SF / 과학 포럼
SF 작품의 가능성은 어떻게 펼쳐질 수 있을까요? 그리고 어떤 상상의 이야기가 가능할까요?
SF에 대한 가벼운 흥미거리에서부터 새로운 창작을 위한 아이디어에 이르기까지...
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음... 구체적 지식이 없어서 모르겠지만, 그냥 갑자기 생각나서 여쭤봅니다.
찾아보니까 지구의 비중이 5.515정도더군요.
뉴턴방정식으로 계산해보면 지구지름의 5.515배가 되는 비중 1의 행성이 있다면 행성 표면 중력은 지구와 같은 수준이 됩니다. (자전의 영향은 일단 제외.) 이때 행성의 질량은 지구의 30.42배정도입니다.
그다지 있을 법한 상황은 아니지만 불가능하다고 할 정도는 아니라고 봅니다.
물로 된 행성이 필요하다면 만들면 됩니다. 가령, 고대 우주인이 만든 특수한 행성이라고 할 수도 있고, 위의 분들 이야기처럼 지름이 커서 충분한 중력이 될 수도 있고, 아니면 얼어붙은 행성일수도 있고, 핵이 매우 무거운 행성일수도 있고...
중요한 건 그걸 어디에 써 먹느냐이지. 그것이 존재하는가 아닌가는 아니라고 여깁니다.
과연 물의 행성은 어떤 용도로 써 먹을 수 있을까요? ^^
물 자체는 충분히 유용합니다. 식수로서의 개념뿐만 아니라 전기분해를 통해 화학식 로켓의 연료로도 쓸 수 있지요. 핵융합 되면 더 좋고.
근데 물로 된 행성...이라면 그걸 어디 쓸지는 모르겠네요. SF 소재로 물이 많은 행성에서 모험 벌인다거나 하는 건 많지만서도.
표도기님의 말씀을 들으니 과연 그렇군요. 물행성이 있을 수 있는지보다 물행성을 만든다는 방향으로 생각하면 어떻게해서 물행성을
만들 수 있는지 생각할 수 있는 기회가 되었습니다.
매우 무거운 물질로 구성된 핵을 만들고, 그 핵 위에 원하는 크기가 될때까지 물을 부어주면 땡. 중력이 충분히 강하다면 그 상태로 물이
우주로 날아가지는 않겠죠. 아니면 아예 물행성 전체를 덮어서 물이 증발되어서 우주로 빠져나가는 것을 막는 설비를 만들어도 좋을 것
같습니다.
그런데 그런 행성을 만들면 뭐에 쓸지는 현재로서 별로 상상이 안가는군요. 어인형 지적생명체의 우주선? 아니면 스페이스 콜로니?
우주의 특성상 물 보다는 얼어붗은 물의 형태로 존재할듯 합니다 실 예를 들어보면 목성 위성 칼리스토 가 대표적이겠네요 과거에 뉴턴잡지에서 칼리스토 아래에 열수 분출공이 있고 액체의 형태로 존재하는 거대해양이 존재하고 해양심해저에서 나오는 유기물로 생존하는 생명체가 있지 않을까 하고 토성 위성 타이탄과 함께 추측되긴 했는데 현제 탐사는 이루어진적은 없는걸로 알고 있습니다
물이라면 유동적일 테고, 행성 전체를 덮은 바다라면 그 움직임이 생명체처럼 보일지도 모릅니다. 지성이 있는 바다, 살아 있는 바다를 만들어 인간과 조우하면 그럴 듯한 이야기가 나올지도?
잠깐, 말하고 나니 이거 누가 먼저 써먹은 개념 같군요…. -_-;; (물이 아니라 플라즈마 바다지만)
스타트렉 보이져에서 물로만 둥둥 떠있는 행성이 나왔는데, 결국은 고대 어느 종족이 강력한 중력장 발생기를 재작해서 행성의 모든 물을 옮겨놨다는 사실이 밝혀지고 그 중력장 발생기가 약해지면서 물이 점점 날아가버리는 상태라고 하는데,
실제로도 중력이 크지 않아서 무언과 외부의 힘이 없는 한 행성크기만한걸 계속 유지하지 못할거같습니다
가능성이야 충분하죠.
일단 꽤 질량이 큰 핵을 적당한 공간에 나둡니다. 그리고 그곳을 중심으로 기체를 모아서 일종의 대기권을 만듭니다. 무겁고 물과 반응하지 않는 기체라면 아무거나 상관없습니다. 원자번호 높은 비활성 기체가 가장 적합하긴 한데, 얕게나마 대기권을 이룰 수 있을 정도의 양─핵의 대기권이 아니라 물을 부었을 때의 행성 전체의 대기권입니다─을 모으는 건 굉장히 힘들겠네요. 그러니 굳이 비활성이 아니라도 물에 잘 안녹으며, 물과 반응 안하는 무거운 기체면 충분합니다.
역시 가장 중요한 건 대기권인데요, 대기권의 부피는 말했듯이 핵에 물을 부었을때 물 전체를 덮을 수 있으며, 물이 물로써 존재 할 수 있는 최소한의 압력은 지켜줘야한다는 것입니다. 뭐... 솔직히 굳이 안지키더라도 물이 알아서 증발해 적당한 압력을 유지해줄 거라곤 생각하나 처음부터 대기권이 아예 없으면 핵의 질량만으론 수증기에 대한 붙들심이 충분하지 않을 수도 있으고 더군다나 압력이 낮으면 액체로써의 물은 굉장히 불안정해 지니(물의 상평형 그림 참조) 대기권은 필수입니다. 대기권 없이 하려면 핵의 질량이 그만큼-증발되는 수증기를 다 붙들 수 있을 정도로- 더 커야할 텐데, 수고로 따지면 대기권 만들어주는게 훨씬 낫겠죠.
뭐, 대기권만 만들고 나면 이젠 준비한 + 계획한 양의 물을 대기권 내부로 부어주기만 하면 끝입니다. 그리고 질량이 작은 관 같은 걸 꼽아 물을 뽑아낼 수 있는 식으로 만들면 더 좋겠군요. (위성이라도 뛰어서 그 이상의 편의를 도모하는 것도 좋을 듯)
(물은 압력이 높아져도 고체로 굳어지는 경우는 절대 없으니-오히려 고체가 되기 더 힘들어지니- 이러한 액체로 만의 행성을 만드는 데에 있어 비슷한 질량을 가진 분자 중에는 최강이라고 할 수 있습니다. 즉, 행성의 크기는 얼마든지 크게 할 수도 있다는 겁니다. 재료만 충분하다면)
참고로 미관상 물로 덮혀진 행성을 원하는 게 아니라, 실질적으로 우주 공간 상에서 물의 사용이 필요함에 따라 만드는 편의를 위한 행성입니다.
고려해야 할점 정리하자면,
핵의 질량(대기권을 이룰 기체가 잘 안날라갈 정도의-물의 양은 생각 안해도 됩니다-), 대기권을 이루는 기체의 양(표면을 이룰 물의 최소한의 필요압을 지켜주는), 근처 항성과의 거리(물이 심하게 증발 안되게 + 물이 얼지 않을 정도의->표면에는 압력이 낮으므로 상태변환이 쉽습니다. 적당한 자리를 못잡겠다면 대기권 열라 두껍게 할 수 밖에 없습니다)
정도가 있겠군요.
이상한거 있으면 태클 걸어주셈. 이게 회원가입 후 처음 올리는 글이라서 아직 이쪽 분위기에 익숙하지가 않음.
예전에 NGC다큐에서 그런 행성이 나왔던 것으로 기억하는데요.
뭐 직접가본게 아니라 추정에 불가하지만 슈퍼지구들에 대한 설명을 하는 부분에서 물로만 이루어진...(정확하게는 행성 깊숙한 곳에서는 높은 중력으로 눌려서 고체화된 물(얼음과 비슷하지만 틀리다고 하던데..)들이 있다고...라기 보다는 있을 수 있다고 했던거 같네요.
역시나 저에 기억력과 이해력 부족은.. 무슨말인지 못알아들은.. -_-;;
예, 물은 그 어떤 물질들과도 달리 압력이 높아진다고 해서 고체화되는 경우는 없습니다.
물의 대표적인 특성으로는 고등학교 2학년 과정에서 배우는 '수소결합으로 인한 육각형 구조'가 있는데요, 쉽게 설명하자면 물은 고체일 때 특이한 구조를 띠기 때문에 액체일 때의 밀도가 더 큽니다. (얼음이 물에 뜨는 이유가 이거죠. 보통의 다른 물질은 예외없이 이것과는 반대의 현상을 띕니다.)
그렇기에 물의 상평형도(화학 2)를 보면 압력이 높아질 수록 물로 있을 수 있는 안정권이 점점 커지게 되죠. 1기압에서는 그게 섭씨 0도와 100도의 사이이지만 압력이 높아지면 높아질 수록 점점 어는점은 0도의 이하로 내려가며 끓는점은 100도의 이상으로 올라가게 됩니다. (반대로 너무 압력이 낮으면 액체로 있을 수 있는 구간이 아예 없어지는데, 이건 모든 물질이 그렇습니다. 그렇기 때문에 우주 공간상에선 덩그러니 액체가 놓여져있는 경우는 없는 것이죠)
중력으로 눌려져서 고체와도 비슷한 현상을 띄게되는 물이란 건... 저로써는 금시초문이긴 하나 그냥 추측을 하자면, 일단 액체라곤 해도 분자와 분자들의 사이에 어느정도의 거리가 있습니다. 하지만 중력이 커지고 그로 인해 중앙으로 몰리는 힘(쉽게 말하자면 압력이라 해도 완전 틀리진 않습니다만)이 커져 물 분자들의 사이가 점점 좁아지게 됩니다. 이렇게 되면 다른 고체들과 마찬가지로 분자들이 서로 딱 붙어있는 상태에 가깝게 되는 것이죠. 그렇게 되면 물질도 고체와 비슷한, 혹은 압력이 너무나도 강해 분자들이 서로 완전 붙게 된다면 완전 고체와도 같은 운동상태를 띄게 되는 것이겠죠. (어디까지나 Sachiel님의 말을 듣고 추측한 것일 뿐입니다. 정확하진 않음)
실제로도, 엄청난 중력으로 인해 전자껍질 자체가 뭉개져버려 원자들이 극을 띄지 않게 되버린 별을 '중성자별'이라고 하니까 충분히 있을 수 있는 이야기입니다.
해당 프로를 본 기억이 나서 다시 틀어봤습니다. (대우주 시즌4 제9화)
거기서 설명에 의하면 우리가 일반적으로 아는 얼음은 얼음 I 이라고 하네요. 그런데 점점 압력이 증가 하면 얼음 II, 얼음 III, 얼음 IV, 얼음 V..... 라는 다른 타입의 얼음이 생겨난다고 말하는군요. 이 프로에선 얼음 X 까지 이야기 하는데 제가 조금 더 뒤져보니 압력과 온도에 따라 다른 결정구조를 가진 얼음이 생겨나는데 현재 얼음 XV가 2009년에 발견 됬다고 하네요.
얼음 II는 300 MPa의 압력으로 198 K의 온도로 낮췄을때 생성되구요
얼음 VII 가 가장 높은 온도에서 생성되는 얼음 같은데 355 K 의 온도에서 2.216 GPa 압력으로 생성되는군요
그런데 이게 다가 아니고 더 있네요.... 비결정형 얼음인데 이게 또 저밀도 비결정형 얼음, 고밀도 비결정형 얼음, 초고밀도 비결정형 얼음으로 나뉘는군요.
우주에선 오히려 육각 구조 얼음이 희귀하답니다. 가장 흔한게 비결정형 얼음이라네요.
물은 밀도가 너무 낮아서 그 형태를 유지할 정도의 중력을 유지할 수 없을 것 같습니다.
지구만한 물방울이 우주에 떠있어도 꽤나 순식간에(적어도 1년 안에) 분자간 결합력만으로 구속하기 힘들어 다 우주로 증발할 것 같네요.