는 태양이 있는데

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우리가 사는 세상이 매일 아침마다 밝아지는 이유는
태양이 있기 때문입니다

지구가 자전해 태양이 가려지는 밤이 되면
온 세상이 어두워지죠

태양은 언제나 우주에서 밝게 빛나고 있습니다

그런데 생각해 보면 이상합니다

태양 때문에 밝은 세상을 볼 수 있는 것이라면
언제나 밝게 빛나는 태양이 있는 우주는
언제나 밝아야 하는데

실제로는 밤처럼 깜깜하기만 합니다
마치 태양이 없는 것처럼 말이죠

태양이 있는데도 우주가 까만 이유는 무엇일까요

https://youtu.be/Z3BCse0Z2Dc

태양처럼 스스로 빛을 내는 별을 항성이라고 합니다
우주에는 수많은 항성이 있고
그중 우리 은하에만 5000억 개 이상의 항성이 있을 것으로
추측하고 있습니다

스스로 빛을 내지 못하는 별을 행성이라고 합니다
행성은 스스로 빛을 내지 못하지만
항성에서 나온 빛을 반사해 빛을 냅니다

우리가 무언가를 보기 위해선
그 무언가에서 반사된 빛이 우리의 눈으로 들어와야 합니다

빛이 들어오지 못하면 아무것도 볼 수 없죠

달은 행성이기 때문에 스스로 빛을 내지 못하지만
태양에서 나온 빛을 반사하기 때문에
그 빛이 우리의 눈으로 들어와 우리는 빛나는 달을 볼 수 있습니다

우리 은하에는 1000억 개의 행성이 있을 것으로 추측하고 있습니다

항성은 스스로 빛을 내고 행성은 항성이 낸 빛을 반사하니
우주가 아무리 넓다 해도
이렇게 많은 항성과 행성이 빛을 내고 있으면

밝은 공간이어야 할 텐데 사실은 그렇지 않죠

물체에서 나오는 파장은
나와의 거리가 어떻게 되느냐에 따라 다르게 적용됩니다

소리의 파장은 짧으면 높은 음으로 길면 낮은 음으로 들립니다

소방차를 운전하는 운전자는 언제나 일정한 거리에서
소리를 듣기 때문에 사이렌 소리가 항상 같은 음으로 들립니다

하지만 내가 가만히 있을 때 소방차가 멀리서 다가오고 있다면
파장이 점점 짧아지기 때문에
내 쪽으로 가까워지면서 사이렌 소리가 점점 높은 음으로 들리고

멀어지면 파장이 점점 길어지기 때문에
사이렌 소리는 점점 낮은 음으로 들리게 됩니다

이렇게 움직임에 따라 파장이 바뀌는 현상을
도플러 효과라고 합니다

도플러 효과는 빛에도 적용되는 현상입니다
빛은 파장이 짧으면 파란색으로
파장이 길면 빨간색으로 보입니다

우주에 있는 항성이 우리에게 가까워진다면
파장이 짧아지니 파란색으로 보일 것이고
멀어진다면 파장이 길어지니 빨간색으로 보일 것입니다

우주에 있는 수많은 항성은 제각각 다르게 움직일 테니
어떤 항성은 파란색으로 어떤 항성은 빨간색으로 보일 것이라 생각했지만
실제로 관측해 본 결과 모든 항성이 빨간색으로 보였습니다

이것을 적색편이라고 하죠

모든 항성이 빨간색으로 보인다는 건
우리로부터 멀어지고 있다는 뜻
우주가 팽창하고 있다는 뜻입니다

우리가 볼 수 있는 빛을 가시광선이라고 합니다
가시광선보다 파장이 짧아지면 자외선
가시광선보다 파장이 길어지면 적외선으로 분류하고
우리는 이것을 볼 수 없습니다

즉 무언가에서 빛이 반사된다 해도
그 빛이 자외선이나 적외선이라면
우리는 그 무언가를 볼 수 없다는 것이죠

우주는 팽창하기 때문에 항성이나 행성에서 나온 빛은
우리에게 도달되는 동안 파장이 점점 늘어나
결국 적외선이 혹은 더 늘어나 전파가 되어버립니다

마치 소방차가 멀어지면서 소리의 파장이 늘어나는 것처럼 말이죠

그래서 이들이 밝게 빛나도 우리는 이 빛을 볼 수 없고
빛을 볼 수 없으니 우주가 까맣게 보이는 것입니다

빛의 속도는 299,792,458m/s라고 합니다
그런데 우주는 이것보다 훨씬 더 빠른 속도로(73km/s/Mpc)
팽창하고 있습니다
심지어 그 속도가 점점 더 빨라지고 있습니다

즉 지구와 멀리 있는 항성이나 행성에서 나오는 빛은
팽창 속도를 따라잡지 못해 영원히 지구까지 오지 못한다는 것입니다

이들이 내는 빛을 보지 못하니
우리는 보는 우주는 까말 수밖에 없는 것입니다

즉 태양뿐만 아니라 굉장히 많은 항성이 있음에도
우주가 까만 이유는 우주가 팽창하고 있기 때문입니다

방울뱀의 꼬리에는 뭐가 들었길래 흔들면 소리가 날까

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https://youtu.be/v1_JR07rMps

북아메리카에 주로 살고 있는 방울뱀은
치명적인 독을 가지고 있는 것으로 유명합니다
방울뱀의 독은 조직을 파괴하고 피의 응고를 방해해
목숨을 위험하게 만듭니다

그리고 종류에 따라 다르지만 일부의 방울뱀의 독은
사람을 마비시키기도 합니다

이들은 이름에서도 알 수 있는 것처럼
꼬리쪽에 방울이 있는 것으로 유명하기도 합니다

그래서 꼬리를 흔들면 방울소리가 나죠

그런데 사실 방울뱀의 소리는 방울소리라고 하기엔 애매합니다
우리는 흔히 방울소리라고 하면 딸랑 하는 소리를 생각하지만
방울뱀의 소리는 그렇지 않기 때문이죠

외국에서는 방울뱀을 Rattlesnake라고 부르는데
여기서 Rattle은 달가닥거리다 라는 뜻을 가지고 있습니다

방울뱀이 꼬리를 흔들어 소리를 내는 이유는
시끄러운 소리를 내 천적으로부터 자신을 지키기 위함이라는 말도 있고
들소에게 자신의 위치를 알리기 위함이라는 말도 있습니다

역시 아메리카에 주로 살고 있는 들소는
150cm 정도 되는 키를 가지고 있으며
몸무게는 1350kg정도 된다고 합니다

이처럼 거대한 몸집을 가지고 있는 들소에 비해
방울뱀은 땅에서 기어다니기 때문에
들소의 눈에 잘 보이지 않아 들소에게 밟혀 죽는 경우가 많이 있다고 합니다

이것을 방지하기 위해 방울뱀은 소리를 내 자신의 위치를 알린다는 것이죠

뱀은 성장하면서 몸을 감싸고 있는 각질인 허물을 벗습니다
이런 과정을 탈피라고 하죠

방울뱀도 탈피를 하는데 이때 허물이 완전히 벗겨지지 않고
꼬리부분에 어느정도 남아 굳어지게 되는데
굳어져 만들어지는 것이 바로 방울입니다

그래서 탈피를 할 때마다 방울이 하나씩 만들어집니다

탈피를 하지 않은 새끼 방울뱀은 꼬리에 방울이 없고
방울이 없으니 소리도 내지 못합니다

허물은 우리의 손톱과 같은 성분인 케라틴으로 이루어져 있기 때문에
꼬리도 케라틴으로 이루어져 있는데
놀랍게도 꼬리 안에는 아무것도 들어있지 않습니다

그럼에도 소리가 나는 이유는 방울뱀의 꼬리가
여러개의 고리로 이루어져있기 때문입니다

꼬리를 자세히 보면 고리 사이사이 약간의 간격이 있는데
꼬리를 흔들면 고리가 움직이며 서로 부딪히게 되고
이것 때문에 소리가 나는 것입니다

방울뱀이 꼬리를 흔들면 소리가 텅빈 공간에서
공명 현상이 일어나 증폭되는데
이 소리는 150m 밖에서도 들린다고 합니다

방울뱀의 꼬리쪽에는 Shaker라는 근육이 있는데
이 근육으로 꼬리를 흔들며
1초에 50회정도 흔든다고 합니다

뱀을 사냥하는 사람을 땅꾼이라고 하는데
방울뱀은 소리가 나기 때문에 땅꾼에게 표적이 되기 쉽습니다

그래서 소리가 나는 방울뱀은 수가 줄어들고
그렇지 않은 방울뱀이 살아남아
방울뱀이 소리가 나지 않는쪽으로 진화하고 있다는 말이 있기도 한데

이것에 대한 증거는 아직 없는 상태라고 합니다

우리가 몰랐던 동전 던지기의 진실

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어떤 순서를 정하거나
무언가 의사 결정을 할 때
동전 던지기를 하는 경우가 있습니다

실제로 최초의 동력 비행에 성공한 라이트 형제는
누가 먼저 비행기에 탈 것인가를 동전 던지기로 정했고

https://youtu.be/7lDwk5jL3KU

아이스크림 가게인 배스킨 라빈스의 설립자인
배스킨과 라빈스는 누구의 이름이 먼저 올 것인가를
동전 던지기로 정했습니다

동전 던지기는 공식적인 자리에서도 많이 사용되는데
축구에서 승부차기를 하는 경우
누가 먼저 찰 것인가를 동전 던지기로 정하고

2015년 캐나다에서는 주의원 선거에서 동률이 나오자
누가 당선자가 될 것인가를 동전 던지기로 정했다고 합니다

이처럼 동전 던지기는 앞이 나오느냐 뒤가 나오느냐
단 두 가지 경우의 수
50:50의 확률이기 때문에
공정한 결정을 해야 할 때 주로 사용하는 방법입니다

그런데 사실 동전 던지기는 50:50의 확률
반반의 확률이 아닙니다

동전은 앞면과 뒷면이 정해져 있습니다
우리나라 동전의 경우 100원은 이순신이 앞면, 숫자가 뒷면이고
500원은 학이 앞면, 숫자가 뒷면입니다

우리나라 동전은 구리와 니켈로 만들어지는데
어느 쪽에 얼마나 더 많은 재료를 썼느냐에 따라
무게가 달라지게 됩니다

동전을 던지면 무거운 쪽이 아래로 갈 확률이 높으니
완벽히 50:50이라고 할 수 없죠

그래서 공식적인 자리에서 사용하는 경우
앞면과 뒷면의 무게를 똑같이 만들기도 하는데
이런 경우에도 동전 던지기의 확률은 50:50이 아닙니다

미국 스탠퍼드 대학교 교수인 퍼시 디아코니스는
동전 던지기를 할 때 위로 올려놓은 면과 같은 면이 나올 확률이
더 높게 나타난다고 말했습니다

앞면을 위로하고 던지면 앞면이 더 많이 나오고
뒷면을 위로하고 던지면 뒷면이 더 많이 나온다는 것이죠

동전 던지기는 보통 엄지 손에 동전을 올려놓고
엄지 손을 튕겨 동전을 던지는 식으로 진행합니다

던져진 동전은 마구 회전하며 올라갔다 내려오는데
이때 동전의 중앙에서 완벽하게 같은 힘을 주고 튕길 수 없기 때문에
동전의 회전축이 흔들리게 됩니다

이것을 세차운동이라고 하는데
디아코니스의 말에 따르면 세차운동 때문에
동전 던지기를 할 때 위로 올려놓은 면이
공중에서 더 많은 시간 동안 떠있게 된다고 합니다

그래서 위로 올려놓은 면이 나올 확률이 더 높아지는데
이 확률은 51:49가 될 것이라고 말했습니다

네덜란드 암스테르담대 프란티셰크 바르토스 연구팀은
디아코니스의 동전 던지기 이론을 증명해 보기 위해
동전 던지기를 35만 757번 진행했는데

던질 때와 같은 면이 나올 확률이 50.8%나 됐다고 합니다

디아코니스의 이론이 증명된 순간이었죠

즉 동전 던지기는 정확하게 50:50이 나오는
공평한 게임이 아니라는 것입니다

물론 엄청난 차이를 보이는 것은 아니지만
중요한 순간 내가 한쪽을 골라야 한다면
위로 올려놓은 면을 고르는 것이
당첨 확률을 높이는 방법이라고 말할 수 있을 것 같습니다

만약 라빈스가 이것을 알았다면
어쩌면 배스킨 라빈스는
라빈스 배스킨이 되었을지도 모르죠