TOEFL Reading 연습 #028 — The Fireball That Refuses to Explain Itself (한국어 해설)

TOEFL Reading 무료 연습: The Fireball That Refuses to Explain Itself. 지문·문제는 원문 그대로(영어), 한국어 해석과 문제별 정답·해설을 함께 제공합니다.

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지문

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The Fireball That Refuses to Explain Itself

¶1 Ball lightning is one of the oldest reported phenomena in atmospheric science and one of the least understood. It is a glowing sphere, usually the size of a grapefruit or a beach ball, that appears during thunderstorms, drifts through the air for several seconds, and then disappears, sometimes with a small explosion. Investigators have proposed several mechanisms to explain it, but the event is so rare and unpredictable that almost none of these proposals could be tested against real data. In 2012, a team of physicists recording an ordinary lightning storm captured, by pure chance, the first detailed measurements ever taken of a naturally occurring ball lightning. The result did not settle the debate; it complicated it.

¶2 Eyewitnesses describe ball lightning drifting at roughly walking pace, sometimes passing through closed windows or moving down the aisle of an aircraft cabin. It has been reported to last anywhere from a few seconds to nearly a minute before it fades quietly or ends with a pop. Because it cannot be triggered on demand or predicted in advance, laboratory tests can only imitate it. Most of the evidence collected over two centuries has been eyewitness testimony rather than instrument data. That changed on the evening of 23 July 2012. A team of physicists led by Jianyong Cen had set up slit spectrographs and cameras on the Qinghai Plateau to record ordinary cloud-to-ground lightning. About nine hundred meters from their equipment, a bolt struck the ground, and seconds later a glowing sphere rose from the strike point and drifted horizontally for roughly fifteen meters before fading out. For the first time, instruments rather than memory had captured a ball lightning event.

¶3 Two explanations have dominated the debate. One holds that ball lightning is a form of plasma, air ionized into a hot, charged gas briefly trapped by its own electric or magnetic field before the field collapses and the glow fades. A second, proposed by chemists John Abrahamson and James Dinniss in 2000, argues that a lightning strike can vaporize silicon-rich soil and eject a fine aerosol, a suspension of tiny solid particles in air. As these particles slowly oxidize, or combine with oxygen, they could sustain a glow far longer than a single spark. The two mechanisms predict different things about the light itself. A pure air plasma should glow mainly with the signature of nitrogen and oxygen. A burning aerosol of vaporized soil should also carry the signature of the elements in the ground. Spectroscopy, the technique of splitting light into its component wavelengths to identify which elements produced it, is the only way to tell the two apart, and 2012 was the first time anyone had applied it to a real event. The spectrum showed lines of silicon, iron, and calcium layered over the nitrogen and oxygen expected from ordinary air, closely matching the soil at the strike site.

¶4 The match seemed to confirm the aerosol theory, but two problems remain unresolved. [A] The brightness the team measured implied a total energy output higher than a slow-burning aerosol of that size should have been able to produce, given how much silicon a single lightning strike is thought to vaporize. [B] Either the strike vaporized far more material than existing models assume, or some additional process contributed to the light as well. [C] A second problem is harder to explain away. [D] Many reported sightings occur indoors, through closed windows, or inside aircraft cabins, far from any soil a lightning bolt could have struck, and the aerosol theory offers no mechanism for those cases at all.

¶5 The 2012 measurement remains the only detailed spectroscopic record of a natural ball lightning event, and despite decades of effort, no comparable data set exists to confirm or challenge it. Researchers have proposed that outdoor, soil-related sightings and indoor sightings might not be the same phenomenon at all, but rather two or more distinct effects that eyewitnesses have long grouped under a single name because they look alike. Testing that idea would require capturing another event under controlled conditions, and no one can predict when or where the next one will occur. More than sixty years after the first serious scientific attempts to explain it, physicists still cannot say with confidence whether they are chasing one mechanism or several.

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문제

11개 문제 — TOEFL Reading 문제 유형을 모두 포함, 실제 시험 순서 그대로.

Q1 · Vocabulary
The word settle in the passage is closest in meaning to
  1. A. calm down after a period of excitement
  2. B. bring to a clear and final resolution
  3. C. postpone until a later time
  4. D. make significantly more complicated
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정답: B
Q2 · Reference
The word their in the passage ("About nine hundred meters from their equipment, a bolt struck the ground") refers to
  1. A. the lightning bolts that struck the ground that night
  2. B. the slit spectrographs and cameras themselves
  3. C. the team of physicists led by Jianyong Cen
  4. D. ball lightning in general
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정답: C
Q3 · Essential Term
Based on the information in the passage, the term aerosol can best be explained as
  1. A. a suspension of fine solid particles in a gas
  2. B. a form of ionized gas held together by an electric field
  3. C. a lightning bolt that strikes silicon-rich soil
  4. D. an instrument used to record the spectrum of light
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정답: A
Q4 · Factual Information
According to paragraph 3, what would the light from a pure air plasma be expected to show?
  1. A. spectral lines of silicon and calcium mixed with iron
  2. B. no spectral lines at all, since plasma does not emit light
  3. C. the same combination of elements as vaporized soil
  4. D. mainly the spectral signature of nitrogen and oxygen
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정답: D
Q5 · Negative Fact
According to paragraph 2, all of the following are reported about ball lightning EXCEPT
  1. A. it has been observed passing through closed windows
  2. B. it has been reliably triggered under controlled laboratory conditions
  3. C. it has been reported to drift at roughly walking pace
  4. D. it has lasted anywhere from a few seconds to nearly a minute
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정답: B
Q6 · Sentence Simplification
Which of the sentences below best expresses the essential information in the highlighted sentence in paragraph 5? Incorrect choices change the meaning in important ways or leave out essential information.

Highlighted: "Researchers have proposed that outdoor, soil-related sightings and indoor sightings might not be the same phenomenon at all, but rather two or more distinct effects that eyewitnesses have long grouped under a single name because they look alike."
  1. A. Scientists have proven that outdoor sightings and indoor sightings are exactly the same physical phenomenon.
  2. B. Eyewitnesses only began reporting ball lightning after scientists gave it a single official name.
  3. C. Some researchers suspect that outdoor, soil-related sightings and indoor sightings may actually be different effects that only look similar, despite being called by the same name.
  4. D. Indoor sightings of ball lightning have never actually been reported by any eyewitness.
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정답: C
Q7 · Inference
Based on the information in paragraphs 3 and 4, what can be inferred about the plasma theory in light of the 2012 measurement?
  1. A. The 2012 spectral data do not clearly support a pure-plasma explanation by itself, since the recorded light contained more than the signature expected from ionized air alone
  2. B. The plasma theory has now been completely disproved for every reported case of ball lightning
  3. C. The plasma theory predicts exactly the same spectrum as the aerosol theory, so the two cannot be distinguished
  4. D. The 2012 measurement proves that ball lightning is always composed of ionized air
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정답: A
Q8 · Rhetorical Purpose
The author mentions sightings inside aircraft cabins in order to
  1. A. describe how the 2012 spectroscopic measurement was carried out
  2. B. prove that ball lightning only occurs during air travel
  3. C. compare aircraft cabins to the Qinghai Plateau test site
  4. D. show that the aerosol theory cannot account for every reported case of ball lightning
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정답: D
Q9 · Paragraph Relation
How does paragraph 4 relate to paragraph 3?
  1. A. It summarizes the spectroscopic findings of paragraph 3 without adding any new information
  2. B. It presents complications that limit how far the evidence described in paragraph 3 can be trusted
  3. C. It introduces a phenomenon that is entirely unrelated to the discussion in paragraph 3
  4. D. It explains how the spectrograph equipment described in paragraph 3 was originally built
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정답: B
Q10 · Insert Text
Look at the four squares [■] in paragraph 4 that indicate where the following sentence could be added.

The gap was too large to dismiss as measurement error.

Where would the sentence best fit?
  1. A. Square A
  2. B. Square B
  3. C. Square C
  4. D. Square D
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정답: B
Q11 · Prose Summary Select THREE · 2 pts
Directions: An introductory sentence for a brief summary of the passage is provided below. Complete the summary by selecting the THREE answer choices that express the most important ideas in the passage. Some sentences do not belong in the summary because they express ideas that are not presented in the passage or are minor ideas in the passage. This question is worth 2 points.

Ball lightning has puzzled scientists for centuries because it is too rare and unpredictable to study under controlled conditions.

  1. A. A rare 2012 measurement recorded the light of a natural ball lightning event with instruments for the first time, rather than relying on eyewitness memory alone.
  2. B. Eyewitnesses have reported ball lightning passing through aircraft cabins as well as appearing near ground strikes outdoors.
  3. C. Two competing explanations, one based on trapped plasma and another based on a burning aerosol of vaporized soil, make different predictions about what the light should contain.
  4. D. John Abrahamson and James Dinniss proposed the aerosol theory in the year 2000.
  5. E. The 2012 spectral data matched the aerosol theory's prediction but left the total energy output and the indoor sightings unexplained, so the debate remains open.
  6. F. Scientists have now proven that ball lightning is a single, well-understood phenomenon caused by burning silicon particles.
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정답: A, C, E
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해석 & 답지

지문 해석과 문제별 정답·해설입니다. 스스로 다 풀고 난 뒤 복습용으로 사용하세요.

좀처럼 설명되지 않는 불덩이

구상 번개(ball lightning)는 대기과학에서 가장 오래전부터 보고돼 온 현상이면서 동시에 가장 제대로 밝혀지지 않은 현상이기도 하다. 자몽이나 비치볼 정도 크기의 빛나는 공이 뇌우가 칠 때 나타나 몇 초 동안 공중을 떠다니다가, 때로는 작은 폭발음과 함께 사라진다. 이를 설명하려는 메커니즘이 여럿 제안됐지만, 이 현상은 워낙 드물고 예측 불가능해서 그 제안들을 실제 데이터로 검증할 기회가 거의 없었다. 2012년, 평범한 뇌우를 촬영하던 한 물리학자 팀이 순전히 우연으로 자연 발생 구상 번개를 정밀 측정한 최초의 데이터를 얻어냈다. 그러나 그 결과는 논쟁을 매듭짓기는커녕 오히려 더 복잡하게 만들었다.

목격자들의 증언에 따르면 구상 번개는 대략 걷는 속도로 떠다니고, 때로는 닫힌 창문을 그대로 통과하거나 비행기 객실 통로를 따라 움직이며, 몇 초에서 거의 1분에 이르기까지 지속되다가 조용히 사그라들거나 '펑' 소리와 함께 끝난다. 이 현상은 원할 때 일으킬 수도, 미리 예측할 수도 없기 때문에 실험실에서는 그저 흉내만 낼 수 있을 뿐이고, 지난 두 세기 동안 모인 증거 대부분은 계기로 측정한 자료가 아니라 목격자의 증언이었다. 그런데 2012년 7월 23일 저녁, 상황이 달라졌다. 지앤융 첸(Jianyong Cen)이 이끄는 물리학자 팀이 칭하이고원에서 평범한 구름-지면 낙뢰를 기록하려고 슬릿 분광기와 카메라를 설치해 둔 상태였다. 이들의 장비에서 약 900미터 떨어진 곳에 벼락이 내리쳤고, 몇 초 뒤 낙뢰 지점에서 빛나는 구체가 솟아올라 수평으로 약 15미터를 떠다니다가 사라졌다. 사상 처음으로, 기억이 아니라 계기가 구상 번개 사건을 포착해낸 것이다.

이 논쟁을 지배해 온 것은 두 가지 설명이다. 하나는 구상 번개가 플라스마(plasma), 즉 이온화되어 뜨겁고 전하를 띤 기체가 된 공기의 한 형태이며, 그 자체의 전기장이나 자기장에 잠시 갇혀 있다가 그 장이 무너지면서 빛도 사그라든다고 본다. 두 번째 설명은 화학자 존 에이브러햄슨(John Abrahamson)과 제임스 디니스(James Dinniss)가 2000년에 제안한 것으로, 낙뢰가 규소가 풍부한 토양을 기화시켜 미세한 에어로졸(aerosol), 즉 공기 중에 떠 있는 작은 고체 입자의 부유물을 튕겨 올릴 수 있다고 주장한다. 이 입자들이 산소와 결합하며 산화(oxidize)하는 동안, 단발성 스파크보다 훨씬 오래 빛을 유지할 수 있다는 것이다. 두 메커니즘은 그 빛 자체에 대해 서로 다른 예측을 내놓는다. 순수한 공기 플라스마라면 주로 질소와 산소의 스펙트럼 신호만 내야 한다. 기화된 토양의 연소 에어로졸이라면 땅에 있던 원소들의 신호도 함께 실려 있어야 한다. 분광법(spectroscopy), 즉 빛을 구성 파장으로 나누어 어떤 원소가 그 빛을 냈는지 가려내는 기법만이 두 설명을 구분할 유일한 방법이었고, 2012년의 기록은 이 기법이 실제 사건에 처음으로 적용된 사례였다. 스펙트럼에는 질소와 산소라는 예상된 대기 신호 위로 규소, 철, 칼슘의 선이 겹쳐 있었고, 이는 낙뢰 지점 토양의 성분과 거의 정확히 일치했다.

이 일치는 에어로졸 이론을 확인해 주는 듯 보였지만, 풀리지 않은 문제가 둘 남았다. [A] 연구팀이 측정한 밝기는, 낙뢰 한 번이 기화시킬 수 있다고 여겨지는 규소의 양을 감안했을 때 그 정도 크기의 서서히 타는 에어로졸이 낼 수 있는 것보다 훨씬 큰 총 에너지 출력을 의미했다. [B] 낙뢰가 기존 모형이 가정하는 것보다 훨씬 많은 물질을 기화시켰거나, 아니면 어떤 추가적인 과정이 그 빛에 함께 기여했을 것이다. [C] 두 번째 문제는 쉽게 넘길 수 없다. [D] 많은 목격 사례가 닫힌 창문 너머 실내나 비행기 객실 안에서, 즉 낙뢰가 내리칠 토양이 전혀 없는 곳에서 보고되는데, 에어로졸 이론은 이런 경우를 설명할 메커니즘을 전혀 갖고 있지 않다.

2012년의 이 측정은 자연 발생 구상 번개를 정밀하게 기록한 유일한 사례로 남아 있고, 수십 년의 노력에도 불구하고 이를 확인하거나 반박할 만한 비교 데이터는 아직 없다. 일부 연구자들은 토양과 관련된 실외 목격 사례와 실내 목격 사례가 애초에 같은 현상이 아니라, 목격자들이 겉모습이 비슷하다는 이유로 오랫동안 하나의 이름으로 묶어 온 서로 다른 두 가지 이상의 현상일 수 있다고 제안한다. 이 생각을 검증하려면 통제된 조건에서 또 다른 사건을 포착해야 하는데, 다음 사건이 언제 어디서 일어날지는 아무도 예측할 수 없다. 이 현상을 설명하려는 진지한 과학적 시도가 시작된 지 60년이 넘도록, 물리학자들은 자신들이 하나의 메커니즘을 좇고 있는 것인지 아니면 여러 메커니즘을 좇고 있는 것인지조차 자신 있게 말하지 못하고 있다.

Q1 · Vocabulary
지문의 settle과 의미상 가장 가까운 것은?
  1. A. 흥분이 가라앉아 차분해지다
  2. B. 명확하고 최종적인 결론을 내다
  3. C. 나중으로 미루다
  4. D. 훨씬 더 복잡하게 만들다
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정답: B

Vocabulary — 바로 뒤에 이어지는 'it complicated it(오히려 더 복잡하게 만들었다)'과 짝지으면 '결론을 내다'라는 뜻이 드러난다.

Q2 · Reference
지문의 "About nine hundred meters from their equipment, a bolt struck the ground"에서 their가 가리키는 것은?
  1. A. 그날 밤 땅에 내리친 벼락들
  2. B. 슬릿 분광기와 카메라 자체
  3. C. 지앤융 첸이 이끄는 물리학자 팀
  4. D. 구상 번개라는 현상 전체
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정답: C

Reference — 장비를 설치한 주체가 앞 문장에 나온 물리학자 팀이라는 점에서 확인된다.

Q3 · Essential Term
지문에 따르면 aerosol을 가장 잘 설명한 것은?
  1. A. 기체 속에 떠 있는 미세한 고체 입자의 부유물
  2. B. 전기장으로 유지되는 이온화된 기체의 한 형태
  3. C. 규소가 풍부한 토양을 직접 때리는 낙뢰
  4. D. 빛의 스펙트럼을 기록하는 장비
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정답: A

Essential Term — 'a fine aerosol, a suspension of...' 형태의 동격구가 바로 정의다.

Q4 · Factual Information
3단락에 따르면, 순수한 공기 플라스마에서 나오는 빛에서 기대할 수 있는 것은?
  1. A. 철과 함께 섞인 규소·칼슘의 스펙트럼 선
  2. B. 플라스마는 빛을 내지 않으므로 스펙트럼 선이 전혀 없음
  3. C. 기화된 토양과 동일한 원소 조합
  4. D. 주로 질소와 산소의 스펙트럼 신호
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정답: D

Factual — 두 메커니즘이 예측하는 빛의 성분을 대조한 문장을 그대로 옮긴 보기다.

Q5 · Negative Fact
2단락에 따르면, 구상 번개에 대해 보고된 것이 아닌 것은?
  1. A. 닫힌 창문을 통과하는 것이 목격됐다
  2. B. 통제된 실험실 조건에서 안정적으로 재현됐다
  3. C. 대략 걷는 속도로 떠다닌다고 보고됐다
  4. D. 몇 초에서 거의 1분까지 지속됐다
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정답: B

Negative Fact — 지문은 오히려 '원할 때 일으킬 수 없다'고 명시한다. 나머지 세 보기는 2단락에 그대로 나온다.

Q6 · Sentence Simplification
5단락 하이라이트 문장의 핵심 정보를 가장 잘 담은 것은? — "일부 연구자들은 토양과 관련된 실외 목격 사례와 실내 목격 사례가 애초에 같은 현상이 아니라, 목격자들이 겉모습이 비슷하다는 이유로 오랫동안 하나의 이름으로 묶어 온 서로 다른 두 가지 이상의 현상일 수 있다고 제안한다."
  1. A. 과학자들은 실외 목격과 실내 목격이 정확히 같은 물리 현상임을 증명했다.
  2. B. 목격자들은 과학자들이 공식 명칭을 붙인 뒤에야 구상 번개를 보고하기 시작했다.
  3. C. 일부 연구자는 토양과 관련된 실외 목격과 실내 목격이 실제로는 겉모습만 비슷한 서로 다른 현상일 수 있다고 본다, 비록 같은 이름으로 불려왔지만.
  4. D. 구상 번개의 실내 목격은 어떤 목격자도 보고한 적이 없다.
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정답: C

Sentence Simplification — (A)(B)(D)는 원문의 추측성 어조를 단정으로 바꾸거나, 원문에 없는 내용을 담거나, 원문과 반대로 말한다.

Q7 · Inference
3단락과 4단락을 함께 볼 때, 2012년 측정에 비추어 플라스마 이론에 대해 추론할 수 있는 것은?
  1. A. 2012년의 스펙트럼 데이터는 순수 플라스마 이론만으로는 충분히 설명되지 않는다. 관측된 빛에는 이온화된 공기만의 신호를 넘어서는 원소들이 섞여 있었기 때문이다.
  2. B. 플라스마 이론은 이제 구상 번개의 모든 사례에서 완전히 반증됐다.
  3. C. 플라스마 이론은 에어로졸 이론과 정확히 같은 스펙트럼을 예측하므로 둘을 구분할 수 없다.
  4. D. 2012년의 측정은 구상 번개가 항상 이온화된 공기로만 이뤄진다는 것을 증명한다.
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정답: A

Inference — '순수 플라스마라면 질소·산소 신호만 나와야 한다'는 예측과 '실제로는 규소·철·칼슘까지 섞여 있었다'는 결과를 합치면 나온다.

Q8 · Rhetorical Purpose
글쓴이가 비행기 객실 안에서의 목격 사례를 언급한 이유는?
  1. A. 2012년의 분광 측정이 어떻게 이뤄졌는지 설명하려고
  2. B. 구상 번개가 오직 비행 중에만 발생한다는 것을 증명하려고
  3. C. 비행기 객실을 칭하이고원 실험 장소와 비교하려고
  4. D. 에어로졸 이론이 모든 목격 사례를 설명하지는 못한다는 것을 보이려고
정답 보기
정답: D

Rhetorical Purpose — 비행기 객실 언급 바로 뒤에 '에어로졸 이론은 이런 경우를 설명할 메커니즘이 전혀 없다'는 결론이 이어진다.

Q9 · Paragraph Relation
4단락은 3단락과 어떤 관계인가?
  1. A. 3단락의 분광 측정 결과를 새로운 정보 없이 그대로 반복한다
  2. B. 3단락에서 나온 증거를 어디까지 신뢰할 수 있는지 제한하는 문제들을 제시한다
  3. C. 3단락과 전혀 무관한 현상을 새로 소개한다
  4. D. 3단락에서 설명한 분광 장비가 어떻게 제작됐는지 설명한다
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정답: B

Paragraph Relation — 3단락의 일치가 겉보기엔 확증처럼 보이지만, 4단락은 그것을 완전히 신뢰할 수 없게 만드는 두 문제를 제시한다.

Q10 · Insert Text
다음 문장이 들어갈 가장 알맞은 위치는? — '그 격차는 측정 오차로 치부하기에는 너무 컸다.'
  1. A. A 자리
  2. B. B 자리
  3. C. C 자리
  4. D. D 자리
정답 보기
정답: B

Insert Text — 에너지 격차라는 결과가 막 제시된 직후, '그렇다면 왜 그런 격차가 생겼는가'로 넘어가기 직전이 가장 자연스럽다.

Q11 · Prose Summary
지문 요약을 완성할 세 문장을 고르시오. (2점) — 도입문: '구상 번개는 통제된 조건에서 연구하기에는 너무 드물고 예측 불가능해서 수백 년째 과학자들을 곤혹스럽게 해왔다.'
  1. A. 2012년의 드문 측정은 목격자의 기억이 아니라 계기로 자연 발생 구상 번개의 빛을 처음으로 기록했다.
  2. B. 목격자들은 구상 번개가 실외의 낙뢰 지점 근처뿐 아니라 비행기 객실을 통과하는 것도 보고해왔다.
  3. C. 갇힌 플라스마에 기반한 설명과 기화된 토양의 연소 에어로졸에 기반한 설명, 두 경쟁 설명은 빛의 성분에 대해 서로 다른 예측을 내놓는다.
  4. D. 존 에이브러햄슨과 제임스 디니스는 2000년에 에어로졸 이론을 제안했다.
  5. E. 2012년의 스펙트럼 데이터는 에어로졸 이론의 예측과 일치했지만, 총 에너지 출력과 실내 목격 사례는 설명하지 못한 채 남아 논쟁이 여전히 진행 중이다.
  6. F. 과학자들은 이제 구상 번개가 규소 입자의 연소로 생기는 단일하고 완전히 규명된 현상이라는 것을 입증했다.
정답 보기
정답: A, C, E

Prose Summary — (A) 2단락 / (C) 3단락 / (E) 4~5단락.