3D 프린터 기술은 제조업에서 점차 그 적용 범위를 넓혀가고 있다. 하지만 전통적인 제조업 이외에도 3D 프린터의 응용이 기대되는 분야가 바로 의료 분야다. 환자에게 이식할 다양한 스텐트, 임플란트, 보형물을 제작하는 데 있어 3D 프린터가 환자 맞춤형 제품을 내놓기에 안성맞춤이기 때문이다. 이미 몇 년 전부터 3D 프린터 출력물이 의료 부분에 응용되면서 실제로 큰 성과를 거두고 있다. 하지만 아직 개척해야 할 분야가 많이 남아있는 것도 사실이다. 메릴랜드 대학의 연구팀은 청력을 손실한 환자에게 다시 청력을 찾아주기 위해 3D 프린터로 이소골(ossicles)을 출력하는 연구를 진행했다. 이소골은 중이에 있는 세 개의 작은 뼈로 고막의 소리를 안쪽의 내이로 전달하는 기능을 한다. 따라서 이소골에 문제가 있는 경우 청력이 심각하게 떨어진다. 지금까지 이소골이 손상된 경우 일일이 수작업으로 대체 보형물을 만들어 이식했으나 시간과 비용이 많이 소모되고 만족스러운 성과를 거두지 못하는 경우도 있었다. 환자마다 이소골의 크기와 모양이 조금씩 달라 여기에 완전히 딱 맞는 이식 보형물을 만들기 어려웠던 것이다. 연구팀은 환자에 이식할 3D 프린터 보형물을 만들기 위한 사전 작업으로 시체 해부용으로 기증된 시신에서 연구를 진행했다. 우선 고해상도 CT로 귀 안의 내부 구조를 확인하고 정확하게 환자에게 맞는 형태의 이소골 보형물을 출력하는 연구를 진행했다. 그 결과 동전보다 작은 크기의 3D 프린터 출력물이 충분히 가능성 있는 방법임을 확인할 수 있었다. 고해상도 출력이 가능한 3D 프린터 덕분에 연구팀은 밀리미터(mm)보다 훨씬 작은 크기의 정확도로 3차원 구조물을 만들 수 있었다. 하지만 3D 프린터를 이용한 이식 기술의 정점은 플라스틱이나 금속 소재가 아닌 생체 소재를 이용한 바이오 3D 프린터다. 연구를 이끄는 메릴랜드 대학의 제프리 허쉬 박사(Jeffrey Hirsch, M.D.)는 다음 단계는 3D 프린터를 이용해서 보다 생체 적합한 물질을 출력하는 것이라고 설명했다. 그리고 궁극적인 목표는 줄기세포를 출력하는 바이오 3D 프린터를 이용해서 본래 환자가 지녔던 이소골과 동일한 이소골을 만드는 것이다. 이보다 더 완벽한 이소골 이식은 생각할 수 없을 것이다. 앞으로 가야 할 길은 멀지만, 미래 의료 분야에서 3D 프린터의 역할은 점점 더 커질 것으로 기대된다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

커다란 지느러미로 우아하게 바닷속을 헤엄치는 만타가오리. 우리나라에서는 ´쥐가오리´로 불리는 아름다운 바다생물의 움직임을 거의 완벽하게 재현한 로봇을 싱가포르 과학자들이 만들어냈다.지난 4일(현지시간) 로이터통신은 싱가포르국립대(NUS) 기계공학과 추치멩 박사팀이 최대 10시간 동안 바닷속에서 우아하게 헤엄치는 수중 로봇 ‘만타드로이드’를 제작했다고 보도했다. PVC 시트를 소재로 한 유연성 있는 지느러미와 독자 개발한 모터를 탑재한 만타드로이드는 길이 35㎝, 너비 63㎝, 무게 0.7㎏의 제원으로, 실제 가오리처럼 납작한 몸체에 가슴지느러미, 그리고 두 개의 후방 방향타가 있다. 속도는 1초당 70㎝를 헤엄칠 수 있으며 향후 군의 정찰, 수중지도 작성과 해저 조사 등에 유용할 것이라는 것이 연구팀의 설명. 추 박사는 “만타가오리는 자연계에서도 가장 우아하고 효율적으로 물속을 헤엄치는 생물체”라면서 “자신의 가슴지느러미를 펄럭거리며 거친 바다에서도 유영해 나가는 독특한 추진 방식을 갖고 있어 오래전부터 과학자의 관심을 끌었다”고 밝혔다. 이어 “실제 바다에서 만타드로이드를 테스트할 예정으로 향후 두 배 더 큰 로봇도 개발할 계획”이라고 덧붙였다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

두뇌에 정보를 직접 ‘주입’하는 방법을 과학자들이 찾아냈을지도 모르겠다. 신경과학 분야 세계 최고 권위 학술지 ‘뉴런’(Neuron) 최신호(7일자)에 실린 한 연구논문에 따르면, 과학자들이 원숭이 뇌의 특정 부위에 미세 전류를 흘리는 방법으로, 원숭이의 움직임에 직접 관여하는 정보를 집어넣는 실험에 성공했다. 물론 이 연구는 아직 초기 단계에 있지만, 과학자들은 이같은 뇌 자극 방법이 뇌졸중이나 부상 등으로 일부 뇌 기능을 상실한 환자들을 치료하는데 기여할 것으로 보고있다. 연구를 총괄한 영국 로체스터대학의 마크 H. 쉬버 박사는 “주로 1차 감각 피질인 체감각피질과 시각피질, 그리고 청각피질을 자극해 두뇌에 정보를 입력하는 데 관심이 크다”면서 “하지만 이번 연구는 피험자가 식별할 경험을 갖는데 감각 영역을 직접 자극할 필요가 없음을 보여준다”고 말했다. 쉬버 박사가 이끄는 연구팀은 이번 연구를 위해 과학 실험에 흔히 쓰이는 붉은털원숭이 두 마리가 시각적인 지시와 움직임에 따라 작업을 수행하도록 교육했다. 이들 원숭이 앞에 다섯 개의 서로 다른 모양의 손잡이를 배치하고 그 주위에는 연구자들이 원격으로 켜거나 끌 수 있는 조명등을 설치해놨다. 그리고 실험을 시작할 때 원숭이들은 가운데 있는 손잡이를 잡도록 했다. 그다음 조명이 들어온 손잡이를 원숭이가 잡도록 했다. 또한 연구팀은 조명이 켜졌을 때 이들 원숭이의 전운동피질에 미세 수준의 전기 자극을 가했다. 각 조명이 켜질 때마다 서로 다른 점 부분에 자극을 가했다. 그후 모든 조명을 끈 뒤 미세 자극을 가한 결과, 원숭이들은 조명이 들어와 있을 때처럼 정확한 움직임을 수행하는 것으로 나타났다. 이에 대해 쉬버 박사는 “원숭이들은 우리에게 자기가 느낀 것을 말할 수 없으므로, 이들 원숭이가 미세 자극과 움직임을 연관할 수 있도록 교육하면 이를 통해 원숭이들이 충동을 느끼거나 일종의 경험을 했음을 확인할 수 있다”고 설명했다. 또 연구팀은 전극 위치를 바꾼 뒤 원숭이들을 조명으로 재교육한 뒤 시행한 실험에서도 마찬가지의 결과가 나온다는 점을 확인했다. 연구팀은 이번 연구가 더 나은 뇌-컴퓨터 인터페이스와 신경보철학을 위한 길을 열어줄 것이라고 말한다. 이번 연구에 주저자로 참여한 케빈 A. 마주레크 박사후 연구원은 “뇌-컴퓨터 인터페이스 개발에 관한 대부분 연구는 주로 뇌의 감각 영역에 집중돼 왔지만, 주로 정보를 전달하는 곳으로 한정했다”면서 “이 연구는 치료를 목적으로 할 수 있는 신경계 영역으로 확장할 수 있음을 보여준다”고 설명했다. 또 “이 연구는 뇌졸중이나 부상, 또는 다른 질병으로 뇌 영역의 기능을 상실한 사람들에게 매우 중요할 수 있다”면서 “우리는 뇌 연결이 끊어진 손상 부위를 잠재적으로 우회해 손상되지 않은 부분에 정보를 전달할 수 있다”고 말했다. 연구팀은 앞으로 이 기술을 인간에게 시도할 수 있다고 생각한다. 쉬버 박사는 “체감각피질이나 시각피질을 직접 자극하면 대상자는 일반적으로 피부에 무언가를 느끼거나 눈에서 뭔가를 보게 된다”면서 “하지만 이 기술은 이런 인지 없이 뇌에 원하는 정보를 전달할 수 있음을 보여준다”고 설명했다. 사진=ⓒ포토리아(위), 케빈 A. 마주레크, 마크 H. 쉬버 제공 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

남성 동성애와 관련 있는 유전자가 발견됐다.미국 노스쇼어대 의대 행동유전학과 앨런 샌더스 교수팀은 13번 염색체에 있는 ‘SLITRK5’, ‘SLITRK6’ 유전자 2개와 14번 염색체에 있는 ‘TSHR’ 유전자의 변이가 남성 동성애와 연관이 있을 것이라는 연구결과를 발표했다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언티픽 리포츠’ 최신호에 실렸다. 연구팀은 남성 동성애자 1077명과 이성애자 1231명의 유전자를 비교 분석한 결과 동성애자 그룹에서 이들 3개 유전자 DNA에서 단일염기다형성(SNP)을 발견했다. DNA는 아데닌(A),시토신(C),구아닌(G),티민(T) 4개의 염기가 각기 이중나선 구조로 배열돼 있는데 이 염기 중 둘이 서로 자리를 바꾸거나 한 부분 전체가 중복되거나 위치가 바뀌는 것이 ‘단일염기 다형성’이다. 단일염기 다형성 때문에 사람마다 다른 특징을 보이는 것인데 남성 동성애자들의 경우 특히 해당 유전자에서 다형성이 나타나는 것이 확인됐다는 설명이다. 특히 남성의 경우 SLITRK6 유전자는 성적 지향성에 따라 크기가 다른 것으로 알려진 뇌 부위인 시상하부가 있는 ‘간뇌’ 부위에서 발견됐다. 또 TRK6 유전자는 갑상선과 관계가 있는 유전자로 일반적으로 갑상선 호르몬은 성적 지향에 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 샌더스 교수는 “남성 동성애에는 이 밖의 다른 유전자들이 관련돼 있을 수 있기 때문에 이 3가지 유전자에 변이가 있다고 해서 동성애자가 되는 것은 아니다”라며 “이 3개 유전자 변이가 여성 동성애, 양성애, 무성애와도 연관이 있는지는 추가적인 연구가 필요하다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

檢. 교육감 사찰 명령 진술 확보 추가혐의 재소환…다음주 영장 지난달 29일 소환돼 16시간 가까이 조사를 받은 우병우(50) 전 민정수석이 최근 새롭게 포착된 범죄 혐의와 관련해 또 한 번 검찰 조사를 받을 전망이다. 우 전 수석이 소환되면 지난해 11월 개인 비리 및 국정농단 의혹 등과 관련된 조사 이후 다섯 번째 검찰 소환조사를 받게 된다. 6일 검찰에 따르면 국정원 수사팀(팀장 박찬호 2차장검사)은 이르면 이번 주 우 전 수석을 피의자 신분으로 다시 불러 조사할 계획이다. 검찰이 우 전 수석 재조사 방침을 세운 이유는 최근 국정원 적폐청산 태스크포스(TF)로부터 범죄를 의심할 만한 새로운 내용을 넘겨받았기 때문이다. 새로 등장한 의혹은 ‘과학기술계 블랙리스트’다. 우 전 수석이 이끌던 민정수석실은 지난해 2월 김명자(73) 전 장관이 한국과학기술단체총연합회 차기 회장으로 내정되자 단체 회원들의 정치 성향을 뒷조사한 것으로 드러났다. 김대중 정부에서 환경부 장관을 지낸 김 전 장관은 김대중 평화센터 이사로도 활동했다. 과총은 590여개의 이공계 분야 학술단체와 협회, 정부출연 연구기관이 속한 과학기술계 대표기관이다. 검찰은 회원들에 대한 뒷조사를 토대로 실제 정부 지원 배제 작업까지 이뤄졌는지 살펴보는 중이다. 이와 관련해 참고인 자격으로 이날 검찰에 나온 김 전 장관은 “블랙리스트가 있다는 뉴스를 보고 놀랐다. 앞으로는 이런 일이 없어야 한다고 생각한다”고 말했다. 이 밖에도 검찰은 우 전 수석이 지난해 3월 국정원에 정부 비판적 성향을 가진 교육감의 동향을 파악하고, 이들을 견제할 수 있는 내용을 보고하도록 지시한 정황도 포착했다. 당시는 누리과정 예산 편성을 두고 정부와 교육감들이 대립하던 시기였다. 박근혜 정부는 누리과정 국고지원을 약속하다 예산의 상당 부분을 개별 교육청에 떠넘겨 반발을 샀다. 이와 관련해 검찰은 윤장석 전 민정비서관을 상대로 “교육감에 대한 뒷조사를 국정원에 지시한 사실이 있다”는 취지의 진술을 얻은 것으로 알려졌다. 검찰은 9일 조희연 서울시교육감을 불러 조사할 계획이다. 검찰 관계자는 “과학계 블랙리스트, 교육감 사찰 건은 최근 수사에서 문답이 오가지 않았다”며 “재소환 필요성이 있다”고 말했다. 지난번 우 전 수석 조사는 이석수 전 특별감찰관에 대한 사찰 의혹에 집중됐다. 검찰은 우 전 수석 추가 조사를 마치는 대로 다음주 중 구속영장을 청구한다는 방침이다. 조용철 기자 cyc0305@seoul.co.kr

중성자별 충돌에서 중성자별의 크기를 알 수 있는 단서를 찾았다. 우주의 고밀도 천체에 대한 천문학자들의 탐구가 상당히 진척되고 있다고 우주 전문 사이트 스페이스닷컴이 4일(현지시간) 보도했다. 대표적인 고밀도 천체로 꼽히는 중성자별은 기괴한 성질을 가진 천체로, 태양보다 엄청 무거운 질량의 별이 죽은 후에 남긴 유해 같은 것이다. 마치 큰스님의 다비 후 남긴 사리 같은 존재라고나 할까. 그런데 이 대항성의 사리인 중성자별은 도시만한 부피의 몸집에 질량은 무려 태양의 1.1 내지 3배에 달한다. 별의 모든 전자와 양성자가 중성자로 변환되어 어마어마한 밀도로 뭉쳐진 중성자별은 말 그대로 중성자로만 구성된 천체이다. 그러나 아직까지 중성자별은 그 크기 등 대부분이 신비에 싸여 있다. 그런데 최근 드라마틱한 중성자별 충돌이 관측됨으로써 그 신비의 베일이 조금씩 벗겨지고 있는 중이다. 지난 8월 17일, 레이저 간섭계 중력파 관측소(LIGO)와 유럽의 비르고(VIRGO) 프로젝트가 이 시공의 주름이라 일컬어지는 중력파를 탐지했다. 중력파는 일찍이 아인슈타인이 1세기 전에 예측했던 것으로, 이번에 관측된 중력파는 지구에서 1억 3000만 광년 거리에 있는 NGC 4993 은하에서 발산된 것이었다. 10월 들어 연구진은 두 개의 중성자별이 충돌하여 태양 질량의 2.74배가 되는 하나의 중성자별로 합체되면서 발산된 중력파라는 사실을 발표했다. LIGO가 그전에 블랙홀의 충돌로 인한 중력파를 관측한 적은 있지만, 중성자별의 충돌에서 나온 중력파를 관측한 것은 이것이 최초로 기록되었다. 과학자들은 이 중성자의 합병에서 나온 빛을 망원경으로 관측하는 데도 성공함으로써 천체물리학에서 멀티 메신저의 신기원을 열었다. 연구팀이 중성자별의 합병을 여러가지 모델로 컴퓨터 시뮬레이션을 해본 결과, 이 분야에서 이룬 새로운 연구성과는 지난주 천체물리학 저널 레터스(The Astrophysical Journal Letters)에 발표됐다. 시뮬레이션에 근거한 계산으로 인해 중성자별의 크기를 결정할 수 있게 되었으며, 나아가 최소 21.4km 크기에 태양의 1.6배 질량이 농축되어 있음이 밝혀졌다고 한 연구자가 전했다. 이는 성냥갑 하나만한 부피의 중성자별 물질이 무려 5조 톤에 달한다는 계산이다. 독일 하이델베르크 이론연구소 소속 안드레아스 바우슈바인 대표저자는 “우리는 머지않아 더 많은 중성자별 충돌을 관측할 수 있을 것으로 기대한다"면서 "중성자별의 내부구조에 대해서도 더 많은 정보를 얻게 될 것”이라고 밝혔다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

지난달 문재인 대통령이 지역 협력 다변화를 위해 밝힌 ‘신남방정책’과 최근 들어 부쩍 거론되고 있는 ‘인도·태평양 협력’으로 다시 주목받는 나라가 있다. 바로 세계 6위 경제대국인 인도다. 인도 역시 교역국 다변화와 지역 협력 강화를 통해 대중국 적자를 줄이고 과도한 서비스 중심 경제의 패러다임 변화를 시도하고 있다. 생산 가능 인구만 8억 5000만명에 이르는 풍부한 노동력과 자원을 가진 인도와 상대적으로 앞선 자본과 기술을 보유한 한국은 상호 보완성이 높다. 서로에게 풍부한 가능성과 기회의 나라가 될 수 있다. 우리의 신남방정책이 지향하는 역내 공동 번영과 평화를 실현할 천생연분 동반자 국가다.그러나 굳이 인도 출신의 세계적 경제학자인 판카즈 게마와트의 ‘케이지(문화, 행정, 지리, 경제) 거리’ 이론을 거론하지 않더라도 양국의 거리는 여전히 멀다. 가능성과 기회를 구체화하고 실현하기 위해서는 호시우보(虎視牛步)의 자세로 인도의 개혁 모멘텀에 올라타야 한다. 모디 인도 총리는 2014년 집권 직후부터 제조업 혁신, 도시화 촉진, 보건위생 개선 등 인도의 경제·사회 전반에 개혁을 추진하고 있다. 최근에는 ‘개혁, 성과와 변화’를 강조하며 구체적 성과 도출에 집중하고 있다. 제조업 육성책인 ‘메이크 인 인디아’(Make in India)를 통해 제조업 비중을 2022년까지 25%로 확대하려 한다. 인도가 집중 육성에 나선 자동차, 화학, 정보통신, 의약, 식품제조가공 등은 우리 기업들이 기술력과 비교우위가 있다. 삼성과 현대기아차는 인도의 프리미엄 휴대전화 시장과 자동차 시장에서 높은 점유율을 보이고 있다. 중국에서 철수한 롯데도 인도 투자를 늘리고 있다. 인도는 세계 제2위의 과일, 채소 생산국이다. 약 35%가 시장에 나오기 전에 썩어 버린다. 선진 콜드체인 시스템 기술과 운영 방식을 가진 우리 기업들이 협력할 수 있는 분야로 보인다. 그래서 지난달 23개국이 참가한 인도 최대 규모의 식품가공 박람회에 한국이 불참한 연유가 더욱 궁금하다. 장관급 인사가 이끈 일본은 60개 기업이 참가했다. 2011년 기준 도시 거주 인구가 31%에 불과한 인도는 2020년까지 100개의 스마트시티를 건설해 도시화와 경제성장 두 마리 토끼를 잡겠다는 야심 찬 계획을 발표한 바 있다. 주택, 에너지, 대중교통, 철도, 항만, 브로드밴드 등 인프라 건설 수요가 급격히 늘고 있다. 이미 건설에 착수한 12개 스마트시티에 미국의 시스코, 일본의 히타치, 독일의 지멘스 같은 거대기업들이 컨소시엄에 참여하고 있다. 인프라와 도시 건설에서 경험과 노하우를 축적한 우리의 공기업과 민간부문이 함께할 수 있을 것이다. 우리도 각별한 관심을 가진 사물인터넷, 데이터 분석, 클라우드 컴퓨팅, 핀테크 등 4차 산업혁명 선도 기술의 개발과 활용에 인도 역시 관심이 많다. 기업 가치가 1조원 이상인 유니콘 기업이 열 개나 있고 우수한 STEM(과학, 기술, 공학, 수학) 인재가 많은 인도와의 협력과 경쟁에 적극적으로 나설 필요가 있다. 대통령 직속 4차산업혁명위원회의 역할을 기대한다. 아울러 ‘깨끗한 인도’의 일환으로 2019년까지 첨단 정보기술(IT)을 장착한 75만개의 화장실이 설치될 계획이다. 불과 반세기 전 우리도 겪었던 문제다. 인도의 화장실 설치 노력에 공적개발원조와 대외경제협력기금의 유·무상 투자를 제안해 본다. 서울 G20 정상회의의 주요 성과 중 하나인 ‘개발’ 의제의 실질적이고 구체적 이행이 될 것이다. 우리가 국제사회에 약속한 선진국과 개도국 간 가교 역할에도 부합하는 일이다. 이렇듯 한·인도의 높은 협력 가능성에도 한국의 대인도 투자는 아직 본격화되지 않았다. 인도의 복잡한 규제, 노동법, 세제 등 열악한 기업 환경이 큰 원인이다. 현재 진행 중인 한·인도 포괄적경제동반자협정(CEPA) 개선 협상에서 철강, 화학 등의 수입규제 조치 완화, 관세행정 협력, 인도시장 추가 개방 등 투자 여건 개선을 이끌어 내야 한다. 인도는 주요 경제 파트너일 뿐 아니라 아태 지역과 아프리카까지 아우르는 해상 전략적 요충지다. 지역과 세계의 공동 번영과 평화를 위해 중요하다. 우리의 신남방정책과 만나는 지점이다.

“눈(雪)을 읽는 것은 음악을 듣는 것과 같다. 눈에서 읽은 내용을 묘사하는 것은 음악을 글로 설명하려는 것과 같다.”덴마크의 소설가 페테르 회가 1992년에 내놓은 ‘스밀라의 눈에 대한 감각’은 추리소설 역사상 가장 독특한 인물이 주인공으로 등장하며 가장 철학적이라는 평가를 받는다. 주인공인 스밀라는 유클리드가 쓴 ‘기하학 원론’을 소설처럼 읽는 과학자이면서 얼음과 눈의 미세한 변화나 차이에 대해서도 금세 알아차리는 놀라운 감각을 갖고 있다. “국경의 긴 터널을 빠져 나오자 설국이었다. 밤의 끝이 하얗게 됐다”로 시작하는 일본 작가 가와바타 야스나리의 작품 ‘설국’은 물론 동화작가 안데르센의 ‘눈의 여왕’까지 ‘눈’은 작가들이 가장 사랑하는 기상현상 중 하나로 꼽힌다. 기상청은 지난달 말 ‘3개월(12~2월) 기상 전망’을 발표하면서 12월과 내년 2월은 평년보다 많은 눈이 내릴 것이라고 예보해 ‘화이트 크리스마스’에 대한 기대감을 한껏 높였다. 구름 속 수분이 얼어 하얗게 떨어지는 기상현상인 ‘눈’은 단순해 보이지만 다양한 과학이 숨겨져 있다. 눈은 일반적으로 상층 기온은 영하권이고 지상 온도는 2도 이하일 때 내린다. 눈의 종류는 크게 ▲함박눈 ▲싸락눈 ▲가루눈 ▲진눈깨비 4가지로 나눌 수 있다.함박눈은 여러 개의 눈 결정이 붙어 눈송이를 만들어 내리는 것으로 1.5㎞ 상공의 기온이 영하 10도 이하일 때 만들어진다. 비교적 따뜻하고 습기 많은 공기에서 생긴다. 싸락눈은 흰색의 작은 얼음 알갱이가 떨어지는 현상으로 1.5㎞ 상공의 기온이 영하 20도 이하의 찬 공기에서 만들어진다. 가루눈은 밀가루처럼 잘 뭉쳐지지 않는 눈으로 습도와 기온이 낮고 바람이 강하게 불 때 많이 내린다. 이 때문에 싸락눈과 가루눈이 내리는 날은 함박눈이 내릴 때보다 훨씬 춥다. 진눈깨비는 상공의 기온이 높아서 눈이 내리다 녹아 비와 섞여 내리는 현상이다. 땅에 쌓여 있는 눈이 바람 때문에 날려 눈이 내리는 것처럼 보이는 현상도 있는데 ‘날린 눈’이라고 부른다. 눈의 종류는 이처럼 4가지에 불과하지만 지금까지 밝혀진 눈의 결정 모양은 6000여개가 넘는다. 우리가 흔히 알고 있는 눈 결정 모양은 눈송이 하나에 6개의 가지가 달려 있는 육각형 모양이지만 실제로는 바늘 모양, 기둥 모양, 장구 모양, 둥근 모양, 불규칙한 입체 모양 등 다양하다. 마치 사람의 지문이 모두 다른 것처럼 똑같은 종류의 눈이라도 눈이 만들어 내는 결정은 모두 제각각이다. 우리에게 가장 잘 알려진 별 모양의 눈 결정은 상공 1.5㎞의 기온이 영하 10~20도 사이일 때 만들어진다. 이보다 낮은 기온일 때는 기둥형태나 판상형 결정이 만들어지고 영하 10도보다 높을 때는 바늘이나 육각기둥 모양의 결정이 만들어지게 된다. 눈이 결정을 갖고 있다는 사실을 처음 밝혀낸 사람은 마법으로 알려진 연금술을 과학의 수준까지 높여 ‘닥터 우니베르사리스’(백과전서적 박사)라고 부르는 알베르투스 마그누스다. 마그누스는 1260년쯤 자신의 책에 ‘눈을 자세히 살펴보면 독특한 모양의 결정을 갖고 있다’고 기록했다. 눈송이가 육각형 계통의 결정이라는 사실을 밝혀낸 것은 1611년 ‘육각형 눈송이에 대해’라는 책을 쓴 천문학자 요하네스 케플러다. 케플러는 눈송이가 육각형 형태라는 것을 밝혀내기는 했지만 대칭성에 대해서는 설명하지 못했다. 그런데 1665년 현미경을 만들어 세포를 처음으로 관찰한 로버트 훅이 ‘별 모양의 눈 결정에서는 큰 가지에 뻗어 나온 작은 가지는 인접한 큰 가지와 평행하다’는 사실을 설명했다. 그 이후 1820년 영국의 포경업자 W 스코레스비가 96개의 눈꽃 결정을 찾아내고 1855년 영국의 기상학자 제임스 글레이셔가 151개의 눈 결정을 발견했다.그러나 눈 결정이 지문만큼 다양하는 사실을 밝혀낸 것은 미국의 농부이자 아마추어 눈 사진가 윌슨 벤틀리다. 벤틀리는 현미경을 사진기와 결합한 장치를 만들어 1931년 사망할 때까지 6000여종의 눈 결정을 찾아내 사진으로 남겼다. 이 중 3000종의 눈꽃 사진을 골라 ‘눈 결정’이라는 책을 펴내 아직까지 기상학의 교과서처럼 쓰이고 있다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

감지센서로 상수도 등 노후 파악 서울 성동구가 왕십리역 광장 반경 500m 지하에 전국 최초로 도로 함몰 사고 방지를 위한 ‘지하공간 안전관리시스템’(UGS)을 구축했다. 성동구는 “UGS는 내년 1월 시행되는 ‘지하안전관리에 관한 특별법’에 맞춰 선제적으로 구축한 것”이라며 “지반 침하로 인한 사고를 방지해 공공 안전을 확보하는 데 큰 도움이 될 것”이라고 5일 밝혔다. UGS는 지하매설물에 감지센서를 설치해 실시간 땅속에서 일어나는 이상 징후를 측정·감시하는 사물인터넷(IoT) 무선통신 기술이다. 구는 사업비 5억원을 투입, 지난 2월 ‘UGS융합연구단’과 협약을 맺고 UGS 구축에 착수했다. UGS융합연구단은 한국전자통신연구원(ETRI), 한국건설기술연구원, 한국철도기술연구원, 한국지질자원연구원 등 4개의 정부출연기관으로 구성됐으며, 과학기술정보통신부 국가과학기술연구회가 지원한다. 성동구는 상수도·하수도·지하철 등을 3D로 구현하고, 상수도관·철도구조물·지하수 유입로 등에 감지센서를 설치했다. UGS는 감지센서를 통해 실시간 전송된 정보를 토대로 시설물 안전성, 노후도 등을 분석해 사고 위험도를 알려준다. 구는 구청 통합상황실에서도 폐쇄회로(CC)TV를 통해 하수도관 상태를 확인하거나 지하수 수위, 지하철 유입수 수량, 지하철 선로 상태 등을 파악할 수 있도록 했다. 정원오 성동구청장은 “지하 안전에 대한 국민 불안이 고조되는 상황에서 미래형 도시안전관리시스템을 도입해 구민 불안감을 해소할 수 있게 됐다”며 “앞으로도 위험에 대비할 수 있는 다양한 안전시스템을 구축해 ‘안전 1번지, 성동’을 만들겠다”고 말했다. 김승훈 기자 hunnam@seoul.co.kr

같은 하늘 아래 세 개의 태양이라도 뜬 것일까. 최근 해외에서 신비한 대기 현상이 카메라에 포착돼 화제다. 지난 1일 유럽 기상정보 사이트 시비어 웨더 유럽(Severe Weather Europe)은 트위터와 페이스북에 이날 스웨덴 중부 벰달렌 스키장에서 촬영된 제보 영상을 공개했다. 페이스북에서만 지금까지 조회 수 624만 회를 기록 중인 이 영상은 이날 스키장을 방문한 루드비 룬딘이라는 이름의 한 남성이 스마트폰 카메라로 25초 동안 촬영한 ‘햇무리’(sun halo)로 불리는 대기 현상을 보여준다. ‘환일’로도 불리는 햇무리는 태양 주위에 나타나는 동그란 원을 말하는데 이번 영상에는 작은 원 모양의 ‘22도 무리’(22° halo)와 그 주위에 더 큰 원 모양의 ‘46도 무리’(46° halo)가 동시에 나타났다. 또한 22도 무리 좌우로 태양처럼 동그랗게 빛나는 두 점 ‘무리해’(sun dog, 44° parhelia)도 볼 수 있다. 이뿐만 아니라 태양을 가로지르는 수평선 모양의 ‘무리해 테’(parhelic circle) 역시 영상에 선명히 드러난다. 이런 햇무리는 태양이 새털구름(권운)과 같이 얇은 구름에 걸렸을 때 구름을 만드는 얼음 결정이 프리즘 역할을 해 나타나는 것으로 알려졌다. 영상이 공개된 페이스북에는 6400개가 넘는 댓글이 이어졌다. 한 네티즌은 “이런 현상을 보면 천사가 존재한다고 믿는 사람들이 있는 이유를 이해할 수 있다”고 말했다. 또 다른 네티즌은 “과학적인 이유는 모르겠고 이를 보면 누구라도 현실로 생각하지 못할 것”이라는 소감을 밝히기도 했다. 사진=Severe Weather Europe/페이스북 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

커다란 지느러미로 우아하게 바닷속을 헤엄치는 만타가오리. 우리나라에서는 쥐가오리로 불리는 이 아름다운 바다 생물의 움직임을 거의 완벽하게 재현한 로봇을 싱가포르 과학자들이 만들어내는 데 성공했다. 4일(현지시간) 로이터통신에 따르면, 싱가포르국립대(NUS) 기계공학과 츄치멩 박사팀이 PVC 시트로 유연성 있는 지느러미를 만들고 거기에 독자적인 모터를 탑재해 최대 10시간 동안 작동하는 수중 로봇 ‘만타드로이드’를 제작했다. 만타드로이드는 길이 35㎝, 너비 63㎝, 무게 0.7㎏의 제원으로, 실제 가오리처럼 납작한 몸체에 가슴지느러미, 그리고 두 개의 후방 방향타가 탑재돼 있다. 츄 박사는 만타드로이드의 유연성 있는 지느러미 덕분에 초당 7분의 1초 속도로 움직여 1초에 약 70㎝를 헤엄칠 수 있으며 최대 10시간 동안 작동할 수 있다고 설명했다. 연구팀은 지난 몇 년 동안 다양한 소재와 디자인으로 지느러미 40가지를 만들어낸 끝에 이번 만타드로이드를 개발해낼 수 있었다. 앞으로 연구팀은 실제 바다에서 만타드로이드를 테스트해 지느러미 메커니즘에 더 많은 움직임을 활용할 계획이다. 또한 이들은 두 배 더 큰 로봇도 개발하고 있다고 한다. 만타가오리는 자연계에서도 가장 우아하고 효율적으로 물속을 헤엄치는 생물체로 여겨진다. 이들은 수월하게 움직이기 위해 자신의 가슴지느러미를 펄럭거리며 거친 바다에서조차 유영해나가는 독특한 추진 방식을 갖추고 있어 오래전부터 과학자들의 관심을 끌었다. 이른바 생체모방형 이동(bio-locomotion)은 약 30년 동안 연구돼 왔다고 미국 리하이대학의 키스 무어드 기계공학·역학 조교수는 설명한다. 하지만 츄 박사의 만타드로이드와 같이 유연성 있는 지느러미를 만들어 생체모방 로봇 지느러미 주변의 유체 흐름과 유체와 구조 사이의 상호작용을 이해하는 데는 여전히 많은 연구가 필요하다고 무어드 조교수는 덧붙였다. 만타드로이드와 같은 로봇은 군의 정찰 목적 외에도 수중 지도 작성과 해저 조사에 도움이 될 것으로 보인다. 사진=NUSLife/유튜브(aosREUTERS 연합뉴스 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

지난달 미국 하와이에 출장 가는 중 기내에서 우연히 중국 톈옌(天眼) 망원경을 주제로 한 TV 다큐멘터리를 시청했다. 중국과학원 국가천문대는 구이저우(貴州)성에 구경이 500m인 세계 최대 전파망원경을 5년 만에 건설하고 2016년 9월 첫 관측을 성공적으로 수행했다. 최근 신문에 게재된 중국 과학 기술 진보에 관한 기사를 읽고 비로소 톈옌 망원경의 위상을 파악할 수 있었다. 중국은 전 세계 과학 기술 분야 논문 비중에서 미국 다음인 2위에 올랐고 상위 500개 슈퍼컴퓨터 보유 대수 면에서 지난 11월에는 미국을 앞질렀으며, 세계 최대 전파망원경 톈옌을 건설했다는 사실이 기사의 주요 내용이었다. 망원경은 각 분해능과 집광력이 탁월하다. 각 분해능이 높은 망원경은 눈으로 분별할 수 없는 관측 대상의 세밀한 부분까지 보여 준다. 망원경 지름이 클수록, 관측하는 빛의 파장이 짧을수록 각 분해능이 좋아진다. 집광력은 빛을 모으는 능력이다. 망원경의 구경이 클수록 집광력이 좋다. 집광력이 좋은 망원경은 어두운 천체를 관측할 수 있게 해 준다. 망원경의 구경을 크게 하면 각 분해능과 집광력을 동시에 높일 수 있다. 이 때문에 천문학자들은 구경이 큰 망원경을 만들기 위해 노력한다. 현존하는 가장 큰 광학망원경은 스페인 카나리섬에 건설된 대(大)카나리 망원경으로 지름이 10.4m이다. 그런데 이 망원경의 분해능을 획기적으로 높이는 방법이 있다. 두 전파망원경이 동시에 한 천체를 관측하면, 두 망원경 사이의 거리를 지름으로 하는 거대한 망원경이 갖는 분해능을 얻을 수 있다. 이 방법을 처음 고안한 영국 케임브리지대 교수였던 마틴 라일경은 1974년 노벨 물리학상을 받았다. 한국 초장기선 전파간섭계도 이 방법을 이용하고 있다. 이 간섭계는 연세대, 울산대, 탐라대에 설치된 세 개의 21m 전파망원경으로 구성되어 있다. 이 간섭계는 남한 전체 크기의 구경을 갖는 거대한 전파망원경과 같은 분해능을 갖고 있다. 이 개념을 확장해 한국, 일본, 중국의 전파망원경을 동시에 사용하는 동아시아 초장기선 전파간섭계가 만들어졌다. 이 간섭계는 달에 있는 승용차까지 분간할 수 있는 각 분해능을 갖고 있다. 현재 규모가 큰 초장기선 전파간섭계는 유럽, 미국, 동아시아 등이 보유하고 있다. 이 중 가장 빠르게 규모가 커지고 있는 간섭계가 동아시아 간섭계이다. 한국은 동아시아 간섭계의 자료를 처리하는 센터를 운영하고 있다. 그리고 세 개의 망원경을 더 건설해 동아시아 간섭계에 포함시키려는 계획을 갖고 있다. 동아시아 초장기선 전파간섭계는 향후 5년 내에 세계에서 가장 큰 규모의 전파간섭계로 발전할 것으로 기대된다.

현재 지구상에서 가장 멀리 날아간 태양계 무인 탐사선 보이저 1호의 ‘심장’을 과학자들이 되살리는 데 성공했다. AFP통신에 따르면, 미국항공우주국(NASA)은 1일(현지시간) 지난 1977년 발사돼 1980년 이후로 가동을 멈춘 보이저 1호의 분사 엔진을 37년 만에 움직이는 데 성공했다. 40년 전, 태양계 밖 거대 행성들을 탐사하기 위해 발사된 보이저 1호는 인류가 지구에서 가장 멀리 보낸 인공 물체로, 지구와의 통신을 계속해서 유지하려면 안테나의 방향을 미세하게 조정해야 한다. NASA는 “지구에서 130억 마일(약 210억 ㎞) 떨어진 곳에는 정비소가 없다”고 말했다. 이에 따라 NASA 산하 제트추진연구소(JPL)의 전문가들은 1980년 11월 8일을 마지막으로 사용하지 않은 백업 엔진 4기를 작동하기로 했다. 크리스 존스 선임 기술연구원은 “보이저 탐사팀은 몇십 년 전의 오래된 데이터를 발굴, 구식 어셈블리 언어로 데이터화 된 소프트웨어를 검토함으로써 백업 엔진을 확실히 안전하게 검사할 수 있게 했다”고 말했다. 이들 전문가는 지난달 28일 백업 엔진의 검사를 시작했다. 그리고 19시간 35분 뒤 검사 결과가 미국 캘리포니아주(州) 골드스톤에 설치된 안테나에 도착, 엔진이 제대로 작동함을 확인했다. 백업 엔진의 가용 여부를 입증함으로써 보이저 1호의 수명은 2~3년 더 늘어났다. NASA는 앞으로 이번 검사를 보이저 2호에도 적용할 계획이다. 현재도 매일 보이저 1호에서 데이터가 도착하고 있어 앞으로 약 10년 동안은 데이터가 우리에게 날아올 것이다. 보이저 1호는 쌍둥이 보이저 2호와 함께 각각 3개의 플루토늄 원자력 배터리를 탑재하고 있다. 따라서 이 원자력 배터리의 수명이 다할 때까지 항해를 거듭해 나갈 것이다. 사진=NASA/JPL-칼텍 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

전기·가스로 뇌 자극해 공포감 삭제 ‘제논 가스’로 새로운 기억 만들기도 세계 각국 연구진 연구결과 쏟아내 20년 전 시작된 ‘가상현실 치료법’도현대인은 끔찍한 범죄와 테러, 자연재해 등에 시시각각 노출돼 살아간다. 이 과정에서 원치 않게 겪은 경험과 기억은 뇌에 강제 저장되고, 이러한 나쁜 기억은 인간의 일상을 어지럽히고 망친다. 전쟁을 겪은 군인은 고막을 울리는 큰 소리만 나도 갑작스럽게 주변 사람을 공격하거나 불안에 떨고, 성폭행을 겪은 여성은 사람들로 붐비는 길거리에서 남성과 스치기만 해도 공포와 두려움에 무너져 내린다. 지진과 화산으로 가족의 울타리를 잃은 아이, 교통사고로 신체 일부를 잃은 운전자도 마찬가지다. 어쩌면 지워지는 것이 더 나을지도 모를 그날의 기억에서 좀처럼 벗어나지 못한다. 이러한 기억은 결국 트라우마가 되고 외상후스트레스장애(PTSD)로 발전한다. 우리 뇌에서 나쁜 기억을 저장하고 이것을 트라우마화(化)하는 데 가장 중심적 역할을 하는 부위는 대뇌에 있는 아몬드 모양의 편도체다. 편도체가 손상된 인간과 일부 동물은 감정, 특히 공포를 느끼지 못한다. 예컨대 편도체 또는 편도체의 시냅스(2개의 신경세포가 접합하는 부위)가 망가진 쥐는 고양이가 자신을 잡아먹는 그 순간까지 공포를 느끼기는커녕 장난을 친다. 이러한 발견을 토대로 세계 각국 연구진은 뇌의 특정부위를 전기 또는 레이저, 가스로 자극해 공포심 또는 공포심을 준 나쁜 기억에 대한 공포를 억제하고, 더 나아가 이를 지울 수 있다는 연구 결과들을 쏟아내고 있다. 미국 하버드대 의대 연구진은 2014년 제논 가스에 노출된 쥐들에게서 공포를 느끼던 환경에 대한 반응이 지속적으로 감소하는 현상을 발견했다. 무색·무취의 불연성 기체인 제논 가스는 의료용부터 가구 제작까지 폭넓게 사용되는 가스인데, 이것에 노출되면 공포의 기억과 관련된 특정 단백질 수용체를 차단해 나쁜 기억을 없애준다는 것이다. 트라우마가 된 기억을 떠올리는 순간, 제논 가스가 뇌가 해당 기억을 완전히 차단하고 새로운 기억을 만들도록 유도할 수 있다는 것이 연구진의 설명이다. 이 밖에도 레이저나 전기 자극을 나쁜 기억 지우개로 활용하면 트라우마를 완화시킬 수 있다는 연구결과는 쏟아지고 있지만, 대부분은 쥐 등 동물을 이용한 실험이다. 두개골을 열고 복잡한 회로로 이뤄진 뇌에서 ‘공포기억 저장소’를 찾는 일은 여전히 쉽지 않기 때문이다. 전문가들이 보다 완벽하고 안전한 나쁜 기억 지우개를 찾는 사이, 지금 이 순간에도 셀 수 없을 만큼 많은 사람들이 나쁜 기억과 연관된 트라우마에 시달리고 있다. 트라우마로 인한 PTSD는 시각과 청각, 촉각, 미각 등 다양한 경로로 발현되며 이는 한 사람의 일상을 완전히 무너뜨리기에 충분하다. 영국 브리티시컬럼비아대학 연구진이 지난해 50대 이상 성인 4598명을 대상으로 조사한 결과, 어린 시절 학대나 따돌림 등의 경험으로 트라우마가 생긴 사람일수록 노화 및 수명과 직접적으로 연관이 있는 텔로미어의 길이가 짧다는 것을 확인했다. 즉 다양한 트라우마적 문제들이 몸에 각인처럼 남고, 이것이 텔로미어의 길이를 짧아지게 해 수명을 단축시킨다는 것. 자녀의 죽음이나 목숨을 위협하는 사고 또는 질병, 신체적 공격 등의 외상적 사건을 겪은 여성은 이러한 사건을 겪어보지 않은 여성에 비해 비만이 될 위험이 11% 높다는 미국 캘리포니아대학의 연구결과도 있다. 수명에도 영향을 미칠 수 있다는 나쁜 기억을 지우는 것에 있어서 최근 각광받는 기술이 바로 ‘가상현실 치료’다. 1990년대 중반에 처음 시작된 이 치료법은 과학의 발전으로 더욱 현실감이 높은 가상현실을 만들어냄으로써 전쟁 및 테러 생존자들에게 꾸준히 실시되고 있다. 무엇보다도 중요한 것은 나쁜 기억을 정면으로 직시하고 이를 뛰어넘게 도와주는 주위의 손길이다. 이 과정에서 전문가 처방에 따른 약물의 도움을 받는 것을 부끄럽거나 감춰야 하는 또 다른 비밀이라고 인식하지 않도록 도와야 한다. 망각을 두고 ‘신의 선물’이라 부르기도 한다. 때로는 망각이 기억보다 더 나을 때가 있을지도 모른다. 하지만 시간이 흘렀다고 다 잊혀졌을 거라는 섣부른 판단은 금물이다. 이미 몇 년의 시간이 흐른 세월호 참사나 경주·포항 지진 피해자들에 시간은 단순히 숫자에 불과하다. 기억, 그것도 나쁜 기억의 생명력은 생각보다 질길 수 있다. 망각은 신의 선물일 수 있지만, 그 선물을 언제, 어떻게 받고 쓸지 결정하는 것은 인간 그 자신이다. huimin0217@seoul.co.kr

바퀴의 발명은 종종 문자나 불의 발명에 비교될 만큼 인류 문명사에 획기적인 발명으로 손꼽힌다. 바퀴의발명 덕에 수레에서 자동차까지 다양한 운송 수단이 개발됐고, 이는 문명사회를 발전시키는 데 매우 큰 영향을 미쳤다. 바퀴를 이용한 차량은 사실 지구를 넘어 인류가 발자국을 남긴 적이 없는 화성까지 진출했다. 바로 미 항공우주국(NASA)의 로버들이 그 주인공이다. 6개의 금속 바퀴를 이용한 NASA의 로버들은 수리 없이도 10년 이상 이동이 가능하다는 것을 입증했다. NASA의 엔지니어들은 타이어 교체가 불가능한 화성의 환경에서 금속판으로 만든 바퀴가 더 유용할 것으로 보고 처음부터 이를 적용했다. 작은 구멍만 나도 기능이 크게 손상되는 고무 타이어와 달리 금속 바퀴는 금속판 일부가 부서져도 심각하게 파손되기 전까지는 기능을 유지한다. 하지만 이런 금속 바퀴에 단점이 없는 것은 아니다. 최초의 화성 로버인 소저너부터 스피릿, 오퍼튜니티를 거쳐 큐리오시티에 이르기까지 NASA의 로버들은 계속해서 무거워졌다. 더 많은 탐사 장비를 탑재하기 위해서는 어쩔 수 없는 일이지만, 그 결과 소저너 로버는 10kg에 불과했던 반면 큐리오시티 로버는 899kg에 이른다. 아무리 화성의 중력이 지구의 1/3 정도라도 장시간 거친 지형에서 무거운 로버를 이동시키면 바퀴의 마모가 심해질 수밖에 없다. 실제로 큐리오시티 로버의 바퀴는 생각보다 손상이 심한 상태다. NASA의 연구팀은 이 문제를 해결할 새로운 바퀴 디자인을 개발 중이다. 연구팀이 큰 기대를 걸고 있는 바퀴 디자인은 복원력이 좋은 그물 망사(mesh) 방식의 바퀴다. 언뜻 보기에는 기존의 금속 바퀴보다 내구성이 약해 보이지만, 여기에는 최신의 형상 기억 합금 기술이 적용되어 있다. 딱딱한 금속판과 달리 그물망 방식의 바퀴는 타이어와 비슷하게 울퉁불퉁한 표면에서 충격을 흡수하고 본래 모습으로 복원된다. NASA가 개발한 니켈 티타늄 형상 기억 합금은 내구성과 복원력 모두가 우수해 장시간 사용했을 때 지금의 금속 바퀴보다 더 오래 기능을 유지할 수 있을 것으로 기대된다. 하지만 미세한 모래가 많은 화성의 환경에서 과연 이런 그물망 방식의 바퀴가 장시간 제 기능을 유지할지 검증이 필요하다. NASA의 연구팀은 화성과 비슷한 환경에서 기존의 금속판 바퀴와 그물망 바퀴의 내구성과 성능을 비교하고 있다. 아직 결과는 최종 나오지 않았지만, 현재까지 반응은 긍정적이다. 어쩌면 미래 NASA의 로버들은 이런 독특한 바퀴를 탑재하고 다른 행성과 달의 표면을 누빌지도 모른다. 이런 창의적인 생각이야말로 미국이 우주 개발에서 앞서가는 비결 가운데 하나일 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com　

2017년은 펄서(pulsar·pulsating radio star)가 최초로 발견된 지 50년째가 되는 해이다. 지금까지 발견된 펄서의 수는 약 2,600개에 이른다. 물론 거의 우리은하 내에 있는 것들이다. 과학자들은 펄서를 이용해 저주파 중력파를 탐지하여 우리은하의 구조를 연구하고 일반상대성 이론을 검증하기도 한다. 펄서 발견 50주년을 맞아 호주 연방과학산업연구기구(CSIRO) 소속의 조지 홉스 등 과학자들이 기고한 칼럼이 지난달 29일자 스페이스닷컴에 발표되었다. 이 기구에서 운용하는 파크스 전파망원경은 현재까지 발견된 펄서의 거의 절반을 발견하는 개가를 올렸다. 펄서란 과연 어떤 천체이며, 펄서의 발견이 천문학사에서 어떤 의미가 있을까? 펄서 발견 50주년을 기념하는 이들의 칼럼을 요약해 소개한다. 박사과정 여학생이 최초로 발견했다 맥동전파원(脈動電波源)으로 불리는 펄서는 회전하는 작은 별이다. 놀랍게도 성분이 모두 중성자로 이루어진 천체로, 보통의 항성이 폭발로 생을 마감한 후 뒤에 남겨지는 속고갱이 같은 별이다. 중성자별의 밀도는 성냥갑 하나 부피의 물질이 무려 5조 톤에 달한다. 그러나 지름은 겨우 30km 정도로, 초당 수백 회에 이르는 회전을 하면서 라디오파나 X-선 빔을 우주공간으로 쏘아댄다. 이 빔이 지구 쪽으로 향하면 우리는 비로소 펄서 존재를 확인할 수 있는 것이다. ​ 1967년 중반, 사람들이 한창 여름휴가를 즐기고 있을 때 영국 케임브리지 대학의 박사과정에 있는 젊은 여학생은 전파망원경 제작에 땀을 흘리고 있었다. 천문학자들이 다이폴 어레이(dipole array)라 하는 쌍극자 안테나를 가리키는데, 이 안테나가 차지하는 영역은 약 2헥타르로, 정구장 57개에 해당하는 면적이다. 전파망원경은 7월에 완성되었다. 24살의 조슬린 벨 학생(지금은 조슬린 벨 경이다)은 전파망원경의 운용과 함께 망원경이 생산하는 데이터를 분석하는 작업을 맡았다. 데이터는 펜으로 종이 위에 그리는 그래프 같은 형식으로 출력되었는데, 이 같은 그래프가 하루에 거의 30m는 쏟아져나왔다. 조슬린은 이 데이터를 눈으로 분석했다. 그래프 위에 나타난 기묘한 ‘꺾임’(cruff)은 이렇게 눈으로 발견된 것이었다. 그러나 이 발견은 그냥 스쳐지나갔다. 다른 발견들이 보통 그렇듯이 이 발견의 진가가 드러나는 데는 시간이 걸렸다. 1967년 11월 28일, 소슬린과 그녀의 지도교수 앤터니 휴이시는 기묘한 시그널을 보여주는 데이터를 하나 잡았다. 조슬린은 비로소 그 ‘꺾임’이 3분의 1초에 한 번씩 일어나는 일련의 펄스라는 사실을 알아챌 수 있었다. 이로써 조슬린과 휴이시는 펄서를 발견했던 것이다. 조슬린은 다른 세 개의 펄스 원을 더 찾아냈다. 이것은 외계 문명의 ‘작은 녹색 사람들’로부터 보내진 신호라는, 다소 이색적인 해석을 물리치는 데 도움이 되었다. 펄서의 발견에 관한 논문은 1968년 2월 24일 ‘네이처’지에 발표되었다. 나중에 펄서의 발견에 대해 수여된 1974년의 노벨 물리학상 수상자에 휴이시와 동료 마틴 라일이 선정되었지만 최초의 발견자인 조슬린 벨은 포함되지 않았다. 이것은 뒤에 노벨상이 가장 불공정하게 수여된 것이라는 비판을 받는 등, 두고두고 많은 논란을 불러일으켰다. '펄서, 과연 어떤 천체인가?' 그렇다면 과연 펄서란 무엇이며, 어떻게 작동하는 걸까? 과연 펄서도 일반적인 항성이라 할 수 있을까? 그러나 아직까지 펄서에 대해서는 밝혀진 것보다 밝혀지지 않은 것이 더 많을 만큼 불가사이한 존재다. 초고속, 또는 초저속으로 회전하는 고밀도의 펄서는 물질이 고밀도 상태에서 어떤 구조를 하고 있는가에 대한 비밀을 품고 있다. 이러한 극단적인 경우를 찾기 위해 우리는 많은 펄서를 찾아야 할 필요가 있다. 펄서는 대체로 쌍성계를 이루며 서로의 둘레를 공전하는데, 이 동반성의 본질은 우리가 펄서의 형성 내역을 이해하는 데 도움이 된다. 우리는 펄서가 무엇으로 이루어져 있으며, 어떻게 작동하는가에 대해 제법 많은 진척을 이루었지만, 그래도 펄서는 여전히 신비에 감싸인 존재라고 할 수 있다. 펄서를 연구하는 과학자들은 펄서의 실용적인 용도를 찾아내기도 한다. 예컨대 펄서의 맥동 타이밍은 전 우주의 저주파 중력파를 감지하는 방법으로 추진되고 있으며, 또한 우주에서 물질의 밀도가 높은 영역을 통과 할 때 펄스 신호가 변경되는 방식을 살펴봄으로써 우리은하의 구조를 측정하는 데 사용되기도 한다. 펄서는 또한 아인슈타인의 일반 상대성 이론을 테스트 할 수있는 가장 훌륭한 도구 중 하나이기도 하다. 상대성 이론은 천문학자들이 할 수있는 가장 정교한 검증을 모두 통과하여 100년 이상 건재를 과시하고 있다. 그러나 우주가 어떻게 작동하는지에 대한 우리의 가장 성공적인 이론인 양자역학과는 아귀가 잘 맞지 않는다. 과학자들은 그래서 상대성 이론의 작은 결점이라도 찾아내기 위해 분투하고 있는 중이다. 펄서는 이 문제를 풀 수 있도록 도움을 줄 수 있다고 과학자들은 믿고 있다. 지금도 천문학자들에게 날밤을 새게 하는 것은 블랙홀 주변의 궤도에서 펄서를 찾아내고자 하는 열망이다. 이것은 일반 상대성 이론을 검증할 수 있는 가장 이상적인 시스템이기 때문이다. 어쨌든 펄서의 발견은 우주에 대한 인류의 이해를 크게 바꾸었으며, 그 진정한 중요성은 여전히 미지인 채로 펼쳐져 있다고 할 수 있다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　　

북한이 지난 29일 발사한 대륙간탄도미사일(ICBM)급 미사일을 ‘화성15형’이라고 밝히면서 이번 도발 직전까지 미 전역을 타격할 수 있는 미사일로 추정됐던 ‘화성13형’을 둘러싼 궁금증이 커지고 있다. 북한이 의도적으로 화성13형 설계도까지 공개하며 도발을 예고했지만 기술적 한계에 부딪혀 개발 일정이 연기됐거나 아예 중단한 것 아니냐는 분석도 나온다. 북한 매체들은 지난 8월 김정은 노동당 위원장의 국방과학원 화학재료연구소 시찰 소식을 전하면서 김 위원장 뒤쪽 벽에 걸린 화성13형 도면을 슬쩍 공개했다. ●무수단 엔진 대신 백두산 계열 성공 도면 속 화성13형은 2개의 엔진을 결합한 3단 미사일 형태였다. 당시 전문가들은 도면을 근거로 화성13형이 미 본토 타격이 가능한 사거리 1만 2000㎞급 ICBM이라고 추정했다. 화성13형이 공개된 이후 군 당국과 정보 당국은 북한이 화성12형·14형 도발에 이어 화성13형을 쏘아 올릴 가능성이 크다고 전망했다. 그러나 북한은 이번에 쏜 미사일이 화성15형이라고 밝혔다. 북한은 그동안 공개적으로 화성13형에 대해 언급한 적이 없다. 일각에서는 북한이 정보 당국에 혼선을 줄 목적으로 가짜 도면을 노출한 게 아니냐는 관측도 나왔다. 전문가 사이에서도 분석은 갈린다. 신종우 한국국방안보포럼 선임분석관은 30일 “화성13형은 북한이 기존에 가진 노동이나 무수단 미사일 엔진을 3단으로 개발하려 한 것인데 무수단 등은 기술적 문제가 있다고 알려졌다”면서 “대신 백두산 계열 엔진을 장착해 화성15형 발사에 성공했기 때문에 화성13형 개발은 정지된 것으로 볼 수 있다”고 설명했다. ●북극성3형 도면 공개했지만 발사 없어 그럼에도 핵운반체 다종화에 열을 올리는 북한이 화성13형을 포기하지 않을 것이란 분석도 있다. 김대영 한국국방안보포럼 연구위원은 “지금은 굳이 화성13형을 등장시킬 필요가 없지만 예상치 못한 시점에 나올 가능성도 아예 배제할 수는 없다”고 설명했다. 아울러 북한은 지난 8월 화성13형과 함께 고체연료를 사용하는 ‘북극성3형’의 도면도 공개했지만 아직 발사 소식을 전하지는 않았다. 강병철 기자 bckang@seoul.co.kr 이주원 기자 starjuwon@seoul.co.kr

우리나라의 정보통신기술(ICT) 부문 공적개발원조(ODA) 사업의 성과를 되돌아보고 향후 사업 수행 방향을 논의하는 워크숍이 열린다. 정보통신정책연구원(KISDI, 원장 김대희)은 오는 12월 1일 오후 2시부터 서울대학교 글로벌컨벤션센터에서 정보통신산업진흥원(NIPA), 한국전파진흥협회(RAPA), 한국정보화진흥원(NIA) 등과 공동으로 ‘2017 ICT 공적개발원조(ODA) 사업 성과공유 워크숍’을 개최한다고 30일 밝혔다. 이번 행사는 과학기술정보통신부 구주아프리카협력담당관 ICT ODA 사업 참여기관 및 기업 관계자 70여명을 대상으로 성과를 공유하고, 향후 사업 수행방안을 논의하는 자리다. 그동안 과학기술정보통신부는 정보통신정책연구원(KISDI), 정보통신산업진흥원(NIPA), 한국전파진흥협회(RAPA), 한국정보화진흥원(NIA) 등 ICT ODA 사업을 수행하는 기관을 통해 정보통신방송 정책자문, 정보통신방송전문가 초청연수, K-Lab 설치 및 운영, 방송환경 개선 지원, 정보접근센터 구축, 해외IT정책결정자 협력채널 운영 프로그램을 수행해왔다. 세션 1에서는 각 기관별로 사업 성과를 발표하며, 세션 2에서는 패널토의를 통해 ICT ODA 성과 제고 방안을 논의한다. 이번에 공유되는 사업들은 정부의 대(對)개도국 대상 ODA 노력의 일환으로 한국의 ICT 발전 경험과 지식을 협력국과 공유해 글로벌 정보격차 해소에 기여하고, 개도국 현지에 친한국적 정책 환경과 네트워크를 구축해 국내 기업의 해외진출 기반을 조성하고 있다. 또 이번 워크숍은 기존 별개의 행사로 운영되던 적정기술국제컨퍼런스와 연계해 과학기술·ICT ODA 사업 전반의 성과를 공유하는 행사로 확대 개편됐다. 정보통신정책연구원은 2002년부터 현재까지 27개국에서 총 73건의 개도국 정보통신방송 정책자문 사업을 수행해오고 있다. 워크숍에서는 정책자문 사업에 대한 개요와 주요 성과를 소개하고 2018년도 사업 추진방향을 발표한다. 정보통신정책연구원 관계자는 “이번 워크숍을 통해 ICT 분야 국제개발협력 사업 참여기관 및 민간을 대상으로 사업 효과성 제고와 향후 사업 수행 방향에 대한 의견을 수렴할 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

히말라야 산맥에서 간혹 목격했다는 전설의 설인 또는 반인반수로 알려진 ‘예티’가 그냥 ‘곰’이라는 연구결과가 나왔다.미국 뉴욕주립대 버팔로캠퍼스 생물학과 샬럿 린드크비스트 교수팀은 전설의 설인이 알고보면 아시안 블랙, 티베트 브라운, 히말라야 브라운 3종의 곰 중 하나에 불과하다는 연구결과를 영국왕립학회에서 발행하는 국제학술지 ‘영국왕립학회보B’ 28일자에 발표했다. 20세기 들어서 히말라야를 등반하는 서양인들이 많아지면서 영국과 미국을 중심으로 설인(雪人) ‘예티’의 전설이 퍼졌다. 이 때문에 1950년대에는 설인을 찾으려는 목적의 산악원정만 2차례 이상 있었고 그 이후에도 꾸준히 설인을 목격했다는 주장이 나오고 있다. 린드크비스트 교수는 2014년과 2015년에도 히말라야 설인이 곰이라는 내용의 논문을 발표했지만 이번 연구는 그동안 설인이 남긴 것으로 알려진 뼈와 이빨, 피부, 털, 분변 등에서 채취한 DNA를 분석해 좀 더 정확성을 높였다. 연구팀은 곰으로 밝혀진 23마리의 표본의 미토콘드리아 유전체를 재구성해 지역별 진화과정을 규명했다. 그 결과 티베트 고원에 사는 갈색 곰과 히말라야 서쪽에 사는 갈색 곰이 빙하기인 65만 년 전에 분리된 뒤 별개의 종으로 진화한 것으로 밝혀졌다.이 때문에 히말라야 브라운 곰의 털은 적갈색을 띠면서 목에 흰색 털을 자랑하는 티베트 브라운보다 색깔이 밝다는 것이다. 그 때문에 설인으로 착각하기 쉽다는 것이 연구팀의 설명이다. 린드크비스트 교수는 “미확인 동물이 존재했다는 확실한 증거가 없다고 하더라도 그들이 살았을 수 있다는 가정을 완전히 배제할 수는 없다”며 “설인이 없다는 과학적 증거가 나오더라도 사람들은 미스터리를 여전히 좋아하고 믿을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

개는 우리와 직접 말할 수 없다. 하지만 오랫동안 함께 살면서 우리와 의사소통하는 데 도움이 되는 특별한 ‘시그널’을 개발한 듯하다. 개는 화가 난 사람의 얼굴을 보면 즉시 혀를 날름거리는 행동 반응을 보일 가능성이 크다는 게 새로운 연구에서 확인됐다. 반면 화가 난 상대방이 사람이 아닌 다른 개일 경우 이런 행동을 할 가능성은 낮았다. 영국 링컨대와 브라질 상파울루대 연구팀은 연구를 통해 개가 혀를 날름거리며 입술을 핥는 행동은 화가 난 사람의 얼굴을 봤을 때 의사소통을 시도하는 것이며, 사람의 감정을 인식하는 것과 연관성이 있음을 밝혀냈다. 물론 개가 혀를 날름거리는 행동은 종종 입 주변에 묻은 음식물을 먹거나 불안을 느낄 때 나타나는 반응과도 관련이 있지만, 이번 연구는 화가 난 상대의 얼굴을 봤을 때 보이는 이런 행동은 일종의 ‘시그널’로 작용할 수 있다고 제안한다. 이번 연구에서는 실험에 참여한 개들에게 각각 사람과 개의 긍정적이거나 부정적인 시각 자극, 그리고 청각 자극을 줬다. 그 결과 개들은 사람의 시각 자극과 청각 자극에 더 반응했다. 대체로 개는 화가 난 사람의 얼굴을 봤을 때 혀를 날름거리는 행동을 자주 보였다. 이에 대해 연구를 이끈 상파울루대의 나탈리아 알부케르키 연구원은 “개가 혀를 날름거리는 행동은 화가 난 얼굴이라는 시각적 단서에서만 나타났다”면서 “그 얼굴이 사람일 경우 그런 행동을 자주 했다”고 설명했다. 이와 함께 “이번 연구에서 가장 중요한 점은 개가 혀를 날름거리는 행동은 개가 부정적인 감정을 인식하고 있는 것과 관련이 깊음을 보여준다”고 말했다. 또한 연구팀은 개들이 혀를 날름거리는 행동은 몇천 년 동안 개들이 사람과 함께 살면서 생겼을 가능성이 있다고 말한다. 실제로 최근 몇몇 연구는 개들이 감정적인 정보를 기능적으로 이해할 수 있다는 증거를 발견했다. 예를 들어 지난달 나온 연구에서는 개가 사람의 마음을 움직이기 위해 마치 강아지처럼 눈을 크게 뜨는 경향이 있음을 밝혀냈다. 이제 과학자들은 이번 연구 역시 개와 사람 사이에 감정적인 의사소통이 가능하다는 기존 생각을 뒷받침한다고 말한다. 또한 이번 연구는 우리가 개들의 감정 세계를 더 잘 이해하도록 도울 수도 있다. 이번 연구에 참여한 대니얼 밀스 링컨대 교수는 “사람은 종내 및 종간 상호 작용 모두에서 매우 시각적인데 개의 시야는 우리보다 훨씬 흐릿하므로 우리는 종종 개가 다른 감각을 사용해 감정 세계를 이해한다고 생각하는 경향이 있다”면서 “그렇지만 이번 결과는 개가 특히 인간과의 의사소통을 쉽게 하기 위해 혀를 날름거리는 시각적인 보여주기를 사용할지도 모른다는 것을 보여준다”고 말했다. 이번 연구 결과는 동물행동 학술지인 ‘행동과정’(Behavioural Processes) 온라인판 최신호에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr