궁금했어, 수소

궁금했어, 수소 ㅣ 사이언스 틴스 18
임지원 지음, 이한아 그림 / 나무생각 / 2024년 12월

- 출판사로부터 도서를 제공받아 작성한 리뷰입니다 -

빅뱅으로 생겨나 모든 원소의 어머니가 된 수소이야기[궁금했어, 수소]입니다.

사이언스 틴스는 과학에 대한 다양한 주제를 가지고 깊이 알려주고 과학적 원리를 공부하는데 흥미와 관심이 있는 학생들이라면 더욱 관심있게 읽으면 좋을 시리즈입니다.

작고 가볍지만 큰 힘을 가지고 있는 수소에는 어떤 이야기를 가지고 있는지 알아볼 수 있습니다.

기후변화

지구의 온도가 점점 올라가고 있다는 이야기를 많이 합니다.

산업 혁명 이후 석탄과 석유등의 화석연료를 많이 사용하면서 대기중의 이산화탄소와 온실가스의 비중이 높아졌어요. 이러한 온실가스가 지구를 점점 뜨거워지게 만드는 것이 지구 온난화입니다.

지구 위기가 오는 심각한 상황속에서 지구 온난화와 수소는 어떠한 관계가 있는지 수소에 대해서 정확하게 알려줍니다. 

세상을 이루는 근본 요소

세상을 관찰했던 고대의 철학자들이 몇가지 요소들이 서로 어우러져서 세상 만물을 이루었다고 생각했습니다.

탈레스는 근본요소가 물이라고 했고, 엠페도클레스는 물,불,흙,공기라는 네가지 요소를 주장했어요.

과학이 발달하게 되면서 이 세상 모든것들은 다양한 원소들을 연결해서 만든것이라고 알게되었습니다.

그 중 가장 작은 것이 수소이고, 원자는 모든 물질을 구성하는 기본 단위인데 가장 기본이 되는 원자가 수소입니다.

'원소'와 '원자'는 비슷하면서 다른 개념이라는 것을 설명합니다.

원소는 같은 종류의 원자로 이루어진 물질이고, 원자는 원소를 구성하는 개별 입자를 말합니다.

초신성폭발

우주가 대폭발과 함께 지금까지 계속 팽창하고 있다는 '빅뱅 우주론'으로 우주가 탄생할 때 모든 원소가 같이 생겨났다고 믿고 있습니다. 

수소와 헴륨이 모여서 우주의 구름인 '성운'을 형성했고 물질사이에 중력이 작용해서 별을 만들기 시작했어요. 별의 내부는 온도와 압력이 높아서 수소 원자들이 '핵융합'을 일으킬 수 있다고 합니다. 

별은 안으로 향하는 중력과 바깥으로 작용하는 내부 압력이 균형을 이루면서 둥그런 형태를 유지하고 있는데 내부 압력이 줄어들고 붕괴하게 되면 안쪽으로 폭발하는 내파가 일어납니다. 내부의 압력으로 다시 바깥으로 폭발을 하게 되는데 이때 별에서 많은 빛과 에너지가 나오는데 이를 '초신성' 영어로는 '슈퍼노바'라고 합니다.

신재생 에너지와 수소

수소에 관심이 몰리는 이유는 화석연료를 대신해서 세로운 에너지원이 될 수 있다는 가능성이기 때문입니다.

그렇다면 에너지가 무엇이고 인간의 진화에 영향을 주게된 에너지는 어떻게 변화게 되었는지 살펴볼 수 있습니다. 

불의 발견으로 농사 짓은 법을 발견해서 정착해서 살게 되었고 농작물을 생산해서 부족사회를 만들었어요. 이 작은 부족이 국가가 되고 거대한 사회가 되었습니다. 이렇게 인간의 노동력으로 한단계 도약한 것이 산업혁명입니다. 이렇게 화석연료가 산업 혁명 이후 사회발전에 크게 영향을 미쳤지만 자원은 언젠가는 바닥이 드러나게 되므로 새로운 대체 에너지를 원하고 있습니다.

신재생 에너지로 태양광과 풍력이 각광받고 있지만 계절과 날씨에 따라 달라지는 간헐성 때문에 새로운 대안으로 수소를 생산하는 것이 현재의 결론이라고 합니다.

수소에 대한 궁금증을 가지고 시작했지만 우주의 역사와 문명의 발전 그리고 다양한 에너지를 알아보고 앞으로 우리가 필요한 에너지는 어떻게 만들어져야 하는지 전체적으로 파악해볼 수 있습니다.