국내 51%, 15% 국외요인은 “북한 경유”장 원장, 고농도 시기 국외 요인에 묻자“과학원 측정으로는 중국발 70~80%”한국의 초미세먼지 발생의 30% 정도가 중국에서 왔다는 것을 인정한 한중일 3국 공동연구 보고서가 처음 나왔다. 국내 자체 발생 요인은 절반 이상인 51%를 차지했다. 장윤석 국립환경과학원장은 20일 한중일 3국의 ‘동북아 장거리 이동 대기오염 물질 국제공동연구(LTP) 요약 보고서’ 발간 직후 정부세종청사에서 열린 기자단 간담회에서 “국내 초미세먼지 발생의 30% 정도가 중국발이라는 점을 3국 공동연구에서 인정했다”며 공동연구 보고서의 의의를 밝혔다. 이번 보고서는 한중일이 2000년부터 추진한 연구를 3국 정부가 함께 검토해 발간한 최초 보고서다. 장 원장은 “한중 책임 공방은 되도록 배제했다. 국민들이 알고 있는 여러 기여율은 정확한 값이 아닐 수 있다”면서 “이번 기여율은 3국 과학자들이 연구하고 합의한 비율로, 현재까지는 그나마 가장 정확한 값이라 할 수 있다”고 말했다. 보고서는 한중일 연구진이 각각 분석 모델을 돌려 각국 미세먼지 발생 요인 기여율을 분석한 뒤 산출한 평균치를 담았다. 보고서에 따르면 2017년 연평균 국내 초미세먼지(PM-2.5)의 32%는 중국발로 분석됐다. 국내 요인은 51%, 일본발은 2%로 나타났다. 나머지 15% 국외 기여율에 대해서는 “대부분 북한을 경유하는 미세먼지로 보면 된다. 몽골, 동남아시아에서 오는 것까지 포함된다”고 설명했다. 일각에서는 고농도 시기에 국외 요인이 어느 정도나 되는지에 대한 연구 결과가 빠졌다는 지적이 제기됐으나 장 원장은 미흡하지만 나름의 성과가 있다고 강조했다. 장 원장은 고농도 시기의 중국발 영향에 대해서는 “사례별로 조금 다르다”면서 “과학원에서는 고농도 시기 국외 요인 기여도가 70∼80%가 된다고 발표한 적이 있고, 그때 중국 영향이 상당히 많다”고 말했다.강주리 기자 jurik@seoul.co.kr

‘2020 브레이크스루상’ 시상식이 지난 4일 미국 캘리포니아 실리콘밸리에 있는 미국항공우주국(NASA) 에임스연구센터에서 열렸다. 올해 8회를 맞은 이 상은 러시아 출신 백만장자 사업가 유리 밀너가 설립하고 페이스북 창업자 마크 저커버그, 구글 창업자 세르게이 브린, 알리바바그룹 창업주 마윈 등이 참여한 재단이 물리학, 생명과학, 수학 분야 과학자를 선발해 매년 총 2100만 달러가 넘는 상금을 주는 전례 없는 규모의 기초과학 분야 상이다. 상금 규모보다 눈길을 끄는 것은 아카데미상 시상식 같은 분위기다. 코미디언이자 미국 인기 토크쇼 진행자인 제임스 코든이 사회를 보았고, 막간에는 다양한 공연이 이어졌다. 해당 영상은 유튜브와 페이스북에서도 찾아볼 수 있다. 코든은 저커버그에게 짓궂은 농담을 던지며 시상식을 시작했다. 저커버그는 카메라에 잠깐 굳은 표정을 보이기는 했지만, 이내 밝은 얼굴로 물리학 분야 수상자인 ‘사건 지평선 망원경팀’(EHT)에 직접 시상을 했다. 사업단장인 하버드대 셰퍼드 돌먼 박사가 대표로 수상했다. 그가 받은 상과 상금 300만 달러는 필자를 포함해 해당 프로젝트에 참여한 연구자 전원이 공평하게 나누어 갖기로 했다. 현장에 초대받은 돌먼 박사 등 2명을 제외한 참여 연구자 345명은 유튜브로 시상식을 지켜봤다. 각 분야 수상자들을 제외하고는 시상식장은 대부분 영화배우 등 셀럽으로 채워졌다. 기초과학 연구가 ‘힙’하다는 것을 대중에게 보이려고 하는 설립자 의도와 달리 기초과학자들의 겉모습이나 태도가 시상식에는 어울리지 않는다고 누군가 조언하지 않았을까 하는 생각이 들었다. 셀럽들이 기초과학자들의 업적을 축하해 주는 모습을 보는 것도 나쁘지는 않았다. 기초과학의 중요성을 이해하는 사회와 사람들 덕분에 연구자들이 안정적인 환경에서 연구하고 있기 때문이다. 가끔 기초과학 홀대와 박봉을 한탄하는 이야기를 듣는다. 필자 역시 수입이 더 많아지기를 바라지만 지금은 생활이 안정되지 않으면 바른 마음을 지키기 어렵다는 뜻의 ‘무항산무항심’(無恒産無恒心)을 말할 상황은 아니다. 물론 조금 더 즐겁게 연구할 환경, 각자 추구하는 가치가 더 존중받는 사회가 되기를 바란다. 다음 세대 연구자들에게 더 나은 환경을 제공할 책임의 한 부분은 현재 우리 연구자들에게 있다는 생각이다.

“기초과학연구원(IBS)는 최고의 과학자들이 모여 최고 수준의 연구를 하는 집단이다. 연구비도 국내에서 최고 수준으로 주어지는데 연구비가 많은 만큼 기관은 물론 개별 연구자들도 책임감을 무겁게 느껴야 한다.” 지난 9월 10일 취임한 최기영 과학기술정보통신부 장관은 18일 서울 여의도 한 음식점에서 취임 후 첫 기자간담회를 갖고 이 같이 밝혔다. 최 장관은 “연구자들에게 연구비 집행같은 행정적 문제까지 맡다보니 문제가 발생하는 것”이라며 “연구와 행정을 엄격하게 분리하는 방향으로 행정시스템을 개편하면 연구자들의 실수나 부정이 줄어들고 좀 더 체계적이고 훌륭한 연구기관이 될 것이라 믿는다”고 말했다. 연구자가 연구에만 몰입할 수 있는 행정시스템 개편에 속도를 내겠다는 의미이다. 특히 최 장관은 IBS를 둘러싼 여러 뒷말들에 대해 “IBS에만 문제가 있는 것처럼 비춰지고 있지만 사람 사는 세상은 다 비슷한 것처럼 연구비나 인력이 많은 곳에서 문제가 생길 수 밖에 없다”라며 “그렇다고 과기부가 손놓고 있겠다는 의미는 아니며 행정시스템 개편을 비롯해 연구단의 인력문제 같은 앞으로 더 개선해야 될 문제들을 모두 살펴볼 것”이라고 말했다. 그는 “좋은 연구를 많이 한다고 하더라도 연구비를 많이 지원 받는 만큼 책임감도 무겁게 느껴야하는 것도 사실”이라고 덧붙였다. 또 최 장관은 2022년 7월 달 궤도선 발사와 관련해 일부 언론에서 보도된 것과는 달리 미국항공우주국(NASA)와 관련한 협의를 긴밀하게 진행하고 있는 만큼 걱정시킬 일은 없을 것이라고 말했다. 최 장관은 “지난달 주무 연구기관인 한국항공우주연구원과 NASA가 기술대면회의를 진행했으며 오는 19~21일에도 2차 기술대면회의를 진행할 것”이라며 “연구자 간 다양한 의견이 자유롭게 개진되고 연구자 의견을 존중하는 방향으로 사업을 추진할 것이며 이에 대해서는 NASA측에서도 동의하고 있다”라고 밝혔다. 한편 취임 직후 보안 분야와 인공지능 분야에 대한 과기부 제2차관실 조직 개편에 뒤따라 과학기술 분야를 담당하는 1차관실의 조직 개편에 대해서 최 장관은 “현재로서는 개편 계획이 전혀 없는 상태이고 개편 필요성이 있는지 검토해보겠다”고 밝혔다. ICT 분야를 담당하고 있는 제2차관실에서 주도하고 있는 인공지능(AI) 발전 계획에 대해서 최 장관은 “연내에 AI 국가전략을 만들어 경제활성화를 위한 재도약 발판을 만들 것”이라며 AI 분야에서도 인재양성이 핵심이라고 강조하며 이 부분에 과기부의 역량을 집중할 것이라고 말했다. 최 장관은 “산업현장에서 당장 필요한 AI 인재를 어떻게 빠른 시간에 확보할 수 있느냐하는 문제에 대해서는 세계 각국이 AI 전문가를 영입하려는 치열한 경쟁상황에서 어떤 이득을 줘야 그들을 끌어들일 수 있을 지 고민하고 있다”고 말했다. 그는 또 “모든 분야에서 그렇듯이 AI 분야에서도 인재양성이 가장 중요하고 장기적인 관점에서 봐야 하는 문제”라며 “초중등학교에서 소프트웨어와 AI 관련 교육 확대와 교대, 사범대 내에 AI와 소프트웨어 교육 필수화를 교육부와 논의 중”이라고 덧붙였다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

2015년 7월 14일. 인류는 최초로 명왕성 근접 탐사에 성공했다. 미 항공우주국(NASA)의 뉴호라이즌스 탐사선은 9년에 걸친 대장정 끝에 명왕성에서 1만 2500㎞ 떨어진 지점을 통과하며 명왕성과 그 위성인 카론의 생생한 모습을 카메라에 담아 지구로 전송했다. 덕분에 인류는 태양계 외곽의 얼음 세상인 명왕성에 대해서 많은 사실을 알게 됐다. 뉴호라이즌스호가 보내온 명왕성과 카론의 모습은 생각보다 훨씬 복잡하고 독특했다. 과학자들은 뉴호라이즌스호 탐사 이전에도 허블우주망원경 같은 강력한 망원경을 통해 명왕성 표면이 균일하지 않다는 사실은 알고 있었지만, 이렇게 복잡한 지형을 지녔는지는 상상하지 못했다. 뉴호라이즌스호 탐사 덕분에 과학자들은 명왕성은 물론 태양계 외곽의 천체들인 카이퍼 벨트에 대한 많은 정보를 알아낼 수 있었다. 하지만 인간의 욕심은 끝이 없게 마련이다. 이제 과학자들은 뉴호라이즌스호가 보내온 것 이상의 관측 데이터를 원하고 있다. 뉴호라이즌스호는 시속 8만 4000㎞의 속도로 명왕성과 그 위성들을 관측했다. 탐사선 자체도 무게 478㎏ 정도로 행성 탐사선 중에서는 소형 탐사선에 속한다. 당연히 보내온 정보는 상당히 제한적일 수밖에 없었다. 이를 극복하기 위해 NASA는 뉴호라이즌스호의 개발을 담당했던 사우스웨스트 연구소(Southwest Research Institute, SwRI)에 차세대 명왕성 궤도 탐사선 프로젝트를 주문했다. 차세대 명왕성 탐사선은 뉴호라이즌스호처럼 명왕성을 스쳐 지나가는 대신 명왕서의 인공위성이 되어 2년간 명왕성을 상세히 관측하는 것이 1차 목표다. 그리고 가능하다면 명왕성의 위성과 다른 카이퍼 벨트 천체를 관측하는 것이 다음 목표다. 목표를 달성한다면 명왕성과 그 위성에 대해서 뉴호라이즌스호와 비교할 수 없을 만큼 많은 데이터를 확보할 수 있다. 하지만 여기서 한 가지 의문점이 생길 수밖에 없다. 어차피 궤도 탐사선을 보낼 생각이었다면 왜 처음부터 그렇게 하지 않았을까?머나먼 명왕성까지 탐사선을 보내려면 많은 연료가 필요하다. 다시 말해 우주선이 커지고 발사 비용이 올라간다는 이야기다. 과학자들은 이 문제를 극복하기 위해 목성의 자전 에너지를 우주선의 속도로 바꾸는 방법을 사용했다. 문제는 이렇게 해서 빨라진 우주선을 감속하기 어렵다는 것이다. 명왕성 궤도로 진입하기 위해서는 속도를 줄여야 하는데, 그렇게 하려면 뉴호라이즌스호에 본래 탑재했던 것보다 훨씬 많은 연료를 탑재해야 한다. 결국 2006년 발사 당시 기술로는 명왕성을 스쳐 지나가는 것이 최선이었다. 명왕성 궤도선 프로젝트에서는 최신 이온 추진 로켓을 사용한다. 원자력 전지인 RTG로 작동하는 이온 추진 로켓을 사용해 화학 로켓보다 훨씬 적은 연료로도 속도를 가속하거나 감속할 수 있기 때문이다. 사우스웨스트 연구소의 과학자들은 2020년까지 구체적인 우주선 디자인과 예상 비용을 포함한 보고서를 제출할 계획이다. 만약 이 계획이 채택되면 2020년대 후반에 뉴호라이즌스호의 후계자가 다시 명왕성으로 향하게 될 것이다. 뉴호라이즌스호의 명왕성 탐사는 끝이 아니라 시작이 될 것이다. 구체적인 시점을 말하기는 이르지만, 결국 언젠가 인류는 명왕성 궤도 탐사선은 물론 명왕성 표면에도 탐사선을 보내 아직도 많은 비밀을 간직한 명왕성의 미스터리를 풀어낼 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

올해 노벨화학상은 리튬이온전지를 개발하고 상용화를 이끈 과학자 3명에게 돌아갔다. 원자번호 3번인 리튬은 최상급의 에너지 밀도를 갖고 있을 뿐만 아니라 가볍고 용량이 큰 2차전지에 최적화된 소재이다. 문제는 고등학교 화학시간에 실험해서 알 수 있듯이 리튬과 나트륨 같은 금속은 물과 닿는 순간 엄청나게 폭발하는 특성을 갖고 있어서 전지로 만들었을 때도 자칫 폭발가능성이 크다. 이 때문에 폭발위험성을 낮추기 위해 흑연을 음극에 사용한 리튬이온전지가 먼저 상용화된 것이다. 국내 연구진이 리튬이온전지보다 이론상 에너지 밀도가 10배 이상 높은 것으로 알려진 ‘리튬금속전지’의 폭발위험성을 획기적으로 낮춘 연구결과를 내놨다. 한국과학기술연구원(KIST) 에너지저장연구단 연구진은 리튬금속전지의 상용화를 막는 가장 큰 문제인 물리화학적 불안정성을 없앨 수 있는 리튬-알루미늄 합금 기반 음극재를 개발했다고 17일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시즈’에 실렸다. 리튬이온전지는 상용화 후 기술개발이 지속적으로 이뤄져 무게당 에너지 밀도를 높이는데 한계에 다다른 상태이다. 전기자동차, 드론, 사물인터넷(IoT) 등 고용량 전지가 요구되는 만큼 리튬이온전지를 넘어선 2차전지의 필요성이 커지고 있다. 이 같은 상황에서 연구팀은 리튬금속전지에 주목하고 폭발위험성을 낮추기 위한 연구에 착수했다. 그 결과 시중에서 쉽게 구할 수 있는 알루미늄을 리튬과 합금으로 만들어 불안정성을 잡은 것이다. 또 음극으로 사용되는 리튬-알루미늄 합금 표면에 이황화몰리브덴 기반의 초박막 인조보호막을 만들어 전지용랑과 수명을 급격히 떨어뜨리는 덴트라이트라는 현상을 억제했다. 한편 연구팀은 리튬-알루미늄 합금 음극재 개발 뿐만 아니라 전해질 시스템을 최적화시켜 리튬이온전지의 수명을 2배 이상 늘리는데도 성공했다. 조원일 KIST 박사는 “이번 연구로 기존 리튬이온전지를 대체하는 2차전지를 만들어 드론, 자율주행차, 에너지저장시스템(ESS) 등 발전에 기여할 것으로 기대된다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

“우리 애는 여자라서 그런지 수학이 좀 약한 것 같아요”, “제가 여자라서 그런지 길 눈이 좀 어두워요”라는 말을 하는 이들을 간혹 만날 수 있다. 과연 남자는 여자보다 수학을 잘하고 공간지각력이 뛰어나서 낯선 곳에서도 길을 쉽게 찾을 수 있는 것일까. 여자는 남자들보다 미술이나 음악 등 미적 감각이 뛰어난걸까. 최근에는 남자와 여자의 뇌가 다르다는 생각은 단순한 편견에 불과하다는 연구결과들이 속속 나오고 있다. 뇌과학자와 실험심리학자들이 ‘남녀의 뇌 차이’라는 것은 단순한 편견에 불과하다는 연구결과를 또 하나 내놔 주목받고 있다. 미국 로체스터대 뇌·인지과학과, 시카고대 심리학과, 카네기멜론대 심리학과 공동연구팀은 아동, 청소년들의 뇌에 발달에 대한 종합적 조사를 실시한 결과 남녀간 뇌 기능이나 수학능력에서 성별의 차이는 전혀 없다는 것을 규명했다고 17일 밝혔다. 이번 연구결과는 네이처 출판그룹에서 발행하는 뇌과학 분야 국제학술지 ‘사이언스 오브 러닝’ 최신호(9일자)에 실렸다. 연구팀은 3~10세의 남녀 아동청소년 104명(여자 55명, 남자 49명)과 63명의 성인남녀(여성 25명, 남성 38명)을 대상으로 뇌활동을 측정하기 위한 기능성 자기공명영상(fMRI) 촬영을 실시했다. 또 11.6분 분량의 숫자세기, 덧셈과 같은 간단한 수학 관련 교육영상을 시청하도록 한 다음 fMRI를 찍었다. 여기에 한 문제 풀이에 평균 1.1~1.2초 정도 걸리는 간단한 수학문제 70문항을 내고 풀도록 하면서 fMRI를 촬영했다. 분석 결과 남자와 여자의 뇌활동에 있어서는 어떤 차이도 발견하지 못했으며 수학 관련 교육영상을 볼 때나 간단한 수학문제를 풀 때도 활성화되는 뇌부위가 일치한다는 사실을 발견했다. 또 수학문제를 풀거나 수학동영상을 볼 때 아이들이나 성인이나 같은 부위의 뇌영역이 활성화된다는 것도 확인했다. 생물학적으로는 남녀의 뇌 차이를 발견하지 못한 연구팀은 아이들과 성인들을 대상으로 수학과 과학수업 시간에 대한 기억과 문제를 잘 풀지 못했을 때 부모의 반응 등을 조사했다. 그 결과 연구팀은 여자아이들에게는 사회적, 문화적 편견이 STEM(과학, 기술, 공학, 수학) 분야에서 멀어지게 만든다는 사실을 확인했다. 가정에서 수학이나 공간인지 같은 문제에 대해서는 남자아이들과 더 많은 시간을 보내며 학교에서도 교사들이 수학이나 과학시간에 남학생들에게 더 집중한다는 것을 밝혀냈다. 즉 수학과 과학능력에 대한 주변의 기대가 남녀의 차이를 만들어 낸다는 설명이다. 연구팀 관계자는 “일반적 사회화 과정에서 마찬가지로 과학과 수학분야에서도 사소한 편견이나 판단이 눈덩이처럼 불어나 남녀간 대하는 방법이 달라지게 되는 것”이라고 강조했다. 연구를 이끈 제시카 캔틀론 카네기멜론대 교수(인지신경과학)는 “이번 연구는 아이들의 뇌가 성별에 상관없이 똑같이 기능한다는 것을 보여줌으로써 기존 편견이 사실과 다르다는 것을 보여주고 있다”라며 “지능이나 능력에 대한 성불평등은 사람이 아니라 상황 때문에 만들어진 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

깃털을 지닌 공룡의 발견은 공룡에 대한 과학적 연구가 시작된 이후 가장 놀라운 발견이었다. 깃털 공룡의 존재는 새와 공룡이 밀접한 관계였으며 최소한 소형 수각류는 부분적 혹은 완전한 온혈 동물이었다는 가설을 지지한다. 더 나아가 과학자들은 과거 기후가 매우 추웠던 남극권이나 북극권에서도 공룡 화석을 발견했다. 이는 공룡이 외부 기온과 관계없이 일정하게 체온을 유지할 수 있음을 보여준다. 스웨덴 웁살라 대학의 벤자민 케어 박사가 이끄는 국제 과학자팀은 호주 남부 빅토리아주의 쿤와라에서 10여 개의 백악기 깃털 화석을 발견했다. 이 화석은 호수 바닥에 떨어져 화석이 된 것으로, 일부는 초기 조류의 것이고 나머지는 수각류 공룡의 것이다. 연대는 백악기 중반인 1억 1800만 년 전이다. 이번 연구에서 흥미로운 발견은 조류보다 수각류 공룡의 깃털 화석이다. 백악기에 호주는 지금 위치보다 훨씬 남쪽에 있었다. 이번에 화석이 발견된 지역은 사실 남극권에 속한다. 극지방에 깃털을 지닌 공룡이 있었다는 것은 공룡 깃털이 체온을 유지하기 위한 것이었다는 가설을 지지한다. 사실 깃털을 지닌 공룡 중 상당수는 하늘을 날 수 없었다. 따라서 이 깃털이 체온을 유지하거나 혹은 짝짓기를 위한 과시용이라는 가설이 지배적이었다. 연구팀은 깃털 화석의 구조 연구를 통해 보온에 최적화된 구조라는 것을 다시 확인했다. 상식적으로 생각해도 남극권에 살았던 수각류 공룡의 깃털은 오늘날 극지방에서 사는 포유류의 털처럼 보온 목적이 더 컸을 것이다. 이 깃털 덕분에 이들은 추운 기후에서도 살아남을 수 있었을 것이다. 비록 깃털 주인의 화석은 발견하지 못했지만, 이 공룡은 온몸이 풍성한 털 같은 깃털로 덮여 있을 것으로 추정된다.(복원도 참조) 깃털 공룡의 존재도 놀랍지만, 과학자들에게 더 중요한 질문은 ‘공룡이 왜 깃털을 필요로 하는가?’일 것이다. 깃털은 소형 공룡에서 특히 효과적인 단열재 역할을 했을 것이다. 보온성이 뛰어난 깃털 덕분에 작은 공룡도 추운 기후에 적응할 수 있었다. 이번 연구는 공룡의 성공 비결 중 하나가 깃털이었다는 사실을 보여준다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

완전히 새로운 방식으로 태양을 보고 싶은가? 그렇다면 이제 대중에게 새롭게 제공되는 풍부한 과학 데이터를 살펴보면 된다. 이 데이터들은 미 항공우주국(NASA)의 태양탐사선 ‘파커 솔라 프로브’(Parker Solar Probe)가 태양을 처음 두 차례 근접비행(플라이바이·flyby)했을 때 수집된 것이다. 파커 탐사선은 이전 어떤 탐사선보다 태양에 가깝게 플라이바이함으로써 우리 별에 대해 아주 따끈한 새 데이터들을 수집할 수 있었다. 이는 과학자들에게 태양에 대해 더 많이 배울 수있는 놀라운 기회를 제공했다. 존스홉킨스 대학 응용물리연구소의 파커 솔라 프로브 프로젝트 과학자인 노르 라우아피는 “파커는 우주탐사의 새 지평을 열어 태양에 대한 새로운 정보를 제공하고 있다”고 밝히면서 "이 데이터를 대중에게 공개하면 과학계와 함께 미션의 성공에 기여할 뿐만 아니라 새로운 발견의 기회를 한 단계 높일 수 있을 것"이라고 기대감을 나타냈다.지난해 8월 발사된 파커 태양 탐사선의 미션 기간은 7년으로, 태양에서 방출되는 태양풍, 곧 하전된 입자의 플라스마 흐름과 태양의 외부 대기인 코로나를 탐사하는 것이 주요 목표이다. 이러한 현상을 연구하려면 태양에 매우 가까이 접근해야 한다. 탐사선은 태양에서 약 3700만​㎞ 거리 이내까지 진입해 데이터를 수집한다.​ 탐사선은 네 가지 과학 실험을 시행한다. 전기장과 자기장을 연구하는 전자기장 실험, 태양풍과 코로나에서 고에너지 하전입자를 측정하는 태양 통합 과학조사, 태양풍 및 기타 구조물을 이미징하는 광시야 이미징 장치, 태양풍에서 다양한 입자를 측정하는 태양풍 전자-양성자 조사 등이다.그리고 이제 시민 과학자들도 2018년 10월 31일~11월 12일, 2019년 3월 30일~4월 19일의 처음 두 차례 근접비행에서 수집한 데이터를 연구할 수 있다. 두 번째 근접비행에서 미션 엔지니어는 예상보다 더 나은 데이터 반환 속도 덕분에 우주선이 지구로 전송하는 데이터 양을 늘릴 수 있었다. ​데이터를 위한 중앙 허브는 없지만 NASA는 탐색할 웹 사이트 목록을 제공했다. NASA 성명서에 따르면, 이번 미션의 본격적인 과학 성과는 올해 후반에 발표될 것이라 한다. 파커 솔라 프로브는 지난 9월 1일 세 번째 태양 플라이바이에 성공했다. 다음의 플라이바이는 2020년 1월 29일에 있을 예정이다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　　

항암제의 부작용은 최소화하고 효과는 높이는 기술을 과학자들이 제시하고 나섰다. 미국 서던캘리포니아대 연구팀은 미세기포와 초음파를 이용해 독성이 있는 항암제 성분을 암세포가 있는 부위까지 직접 전달하는 기술 체계를 확립했다고 밝혔다. 현재 관련 기술은 다른 연구자들도 활발하게 연구하고 있지만, 이번에 개발된 기술은 체내 약물을 실시간으로 추적해 암세포까지 더욱 정확하게 전달할 수 있다는 것이 특징이다. 연구팀은 이 연구에서 항암제를 전달하는 미세기포를 정확히 추적하기 위해 배경 잡음을 제거할 수 있는 초고속 초음파 영상촬영 기법을 채택했다.이들은 피가 흐르는 혈관을 재현하기 위해 좁은 실리콘 관을 제작해 그 안에 물을 주입했다. 그리고 좀 더 사실적인 실험 환경을 위해 모형 혈관을 돼지 몸속에 집어넣었다. 그런 다음 특수 장치를 이용해 항암제가 들어있는 미세거품을 혈관에 투여하는 방식으로 실험을 진행했다. 연구팀은 집중 초음파 변환기를 적용한 초고속 영상촬영 기법을 사용해 돼지 몸속의 가짜 혈관 속을 흐르는 미세기포를 포착하는 데 성공했다. 이들은 우선 미세기포의 움직임을 예측하고 그 거품이 모형 혈관의 특정 부위까지 이동하는 데 필요한 ‘음향 방사력’을 계산했다. 그다음 초음파 변환기에서 나오는 음향 방사력을 제어해 미세기포가 특정 위치까지 갔을 때 전력을 높여 거품을 터뜨렸다. 미세기포 속 항암 성분을 암세포가 있다고 가정한 곳까지 정확하게 전달한 것이다. 이에 대해 연구진은 “우리는 이 방법이 실제 체내에서 미세기포로 약물을 전달하는 과정을 실시간으로 볼 수 있는지 알아보기 위해 앞으로 쥐나 토끼를 대상으로 연구하길 원한다”면서 “실제 사례를 통해 영상 분해능과 민감도, 속도를 높이고, 효과가 있다면 장기적인 목표는 임상연구로 나아가는 것”이라고 설명했다. 자세한 연구 결과는 미국물리학협회(AIP)가 발행하는 응용물리학회보(Applied Physics Letters) 최신호(12일자)에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

금성의 '어두운 면' 탐사에 최적 우주선 가오리 모양의 우주선이 날개를 펄럭이며 금성의 하늘을 날아다니는 광경을 머지않아 볼 수 있을 것 같다. 브리즈(Breeze, Bio-inspired Ray for Extreme Environments and Zonal Explorations) 프로젝트의 일환으로 설계 중인 이 신개념 우주선은 미국 버팔로 대학 연구진이 물에서 헤엄치는 가오리의 움직임을 본따 고안해낸 태양광 우주선으로, 미 항공우주국(NASA)이 혁신 첨단 개념(NIAC) 프로그램을 위해 선정한 12개의 새로운 기술 중 하나이다. 버팔로 대학의 CASH(Crashworthiness for Aerospace Structures and Hybrids) 실험실 팀이 제안한 이 우주선은 금성의 대기권 상층에서 부는 바람을 효율적으로 이용하여 가오리처럼 날개를 펄럭이며 비행하도록 설계되었는데, 과학자들이 우주선을 잘 제어할 수 있도록 조작이 가능하다. 브리즈 우주선이 금성에 도착하면 4~5일마다 금성 주위를 비행하게 되며, 2, 3일 간격으로 햇빛이 비치는 금성의 앞면에서 태양 전지판을 충전하여 구동하면서, 탑재된 특수 장비를 사용하여 데이터를 수집할 뿐 아니라, 금성 대기 표본을 채취하고 기상 패턴과 화산 활동을 모니터링한다. 지구의 ‘악마 같은 쌍둥이(evil twin)’로 불리는 금성의 환경은 극악한 것으로 유명하다. 온난화 현상으로 평균 기온이 납이 녹는 온도인 섭씨 482도에 이르며, 하늘에서는 수시로 유황 비가 내린다. 공기 밀도도 지구의 92배로 지구 수심 1000m와 같은 압력이며, 대기의 대부분이 황, 이산화탄소 등 독성 물질투성이다. 금성은 태양계의 행성 중 가장 느리게 자전한다. 금성이 태양을 공전하는 데는 약 225일이 걸리지만, 한 번 자전하는 데는 무려 243일이나 걸린다. 따라서 금성의 하루는 1년보다 길다. 이로 인해 행성에는 태양으로부터 오래 빛을 받지 못하는 '어두운 면'이 생긴다. 브리즈는 태양을 향한 금성을 여행하면서 태양 전지판을 충전한 후 금성의 어두운 면으로 넘어가 반복적으로 탐사할 수 있기 때문에 신비에 싸인 금성의 어두운 면을 탐사하는 데 적합하다. 우주선이 금성 상공을 가로지르는 데 사용할 가오리 모양의 날개는 금성의 환경을 감안한 맞춤 설계이다. 섭씨 482도에 가까운 뜨거운 표면 온도와 짙은 황산 구름을 가진 금성은 무인 로봇 우주선이 탐사하기에는 많은 난점을 지닌 행성이다. 그러나 내부 장력 시스템을 포함하는 날개로 인해 연구원들은 효율적인 우주선의 기동을 위해 조작을 자유자제로 할 수 있도록 설계되었다. 이 같은 기술은 언젠가 토성의 위성 타이탄과 같은 천체를 탐사하는 데도 활용할 수 있을 것으로 보인다. 브리즈 우주선은 현재 컨셉 단계이기 때문에 실제 우주선으로 제작되기까지 많은 과정이 남아 있다. NASA는 현재 금성 탐사를 위한 LLISSE(Long-Lived In-Situ Solar system Explorer) 탐사선을 개발 중이며, 2023년까지 테스트를 마칠 것이라고 밝혔다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

영화 '쥐라기 월드'에는 상어도 한입에 삼키는 거대 바다 괴물 모사사우루스가 등장한다. 하지만 영화의 주역인 랩터 (벨라키랍토르), 티라노사우루스 렉스와 마찬가지로 사실 모사사우루스는 쥐라기가 아닌 백악기 후기에 살았던 거대 해양 파충류다. 만약 줘라기 월드의 과학자들이 진짜 쥐라기 바다 괴물을 복원하고 싶었다면 모사사우루스 대신 플리오사우루스(Pliosaurus)를 선택했을 것이다. 플리오사우루스는 흔히 수장룡으로 불리는 중생대 해양 파충류 그룹으로 목이 긴 플레시오사우루스(plesiosaurs)의 사촌이다. 플레시오사우루스가 긴 목으로 작고 민첩한 먹이를 잡는 데 유리했던 반면 플리오사우루스는 목이 짧은 대신 모사사우루스처럼 크고 강력한 턱을 갖고 있어 큰 먹이를 잡는 데 유리했다. 최근 폴란드 과학 아카데미의 과학자들은 1억5000만 년 전 살았던 신종 플리오사우루스의 화석을 발견했다. 이 신종 플리오사우루스는 아직 발굴이 끝나지 않았지만, 머리 길이만 2.5m, 전체 몸길이는 10m에 달하는 대형 플리오사우루스로 추정된다. 연구팀은 이 플리오사우루스가 악어와 비슷한 형태의 강한 턱을 지녔다는 사실을 확인했다. 연구팀에 따르면 이 신종 플리오사우루스의 무는 힘은 티라노사우루스보다 4.5배나 강했다. 이번 발굴에서는 플리오사우루스와 함께 살았던 원시 거북이와 악어의 화석도 같이 발견됐다. 거북이 화석에는 악어 이빨 자국이 있었는데, 현재와 마찬가지로 고대 바다 악어 역시 거북이를 사냥했다는 증거다. 그리고 이빨 자국은 없지만, 플리오사우루스는 최상위 해양 포식자로 이들 모두를 사냥했을 것이다. 중생대 바다에는 어룡, 수장룡, 모사사우루스는 물론 대형 바다 악어와 상어까지 다양한 대형 해양 동물들이 최상위 포식자의 지위를 누렸다. 과학자들은 이미 중생대 대형 해양 파충류 화석을 여럿 발견했지만, 이번 발견은 아직도 발견되지 않은 대형 해양 파충류들이 많다는 사실을 시사한다. 앞으로 연구가 기대되는 이유다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

엘리엇 엥걸 미국 하원 외교위원장은 12일(현지시간) “주한미군 철수는 어리석은 일”이라면서 “나는 완전히 반대한다”고 말했다. 도널드 트럼프 미국 정부의 터무니없는 주한미군 방위비 분담금 인상 압력이 주한미군 철수로 이어질 수 있다는 우려의 목소리가 커지는 가운데 미 하원 지도부 인사가 주한미군 철수 불가를 못박은 것이다. 엥걸 위원장은 이날 한미공공정책위원회가 워싱턴DC 미 의회에서 개최한 ‘한미 지도자대회’에서 주한미군 철수에 대해 “이(트럼프) 정부가 하려는 일인지 여부는 모르겠다”며 “나는 완전히 반대한다”고 밝혔다. 그는 이어 “나는 정말 많은 친구를 가지고 있기 때문에 절대로 한국을 저버리지 않을 것”이라며 “미국이 전 세계에서 가진 가장 중요한 것이 동맹들이라고 생각한다”고 강조했다. 엥걸 위원장은 또 북한의 완전한 비핵화에는 핵무기와 핵시설 폐기뿐 아니라 핵무기 제조에 관여했던 과학자와 기술자 등에 대한 대책도 포함돼야 한다고 지적했다. 그는 “핵폭탄을 만드는 지식이 있으면 늘 지식이 있는 것이고 (폭탄을) 내다 버릴 수 있지만 (폭탄을) 만들 지식은 늘 갖고 있는 것”이라고 주장했다. 글 사진 워싱턴 한준규 특파원 hihi@seoul.co.kr

지난 1월 1일 전세계가 새해맞이에 들썩이던 사이 태양계 끝자락에서는 인류의 피조물이 미지의 세계를 떠도는 천체를 가장 가까이에서 만났다. 지구에서 약 66억㎞ 떨어진 미지의 세계인 ‘카이퍼 벨트’(Kuiper Belt·태양계 끝자락에 수많은 천체가 도넛 모양으로 밀집해 있는 지역)에 위치한 이 소행성으 이름은 '2014 MU69'로 세상에 널리 알려진 별칭은 ‘울티마 툴레’(Ultima Thule)다. 지난 12일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 울티마 툴레의 공식적인 이름을 '아로코스'(Arrokoth)로 명명했다고 발표했다. 북미 인디언의 언어에서 따온 아로코스는 '하늘'이라는 뜻으로 국제천문연맹(IAU)의 승인도 받아 천체의 공식명칭이 됐다. 기존에 널리 불렸던 울티마 툴레는 뉴허라이즌스호 프로젝트 팀이 명명했던 것으로, 일각에서 나치와 일부 극우주의자들이 아리안족의 신화 속 고대 국가를 언급할 때 사용하는 용어라는 문제 제기를 해왔다.뉴허라이즌스 프로젝트 책임자인 앨런 스턴 박사는 "아로코스라는 이름은 하늘을 바라보며 별과 세계에 호기심을 가져온 인류의 영감을 반영한다"면서 "이같은 학습욕구가 뉴허라이즌스 미션의 핵심이며 아로코스라는 이름 사용에 적극적으로 동참한 인디언 포하탄족에게 감사한다"고 밝혔다.　 마치 눈사람을 연상시키는 모습으로 눈길을 끈 아로코스는 원래는 각기 다른 2개의 암석 덩어리였다. 그러나 부드럽게 충돌하는 과정을 거치면서 길이 30여㎞의 지금의 모습이 됐다.사실 아로코스는 작은 크기로 위성이나 고리, 먼지 구름 등을 가지고 있지않아 과학자들에게 어떤 영감을 주는 천체는 아니다. 그러나 울티마 툴레는 태양과의 멀고 먼 거리 때문에 그 영향을 거의받지 않은 ‘타임캡슐’이다. 이 때문에 전문가들은 울티마 툴레가 태양계 초기 역사에 대한 단서를 보존하고 있을 것으로 보고있다. 한편 총 7억 달러가 투입된 뉴허라이즌스호는 지난 2006년 1월 장도에 올랐으며, 9년을 날아간 끝에 2015년 7월 역사적인 명왕성 근접비행에 성공했다. 또한 올해 1월 1일 뉴호라이즌스가 아로코스의 근접비행에도 성공하면서 뉴허라이즌스는 역대 인류의 피조물 중 가장 먼 곳의 천체를 근접비행하는 신기록을 세웠다. 아로코스는 명왕성에서도 16억㎞ 떨어져있으며 태양을 공전하는데 걸리는 시간은 거의 300년이다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

영국의 의학 전문지인 브리티시 메디컬 저널이 2007년 전 세계 의학 종사자와 과학자들을 대상으로 인류의 건강에 기여한 성과를 조사한 결과 ‘수돗물’(상하수도시설)이 선정됐다. 수돗물(15.8%)은 항생제(14.5%), 마취(13.9%), 백신(11.8%), DNA 구조(8.8%)보다 높은 평가를 받았다. 지구촌에서 하루 800명의 어린이가 목숨을 잃고 있다. 회복이 어려운 신체적·인지적 손상을 입은 5세 미만 어린이가 1억 5600만명에 이른다. 오염된 물이 원인이다. 유니세프(UNICEF)에 따르면 미얀마, 아프가니스탄, 예멘 등 분쟁지역에서 폭력보다 오염된 물로 사망하는 아동이 3배나 많다. 아직도 세계 인구의 30%는 오염된 물로 힘겹게 생존하고 있다. 국제사회가 안전하고 깨끗한 물을 인간 생존을 위한 기본권으로 규정하는 이유다. ●122개국 중 수질 8위… 직접 음용 가능 우리의 상황을 살펴보자. 2017년 환경부의 상수도 통계에 따르면 우리나라의 상수도 보급률은 99.1%, 수돗물을 공급받는 인구는 5246만명에 달한다. 보급률뿐 아니라 수돗물의 품질도 선진국 수준이다. 유엔의 국가별 수질지수에서 우리나라는 122개국 중 8위, 세계물맛대회에서도 7위로 평가됐다. 정작 국민의 수돗물 불신은 심각하다. ‘2017년 수돗물 먹는 실태 조사’를 보면 국민 2명 중 1명이 수돗물을 먹지만 ‘그대로 마시는’(직접 음용) 국민은 7.2%에 불과했다. 직접 음용을 꺼리는 이유로 상수원 녹조, 인천에서 발생한 적수 사태와 같은 노후 관로 문제, 사회적 무관심, 인식 부족 등이 지목된다. 수돗물이 먹는 물보다 생활용수로 인식되고 있다. 세계보건기구가 권고하는 물 섭취량(성인 2ℓ/일)을 기준으로 수돗물은 여타 식수와 비교해 탄소배출량이 0.0005%에 불과한 친환경 식수로 평가된다. 수돗물 음용률이 높아지면 페트병 사용을 줄여 환경오염을 억제하고 정수기 이용 등에 따른 비용 부담도 줄일 수 있다. 수돗물이 ‘귀한’ 대접을 받게 되면 한 해 생산량(64억 9200만t)의 10.5%(6억 8200만t)에 달하는 누수(6130억원)에 대한 대책도 자연스레 해결될 전망이다.수돗물에 대한 사회적 인식 확산과 보편적 물복지 실현을 위해 수돗물홍보협의회와 서울신문사가 공동 주최하고 한국상하수도협회가 주관하는 ‘수돗물, 미디어와 소통하다’ 행사가 12~13일 이틀간 한국프레스센터 일원에서 진행된다. 12일 프레스센터에서는 수돗물에 대한 신뢰 제고와 최근 수돗물 적수 사태 등으로 고조된 국민 불안감 해소를 위한 ‘제1회 수돗물 미디어 소통 포럼’이 열렸다. 수돗물 공급자와 수요자 그리고 미디어가 서로의 역할에 대해 의견을 나누는 소통의 장이다. 고광헌 서울신문사 사장은 개회사에서 “세계적 수준의 수돗물을 보유하고 있음에도 안전하고 깨끗한 수질 회복과 유지에 대한 국민의 목소리가 커지고 있다”면서 “수돗물에 대한 부정적 이미지 개선 및 신뢰도 회복과 수돗물에 대한 가치 확산, 공급자와 소비자의 신뢰를 강화할 수 있는 기회로 활용하자”고 말했다. ‘수돗물 인식과 소통’에 대해 한국상하수도협회 김동완 과장은 “한국은 세계보건기구(WHO) 권고(163개)보다 많은 300개 항목의 수질검사를 실시하고 있다”면서 “수돗물에 대한 높은 만족도와 달리 먹는 비율은 정체돼 있다”고 소개했다. 수돗물 관련 미디어의 정보 편식성도 지적했다. ‘한국 수돗물, 세계 물맛대회 7위’, ‘수돗물은 꼭 끓여 먹어야 한다? 더 깨끗하고 사람에게 필요한 미네랄 많아…’, ‘수돗물 텀블러 사용’ 등 좋은 정보에 대한 관심은 상대적으로 낮았다. 반면 ‘페놀 수돗물 파동, 그 충격’, ‘녹조라테, 수돗물 비상…’, ‘수돗물 발암물질 논란, 불안 확산’, ‘붉은 수돗물 공포…’ 등 부정적인 기사는 6000건으로 수돗물 불신을 야기했다는 것이다. 김 과장은 “수돗물 냄새의 원인인 염소는 물을 받은 후 30분이면 사라지고 물속에 증식하는 일반 세균을 억제하는 역할을 한다”면서 “수돗물은 미네랄도 풍부해 건강에 도움이 되지만 사회 인식은 여전히 곱지 않다”고 말했다. 그러면서 체험과 경험을 통한 인식 개선 노력을 언급했다. 지난해 8월 개장한 수돗물 카페 이용자가 10만명에 달할 정도로 ‘마실 기회’ 확대 필요성도 제시했다. ●‘아리수’ 친화거리 조성 등 마실 기회 늘릴 것 이상국 서울시 상수도사업본부 경영관리부장은 ‘수돗물의 현주소 및 회복 방안’과 관련해 “올해 인천과 서울 문래동의 적수 사태, 충남 청양 수돗물 우라늄 검출 등 수질사고가 집중적으로 발생하는 등 수돗물에 대한 위협요소가 증가하고 있다”며 “사건·사고는 수돗물에 대한 부정적 인식을 심화시킬 수 있어 인식 개선을 위한 노력이 필요하다”고 강조했다. 서울의 상수도는 30년 만에 비약적으로 발전했다. 서울시가 생산하는 수돗물 ‘아리수’는 ISO 22000을 획득했다. 그러나 아리수에 대한 인지도(80.2%) 및 만족도(47.2%), 음용률은 50%대에서 정체돼 있다. 이 부장은 “시민들이 수돗물을 먹지 않는 이유로 50.3%가 물탱크나 낡은 수도관을 지목했고 깨끗하지 않은 상수원, 냄새와 이물질 등이 원인으로 꼽혔다”면서 “일률적인 소블록 물세척을 취약 정도에 따라 단축하는 등 위협요인에 선제적으로 대처하고 관말 정체수 퇴수 관리 대상을 확대하는 등 신뢰 회복 대책을 추진하고 있다”고 밝혔다. 이어 “홍대와 인사동, 청와대 분수광장 등에 아리수를 마시고 체험할 수 있는 친화거리 8곳을 조성할 계획”이라며 “블라인드 테스트 등을 통해 확인된 아리수의 우수성을 널리 알리는 노력을 강화하겠다”고 소개했다. ●“공공성 가진 언론, 정확한 정보 창구 돼야” 백명수 시민환경연구소장은 ‘미디어 속의 수돗물’에 대한 주제발표에서 “미디어, 특히 방송에서 수돗물에 대한 인식은 부정적”이라며 “드라마·예능 등의 출연자 대부분이 먹는 샘물을 마신다”고 말했다. 요리를 할 때도 수돗물이 아닌 대용량 페트병에 담긴 샘물을 사용한다. 드라마 속 가정집에는 당연한 듯 정수기가 설치돼 있다. 미디어의 영향은 국내 먹는 샘물 시장에도 반영됐다. 한국샘물협회 자료에 따르면 2000년 1470억원이던 먹는 샘물 시장은 2015년 7000억원으로 약 5배 증가했다. 정수기 시장 역시 2012년 1조 7900억원에서 2015년 2조원대로 해마다 성장하고 있다. 백 소장은 “수돗물은 경쟁의 논리로 받아들일 수 없는 필수 공공재이자 생존을 위한 기본권이며 안전한 복지”라며 “공공성을 가진 언론이 사회적 책임을 환기하고 자체 개선안을 마련하는 것이 중요하다”고 제안했다. 토론회에서는 수돗물과 관련한 사고 발생 시 정부와 지자체의 엇박자, 시민단체 등의 잘못된 정보 전달, 일부 언론사의 특종 만들기 보도 행태 등으로 시민 혼란이 가중되고 있다는 의견이 많았다. 특히 불명확한 정보에 기인한 수돗물에 대한 불신 확산은 불필요한 사회적 논란과 비용을 발생시키는 ‘소모적 오류’로 지적됐다. 수돗물 공급자, 미디어가 유사시 신속하고 명확한 정보 전달로 정확한 사실을 인식하고 개선하자는 공감대도 형성됐다. 이순녀 서울신문 논설위원은 “수돗물에 대한 불신과 불안감이 높기에 붉은 수돗물 같은 수질 사고가 나면 치명적”이라며 “보편화된 정수기와 생수 문화도 수돗물의 소비를 꺼리게 하는 요인”이라고 분석했다. 이어 “수돗물 음용률을 높이려면 정부와 지자체가 국민이 수돗물을 안심하고 마실 수 있도록 시설 관리에 만전을 기해야 한다”면서 “불가피하게 사고가 나면 언론을 통해 정확한 정보를 제공하고 철저한 재발방지책을 마련해 국민의 불안 심리를 초반에 제거하는 것이 중요하다”고 강조했다. 박승기 기자 skpark@seoul.co.kr

‘슈뢰딩거의 고양이’를 산 채로 볼 수 있을 방법이 있을 수 있다는 새 연구가 발표되어 관심을 끌고 있다. 우주전문 사이트 스페이스닷컴의 10일(현지시간) 보도에 따르면, 지난달 1일 ‘물리학 뉴 저널’(New Journal of Physics)에 발표된 새 연구는 슈뢰딩거의 고양이의 생사가 결정되지 않은 상태에서 고양이를 엿볼 수 있는 방법을 설명하고 있다. 슈뢰딩거의 고양이는 1935년 오스트리아의 물리학자 에르빈 슈뢰딩거가 양자역학 이론의 불완전함을 드러내기 위해서 고안한 사고실험에 나오는 가상의 고양이를 말한다. 슈뢰딩거는 자신이 만든 파동방정식의 해(파동함수)가 확률을 뜻한다는 막스 보른의 주장을 반박하기 위해 이 사고실험을 고안해냈다. 사고실험의 내용은 다음과 같다. 고양이는 외부 세계와 완전히 차단된 상자 속에 들어 있고, 이 상자에는 청산가리가 들어있는 병이 방사능이 검출되는 가이거 계수기에 밸브로 연결되어 있다. 시간당 50% 확률로 붕괴하는 라듐 알파입자가 붕괴하여 방사능이 나오면 계수기가 검출하는 순간 연결된 망치가 내리쳐져 유리병을 깨고 청산가리를 방출하여 고양이가 죽게 설정돼 있다. 따라서 한 시간 뒤 고양이는 50%의 확률로 살아 있거나 죽어 있을 것이다. 양자역학에서는 이때 고양이는 죽은 상태와 산 상태가 ‘중첩’되어 있다고 보며, 상자를 여는 순간 확률이 붕괴되어 둘 중 하나의 상태로 결정된다는 것이다. 슈뢰딩거는 고양이에게 그런 상태에 있을 수 없기 때문에 양자역학의 확률 해석은 틀렸다고 주장한다. 새 연구는 아원자 입자의 신비한 행동을 설명하는 이 사고실험에서 불행한 가상의 고양이를 영구히 죽이지 않고도 상자 속을 들여다볼 수 있는 방법을 제안한 것으로, 이를 통해 물리학에서 가장 근본적인 역설 중 하나에 대한 과학자의 이해를 증진시킨다.아원자가 활동하는 미시세계와 다른 우리의 평범한 거시세계에서는 우리가 단지 물체를 바라보는 것만으로는 그것의 상태가 바뀌지는 않는 것처럼 보이지만, 대상을 충분히 확대하면 반드시 그렇지만은 않다. 일본 히로시마 대학 물리학과 홀거 F. 호프만 교수는 “보통 우리가 단지 보는 것만으로는 아무런 변화가 일어나지 않는다고 생각하지만, 보기 위해서는 빛이 있어야 하고 빛은 물체를 변화시킨다“고 전제한다. 하나의 광자(빛알)조차도 보고 있는 물체에 에너지를 전달하기 때문이다. 대표저자 호프만과 히로시마 대학교 학부생으로 연구에 참여한 카르틱 파테카는 슈뢰딩거의 고양이를 엿보기 위해 ‘대상을 변화시킴 없이 관측하는’ 기법에 대해 연구했다. 그들은 초기 상호작용(고양이를 바라 보는)과 판독 값(생존 또는 사망 여부를 구분)을 분리하는 수학적 프레임을 만들었다. 호프만은 "우리의 주요 동기는 양자 측정이 이루어지는 방식을 매우 주의 깊게 살펴보는 것이며, 핵심은 측정을 두 단계로 분리하는 것“이라고 밝혔다. 그렇게 함으로써 호프만과 파테카는 고양이의 상태에 대한 정보를 전혀 손실 없이 초기 상호작용에 관련된 모든 광자를 잡아내 고양이를 관측할 수 있다고 가정했다. 따라서 판독하기 전에 고양이의 상태(또한 고양이의 모습과 변화)에 대한 모든 정보를 계속 사용할 수 있다. 우리가 측정을 읽을 때만 정보가 손실된다. 호프만은 “흥미로운 점은 판독 프로세스가 두 가지 유형의 정보 중 하나를 선택하고 다른 정보를 완전히 삭제한다는 것”이라고 밝혔다. 슈뢰딩거의 고양이와 관련한 그들의 작업방법은 다음과 같다. 고양이가 여전히 상자 안에 있지만, 고양이가 살아 있는지 또는 죽었는지 확인하기 위해 내부를 들여다보는 대신 상자 안에 사진을 찍을 수 있는 카메라를 설치한다. 사진이 촬영되면 카메라에는 두 종류의 정보가 담긴다. 사진을 찍은 결과로 고양이가 어떻게 변했는지(연구자들이 양자 태그라고 부르는 것)와 상호작용 후 고양이가 살아 있는지 또는 죽었는지 여부다. 그 정보 중 어느 것도 아직 손실되지 않았다. 이미지를 ‘현상’하는 방법에 따라 하나 또는 다른 정보를 확보한다. 호프만은 동전 던지기를 생각해 보라고 한다. 동전이 던져졌는지 또는 던져진 동전이 앞면인지 뒷면인지 선택할 수 있다. 그러나 둘 다 알 수는 없다. 또한 퀀텀 시스템이 어떻게 변경되었는지 알고 그 변경사항을 되돌릴 수 있으면 초기 상태를 복원할 수 있다.(동전의 경우 다시 뒤집는 것) 호프만은 “시스템을 먼저 방해하지 않을 수 없지만 때로는 그렇게 하지 않을 수도 있다”고 말했다. 고양이의 경우, 그것은 사진을 찍는 것을 의미하지만, 고양이를 명확하게 볼 수 있도록 현상하는 대신, 고양이를 삶과 죽음의 중간 상태로 되돌릴 수 있는 방식으로 현상한다.　​ 결정적으로, 판독의 선택은 측정의 분해능과 그 측정방해를 교환하는 방식으로 이루어지는데, 이는 정확하게 등가이다. 해상도는 퀀텀 시스템에서 추출된 정보의 양을 나타내며 방해는 시스템의 불가역 변화의 정도를 나타낸다. 다시 말해, 고양이의 현재 상태에 대해 더 많이 알수록 상태는 불가역적으로 변화한다. 호프만 교수는 “놀라운 점은 측정을 방해하지 않는 능력이 측정하는 정보량과 직접 관련이 있다는 것”이라고 밝혔다. 이번 연구에 참여하지 않은 호주국립대학 물리학자 마이클 홀은 “이전 연구에서 양자 측정에서 분해능과 방해 사이의 교환을 지적했지만, 이 논문은 그 관계를 최초로 정량화한 이론”이라고 평가하면서 “내가 아는 한, 이전 연구는 분해능과 측정 교란에 관한 정확한 등가 관계를 밝혀내지 못했지만, 이 논문의 접근방식은 매우 깔끔하게 보인다“고 평가했다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　　

겨울의 시작인 입동이 지나고 날씨가 쌀쌀해지기 시작하면서 스키, 스키보드, 스케이트를 좋아하는 겨울스포츠광들은 벌써부터 흥분하고 있다. 산꼭대기부터 멋지게 활강하는 모습이나 얼음 위를 신나게 지치고 지나가는 모습 등을 상상하면서 말이다. 눈과 얼음을 미끄러져 나갈 수 있는 것은 압력과 마찰력 때문이라는 사실은 잘 알려져 있다. 스케이트 날이나 스키 플레이트가 위에서 무게를 가하면 압력과 마찰열이 발생해 눈이나 얼음이 녹아 물로 바뀌면서 마찰력이 줄어든다는 것이다. 그런데 액체 상태의 물은 미끄럽게 만드는 윤활 성질이 약한 것으로 알려져 있는데 얼음이나 눈 위에 얇게 녹은 물의 막이 어떻게 마찰을 줄이고 겨울 스포츠를 즐길 수 해줄까. 프랑스 파리고등사범학교 물리학연구실, 파리과학인문대(PLS), 파리 디드로대(파리7대학), 소르본대, 에콜 폴리테크니크 공동연구팀은 마찰이 녹이는 얼음 위의 얇은 액체막의 두께와 성질을 측정하는데 성공하고 마찰과 압력으로 녹은 액체막은 예상보다 훨씬 얇고 일반적으로 볼 수 있는 물보다 점성이 높다는 사실을 발견했다고 8일 밝혔다. 이번 연구결과는 물리학 분야 국제학술지 ‘피지컬 리뷰 X’ 4일자에 실렸다. 일반적으로 얼음이 ‘미끄러운’ 이유는 마찰에 의해 만들어진 얇은 액체층 때문인데 이 액체층의 두께나 특성에 대해서 잘 알려져 있지 않다. 심지어는 일부 과학자들은 얼음 위 생기는 액체막의 존재에 대해서도 여전히 의문을 표하고 있다. 연구팀은 원자 지름의 수 십분의 1까지 측정이 가능한 제3세대 현미경인 원자현미경의 일종인 원자힘 현미경(AFM)을 이용해 얼음 위에 생기는 액체막의 두께와 성질을 파악했다. AFM은 원자현미경 중에서 가장 널리 사용되는 것으로 진공 중에서도 사용이 가능하며 시료의 물리적, 전기적 성질을 알아낼 수 있다는 장점이 있다.분석 결과 마찰과 압력이 얼음 위에 만들어 내는 액체 상태의 물을 만들어 낼 뿐 만 아니라 얼음 위에 형성되는 액체막의 두께는 머리카락 굵기의 100분의 1에 해당하는 1미크론(㎛)에서 몇 백 나노미터(㎚)에 불과하다는 사실도 밝혀냈다. 이는 이론적으로 계산한 값보다 훨씬 얇아 연구진을 놀라게 만들었다. 또 AFM으로 관찰한 얼음 위 액체막은 단순한 ‘물’이 아니라 기름처럼 점성이 강하다는 것도 확인됐다. 흔히 생각하는 완전한 액체상태가 아닌 액체와 얼음 사이의 그 중간 정도의 성질을 나타내는 것으로 연구팀은 해석했다. 연구를 주도한 알레산드로 시리아 파리고등사범학교 박사(유체역학)는 “이번 연구는 그동안 명확하게 풀리지 않았던 얼음 위 마찰에 대한 이론적 설명을 제시했으며 지금까지 고려되지 않았던 얼음 위 액체 막의 성질을 제시했다는데 의미가 크다”라고 설명했다. 시리아 박사는 “이번 연구는 동계 스포츠 선수들의 경기력 향상 뿐만 아니라 빙판길에서 자동차의 미끄러짐 방지를 위한 수단을 연구하는데 도움을 줄 수 있을 것”이라고 덧붙였다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

인류가 앞으로 우주로 나가는 데 가장 큰 걸림돌이 되는 문제는 바로 치명적인 방사선의 영향을 어떻게 막느냐는 것이다. 왜냐하면 우주의 방사선은 지구에서보다 700배나 강하기 때문이다. 그렇지만 미국 유전학자 크리스 메이슨 코넬의대 생리학과 부교수가 이끄는 연구진은 이 문제를 지구 최강의 생명체로 잘 알려진 곰벌레의 DNA로 해결할 수 있다고 믿는다. 곰벌레는 몸길이 50㎛(1㎛는 1m의 100만분의 1)~1.7㎜로 현미경으로 봐야 보이는 다리 8개의 무척추동물로 행동이 굼뜨고 느려 완보(緩步)동물로 불리며 영어권에서는 ‘물곰’(Water Bear)이라고도 부른다. 그런데 이 곰벌레가 지구 최강의 생명체로 불리는 이유는 거의 모든 유기체가 살 수 없는 환경 조건에서도 죽지 않기 때문이다. 지금까지 알려진 바에 따르면, 곰벌레는 기체의 부피가 제로 상태가 되는 절대영도인 영하 273℃부터 끓는 물 온도보다 높은 영상 151℃의 온도에서도 살 수 있으며, 진공 상태인 우주 공간에서 치명적인 방사선에 노출돼도 죽지 않는다. 이에 과학자들은 이 완보동물의 놀라운 생존 비결에 주목했고, 3년 전 일본 도쿄대 연구진이 곰벌레의 몸에는 극한 환경에서 자신을 보호하는 ‘Dsup’(Damage suppression protein)라는 단백질이 유독 많다는 사실을 밝혀냈다. 유전자 손상을 막는 이 단백질은 특히 유해한 방사선으로부터 곰벌레를 보호했는데 어떻게 이런 작용을 하는지에 대해서는 정확히 알아내지 못했다. 이번에 메이슨 부교수가 이끄는 미국 연구진은 곰벌레의 이 핵심 단백질을 인간의 세포와 결합하는 방법을 연구하고 있다고 밝혔다. 메이슨 부교수는 이웃 행성인 화성을 비롯해 다른 먼 세상으로 인류가 성공적으로 가려면 유전 공학이 어떻게 핵심이 될 것인지에 관한 여러 접근 방식을 제시했다. 그중 첫 번째가 특정 유전자의 표현을 마치 스위치로 켜거나 끄듯 필요할 때 나타나도록 하는 과정을 설계하는 것이다. 이 밖에도 메이슨 부교수는 이 기술을 지구상에서도 활용할 수 있다고 믿는다. 그는 이 기술을 항암 치료 과정 중 건강한 세포가 방사선을 극복하게 하는 데도 쓸 수 있다고 언급했다. 한편 이 연구는 지난달 29일 뉴욕 NYC 콘퍼런스에서 열린 제8차 인간 유전학 강연에서 그 일부가 소개됐다. 사진=위키피디아(Schokraie E, Warnken U, Hotz-Wagenblatt A, Grohme MA, Hengherr S, et al. CC BY 2.5) 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

캐나다 퀘벡주가 프랑스 국적 대학원생의 이민 신청을 거부했다. 그런데 이유가 재미있다. 과학 저널에 실린 그녀의 논문 가운데 일부를 영어로 쓴 걸 보면 프랑스어 실력이 유창하지 않다는 것이었다. 프랑스에서 태어나 살다 2012년 퀘벡으로 유학 온 에밀 두보아(31)가 이런 어이없는 일을 당했다고 영국 BBC가 7일(현지시간) 전했다. 그녀는 이민 심사국의 편지를 읽고 “웃음이 터져나왔는데 한편으로는 이해가 되지 않았다”고 털어놓았다. 7년 전부터 프랑스어만 쓰는 대학에서 생물학 박사 과정을 마쳤는데 프랑스어가 유창하지 못하다는 이유로 이민 신청이 거부된 것이다. 퀘벡주는 연방정부와 합의해 별도로 이민 심사를 통해 이민을 받아들일 수 있도록 허용 받았다. 캐나다 영구 거주 신청을 하려면 반드시 퀘벡주의 ‘선발 자격’부터 얻어야 한다. 해서 두보아는 외국인 학생의 이민 신청을 받아들이는 프로그램에 신청한 것이었다. 그녀는 “프랑스에서 태어난 프랑스인이라면 프랑스어를 쓰는 대학에 들어가 프랑스어로 모든 것을 할 것이다. 그런데 이런 사실을 모두 부정한다면 말도 안된다”고 BBC에 털어놓았다. 연초에 프랑스어 테스트도 당연히 통과했다. 주초에 가장 먼저 보도한 공영 방송 라디오 캐나다에 따르면 그녀의 논문 다섯 장 가운데 한 장만 영어로 작성됐다. 두보아는 “과학자들이 의사소통하는 방식이다. 이 저널에 실린 논문들은 대부분 영어로 작성돼 지식을 공유하기 위해 그런 것”이라고 설명했다. 이어 퇴짜 편지를 받았을 때 “온 세상이 내 머리 위로 쏟아지는” 기분이었다고 털어놓았다. 두보아는 퀘벡주에 정착해 삶을 꾸리려고 계획했다며 “이제 더 이상 프랑스에 속하지 않는다”고 했다. 이번 결정이 번복됐으면 좋겠다고 밝힌 그녀는 지방의회 의원인 캐서린 도리온이 관심이 많다며 기대를 표했다. 퀘벡주 이민장관도 이날 성명을 내고 이번 결정이 “대체로 말이 안되는 것 같다”며 관리들에게 다시 살펴볼 것을 요청했다. 임병선 기자 bsnim@seoul.co.kr

‘태초에 하나님이 천지를 창조하시니라.’ 성경 창세기전 1장 1절이다. 이 구절은 간단한 반박 질문 하나로 신의 존재를 주장하는 기독교인을 혼란에 빠뜨린다. “그럼 하나님은 누가 창조했는데?” 신간 ‘신 없음의 과학’은 그야말로 불경스러운 내용으로 가득하다. 금기의 영역인 종교의 논리를 신랄하게 반박한다. ‘이기적 유전자’, ‘만들어진 신’으로 우리에게 익숙한 리처드 도킨스를 비롯해 ‘주문을 깨다’를 쓴 인지과학자 대니얼 데닛, ‘종교의 종말’을 쓴 신경과학자 샘 해리스, ‘신은 위대하지 않다’를 쓴 정치학자 크리스토퍼 히친스 등 전 세계적으로 유명한 지성이 모여 나눈 대화와 그들의 글을 함께 묶었다. 철저한 무신론자로서 종교의 맹점을 신랄하게 파헤친 이들의 대화는 동영상으로 녹화돼 2001년 이슬람 테러조직 알카에다가 저지른 9·11테러 이후 전 세계적으로 유명세를 탔고, 이번에 한국어판 책으로 나왔다. 4명의 과학자는 우주를 만든 초자연적 창조자가 있는지, ‘성경’과 ‘코란’이 모든 것을 아는 자의 산물이란 증거는 무엇인지, 종교와 과학은 겸손과 오만의 관점에서 어떻게 다른지, 무언가를 타당한 이유로 믿는 것과 황당한 이유로 믿는 것의 차이는 무엇인지 등 흥미로운 질문을 던지고 토론한다. 신의 존재를 부정하는 과학을 오만하다고 꾸짖는 종교인들에 관해 도킨스는 “우주의 창조주는 벌점을 매기고 가산점을 더하는 것 이상의 일을 하지 않는 것처럼 들린다. 우주의 신경이 온통 내게 쏠려 있다니, 이거야말로 이해할 수 있는 한계를 넘어서는 오만”이라고 따진다. 히친스는 ‘주여, 저의 불신을 도와주소서’라는 기도 내용을 인용하며 “많은 사람이 이중장부를 작성하는 방법으로 살아간다”며 자신을 속인다고 꼬집는다. 저자들은 단순히 “종교는 저급하고 과학은 위대하다”는 식의 결론을 내리지 않는다. 종교가 없어져야 한다는 주장에 관해 해리슨은 “우리 삶에는 신성함을 위한 자리가 존재한다고 생각한다. 하지만 허튼소리를 전제로 하지는 않아야 한다”고 강조한다. 저자들은 우리를 둘러싼 세계에 대한 모든 현상은 조건 없는 믿음이 아니라, 인간의 논리와 이성으로 충분히 납득하고 설명할 수 있어야 한다고 결론 내린다. 김기중 기자 gjkim@seoul.co.kr

내년도 기초과학 연구에 투입되는 정부예산은 1조 5200억원으로 젊은 신진과학자들을 육성하는데 집중 투자되고 수학분야에도 500억원 가까이 투입될 예정이다. 과학기술정보통신부는 7일 ‘2020년도 기초연구사업 시행계획’을 마련하고 공모에 착수했다. 1조 5197억원의 예산이 투입되는 기초연구사업은 연구자들이 창의적이고 도전적 연구주제를 자유롭게 제안하고 평가를 받도록 한 정부연구개발 프로젝트이다. 올해보다 3191억원이 증액된 규모인 1조 5197억원 중에는 개인연구 1조 2408억원, 집단연구 2789억원이 지원된다. 정부는 구체적으로 박사학위를 받은지 얼마 되지 않은 박사후연구원, 새로 교수로 임용된 신임 교원 등을 지원하는 신진연구사업에서는 기존 1억원에서 1억 5000만원의 연구비를 지원함으로써 젊은 연구자들이 조기에 안정적으로 연구에 집중할 수 있도록 지원할 계획이다. 연구역량이 뛰어난 연구자들에게 연간 4억원의 연구비를 지원하는 중견연구사업의 신규 과제도 올해 961개에서 내년에는 1300개까지 늘릴 예정이다. 이와 함께 새로운 분야 연구, 소재-부품-장비와 같은 주력산업의 핵심기술 확보와 자립화 연구, 3~4명의 연구자들이 모여 하는 소규모 집단융합연구 등을 촉진하기 위한 기초연구실 사업도 올해 34개에서 130개로 늘리고 예산도 379억원이 확대된 1079억원을 투입할 계획이다. 또 지금까지는 신청된 연구과제의 숫자나 관심 세부분야 등을 고려해 학문분야별로 예산이 분배됐지만 앞으로는 연구과제 접수 전에 분야별로 예산을 할당한 뒤 자체 학회 등에서 특성에 맞게 연구과제를 조정하거나 신설해 예산을 분배하는 ‘학문분야별 지원체계’로 전환될 예정이다. 정부는 우선 수학분야에 대해 내년에 시범 적용한 다음 2022년부터는 전 분야로 확대할 계획이다. 이에 따라 수학계는 대한수학회와 통계학회 등 수학관련 학회가 주관해 수학분야 연구수요 분석, 연구자 의견 수렴을 통해 예산 분배 포트폴리오를 수립했고 이를 바탕으로 정부에서는 수학분야 지원 예산 467억원을 배분했다. 학문분야별 지원체계로 기초과학 지원이 바뀔 경우 인맥 등을 통해 짬짜미 배분되거나 성실실패 제도를 악용할 가능성도 배제할 수 없는 만큼 연구윤리의식 제고와 연구부정행위자에 대한 제재도 강화할 방침이다. 정부는 신진연구자들부터 연구윤리, 연구비 집행방식에 대한 현장교육을 확대실시하고 연구책임자들 전부를 대상으로 사이버 연구윤리교육 참여를 의무화한다. 또 3년 이내 연구부정행위자로 판명된 연구자가 신규과제를 신청할 경우 총점의 10%를 감점해 사실상 신규과제 참여를 불가능하게 만들 계획이다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr