과학 퀴즈 — 사실 40문항 + 「어떻게 아는가」 10문항

적혈구가 주로 나르는 것은 무엇인가요?

정답 산소

헤모글로빈이 폐에서 산소를 싣고 조직에서 내려놓습니다. 사람의 성숙한 적혈구는 헤모글로빈을 더 담으려고 «핵을 버린» 상태라, 스스로를 고치지 못하고 서너 달이면 수명을 다합니다.

광합성은 이산화탄소와 물을 받아 당과 무엇을 만드나요?

정답 산소

공기 중 산소는 거의 전부 광합성이 만들어 놓은 것입니다. 그 작용이 퍼지기 전 대기에는 산소가 거의 없었고, 산소가 늘어난 사건은 이미 살고 있던 생물들에게는 재앙이었습니다.

동식물 세포에서 DNA는 대부분 어디에 들어 있나요?

정답 핵

거의 전부지만 «전부»는 아닙니다. 미토콘드리아가 자기만의 작은 고리형 DNA를 갖고 있고 그것은 어머니 쪽으로만 전해집니다. 모계를 거슬러 추적할 수 있는 이유가 이 성질입니다.

「Panthera leo」 같은 학명은 무엇과 무엇으로 이루어져 있나요?

정답 속과 종

두 낱말로 부르는 방식은 18세기 린네에게서 왔습니다. 속명은 대문자로, 종소명은 소문자로 쓰고 둘 다 기울여 씁니다. 이 약속 덕분에 어느 나라 말로 읽어도 같은 생물을 가리킵니다.

미토콘드리아가 주로 하는 일은 무엇인가요?

정답 영양소 분자에서 쓸 수 있는 에너지를 꺼낸다

미토콘드리아는 원래 따로 살던 세균이 다른 세포 안에 들어와 눌러앉은 것으로 봅니다. 자기 DNA를 갖고 있다는 점, 막이 두 겹이라는 점, 스스로 갈라진다는 점이 그 내력의 증거입니다.

곰팡이·버섯 같은 균류는 다음 중 어느 쪽과 더 가까운가요?

정답 동물

균류는 생명의 계통에서 식물보다 «동물» 쪽에 가깝습니다. 광합성을 못 하고, 동물처럼 글리코겐 형태로 탄수화물을 저장하며, 세포벽 재료가 곤충 껍질과 같은 키틴입니다.

자연선택이 작용하는 대상은 무엇인가요?

정답 생존과 번식에 영향을 주는, 물려받는 변이

물려받는 형질이 아니거나 생존·번식에 차이를 만들지 못하면 선택이 작용할 수 없습니다. 살면서 익힌 기술이 자손에게 그대로 전해지지 않는 것도 그 때문입니다.

항생제가 듣는 대상은 다음 중 무엇인가요?

정답 세균

항생제는 세균에는 있고 사람 세포에는 없는 구조, 이를테면 세포벽을 노립니다. 바이러스에는 그 둘 다 없어서 감기에는 듣지 않고, 그래도 먹으면 내성만 퍼뜨리게 됩니다.

먹이 그물은 무엇으로 이루어져 있나요?

정답 생태계 안의 생물들을 잇는 먹고 먹히는 관계

먹이 «사슬»은 한 줄이고 «그물»이 실제 모습입니다. 대부분의 종이 여럿을 먹고 여럿에게 먹히는데, 그 겹침 때문에 한 종을 걷어 내면 아무도 예상 못 한 곳에서 문제가 터집니다.

대부분의 세포가 작게 유지되는 이유는 무엇인가요?

정답 겉넓이가 부피보다 느리게 늘어 물질 교환이 한계에 부딪혀서

지름이 두 배가 되면 겉넓이는 네 배, 부피는 여덟 배가 됩니다. 드나드는 것은 전부 표면을 거쳐야 하므로, 커질수록 세포는 자기 속을 대는 일에 서툴러집니다.

원자의 중심에는 무엇이 있나요?

정답 양성자와 중성자로 된 원자핵

질량은 거의 전부 핵에 있는데 그 핵이 차지하는 공간은 원자에 비해 터무니없이 작습니다. 원자가 경기장만 하다면 핵은 한가운데 놓인 완두콩만 합니다.

그 원자가 어떤 원소인지를 정하는 것은 무엇인가요?

정답 양성자 수

양성자 수가 바뀌면 다른 «원소»가 되고, 중성자 수가 바뀌면 «동위원소»가 되며, 전자 수가 바뀌면 «이온»이 됩니다. 물질의 정체를 바꾸는 것은 첫째뿐입니다.

동위원소란 무엇인가요?

정답 같은 원소인데 중성자 수가 다른 원자

동위원소끼리는 화학적으로 거의 똑같이 굴는데, 화학은 전자가 정하기 때문입니다. 차이는 질량과 안정성에서 나타나고, 방사성 탄소 연대측정이 가능한 것도 그 덕분입니다.

pH가 7보다 낮으면 그 용액은 어떤 상태인가요?

정답 산성

이 눈금은 로그 눈금이라 pH 4는 pH 5보다 열 배, pH 6보다 백 배 산성입니다. 바다나 흙의 pH가 조금만 움직여도 큰일인 이유가 여기 있습니다.

화학 반응에서 물질에는 무슨 일이 일어나나요?

정답 원자가 다시 배열될 뿐, 생기거나 없어지지 않는다

원자는 다시 배열될 뿐 생기지도 없어지지도 않아서 화학 반응식의 양변이 맞아야 합니다. 장작을 태워도 물질이 사라지는 것이 아니라 대부분이 보이지 않는 기체로 나갑니다.

얼음이 물에 뜨는 이유는 무엇인가요?

정답 물이 얼 때 부피가 늘어 밀도가 낮아지기 때문에

거의 모든 물질은 고체일 때 더 무겁습니다. 물이 유별난 것은 얼 때 분자가 «성긴» 격자로 맞물리기 때문인데, 그 별남 덕분에 호수가 위부터 얼고 그 아래에서 생물이 겨울을 납니다.

용액이란 무엇인가요?

정답 한 물질이 다른 물질 속에 고르게 퍼져 있는 혼합물

진짜 용액에서는 녹은 물질이 분자 크기로 흩어져 있어 가라앉지도 않고 거름종이에 걸리지도 않습니다. 흙탕물 같은 현탁액과 갈리는 지점이 바로 그것입니다.

주기율표의 세로줄은 무엇에 쓰이나요?

정답 화학적으로 비슷하게 행동하는 원소를 묶는 데

같은 세로줄의 원소들은 바깥 전자 수가 같고, 반응하는 것은 바깥 전자입니다. 그래서 이 배열은 아직 «발견되지 않은» 원소의 성질까지 미리 맞힐 수 있었습니다.

끓는점보다 낮은 온도에서 액체가 증발할 때 무슨 일이 일어나나요?

정답 표면에서 가장 빠른 분자들이 빠져나간다

액체 속 분자들의 속도는 제각각이라, 표면에서 유난히 빠른 놈들은 어느 온도에서든 빠져나갑니다. 빠른 것들이 나가 버리니 남은 쪽은 차가워지는데, 땀이 몸을 식히는 원리가 이것입니다.

촉매는 무엇을 하나요?

정답 자신은 소모되지 않으면서 반응을 빠르게 한다

촉매는 반응이 넘어야 할 에너지 문턱을 낮춰 성공하는 충돌을 늘립니다. 자신은 소모되지 않으므로 아주 적은 양으로 엄청난 양을 처리할 수 있습니다.

질량이 다른 두 물체를 진공에서 떨어뜨리면 어떻게 되나요?

정답 같은 빠르기로 떨어진다

무거운 물체는 더 세게 당겨지지만 그만큼 가속시키기도 어려워서, 두 효과가 정확히 상쇄됩니다. 달에서 우주비행사가 망치와 깃털을 떨어뜨려 이것을 보여 준 적이 있습니다.

무게는 영향을 받고 질량은 받지 않는 것은 무엇인가요?

정답 그곳의 중력 세기

질량은 «물질의 양»이라 어디에 가도 그대로이고, 무게는 그 질량에 중력이 미치는 «힘»입니다. 같은 사람이 달에서 6분의 1로 가벼워지는 이유입니다.

에너지 보존 법칙은 무엇을 말하나요?

정답 형태는 바뀌어도 총량은 그대로다

에너지는 만들어지지도 사라지지도 않고 형태만 바뀝니다. 기계에서 에너지가 「손실된다」는 말은 열로 바뀌어 흩어진다는 뜻이지 없어진다는 뜻이 아닙니다.

번개가 보이고 나서 천둥이 들리는 이유는 무엇인가요?

정답 빛이 소리보다 훨씬 빠르게 이동해서

빛은 사실상 즉시 오고 소리는 초속 340미터쯤으로 옵니다. 번쩍임과 소리 사이의 초를 세어 3으로 나누면 대략 몇 킬로미터 떨어졌는지가 나옵니다.

무지개에서 색이 갈라지는 이유는 무엇인가요?

정답 파장마다 물방울 안에서 꺾이는 정도가 달라서

물방울에 들고 날 때 파장마다 꺾이는 각이 조금씩 달라 흰빛이 띠로 펼쳐집니다. 무지개는 늘 태양 반대쪽에 서고 «보는 사람의 자리»에 따라 위치가 달라져서, 두 사람이 똑같은 무지개를 보는 일은 없습니다.

마찰력이란 무엇인가요?

정답 맞닿은 표면 사이에서 운동을 방해하는 힘

마찰은 겉보기 거칠기가 아니라 아주 작은 규모에서 표면끼리 맞물리는 데서 옵니다. 걸을 수 있는 것도 마찰 덕분인데, 마찰이 없는 바닥이라면 발이 그냥 뒤로 미끄러집니다.

소리가 통과하지 못하는 것은 다음 중 무엇인가요?

정답 진공

소리는 압력의 파동이라 전달해 줄 입자가 있어야 합니다. 대개 고체에서 가장 빠른데 입자가 촘촘해서이고, 그래서 기차 소리가 공기보다 «철로»를 타고 먼저 옵니다.

금속 전선에서 전류를 이루는 것은 무엇인가요?

정답 움직이는 전자

전자 하나하나는 의외로 느리게 흘러 1분에 몇 센티미터쯤 갑니다. 그런데도 신호가 빛에 가까운 속도로 가는 것은, 가득 찬 관 속 물처럼 밀어내는 힘이 전선 전체에 동시에 전해지기 때문입니다.

같은 온도인데 쇠숟가락이 나무보다 차갑게 느껴지는 이유는 무엇인가요?

정답 금속이 손의 열을 더 빨리 가져가서

둘 다 실온인데 갈리는 것은 «내 손의 열을 얼마나 빨리 가져가느냐»입니다. 손은 온도를 직접 느끼는 것이 아니라 열을 잃거나 얻는 «속도»를 느낍니다.

온도는 무엇을 재는 값인가요?

정답 입자들의 평균 운동 에너지

온도는 입자 운동 에너지의 «평균»이지 총량이 아닙니다. 불꽃놀이의 불티는 욕조 물보다 훨씬 뜨겁지만 양이 워낙 적어서 담고 있는 열은 거의 없습니다.

계절이 생기는 이유는 무엇인가요?

정답 공전면에 대해 자전축이 기울어 있어서

자전축은 «같은 방향»을 가리킨 채로 공전합니다. 그래서 반년은 북반구가, 반년은 남반구가 태양 쪽으로 기울고, 같은 날짜에 두 반구의 계절이 반대가 됩니다.

판이 움직이게 만드는 것은 무엇인가요?

정답 그 아래 뜨거운 맨틀의 느린 움직임

안쪽의 열이 맨틀에 느린 순환을 일으키고 단단한 판들이 그 위에 얹혀 갑니다. 속도는 1년에 몇 센티미터지만, 수백만 년이 쌓이면 모든 해안선이 다시 그려집니다.

물의 순환을 주로 움직이는 것은 무엇인가요?

정답 태양에서 오는 에너지

햇빛이 물을 증발시키고 중력이 되돌립니다. 지구의 물은 이 고리를 이미 수없이 돌았고, 새로 생기는 물도 없어지는 물도 없습니다.

퇴적암은 어떻게 만들어지나요?

정답 입자들이 층층이 쌓이고 눌리면서

퇴적물이 층층이 가라앉고, 위에서 누르는 무게에 아래층이 다져지며 굳습니다. 아래층이 먼저 쌓인 것이라 그 차례가 «아래에서 위로 읽는 달력»이 됩니다.

밀물과 썰물을 일으키는 것은 무엇인가요?

정답 달과 태양의 중력

달이 대부분을 만들고 태양이 거듭니다. 둘이 한 줄로 설 때 차이가 가장 커져서, 조수의 폭이 큰 때는 보름과 그믐 무렵입니다.

오존층이 하는 일은 무엇인가요?

정답 태양의 자외선을 상당 부분 흡수한다

오존은 DNA를 상하게 할 자외선을 흡수합니다. 1980년대에 남극 상공에서 구멍이 발견되자 원인 물질을 없애는 조약이 맺어졌고, 그 뒤로 오존층은 천천히 회복돼 왔습니다.

지구 대기의 대부분을 차지하는 기체는 무엇인가요?

정답 질소

질소가 약 78%, 산소가 약 21%입니다. 질소가 거의 반응하지 않는다는 점이 다행인데, 대기가 산소 위주였다면 어지간한 불은 끌 수 없게 됩니다.

지진의 규모(매그니튜드)는 무엇을 나타내나요?

정답 진원에서 방출된 에너지

규모는 «진원에서 나온 에너지»라 한 지진에 하나뿐입니다. 내가 선 자리에서 얼마나 흔들렸는가는 «진도»라는 다른 값이고, 그쪽은 장소마다 다릅니다.

아주 오래된 지층의 나이는 어떻게 알아내나요?

정답 그 안 방사성 원소의 붕괴를 측정해서

방사성 원소는 정해진 속도로 붕괴하므로 남은 것과 생긴 것의 비율이 시계 노릇을 합니다. 원소마다 알맞은 시간대가 달라서, 탄소 연대측정은 5만 년쯤보다 오래된 것에는 쓰지 못합니다.

맑은 날 하늘이 파란 이유는 무엇인가요?

정답 공기가 짧은 파장을 긴 파장보다 많이 산란시켜서

짧은 파장이 공기 분자에 훨씬 많이 부딪혀 튀므로 파란빛이 하늘 사방에서 눈에 들어옵니다. 사실 보라가 더 많이 흩어지는데, 사람 눈이 보라에 훨씬 둔해서 파랗게 보입니다.

대조군은 무엇을 위해 두나요?

정답 시험하려는 것 하나만 다른 비교 대상을 만들려고

대조군이 있어야 비교가 뜻을 갖습니다. 없으면 사람들이 «그 처치 때문에» 좋아진 것인지, 그냥 두어도 좋아졌을 것인지 가릴 수가 없습니다.

두 값이 시간에 따라 같이 올라갔습니다. 이것으로 무엇을 알 수 있나요?

정답 상관이 있다는 것. 그것은 인과와 다르다

함께 오르는 이유는 우연일 수도, 제3의 원인이 둘을 함께 밀어 올린 것일 수도, 인과가 반대 방향일 수도 있습니다. 아이스크림 판매와 물놀이 사고는 같이 오르지만 서로 원인이 아니라 «여름»이 둘의 원인입니다.

과학에서 「이론」은 무슨 뜻인가요?

정답 검증된 증거가 두텁게 쌓여 뒷받침하는 설명

일상어에서 「이론」은 짐작에 가깝지만 과학에서는 정반대 끝입니다. 되풀이된 검증을 견디고 넓은 범위의 관찰을 설명해 내는 «틀»을 그렇게 부릅니다.

사람을 대상으로 한 연구에서 눈가림(블라인드)을 하는 이유는 무엇인가요?

정답 자기가 어느 집단인지 아는 것만으로 결과가 달라질 수 있어서

기대는 결과를 바꿉니다. 참가자에게도, 재는 연구자에게도 그렇습니다. 그래서 양쪽 모두에게 배정을 감추는 이중 눈가림이 치료 효과를 볼 때의 기준이 됐습니다.

국제단위계(SI)에서 질량의 기본 단위는 무엇인가요?

정답 킬로그램

킬로그램은 «실물»로 정의된 마지막 단위였습니다. 프랑스에 보관된 금속 원기가 그것인데, 2019년에 자연 상수로 다시 정의해서 이제는 변할 수 있는 물건에 기대지 않습니다.

측정값을 2.5가 아니라 2.50미터로 적으면 무엇을 전하는 건가요?

정답 소수 둘째 자리까지 정밀하다는 것

끝의 0은 장식이 아니라 «그 자리까지 쟀다»는 말입니다. 2.5라고 적으면 2.50보다 덜 정밀하다고 밝히는 것이고, 2.500이라고 적으면 뒷받침할 수 없는 정밀도를 주장하는 것이 됩니다.

어떤 주장을 과학적으로 만드는 것은 무엇인가요?

정답 원리상 증거로 틀렸음을 보일 수 있다는 것

어떤 관찰로도 반박될 수 없는 주장은, 설령 참이더라도 과학의 주장이 아닙니다. 요구되는 것은 「틀려야 한다」가 아니라 「틀렸음을 보일 «수 있는» 결과가 있어야 한다」입니다.

동료 심사(피어 리뷰)는 왜 있나요?

정답 게재 전에 다른 전문가가 방법과 추론을 검토하게 하려고

동료 심사는 거름망이지 보증서가 아닙니다. 심사자는 방법과 추론을 보지 실험을 다시 해 보는 일은 드물어서, 실린 결과도 재현을 거쳐야 정설로 다뤄집니다.

가설이란 무엇인가요?

정답 검증할 수 있는 형태로 내놓은 설명

가설은 «어떤 결과가 나오면 불리한지»가 정해질 만큼 구체적이어야 합니다. 어떤 결과가 나와도 뒷받침이라고 우길 수 있게 적는 것이, 가설이 검증 불가능해지는 가장 흔한 경로입니다.

재현(반복 검증)이 왜 중요한가요?

정답 한 번만 나온 결과는 우연이거나 그 연구의 결함일 수 있어서

한 번의 연구는 우연으로도, 아무도 못 본 결함으로도 그런 결과를 낼 수 있습니다. 여러 분야에서 잘 알려진 발견을 다시 해 봤더니 상당수가 재현되지 않았는데, 그래서 눈에 띄는 연구 하나는 결론이 아니라 «출발점»입니다.