전시 9개코스
하늘의 날씨와 빛
번개와 바람, 얼음, 겨울 별, 일식, 인공위성, 광섬유, 오로라까지, 우리 위와 둘레에서 일어나는 일들을 모았습니다.
땅 가까운 날씨와 얼음에서 시작해 별과 달 그림자, 인공위성으로 하늘을 따라 나가고, 빛의 속도와 그 빛을 쓰는 유리 케이블, 오로라로 끝납니다.
앞의 네 전시는 땅에 가까운 이야기입니다. 천둥은 1 km를 오는 데 약 3초가 걸리고, 바람은 온도계가 알려 주는 것보다 춥게 느끼게 하며, 겨울 하늘에서는 나란히 보이는 별들이 사실은 아주 다른 거리에 있습니다. 호수는 아래까지 약 4 °C로 식은 뒤에야 윗면이 얼기 시작합니다. 전시마다 익숙한 느낌 뒤에 있는 숫자를 알려 줍니다.
뒤쪽 전시는 더 높고 더 빠릅니다. 개기일식은 좁은 길을 따라 해를 가리고, 지금 하늘에는 작동 중인 인공위성이 1만 6천 개 넘게 돌고 있으며, 빛은 1초에 적도를 7바퀴 반 돕니다. 광섬유 케이블은 그 빛을 바다 밑으로 나르고, 오로라는 전기를 띤 입자가 높은 하늘에 닿을 때 일어나는 일을 보여 줍니다. 전시마다 거리가 시간과 이어지는 곳을 찾아볼 만합니다.
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그림 109 · 감각관번개와 천둥은 어떻게 생길까
번개 줄기는 공기를 태양 표면의 약 5배 온도로 달구고, 그 천둥은 1 km를 올 때마다 약 3초씩 걸립니다.
거리를 1 km 늘리면 천둥이 약 3초 늦게 도착하므로 번개와 천둥 사이의 시간으로 거리를 알 수 있습니다.
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그림 124 · 감각관체감온도 계산: 바람이 몸의 열을 빼앗는 방식
기온 −10 °C 에 바람이 시속 30 km 로 불면 기상청 식의 체감온도는 −19.5 °C 까지 내려갑니다.
기온을 0 °F, 풍속을 15 mph로 두면 체감온도 표의 값 −19 °F를 읽을 수 있습니다.
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그림 126 · 감각관겨울 별자리: 오리온자리와 겨울 대삼각형, 겨울 육각형
오리온 허리띠의 세 별은 나란히 보이지만, 히파르코스 시차로 보면 알닐람은 민타카보다 거의 세 배 멀리 있습니다.
별자리 선과 실제 거리를 켜면 오리온 허리띠의 세 별이 아주 다른 거리에 있다는 것을 알 수 있습니다.
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그림 125 · 원리관호수가 위부터 어는 이유: 물의 밀도와 얼음의 두께
민물은 3.98 °C 에서 가장 무거워서, 호수는 바닥까지 4 °C 로 식은 뒤 그 위의 얇은 찬 층부터 업니다.
4 °C 선을 켜고 날짜를 겨울로 끌면 얇고 찬 윗층이 먼저 얼고 그 아래 깊은 물은 더 따뜻하게 남습니다.
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그림 123 · 원리관개기일식: 2035년 한반도 개기일식과 다음 일식 경로
2035년 9월 2일 달 그림자가 평양을 지나며 해를 1분 48초 가립니다. 서울에서는 해의 96.5%가 가려집니다.
그림자 원뿔을 켜고 시간을 개기 구간으로 끌면 달 그림자가 개기일식 경로를 따라 쓸고 지나갑니다.
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그림 118 · 감각관지금 떠 있는 인공위성
2026년 10월 20일 공개 목록에 오른 활동 위성은 16,768대였고, 셋 중 둘은 한 회사의 인터넷 위성이었습니다.
연도를 1957년에서 2026년까지 끌면 궤도를 도는 인공위성의 수가 늘어나는 것을 볼 수 있습니다.
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그림 113 · 감각관빛의 속도로 여행하면
빛은 1초에 적도를 7.5바퀴 돌지만, 같은 빛이 안드로메다은하에 닿으려면 250만 년이 걸립니다.
목적지를 달이나 프록시마 센타우리로 고르면 빛이 도착하는 데 얼마나 걸리는지 알 수 있습니다.
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그림 68 · 원리관광섬유 원리: 전반사로 빛을 가둬 바다 밑을 건너기
해저 케이블 속 빛이 지름 8.2 μm 유리 코어를 수천 km 동안 벗어나지 않는 것은 코어 벽에 84.5°보다 비스듬히 부딪히기 때문입니다.
코어 벽 입사각을 84.5° 위아래로 움직이면 광선이 코어 안에 머물거나 밖으로 새는 것을 볼 수 있습니다.
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그림 94 · 탐험관북극 마을에서 보는 오로라
오로라의 초록빛은 약 100 km 높이의 산소에서 나오고, 가장 큰 폭풍 때는 그 위의 빨간빛이 한국에서도 보입니다.
폭풍 세기(Kp)를 올리고 높이 자를 쓰면 약 100 km 높이의 초록빛과 그 위의 붉은빛을 알 수 있습니다.