세계 과학 역사상 최초로 초대질량의 실제 블랙홀 모습을 포착한 연구진이 ‘브레이크스루상’을 통해 거액의 상금을 거머쥐었다. ‘실리콘밸리의 노벨상’ 또는 ‘과학계의 오스카’로도 불리는 브레이크스루상은 기초물리학, 생명과학 그리고 수학 등 3개 분야에서 뛰어나 성과를 이룬 개인이나 팀에게 시상한다. 수상 자에게 돌아가는 상금이 최대 300만 달러(약 36억 원)로, 노벨상 상금의 세 배에 가깝다. 올해의 브레이크스루상 수상팀은 사건지평선망원경(EHT·Event Horizon Telescope) 연구진으로, 국내 천문학자를 포함한 347명의 과학자가 포진돼 있다. EHT 연구진은 지난 4월 거대은하 ‘M87’ 중심부에 있는 블랙홀 관측에 성공했다. 관측에 성공한 블랙홀은 지구로부터 5500만 광년 떨어져 있으며, 질량은 태양의 65억 배에 달한다. 태양 1개의 질량이 지구 33만 2000여개 질량과 맞먹는 걸 고려하면 가늠하기조차 어려울 정도다. EHT 연구진은 세계 각지에 놓여 있는 전파망원경 8대를 서로 연결해 하나의 망원경처럼 가동하는 초장기선 간섭(VLBI) 관측법을 통해 개별 망원경이 얻을 수 없는 블랙홀의 고해상도 이미지를 촬영할 수 있었다. EHT 프로젝트 총괄 단장인 미국 하버드 스미스소니언 천체물리센터 셰퍼드 도엘레만 박사는 AFP와 한 인터뷰에서 “우리는 몇 년 동안 사람들에게 블랙홀의 이미지를 보여주겠다고 말했고, 사람들은 직접 보고 나서야 믿겠다고 말했다”면서 “마침내 (우주 블랙홀에 관한) 강력한 근거를 얻었고 사람들은 새로운 분야의 탄생에 만족할 것”이라고 밝혔다. 이어 “상금 300만 달러는 함께 성과를 이룬 팀원들과 나눌 예정”이라고 덧붙였다. 한편 올해 8회째를 맞은 브레이크스루상의 시상식은 오는 11월 3일, 캘리포니아 마운틴뷰에 있는 미국항공우주국(NASA) 에임스연구센터에서 열릴 예정이다. 사진=AFP·연합뉴스 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

허블 우주 망원경은 인류의 과학적 지식을 한 단계 넓힌 획기적인 성과로 손꼽힌다. 하지만 1990년에 발사한 허블 우주 망원경은 본래 목표했던 관측 기간을 크게 초과해 임무를 수행했고 이제 퇴역할 시기가 점점 다가오고 있다. 미 항공우주국(NASA)은 그 후계자로 역사상 가장 강력한 우주 망원경인 제임스 웹 우주 망원경을 준비 중이다. 비록 여러 차례 발사가 연기되고 개발비가 치솟으면서 위기를 겪기도 했지만, 다행히 개발이 거의 완료되어 2021년까지는 발사할 수 있을 것으로 보인다. 하지만 제임스 웹 우주 망원경 혼자서 모든 우주 관측 임무를 수행할 순 없다. 스피처, 케플러, 찬드라 X선 등 여러 가지 다른 목적의 우주 망원경이 허블 우주 망원경과 힘을 합쳐 우주를 탐사했듯이 제임스 웹 우주 망원경과 함께 할 우주 망원경들이 필요하다. NASA는 작년에 케플러 우주 망원경의 후계자인 TESS(Transiting Exoplanet Survey Satellite)를 우주로 발사해 외계 행성 탐사 임무에 투입했다. 제임스 웹 우주 망원경은 그 뒤를 이어 2021년에 우주로 발사할 예정이다. 그리고 2020년대 중반, 이들과 함께 우주의 비밀을 밝힐 차세대 우주 망원경인 WFIRST(Wide Field Infrared Survey Telescope)가 발사될 예정이다. WFIRST는 최근 예비 설계 검토 작업을 마치고 최종 디자인 및 개발을 위한 예산을 확보했다. WFIRST는 허블 우주 망원경과 같은 2.4m 지름의 주경(primary mirror)을 지닌 우주 망원경이다. NASA가 6.5m 주경을 지닌 제임스 웹 우주 망원경보다 늦게 허블 우주 망원경과 같은 크기의 우주 망원경을 추가로 발사하는 데는 그럴 만한 이유가 있다. 망원경의 성능을 결정짓는 요소인 주경의 크기는 동일하지만, 이미지 센서의 크기가 비교할 수 없을 정도로 크고 성능도 강력하기 때문이다. WFIRST에 탑재될 2억 8800만 화소 이미지 센서는 허블 우주 망원경의 100배에 달하는 데이터를 한 번에 수집할 수 있다. WFIRST의 강력한 정보 수집 능력 덕분에 21세기 과학의 최대 미스터리 중 하나인 암흑 물질 및 암흑 에너지의 분포나 정체에 대한 결정적인 단서를 찾을 수 있을 것으로 기대된다. 막대한 정보를 지구로 전송하기 위해 WFIRST는 1.7m 크기의 고성능 안테나를 지니고 있으며 하루 1.375TB의 데이터를 전송할 수 있다.하지만 외계 행성을 연구하는 과학자에게 WFIRST는 더 특별한 의미가 있다. WFIRST는 별빛을 가리는 코로나그래프라는 장치가 설치된 우주 망원경으로 항성보다 10억배 어두운 행성을 찾을 수 있는 관측 능력을 지니고 있다. 흔히 외계 행성을 직접 관측하는 일은 서치 라이트 옆에 있는 반딧불 찾기에 비교된다. 행성이 별에 비해 너무 어두워서 지금까지 행성을 직접 관측한 경우는 매우 드물 뿐 아니라 관측 결과도 매우 제한적이었다. 특히 크기가 작은 지구형 행성을 직접 관측하기는 거의 불가능에 가까웠다. 하지만 WFIRST는 이제까지 추정만 할 수 있었던 외계 행성의 대기 성분이나 물의 존재, 표면 온도 등 여러 가지 정보를 실제로 측정할 수 있다. TESS가 지구와 흡사한 외계 행성을 발견하면 WFIRST는 이 행성이 실제로 지구와 비슷한 환경인지 검증할 수 있는 것이다. 2020년 중반 이후 제2의 지구 찾기가 본격화될 것으로 기대하는 이유다. 과학자들은 앞으로 10년 이내에 우주에 지구 같은 행성이 얼마나 흔하게 존재하는지, 외계 행성의 구성 성분이 태양계와 얼마나 비슷한지 더 자신 있게 말할 수 있을 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

2016년 3월 구글의 인공지능(AI) ‘알파고’와 이세돌 9단의 바둑 대국이 알파고의 압승으로 끝나면서 많은 사람들은 ‘AI 시대’가 눈앞으로 다가왔음을 실감했다. AI 기술 발전은 운전자가 필요 없는 자율주행차 시대를 눈앞에 다가오도록 만들었다. 또 AI 기자, 소설가, 음악가, 미술가, 펀드매니저가 등장해 사람과 비슷하거나 오히려 뛰어난 능력을 보여 주는 수준이 됐다. 얼마 전에는 수백만개의 논문을 스캔해 비교하는 것만으로 새로운 과학 지식을 발견할 수 있는 AI 과학자가 개발됐다는 소식이 세계적인 과학저널 ‘네이처’에 실리기도 했다. 과학자들이 이번에는 AI로 세상에 없던 새로운 물질을 합성하는 데 성공했을 뿐만 아니라 수학적 방법론을 활용해 기존의 것보다 한 단계 업그레이드된 AI 개발 가능성까지 제시했다.●수학적 방법 적용, 데이터 학습시간 절반으로 포르투갈 샴펄리머드연구센터, 이탈리아 볼로냐대 수학과, 고등전자시스템연구센터, 국립 정보과학기술연구소 신경과학자와 수학자들로 구성된 공동연구팀은 위상기하학(토폴로지)을 이용하면 현재 AI 기술을 한 단계 발전시킬 수 있다는 연구결과를 AI 분야 국제학술지 ‘네이처 머신 인텔리전스’ 3일자에 발표했다. 연구팀은 ‘위상기하학적 데이터 분석’(TDA)이라는 수학적 방법론으로 현재 AI의 신경망 학습을 보완할 수 있음을 제시했다. 현재 AI의 신경망 학습 방법으로 얼굴을 인식할 때는 수많은 사람 얼굴 사진을 학습해 이미지 픽셀값을 디지털화한 뒤 눈, 코, 입 등 얼굴 윤곽을 구분해 내는 방식이었다. 문제는 똑같은 얼굴이라도 뒤집어 놓거나 거꾸로 놓으면 AI가 제대로 인식하지 못하는 경우가 생긴다. 그렇지만 위상기하학적 신경망 학습 기법을 활용하면 복잡한 이미지들 사이에서 오류 없이 원하는 얼굴을 쉽게 찾을 수 있게 된다. 동시에 사전 학습에 필요한 데이터 양과 학습 시간이 절반으로 줄어든다는 장점이 있다고 연구팀은 설명했다. 마티아 베르고미 샴펄리드연구센터 박사는 “이번 연구는 AI의 궁극적인 목표 중 하나인 인간의 뇌와 상호작용이나 통합을 위한 새로운 형태의 신경망 구조를 만드는 데 단초를 제시했다는데 큰 의미가 있다”고 말했다.●섬유증 치료 후보물질 개발기간 획기적 단축 한편 홍콩 인실리코 메디슨, 중국 상하이 우시 앱테크, 캐나다 토론토대 화학과, 컴퓨터과학과, 캐나다고등과학연구소, AI벡터연구소 공동연구팀은 딥러닝(심층학습) 기술을 활용해 섬유증 치료에 도움이 되는 새로운 분자를 만들어 동물 실험까지 성공적으로 끝냈다고 4일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘네이처 바이오테크놀로지’ 3일자에 실렸다. 연구팀은 딥러닝 기술로 섬유증 관련 질환 치료에 도움이 되는 ‘DDR1 인산화효소 억제제’ 역할을 할 수 있는 6가지 새로운 분자를 설계했다. AI가 만들어 낸 신약 후보물질 분자 6개 중 4개는 생화학적 활성이 확인됐고 2개는 세포 기반 실험에서 약효가 검증됐다. 연구팀은 이 중 유력한 후보물질 1종을 선택해 생쥐를 이용한 동물 실험을 실시한 결과 약효를 확인했다. 신약 후보 물질 발굴에서 동물 실험까지 일반적으로 2~3년 이상 걸리는 시간을 2개월로 획기적으로 단축시킨 것이다. 이번 연구를 주도한 알렉스 자보론코프 인실리코 메디슨 박사는 “이번 연구 결과를 바탕으로 AI를 신약 개발 전 과정에 적용할 경우 10년 이상 걸리는 개발 기간을 절반으로 줄일 수 있게 될 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

매우 오랜 시간 동안 개가 인간의 가장 친한 반려동물일 수밖에 없는 과학적 이유가 밝혀졌다. 미국 애리조나대학 심리학자인 다니엘 호슐러와 하버드대학 신경과학자인 에린 헤흐트 공동 연구진은 33개 품종의 순혈통 개 62마리를 대상으로 뇌 MRI 검사를 실시했다. 그 결과 개의 뇌에서 각기 다른 6곳의 부위가 서로 다른 행동 특성을 야기하는데 영향을 미치며, 각각의 품종에 따라 발달하는 부위가 다르다는 사실을 확인했다. 예컨대 오랜 시간에 걸쳐 경찰견으로 품종이 개량된 도베르만과 독일 원산의 개인 복서는 시각 및 후각과 관련한 부위가 발달 돼 있는 반면, 투견으로 품종이 개량된 개들에게서는 두려움과 스트레스, 불안 등과 연관된 부위가 덜 발달 돼 있었다. 특히 연구진은 사냥개 사이에도 각기 다른 뇌 부위가 발달되어 있다는 사실에 주목했다. 어떤 개 품종은 시각을 주로 이용해 사냥을 하는 반면, 또 다른 개 품종은 사냥 시 주로 후각을 이용한다. 연구진은 개 전문 훈련가의 말을 인용, 후각 또는 시각이 발달한 사냥개에게는 사냥을 가르칠 필요가 없이, 사냥감을 발견한 뒤 보고하는 방법만 알려줘도 충분히 사냥개로서의 역할을 해낼 수 있다고 밝혔다. 즉 사냥개로 품종이 개량된 개는 사냥을 하기에 충분한 능력을 이미 갖추고 태어난다는 것. 연구진은 인간이 오랜 시간을 들여 개의 품종을 변화시켜왔으며, 이것은 개의 뇌 구조를 바꾼 것과 동일한 결과를 가져왔다고 설명했다. 인간에게 꼭 알맞도록 품종으로 개량돼 왔고, 이것이 현재 인간과 개의 긴밀한 관계를 만들었다는 것이 연구진의 설명이다. 헤흐트 박사는 “이번 연구는 실제 경찰견이나 투견, 사냥개 등으로 활동하는 개가 아닌 반려견을 대상으로 한 것”이라면 “이 개들이 직접 수색을 나서거나 사냥을 하지 않음에도 불구하고 뇌에 이러한 차이가 존재한다는 것은 매우 놀라운 일”이라고 밝혔다. 이어 “인간은 과거 늑대였던 동물을 길들여 개를 만들었고, 이 과정에서 뇌 구조의 변화에 깊고 심오한 영향을 미쳤다”면서 “우리가 이 동물을 어떻게 대하고 있는지, 그리고 어떤 책임을 져야 하는지에 대해 생각해야 한다”고 강조했다. 이번 연구결과는 국제학술지인 ‘신경과학저널’(The Journal of Neuroscience) 2일자 최신호에 실렸다. 사진=123rf.com 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

지구로 날아올 소행성의 궤도를 바꾸기 위해 우주선을 발사해 맞추겠다는 미국과 유럽의 급진적인 공동 임무가 마침내 본격화된다. 2일(현지시간) 영국 일간 데일리메일 등 외신에 따르면, 미국항공우주국(NASA)과 유럽우주국(ESA)의 관계자들은 오는 11일부터 13일까지 이탈리아 로마 천체투영관에서 만나 이같은 시스템의 개발에 관한 진행 상황을 논의한다. 이른바 ‘아이다’(AIDA·Asteroid Impact Deflection Assessment)로 불리는 이 공동 임무는 실제로 소행성의 궤도를 바꾸는 것이 가능한지를 예측 가능한 방법으로 시험하는 것이다. 이는 우선 우주선 한 대가 표적이 되는 소행성에 충돌하고 나면 또 다른 우주선이 충돌 영향을 평가한다. 만일 이 시험에 성공하면 소행성 궤도 변경에 관한 기술은 언젠가 지구를 지키는 데 쓰겠다는 것이다. ‘국제 소행성 충돌 궤도변경 평가 워크숍’(International Asteroid Impact Deflection Assessment Workshop)이라는 이름으로 열리는 이번 회의에서 두 우주기관의 참석자들은 쌍성계 소행성 ‘디디모스’의 궤도를 바꾸기 위한 공동 임무에 대해 논의한다. 디디모스는 지금까지 확인된 모든 소행성 중 약 15%를 차지하는 한 쌍으로 된 소행성으로, 지름 780m의 디디모스A와 지름 160m의 디디모스B로 구분된다. 이 중 디디모스B가 디디모스A를 공전하고 있어 디디문이라는 애칭으로도 불린다. 이들 전문가가 이런 소행성에 충돌 시험을 하기로 한 이유는 시험을 해도 지구에 위협이 되지 않는다고 판단되기 때문이다.우선 NASA가 운영할 우주선 ‘다트’(DART·Double Asteroid Redirection Test)가 초속 약 6.6㎞의 속도로 날아가 디디모스B의 예정된 부분에 정확히 충돌한다. 그러면 ESA가 운영하는 또다른 우주선 ‘헤라’(Hera)가 다시 디디모스B 근처까지 날아가 충돌 지점을 조사해 소행성 궤도에 미친 영향에 관한 자료를 수집한다. 이같은 자료는 실제로 지구를 위협하는 소행성의 궤도를 바꾸기 위한 기술을 더욱 정밀하게 하는 데 쓰일 수 있다. 이에 대해 ESA의 담당자 이언 카넬리는 “유럽은 지난 2003년 ESA의 연구를 통해 개발된 혁신적 임무인 아이다에서 주도적인 역할을 하는 게 중요하다. 국제적인 노력은 앞으로 나가는 적절한 방법이며 행성 방위는 모든 사람에게 이익이 된다”고 말했다. NASA는 이미 2021년 여름 다트 우주선을 발사해 이듬해 9월 표적인 디디모스B의 목표 지점에 도달하기 위한 계획을 세웠다. 다트에는 초소형 위성 리시아큐브(LICIACube)를 탑재해 모선이 소행성에 충돌하기 전부터 충돌하는 순간을 기록하겠다는 것이다.그러면 ESA의 헤라가 투입되는 데 충돌로 생기게 될 흔적 즉 크레이터(충돌구)의 형태와 소행성의 질량 변화를 평가한다. 헤라 역시 초소형 위성 큐브샛 2기를 배치해 디디모스B에 관한 정밀 조사를 시행하는 데 여기에는 소행성을 대상으로 한 최초의 레이더 탐사가 포함된다. ESA에 따르면, 현재 헤라 우주선은 설계 최종 단계에 있다. 따라서 ESA의 고위 관계자들은 오는 11월 스페인 마드리드에서 열리는 ‘스페이스19+’ 각료회의에서 헤라의 건조 허가 여부를 확정할 것으로 예상된다고 외신들은 전했다. 승인이 떨어지면 헤라는 ESA가 제안한 새로운 우주 보안 프로그램에 참여하게 된다. 발사 예정은 오는 2024년 10월로, 디디모스까지 가는 데는 약 2년이 걸릴 것으로 보인다. 이번 회의에서는 소행성 궤도변경 임무에 관한 헤라 우주선의 진행 상황뿐만 아니라 디디모스 소행성에 관한 천문 관측에서 나온 결과도 논의될 예정이다. 사진=ESA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

우리가 일반적으로 생각하는 로봇의 이미지는 주로 딱딱하고 차가운 금속 기계의 모습입니다. 작업라인에서 용접이나 도색 등 힘들고 위험한 작업을 불평 없이 반복하는 로봇 팔이 우리에게 가장 친숙한 로봇의 모습일 것입니다. 하지만 엔지니어들이 꿈꾸는 로봇의 미래는 이보다 훨씬 다양합니다. 부드럽고 유연한 몸을 지닌 소프트 로봇(soft robot)은 그 대표적인 사례일 것입니다. 말랑말랑한 소프트 로봇은 여러 분야에서 활용될 수 있습니다. 현재 기술 수준에서 문어처럼 몸을 자유자재로 변형하면서 움직이는 로봇을 만들기는 어렵지만, 쉽게 부서질 수 있는 물체를 다룰 수 있는 소프트 로봇 팔 개발은 충분히 가능합니다. 미국 하버드 대학 와이즈 연구소(Wyss Institute)의 니나 시나트라가 이끄는 연구팀은 해파리처럼 약한 몸을 지닌 바다 생물을 안전하게 포획하는 기술을 개발했습니다. 해양 생물 가운데는 매우 독특한 대사과정과 다른 생물에서 찾을 수 없는 신물질을 지닌 것들이 많습니다. 예를 들어 과학자들은 해파리에서 발견한 녹색 형광 단백질(green fluorescent protein, GFP) 을 이용해 유전자 발현을 조사하거나 발생 과정을 반대로 돌리는 연구를 진행했습니다. 하지만 사실 해파리 가운데 제대로 연구가 된 것은 일부에 불과합니다. 당연히 과학자들은 해파리를 포함해 독특한 심해 생물을 가능한 한 온전하게 포획하려고 노력해왔습니다. 하지만 몸의 95%가 물로 된 해파리의 경우 딱딱한 로봇 팔로 상처 없이 포획하기 어렵습니다.이 문제를 해결하기 위해 연구팀은 실리콘으로 만든 부드러운 로봇 손가락을 개발했습니다. 여섯 개의 부드러운 로봇 손가락 내부는 폴리머 채널이 있어 물을 넣으면 한쪽 방향으로 구부러집니다. 하지만 부드러운 것만이 전부는 아닙니다. 이 소프트 로봇 손가락의 압력은 0.0455 kPA에 불과합니다. 이는 눈꺼풀에 가해지는 압력의 1/10에 불과해 상처 없이 부드러운 해양 생물을 포획할 수 있습니다. 그리고 일단 구부려지면 해양 생물이 쉽게 도망칠 수 없도록 단단히 잡습니다. 손바닥 역시 3D 프린터로 출력한 부드러운 플라스틱 소재 내부에 물을 채워 쿠션처럼 부드럽게 목표물을 고정합니다. 앞으로 연구팀은 이 소프트 로봇 팔을 무인 잠수정에 탑재해 실제 심해 생물들을 포획할 계획입니다. 소재 기술을 포함한 연관 기술의 발전 덕분에 앞으로 말랑말랑한 소프트 로봇의 활약이 더 늘어날 것으로 기대합니다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

쌉쌀하면서 시원한 맛을 자랑하는 해산물인 멍게 속살은 젓갈이나 비빔밥, 미역국 등 다양한 식재료로 쓰인다. 그렇지만 원추형 돌기가 나 있는 딱딱한 껍질은 활용가치가 없어 버려지는 경우가 대부분이다. 그런데 국내 연구진이 멍게 껍질을 이용해 유해가스를 탐지할 수 있는 섬유센서를 만들어 화제가 되고 있다. 한국과학기술연구원(KIST) 기능성복합소재연구센터, 카이스트 생명화학공학과 공동연구팀은 멍게껍질에서 추출한 물질과 탄소나노튜브를 결합시킨 복합섬유로 환경오염물질인 이산화질소를 감지할 수 있는 섬유형태의 웨어러블 휴대용센서를 개발하는데 성공했다고 3일 밝혔다. 이번 연구결과는 나노소재 분야 국제학술지 ‘ACS 나노’에 실렸다. 최근 다양한 웨어러블 기기가 등장하고 있는데 단순히 입고 착용하는 것으로 주변 환경상태를 감지할 수 있는 웨어러블 센서 분야도 주목받고 있다. 웨어러블 센서 중 섬유형태는 일반 섬유와 결합시켜 옷이나 가방 등으로 만들 수 있기 때문에 특히 과학자들의 관심을 끌고 있다. 그렇지만 기존의 섬유기반 웨어러블 센서 소재들은 일반 섬유에 센서 소재를 코팅하는 방식이어서 결합력이 떨어져 오래 사용할 수 없다는 단점이 있었다. 이 문제를 해결하기 위한 그래핀 산화물 섬유도 등장하고 있지만 후처리 공정이 필요해 공정이 복잡하고 생산비용이 많이 들었다. 연구팀은 버려지는 멍게껍질에서 나노셀룰로오스라는 물질을 추출해 탄소나노튜브와 결합시켜 후처리 과정이 필요없는 복합섬유를 만들었다. 이렇게 만들어진 복합섬유는 기계적 강도가 우수할 뿐만 아니라 유연성도 좋아 일반섬유와 함께 천으로 직조할 수 있다. 특히 섬유산업에서 사용하고 있는 일반 습식방사법으로 복합섬유를 연속 생산할 수 있어서 값싼 웨어러블 가스센서를 상용화하는데도 도움이 될 것으로 기대되고 있다. 연구팀은 실제로 복합섬유를 이용한 직물을 만들어 유해가스인 이산화질소를 실시간으로 감지하는데 성공하기도 했다. 정현수 KIST 박사는 “이번 연구는 웨어러블 센서 소재로 갖추어야 할 기본 물성들을 재료 복합화를 통해 한 번에 만들 수 있도록 했다는 점에서 의미가 있다”라며 “이번에 개발된 섬유형태의 센서는 기계적 유연성을 바탕으로 웨어러블 디바이스, 헬스케어 등 바이오분야 뿐만 아니라 안전, 국방까지 그 적용범위가 무궁할 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

미래 에너지로 주목받는 핵융합 발전이 가까운 장래, 최소 30년 이내에 저비용으로 성공할 전망이 매우 회의적이라는 한 보고서가 지난해 세계를 휘저었다. 보고서는 태양과 풍력 에너지를 포함한 다른 주요 기술의 발달사에 비춰 본 것으로, 핵융합 발전은 디자인이 더 개선되고 새로운 재료 개발로 많이 진척된다고 하더라도 대다수 산업 전문가가 예상하는 것보다 훨씬 느리게 진행될 것으로 내다봤다. 핵융합 에너지가 실용화되는 데 적어도 30년은 걸릴 것이라고 예측한 이는 제이슨(JASON)이었다. 도대체 제이슨이 누구길래 최고의 과학자들이 개발하는 핵융합에 대해 이렇게 단정할까. ●“최고만 선발한다”… 멤버 선정에 배타적 이런 보고서를 낸 제이슨이 최근 다시 뉴스에 올랐다. 제이슨은 평범한 남성 이름 같지만 미국 연방정부의 과학기술 자문단이다. 대학교수 등 민간인으로 이뤄졌으며, 국가 기밀을 취급할 수 있다. 제이슨은 주로 미 국방부와 에너지부, 중앙정보국(CIA)을 비롯한 정보기관 및 연방수사국(FBI) 등이 의뢰하는 연구를 수행한다. 이들 기관의 장관이나 기관장을 상대로 국가안보 이슈와 관련된 과학과 기술의 ‘까다롭고 민감한’ 이슈에 대한 자문 역할을 수행한다. 일반인은 제대로 들은 적도 없지만 미국 최고의 ‘두뇌집단’으로 꼽히는 제이슨을 도널드 트럼프 미 정부가 해체하려 한다는 소식과 함께 이를 존속시켜야 한다는 반대 목소리가 나오고 있다. 2일 로이터통신에 따르면 트럼프 대통령은 이달 말까지 모든 연방기관이 독립 자문위원회 숫자를 현재 1000여개에서 3분의1 수준인 350개로 줄이라는 행정명령에 서명했다. 트럼프 대통령은 예산 및 행정절차 등 간소화를 이유로 내세웠다. 이에 따라 제이슨의 존폐를 놓고 연방정부에서 옥신각신하고 있다. 마이클 그리핀 국방부 연구·공학 담당 차관은 폐지를 주장하는 반면 에너지부 산하 국가핵안보국(NNSA) 국장 리사 고든 해거티는 존치에 목소리를 높이고 있다. 제이슨이 의뢰받아 수행하는 연구의 대다수는 기밀로 분류된다. 참여한 면면을 보면 미국의 가장 강력한 무기이자 최고의 두뇌라는 별칭에 고개가 끄덕여진다. 제이슨 설립 주축인 존 휠러는 ‘맨해튼 프로젝트’에 참여했으며 1967년 ‘블랙홀’이라는 용어를 처음 사용했다. 레이저 발명 공로로 1964년 노벨 물리학상은 받은 찰스 타운스, 쿼크의 존재를 입증해 1990년 노벨 물리학상을 받은 헨리 웨이 켄들 등 노벨상 수상자 11명을 포함해 미 최고의 물리학자, 생물학자, 화학자, 해양학자, 컴퓨터공학자 등 60여명이 참여한다. 제이슨은 젊은 과학자가 주축이다. 초기인 1960년대에는 회원 모두가 남성이었으나 지금은 여성이 10%가량 되는 것으로 알려져 있다. 기존 멤버의 추천이 있어야 회원이 될 수 있다. 국방부 산하 연구개발조직인 국방고등연구기획국(DARPA)이 2002년 제이슨에 회원 3명을 추천했다. 그러나 제이슨이 이를 거절했고, 분개한 DARPA가 후원을 끊어 버렸다. 최고의 과학자들을 선발한다는 자부심에 멤버 선정이 배타적이다. 비영리단체 ‘우려하는 과학자 동맹’(UCS)의 선임학자인 데이비드 라이트는 로이터에 “그들은 돈을 지원하는 기관으로부터 독립적이고자 한다. 지원 기관이 원하는 답을 항상 내놓는 게 아니어서 눈엣가시와 같다”고 말했다. 제이슨에 가입하려면 철저한 신원 조사를 거쳐야 한다. 제이슨 멤버가 바깥으로 드러나는 것은 일부 학자가 자신들의 프로필에 쓰면서 흘러나오는 정도다. 제이슨 회원들은 연방정부 의뢰로 해마다 여름휴가 6~8주간 캘리포니아주 샌디에이고 북서쪽에 있는 라호이아에서 연구와 실험을 한다. 물론 다른 전문가들과 토론하기도 한다. 연간 12~15건 정도의 연구를 수행하며 그 결과물은 대다수가 기밀로 분류된다. 연구비는 건당 50만 달러(약 6억 700만원) 정도이고, 회원들은 연구하는 동안 하루 1200달러가량 받는 것으로 알려졌다. 올여름에는 7개 정부기관으로부터 프로젝트 15건을 의뢰받았다.제이슨은 주로 핵무기와 미사일 방어, 사이버 보안 및 전자 감시 등과 관련된 연구를 많이 했다. 최근엔 기후변화와 바이오 정보, 인공지능 등에 대한 연구 결과가 공개된 적도 있다. 2002년 비밀이 해제된 ‘동남아에서의 핵무기 전략’에 따르면 제이슨은 베트남 전쟁이 한창이던 1967년 3월 핵무기 사용을 강력히 반대했다. 2009년 미 핵무기와 관련해 새로운 비축이 필요 없다는 것을 비밀리에 권고했다. 2010년에는 국방부에 사이버 보안 연구 강화를 건의했다. 2011년에는 국제적 온실효과 가스 모니터링 권고를, 2014년엔 보건정보 교환에 관한 권고를 내기도 했다. 미과학자연맹(FAS)에 따르면 저비용 핵융합 개발 전망(2018년), 해군 핵추진체를 위한 저농축 우라늄 연구(2016년 11월), 미 핵무기 비축에 관한 기술적 고려 사항들(2015년 1월), 북한 원심분리기 능력(2009년 10월) 등이 연구 주제였다. 제이슨과 같은 과학자문위원회는 그동안 정치적 영향을 거의 받지 않았다. 국무부 산하 국제안보자문위원회(ISAB)의 셰리 W 굿맨 전 위원은 “이들은 매우 기술적인 전문가”라며 “미국의 첨단 국방력이 경쟁력을 유지할 수 있게 하는 국가적인 전문가 저장고”라고 말했다. 이를 폐지하는 것을 독립된 과학의 역할을 무시하는 일로 받아들이는 사람도 많다. 2002년부터 2007년까지 NNSA 국장을 지낸 린턴 브룩스는 “이번 (트럼프 대통령의) 백악관은 과학이 자신들의 정치적 입장과 충돌하면 중요하지 않다는 기조를 세웠다”고 비판했다. 트럼프 대통령의 위원회 축소 방침을 좇아 그리핀 국방부 차관은 제이슨 해체에 나서 지난 3월 계약을 종료했다. 헤더 밥 국방부 대변인은 “국방부는 독립된 기술 자문과 검토를 계속할 것”이라면서도 “가장 경제적인 의미에서 책무를 유지하겠다”고 말했다. 국방부가 저렴한 비용으로 자체적으로 하거나 다른 연구기관을 통해 과학적·기술적 검토를 계속하겠다는 의미다. 반면 제이슨 존속을 주장하는 해거티 NNSA 국장은 지난 3월 하원 군사위원회에서 “제이슨은 경험이 많고 기술적 전문 지식은 유효하다”고 증언했다. 제이슨 의장인 엘런 윌리엄스 메릴랜드대 물리학과 교수는 제이슨 해체 논리가 “해괴하다”고 주장했다. 그는 “국방부는 의뢰한 연구들에 대해 지불할 뿐이지만 다른 정부기관들은 자신들의 연구에 자금을 댄다”고 일갈했다.●제이슨에 정책 거부당한 국방차관 해체 앞장 이런 가운데 해체 주장의 중심에 선 그리핀 차관과 제이슨의 악연이 눈길을 끈다고 로이터가 전했다. 제이슨 해체의 결정적 원인은 그리핀 차관의 야심작인 ‘스타워즈’(Star Wars), 즉 우주 기반의 무기화인 국방부 전략방위구상(SDI)에 제이슨이 과거 심하게 반대했기 때문이란 견해가 지배적이다. 제이슨의 연구가 기밀에서 해제되지 않아 정확하지는 않지만 흘러나온 이야기를 종합하면 제이슨은 정부가 지원한 일부 연구 결과에 대해 “계산이 잘못됐다”거나 “특별히 무능하다”며 쓰레기통에 처박아 버렸다. 제이슨 폐지론자들은 “위원회가 비용과 불필요한 요식행위를 더할 뿐”이라고 비판하지만 존속론자들은 “공적 관심사에 대한 외부의 비판을 침묵시키려는 움직임”이라고 맞받아친다. 제이슨이라는 명칭은 그리스 신화에서 제이슨(그리스식 이름 이아손)이 아르고호 원정대를 이끌고 나가 잠들지 않는 용이 지키는 나라 콜키스의 ‘황금 양털’을 가져온 것에서 유래한다. 영웅의 길이자 정의를 위한 투쟁으로 묘사된다. 제2차 세계대전이 끝난 직후 핵무기와 레이더 등 전쟁 연구에 종사했던 과학자들이 캠퍼스로 돌아가면서 연방정부는 최고급 과학자들과의 연결을 계속 유지하고 싶어 했다. 1959년 12월 뉴멕시코주 로스앨러모스연구소에서 핵 로켓을 연구하던 물리학자들이 다음 여름휴가 때 연구하자고 약속함으로써 다음해부터 제이슨 프로그램이 시작됐다. 이기철 선임기자 chuli@seoul.co.kr

한때 눈과 얼음으로 뒤덮였던 그린란드 남동부의 빙하가 최근 들어 급격하게 녹고 있는 것으로 전해졌다. 미국항공우주국(NASA)은 그린란드 남동부 세르밀리크 피오르에 분포한 빙하가 거의 50년 만에 얼마나 녹았는지를 보여주는 비교 사진을 공개했다. 랜드샛 위성이 촬영한 이 사진은 빙하가 기후변화의 영향으로 녹으면서 곳곳에는 지면이 드러나고 있는 모습을 보여준다. 이에 대해 메릴랜드대학의 빙하학자 크리스토퍼 슈먼 박사는 “얼음으로 뒤덮여 있던 곳은 이제 훨씬 더 많은 노면을 드러낸다. 헬헤임과 펜리스 그리고 미트가르트 같이 큰 빙하들뿐만 아니라 더 작은 빙하들까지 모든 곳이 붕괴되고 있다”고 설명했다.그린란드에서 가장 큰 빙하 중 하나인 헬헤임 빙하는 흑백사진으로 기록된 1972년 당시 모습보다 지난달 12일 위성에 찍혔을 때 무려 7.5㎞가량 후퇴했다. 헬헤임 빙하는 지난 47년 동안 녹으면서 빙하 속 지면을 더 많이 드러냈다. 또한 가운데 펜리스 빙하를 두고 오른쪽에 있는 미트가르트 빙하는 오랜 시간 약 16㎞나 후퇴했다.이뿐만 아니라 3일 뒤 헬헤임 빙하에서 찍은 사진은 빙하 꼭대기 표면에 꽤 많은 물이 녹아서 고여 있는 모습을 보여준다. 이는 NASA의 ‘OMG’(Oceans Melting Greenland) 프로젝트팀이 항공기를 사용해 빙하 위를 비행하다가 얼음 전선(빙하 말단부) 부근에서 빙하가 녹은 물인 융빙수의 온도를 측정하기 위해 투하한 탐사선으로 촬영한 것이다. 이에 대해 NASA는 이런 현상은 최근 이례적인 기온 상승이 원인이라고 설명했다. 미국 국립설빙데이터센터(NSIDC)에 따르면, 올해 여름 그린란드 빙상 표면의 약 90%는 지난 7월 30일부터 8월 2일까지 4일간 녹았다. 그 사이 그린란드의 얼음 약 550억 t이 바다에 쏟아졌다. 이는 그린란드에서 불과 하루 만에 약 137억 t이 넘는 빙하가 소실된 것으로, 이런 유실량은 과학자들을 당혹스럽게 만들었다. 그린란드 빙하의 소실은 기후변화의 가시적인 징후 중 하나로 해수면 상승에 관여해 많은 해안지역을 위험에 빠뜨린다. 전문가들은 그린란드의 빙하가 모두 녹으면 해수면이 6m 이상 상승할 수 있다고 경고한다. 사진=NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

지금까지 과학자들은 수성 궤도보다 훨씬 안쪽 궤도를 도는 거대 가스행성인 ‘뜨거운 목성’형 외계행성을 여럿 발견했다. 사실 초기에 발견된 외계행성은 대부분 뜨거운 목성형 행성이었다. 현재 관측 기술로 가장 찾기 쉬운 형태의 행성인 탓도 있지만, 목성보다 크면서 별에 바짝 붙어 공전하는 행성이 드물지 않은 것도 중요한 이유다. 아무튼 뜨거운 목성은 태양계에서 볼 수 없는 독특한 형태의 행성이고 상대적으로 관측이 쉬워 많은 연구가 이뤄지고 있다. 캐나다 맥길대 연구팀은 허블 우주망원경과 스피처 우주망원경의 데이터를 이용해 뜨거운 목성형 외계행성 12개의 표면 온도를 조사했다. 뜨거운 목성은 별에서 매우 가까워 공전 주기와 자전 주기가 같아지는 동주기 자전(Tidal locking) 현상이 일어난다. 지구와 달처럼 서로가 한쪽 면만 바라보면서 공전하는 것이다. 따라서 뜨거운 목성은 한쪽은 영원한 낮이고 반대쪽은 영원한 밤이다.연구팀은 우주망원경으로 뜨거운 목성의 스펙트럼을 분석해 낮과 밤인 지역의 온도 변화를 측정했다. 그 결과 낮인 지역은 온도가 섭씨 1700도까지 올라가지만, 영원한 밤이 계속되는 반대쪽 온도는 섭씨 800도 정도로 낮은 것으로 나타났다. 이 정도 차이는 당연할 것 같지만, 이론적인 예측보다 큰 차이다. 가스 행성이라는 점을 생각하면 낮인 지역에서 밤인 지역으로 열에너지 전달은 쉬운 편이다. 연구팀은 이 현상을 설명할 수 있는 가설로 암석 미네랄 성분의 구름과 비를 제시했다. 연구팀에 따르면 지구형 행성에서 흔한 암석 성분인 규산염(silicates)이나 황화망간(manganese sulfide)이 낮인 지역에서 기체 상태로 존재할 수 있다. 지구로 치면 증발한 암석이 대기 중에 존재하는 것이다. 이 기체가 밤인 지역에 도달하면 온도가 내려가면서 응결해 암석의 구름이 생성되고 일부는 아예 액체 상태가 돼 비처럼 쏟아진다. 이로 인해 밤인 지역은 생각보다 온도가 낮을 뿐 아니라 온도 역시 균일하다. 다만 이 가설을 검증하기 위해서는 이번 연구에 사용된 허블 우주망원경보다 더 강력한 망원경이 필요하다. 2020년대 초 발사 예정인 제임스웹 우주망원경이나 2020년대 중반 발사 예정인 WFIRST(Wide Field Infrared Survey Telescope) 망원경의 강력한 성능이라면 이 가설을 검증할 수 있을 것이다. 과학자들은 수천 개의 외계행성을 발견하는 데 성공했지만, 각각의 외계행성을 자세히 들여볼 수 있는 성능의 망원경이 없기 때문에 연구에 어려움을 겪고 있다. 차세대 우주망원경이 본격 가동에 들어가면 이 문제를 포함해 우주의 많은 비밀이 풀릴 것으로 기대된다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

-크레이터에서 발견한 '젤' 모양의 이상 유색물질 중국의 달 탐사선 창어-4의 탐사 로버가 달의 뒷면에서 '이상한 색깔의 젤 같은 물질'을 발견했다고 30일 우주전문 사이트 스페이스닷컴이 보도했다. 창어-4의 탐사 로버 위투-2는 태음일(달이 자오선을 지나 다시 그 자오선에 돌아오는 때까지의 시간으로, 약 24 시간 50분 28초) 8일째 그 놀라운 물질과 맞닥뜨렸는데, 과학자들은 즉시 탐사선의 다른 운행 계획을 연기한 후 이상한 물질의 정체를 규명하는 작업에 매달렸다. 제 8 태음일은 7월 25일에 시작되었다. 8월 17일에 발표된 위투-2의 '운행 일지'에 따르면, 위투-2는 베이징 항공우주관제센터의 관제사들의 도움으로 작고 다양한 충돌 크레이터들이 산재한 지역을 가로지르는 경로를 탐색하기 시작했다. 7월 28일, 창어-4 팀은 높은 고도에서 내리쬐는 햇빛으로부터의 야기되는 고온과 방사선으로부터 로버를 보호하기 위해 평일 정오 위투를 수면 모드로 바꾸기 위해 전원을 차단할 준비를 하고 있었다. 로버의 주 카메라에서 이미지를 확인하던 팀원은 문득 달 표면과 달리 색과 광택이 있는 물질이 보이는 작은 분화구를 발견했다. 이 발견에 흥분한 로버 운행 팀은 달 과학자들을 불렀다. 그들은 위투-2의 서쪽 탐사 계획을 연기하기로 결정하고 로버에게 이상한 재료를 확인하도록 명령했다. 위투-2는 장애물 회피 카메라를 사용하여 크레이터에 조심스레 접근한 후 이상한 색채를 띤 물질과 주변 환경 탐사에 들어갔다. 로버는 가시광선과및 근적외선 분광계(VNIS)를 통해 탐사를 진행한 결과, '이상 물질'의 반사광을 잡아내 색깔과 형태를 알아내는 데 성공했다.VNIS는 지난 5월 중국 과학자들이 발표한 폰 카르만 크레이터 바닥에서 달의 맨틀 물질을 발견하는 쾌거를 올린 것과 같은 장비이다. 그러나 지금까지 미션 과학자들은 이 유색의 이상물질에 대해 어떤 견해도 제시한 적이 없으며, 다만 그것이 '젤'과 비슷하며 '특이한 색'을 띠고 있다는 것만 발표했을 뿐이다. 연구자들이 제안한 한 가지 가능한 설명은 달 표면에 충돌한 운석에서 생성된 용융 유리라는 것이다. 그러나 유투-2의 발견은 과학자들을 놀라게 한 달의 첫 번째 사건은 아니다. 지질학자로 아폴로 17호 우주 비행에 참여한 해리슨 슈미트는 1972년 타우루스-리트로 착륙지 근처에서 오렌지색 토양을 발견하여 동료 우주인 진 서넌과 같이 흥분에 빠졌던 적이 있었다. 문제의 오렌지색 토양은 달의 지질학자들에 의해 36억 4천만 년 전에 일어난 화산 폭발에서 생성된 것이라는 사실이 증명되었다. 창어-4는 2018년 12월 초에 발사되어 이듬해 1월 3일 역사상 최초로 달의 뒷면에 연착륙하는 데 성공했으며, 위투-2 로버는 지금까지 총 271m 거리를 주행했다.​ 올해 초 달 뒷면에 착륙한 창어 4호와 위투 2호 탐사 로버는 달에 밤이 찾아오면 휴면 모드에 들어가고, 햇빛이 비추는 낮이 오면 활동에 들어가는 것을 반복하면서 탐사를 이어나가고 있다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

인류는 신석기 시대부터 지구의 자연환경에 지울 수 없는 흔적을 남겨온 것으로 확인됐다. 미국 애리조나주립대 등 국제 연구진이 전 세계 고고학자 255명과 협력해 약 1만 년 전부터 170년 전까지 세계 토지 이용을 조사해 이런 결론에 이르렀다고 30일(현지시간) 발표했다. 연구진에 따르면, 이 연구는 ‘아키오글로브 프로젝트’(ArchaeoGLOBE Project)라는 이름의 크라우드소싱(집단 협업) 운동 덕분에 가능했다. 이는 인류사를 다루는 전 세계 고고학자들에게 설문지를 보내 정보를 얻은 것이다. 연구진은 총 255명이 응답한 정보를 통해 약 1만 년에 달하는 오랜 기간 전 세계 700여 지역의 토지가 어떻게 이용됐는지를 확인할 수 있었다. 그 결과, 인간은 농경으로 지구상에 남긴 흔적은 신석기 시대인 1만 년 전부터 8000년 전까지 거슬러 올라가는 것으로 나타났다. 이는 고대 인간들이 수렵채집 외에도 농경을 통해 지구에 중대한 변화를 일으킨 것을 보여준다. 이뿐만 아니라 최근 일부 학자가 주장하는 ‘인류세’ 개념이 훨씬 오래전부터 시작됐음을 시사한다. 인류세는 인류의 자연환경 파괴로 인해 지구의 환경 체계가 급격히 변했고 그 탓에 지구 환경과 맞서 싸우게 된 시대를 뜻한다.하지만 이번 연구에서는 이동경작과 목축농업이 이미 4000년 전 세계 토지 면적의 40% 이상에 영향을 미친 것으로 확인됐다. 또한 토지 경작은 2000년 전까지 전 세계 대부분 지역에서 흔한 것으로 나타났다. 이는 이전 연구와 모순되는 데 인류는 생각보다 1000년 일찍 땅을 일궈온 것이다. 연구에 참여한 마이클 바턴 애리조나주립대 교수는 “인간이 오랜 기간에 걸쳐 지구의 자연환경과 어떻게 상호작용했는지를 이해하는 것은 미래에 어떻게 기후변화 등의 문제에 대처할지 이해하는 데 도움이 될 최선의 방법 중 하나”라면서 “지구의 환경 변화는 최근 문제가 아니다”고 말했다. 고대 사람들의 활동은 지구상에 다양한 방법으로 기록돼 있고 화석으로도 남아 있다. 이에 대해 바턴 교수는 그들의 환경적 성공과 실패를 연구하면 미래에 긍정적인 변화를 어떻게 일으킬 수 있을지 더 좋은 아이디어를 얻게 될 것이라고 설명했다. 또 바턴 교수는 이번 연구가 미래에 인간이 환경에 어떤 영향을 미칠지 예측하기 위해 과학자들이 사용하는 컴퓨터 모델에도 영향을 준다고 말했다. 정확한 예측은 현재와 과거의 비교에 의존하는 데 지금까지 자료는 인간의 영향을 과소평가하고 있다는 것을 이번 연구는 발견했다. 또다른 연구 참여자인 미국 필드자연사박물관의 인류학 큐레이터 게리 파인먼 박사는 대규모 자료 덕분에 우리는 적어도 3000년 전 전 세계에서 토지 사용에 의한 환경적 영향이 있었다는 것을 알 수 있었다면서 이는 인간이 환경에 미치는 영향은 새로운 현상이 아니라는 것을 뜻한다고 설명했다. 이어 “약 1만2000년 전 인간은 주로 수렵과 채집을 했는데 이는 농부들이 일반적으로 토지를 경작하는 것처럼 자연환경과 집중적으로 상호작용하지 않았다는 것을 의미한다”면서 “이제 우리는 3000년 전 지구 곳곳에서 실제로 침해적인 농경을 하는 사람들이 있었다는 것을 알게 됐다”고 덧붙였다. 자세한 연구 결과는 세계적 학술지 ‘사이언스’ 최신호(30일자)에 게재됐다. 사진=사이언스 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

심리학자들은 청소년기를 ‘제2의 탄생기’ 또는 ‘질풍노도의 시기’라고 표현한다. 어른도 어린이도 아닌 중간인, 주변인으로 여러 측면에서 맞닥뜨리게 되는 좌절과 불만이 극단적인 사고와 감정으로 표출되는 것을 빗댄 말이다. 요즘은 ‘중2병’이라고도 하는데 중학교 2학년을 전후로 한 나이에 사춘기 특유의 감수성, 상상력, 반항심, 자만감 등이 최고조로 나타는 것을 표현한 것이다. 그런데 유럽, 미국 과학자들이 청소년기에 음주나 흡연과 같은 충동적 행동을 하거나 반대로 봉사활동에 적극적이라든지 토론이나 각종 모임에 적극 참여하는 사회적 행동이 증가하는 것 모두 ‘재미’(fun)를 추구하는 뇌 성향 때문이라는 연구결과를 발표해 주목받고 있다. 네덜란드 라이덴대 뇌·인지연구소, 미국 노스캐롤라이나대 심리·신경과학과 공동연구팀은 청소년기의 뇌는 ‘재미’에 초점이 맞춰져 발달한다는 사실을 뇌신경영상 연구를 통해 규명했다고 30일 밝혔다. 이번 연구결과는 발달심리학 분야 국제학술지 ‘아동 발달’ 최신호(27일자)에 실렸다. 연구팀은 네덜란드 청소년·청년 뇌연구 프로젝트 ‘브레인 타임’에 참여했던 210명을 대상으로 장기추적 조사를 실시했다. 연구팀은 2011, 2013, 2015년 세 번에 걸쳐 조사를 실시했다. 각각 연구에 참여했던 실험대상자들의 나이는 8~25세, 10~27세, 12~29세였다. 연구팀은 이들에게 반항적인 행동이나 친사회적 행동을 일주일에 몇 번이나 하는지 설문에 답하도록 하고 최근 가장 재미를 느꼈던 활동과 보람있는 활동, 그 때의 느낌을 기술하도록 했다. 연구팀은 이들의 위험감수 행동이나 친사회적 행동과 관련된 영상을 보여주면서 뇌의 자기공명영상(MRI)을 촬영했다.연구 결과 반항심과 위험감수 행동은 사춘기 초~중반에 급격히 증가하고 그 뒤로 서서히 줄어들었으며 친사회적 행동은 사춘기 중후반기에 급격히 증가하는 것으로 확인됐다. 특히 위험감수행동이나 반항심이 크게 나타난 청소년들일수록 친사회적 행동경향도 강하게 나타났다. 이와 함께 위험감수행동과 친사회적 행동을 할 때는 뇌에서 재미를 느끼는 부분이 활성화되는 것이 관찰됐다. 재미를 느끼지 못하면 위험감수행동도 줄어들지만 그만큼 친사회적인 행동도 줄어들게 된다고 연구팀은 설명했다. 연구팀은 재미를 추구하는 청소년 사춘기의 특성에 맞춰서 아이들을 지도하는 것이 중요하다고 지적했다. 닐제 블랑켄슈타인 네덜란드 라이덴대 박사는 “많은 사람들은 청소년기를 불안정한 시기라며 부정적인 시각으로 보는 경향이 강한데 이번 연구는 청소년의 뇌신경 발달이 다양한 방향으로 진행된다는 것을 실증적으로 보여준 것”이라며 “청소년 시기에는 위험을 무릅쓰는 경향과 이타적이며 친사회적인 경향이 동시에 나타나는 만큼 주변 환경 조성이 중요하다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

최첨단 유전자 교정기술인 유전자 가위 기술을 이용한 알비노 도마뱀이 사상 처음으로 탄생했다.　 최근 미국 조지아 대학 연구팀은 유전자 편집 기술인 크리스퍼 유전자가위(CRISPR-Cas9)를 사용해 네 마리의 작은 알비노 도마뱀을 탄생시켰다는 논문을 생명과학분야 국제 학술지인 ‘셀 리포트'(Cell Reports) 최신호에 발표했다.　 크리스퍼 유전자가위 기술은 DNA 등 세포 내 유전정보를 자르고 붙여 선택적으로 교정하는 기술을 말한다. 특히 지난해 말 중국 남방과학기술대 교수가 이 기술로 유전자 편집된 쌍둥이 아기를 태어나게 했다고 발표해 세계적인 파문을 일으킨 바 있다. 이처럼 과학자들은 포유류와 새, 물고기들을 유전자 가위 기술로 조작한 바 있으나 파충류인 도마뱀이 성공한 것은 이번이 처음이다. 파충류의 경우 언제 수정이 이뤄질 지 예측하는 것이 어렵고 단세포 배아를 꺼내 체외에서 조작하는 것도 힘들어 이 기술을 적용할 수 없었기 때문이다.논문 공동저자인 더글라스 맨케 조지아 대학 유전학부 교수는 "파충류의 경우 포유류나 물고기처럼 쉽게 배아를 조작할 수 있는 좋은 방법이 없다"면서 "우리는 도마뱀의 난소 에 있는 여러 개의 미성숙한 난자에 크리스퍼단백질을 미세 주입하는 방식을 고안했다"고 설명했다. 　 이같은 과정을 거쳐 연구팀은 난모세포 146개에 유전자 편집을 시도, 흰 피부를 가진 알비노 도마뱀 4마리를 탄생시켰다. 물론 연구팀이 유전자 가위 기술로 알비노 도마뱀을 만들어 낸 이유는 있다. 일반적으로 선천성 유전질환인 알비노(백색증) 인간에게 나타나는 시력 결함의 문제를 이같은 실험동물을 통해 해법을 찾을 수 있기 때문이다. 맨케 교수는 "백색증을 가진 사람들의 경우 망막의 중심부에 있는 중심와(fovea)가 없거나 발달하지 않아 시력이 좋지않다"면서 "쥐는 중심와가 없지만 높은 시력을 가진 도마뱀은 가지고 있다"고 밝혔다. 이어 "도마뱀의 유전자를 분석을 통해 인간의 DNA가 얼마나 유사한 변화로 선천적 결함을 유발하는지 이해할 수 있을 것"이라고 덧붙였다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

몇 년 전 홍역이나 수두 같은 전염병도 자연치유 되기 때문에 예방접종을 맞을 필요도 없고 다 같이 모여 ‘수두파티’를 해야 한다는 등의 극단적 자연주의 육아를 표방했던 한 인터넷 카페가 문제가 됐던 적이 있다. 해당 카페의 운영자는 지난 5월 대법원 최종판결로 징역형에 처해지기도 했다. 백신 거부라는 분위기는 미국에서는 더 심각한 상황이다. 집단 면역 약화로 대규모 전염병 확산이 우려됨에도 불구하고 도널드 트럼프 대통령이 백신 불신을 조장하고 있어 백신접종률은 감소하고 있는 상황이다. 실제로 후진국 전염병이라는 홍역이 대규모 발생하는 사태가 벌어지기도 했다. 이에 미국 정치학자와 통계학자, 보건학자들이 모여 백신 거부론에 영향을 미치는 요소가 무엇인지에 대한 연구를 실시했다. 미국 아이다호대 정치철학과, 유타대 정치과학과, 텍사스 오스틴대 공중보건대 공동연구팀은 백신에 대한 신뢰도는 질병예방통제센터(CDC)와 같은 공공기관과 의료진에 대한 신뢰도와 지역 사회에서 전염병 확산 경험이 가장 큰 영향을 미친다는 것을 알아냈다고 30일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 미국공공과학도서관에서 발행하는 국제학술지 ‘플로스 원’ 29일자에 실렸다. 지금까지 과학자들은 예방접종에 대한 개인의 태도는 미디어와 주변인의 영향, 과학에 대한 불신감, 정보접근성, 사회경제적 요인 등 다양한 요소들이 연관돼 있는 것으로 봐왔다. 연구팀은 2016년 9월 미국 서부에서 홍역이 발생한지 5개월 가량이 지난 2017년 1월 미국 전역에 거주하는 1006명의 성인남녀를 대상으로 정치적 신념, 백신에 대한 태도는 물론 나이, 정확한 거주지, 소득, 인종 등 인구통계학적 항목을 묻는 온라인 설문조사를 실시했다. 조사 결과 CDC 같은 정부기관과 자신의 거주지 주변의 의료진에 대한 신뢰가 백신접종 태도와 가장 강한 비례관계를 갖는 것으로 나타났다. 정부기관과 의료진에 대한 신뢰도가 높을 수록 백신 접종에 긍정적으로 받아들인다는 것이다. 또 지역사회에서 어떤 질병이 주로 발병하는지, 전염병이 발병한 사례가 있는지에 따라 백신 접종에 대한 태도가 영향을 받기도 하는 것으로 나타났다. 전염병이 바로 옆집에서 발생했다고 하더라도 지역사회에서 자주 나타난 질병이 아니라면 백신 접종을 선호하지 않는다는 것이다. 플로리언 저스턴 아이다호대 교수는 “이번 연구는 백신에 대한 사람들의 태도가 정부기관의 신뢰도와 밀접한 관계가 있다는 사실을 처음으로 밝혀냈다”라며 “백신접종은 지역사회의 집단면역체계에 중요한 역할을 하기 때문에 ‘나 하나쯤’이라는 생각이 가족의 건강과 이웃의 건강에 심각한 영향을 미치게 된다는 사실을 효과적으로 알릴 수 있는 방법을 고민해야 할 때”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

지금으로부터 30년 전인 1989년 8월, 미 항공우주국(NASA)의 보이저 2호는 인류 역사상 최초로 해왕성과 그 위성들의 근접 영상을 촬영해 그해 10월까지 지구로 전송했다. 지금까지 우리가 보고 있는 해왕성의 모습은 이때 찍은 것이다. 비록 지구와 우주에 있는 망원경들이 계속 해왕성을 관측하고 있지만, 보이저 2호가 30년 전에 찍은 사진만큼 선명한 모습을 보여준 적은 없다. 이보다 더 상세한 관측을 원한다면 다시 해왕성으로 탐사선을 보내는 수밖에 없다. 과학자들은 앞으로 30년 이내에 다시 해왕성에 탐사선을 보내 해왕성과 그 위성인 트리톤(Triton)을 관측할 계획을 가지고 있다. 사실 NASA에서 계획한 해왕성 궤도선 임무(Neptune Orbiter mission)를 비롯해 몇 개의 탐사 계획이 있었지만, 한정된 예산에서 우선순위가 밀리면서 흐지부지됐다. 하지만 NASA와 유럽우주국(ESA)의 과학자들은 포기하지 않고 새로운 해왕성 탐사 계획을 준비 중이다. NASA의 트라이던트(Trident) 탐사선 계획은 특이하게도 해왕성보다 그 위성인 트리톤에 초점을 맞춘 탐사선이다. 트리톤은 태양계에서 7번째로 큰 위성으로 지름이 2710㎞에 달한다. 지구의 달보다 약간 작지만, 보이저 2호가 보내온 트리톤의 얼굴은 크레이터 투성이의 개성 없는 표면이 아니라 마치 멜론 껍질 같은 복잡한 표면이었다. 이 지형은 얼음 화산과 활발한 지각 활동 때문으로 풀이된다. 여기에 더해 보이저 2호는 옅은 대기도 발견했다. 과학자들이 트리톤에 해왕성 이상의 흥미를 보인 것도 당연하다.하지만 보이저 2호는 트리톤에서 4만㎞나 떨어진 지점을 빠르게 지나가면서 그 일부만 관측했을 뿐이다. 과학자들은 지난 30년간 보이저 2호가 트리톤의 일부만 찍은 사진을 보고 많은 사실을 밝혀냈지만, 이젠 한계가 있다. 트라이던트는 해왕성에 도달한 후 트리톤에 500㎞ 거리까지 근접해 트리톤의 대기와 활화산, 간헐천, 그리고 복잡한 지형을 관측할 것이다. 트라이던트는 트리톤 지각 아래 있을지도 모르는 액체 상태의 물과 유기물에 존재를 검증할 것이다. 발사 예정은 2026년이며 해왕성 도착 시기는 2038년이다. 한편 ESA는 해왕성과 동시에 보이저 2호 이후 누구도 찾아간 적이 없는 행성인 천왕성을 함께 탐사하기 위해 준비 중이다. 한 번에 두 개의 탐사선을 발사해 하나는 해왕성을 탐사하고 다른 하나는 천왕성을 탐사한다는 복안이다. 오디누스(ODINUS·Origins, Dynamics, and Interiors of the Neptunian and Uranian Systems)라는 명칭의 이 탐사선은 2034년 발사 예정으로 실제 탐사는 2040년대 후반에 이뤄질 예정이다. 인류는 보이저 2호 덕분에 천왕성과 해왕성의 모습을 처음으로 확인할 수 있었다. 하지만 이는 인류의 태양계 탐사의 시작에 불과하다. 비록 많은 시간이 걸리겠지만, 과학자들은 언젠가 이 행성들에 다시 방문해 이제까지 알려지지 않은 수많은 비밀을 밝혀내고 인류의 활동 범위를 태양계 가장자리까지 확장할 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

대구 달성군립도서관이 9월부터 ‘2019년 도서관 길 위의 인문학’ 프로그램을 운영한다. 도서관 길 위의 인문학은 문화체육관광부가 주최하고 한국도서관협회가 주관하는 도서관 분야의 대표적인 공모사업이다. 강연과 탐방을 통해 지역주민이 인문학에 대해 조금 더 친숙하게 다가갈 수 있도록 지원하는 프로그램이다. 올해 초 전국 도서관을 대상으로 실시한 공모에서 선정되어 진행을 하게 되었으며, 달성군립도서관은 2014년부터 6년 연속 선정 되었다. 프로그램은 “인공지능시대, 자연지능을 깨우는 맨발 인문학”이라는 주제로 9월부터 10월까지 3차로 운영된다. 1차는 9월 5일부터 “체육과 교수가 들려주는 걷기 이야기”라는 주제로, 2차는 9월 26일부터 “뇌과학자가 들려주는 걷기 이야기”, 3차는 10월 17일부터 “맨발걷기 전도사가 들려주는 걷기 이야기”라는 주제로 차시별 2회 강연과 1회 탐방으로 진행된다. 탐방은 화원 사문진 생태탐방로, 송해공원, 비슬산으로 떠날 예정이다. 조병로 달성군립도서관장은 “이번 도서관 길 위의 인문학 프로그램을 통해 지역주민들의 인문학적 소양을 키울 수 있는 소중한 계기가 될 것으로 기대한다”라고 말했다. 모든 프로그램은 무료이며, 신청은 달성군립도서관 홈페이지에서 가능하다. 대구 한찬규 기자 cghan@seoul.co.kr

인류의 ‘가장 오랜 직계조상’이 과학자들 덕분에 얼굴을 되찾았다. 미국과 독일 그리고 이탈리아 공동 연구진은 약 380만 년 전, 지금의 에티오피아에서 생존한 원시인류 ‘오스트랄로피테쿠스 아나멘시스’(A. anamensis)의 두개골 화석이 비교적 온전하게 발굴돼 얼굴을 복원할 수 있었다고 세계적 학술지 ‘네이처’ 최신호(28일자)에 발표했다.A. 아나멘시스는 원래 약 420만 년 전부터 약 390만 년 전까지 지구상에 생존한 것으로 알려졌다. 하지만 2016년 에티오피아 아파르주 워란소-마일 화석지에서 발굴돼 ‘MRD’로 불리는 A. 아나멘시스의 두개골 화석은 생존 시기가 약 380만 년 전으로 확인돼 연구진을 놀라게 했다. 이 원시인류가 약 390만 년 전부터 약 290만 년 전까지 생존했으며 ‘루시’로 알려진 원시인류 ‘오스트랄로피테쿠스 아파렌시스’(A. afarensis)와 적어도 약 10만 년 동안 공존한 사실이 입증됐기 때문이다. A. 아나멘시스는 오스트랄로피테쿠스류 중에서 가장 오래된 종으로, 그중 일부가 아파렌시스로 진화한 것으로 추정된다. 그리고 이런 오스트랄로피테쿠스는 호모(Homo)로 분류되는 현생인류의 조상으로 생각된다.특히 A. 아나멘시스는 이번에 MRD가 발굴되기 전까지 얼굴이나 두개골 잔해가 거의 남아있지 않았다. 기껏해야 귀 부위 근처에 해당하는 작은 파편뿐이었다고 연구진은 설명했다. 따라서 MRD의 발굴은 연구진은 물론 고인류학자들에게 그야말로 놀라운 일이었다.연구진은 MRD의 턱과 송곳니 등의 특징을 분석해 두개골 화석의 주인이 성인 남성임을 추정할 수 있었다. 연구진에 따르면, A. 아나멘시스는 성인 남성의 경우 키 약 152.4㎝, 몸무게 약 45.3㎏이며 성인 여성은 키 약 104.1㎝, 몸무게 약 28.1㎏이었다. 또한 MRD 두개골이 발굴된 화석지는 당시 커다란 호수였다. 이는 이들 종이 건조한 지역의 넓은 호수 근처에서 살았던 것을 보여준다고 연구진은 설명했다. 이뿐만 아니라 연구진은 MRD의 얼굴 돌출 부위를 후대 루시와 비교해 이 종이 더 오래된 원시인류임을 확인할 수 있었다.이에 대해 연구 공동저자인 독일 막스플랑크 진화인류학연구소 소속 스테파니 멜릴로 박사는 “마침내 MRD의 얼굴을 볼 수 있어 기뻤다”고 말했다. 또한 연구 주저자인 미국 클리블랜드 자연사박물관의 자연인류학 큐레이터인 요하네스 하일레-셀라시에 박사는 “이번 성과는 플라이오세(선신세)의 인류 진화에 관한 우리의 생각을 획기적으로 바꿔놓을 것”이라고 덧붙였다. 사진=클리블랜드 자연사박물관 제공 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

13년 전 행성의 지위를 잃고 '계급'이 강등된 명왕성을 다시 복권해야한다는 주장이 또다시 제기됐다. 지난 28일(현지시간) 미국 CNN 등 현지언론은 미 항공우주국(NASA) 짐 브라이든스틴 국장이 '명왕성은 행성'이라고 선언했다고 보도했다. NASA를 대표하는 브라이든스틴의 이같은 발언은 지난 23일 콜로라도대학에서 열린 과학관련 행사장에서의 주장이 발단이다. 이날 브라이든스틴 국장은 "만약 태양계의 9번째 행성으로 알려진 작은 얼음 천체를 여전히 애도한다면 당신 혼자 만의 생각은 아니다"면서 "내 생각에 명왕성은 행성"이라고 주장했다. 이어 "나는 지금까지 명왕성은 행성이라 배워왔고 이 생각을 계속 고수할 것"이라고 덧붙였다. 물론 우주 탐사 최전선에 서있는 NASA의 대표자가 '명왕성이 행성'이라고 선언한다해서 국제적으로 명왕성이 행성으로 받여들여지는 것은 아니다. 명왕성이 태양계 행성의 '막내' 지위를 잃게된 것은 13년 전인 2006년 8월 24일 체코 프라하에서 열린 국제천문연맹(IAU) 총회에서였다. 　 당시 400여명의 전세계 과학자들은 투표를 통해 행성의 기준을 바꿨다. 이날 새롭게 정립된 행성의 기준은 첫째, 태양 주위를 공전해야 하며, 둘째, 충분한 질량과 중력을 가지고 구(球·sphere) 형태를 유지해야 하며, 셋째, 공전궤도 상에 있는 자신보다 작은 이웃 천체를 깨끗히 청소해야 할 만큼 지배적이어야 한다는 것이었다. 이중 주위 위성 카론에 휘둘릴 만큼 작은 명왕성은 세 번째 조건을 충족시키지 못했다. 그리고 행성의 지위를 잃고 왜소행성(dwarf planet)으로 강등됐다. 공식 이름은 외우기도 힘든 ‘134340 플루토’로 우리에게 익숙했던 ‘수금지화목토천해명’에서 빠져 지금 태양계의 행성은 모두 8개다.이렇게 '표 대결'에 밀려 명왕성의 계급이 강등되자 미국의 불만은 극에 달했다. NASA는 명왕성이 퇴출되기 직전인 그해 1월 7억 달러라는 거액을 들여 뉴호라이즌스호를 발사했다. 게다가 명왕성은 태양계 행성 중 미국인인 클라이드 W. 톰보(1906~1997)가 발견한 유일한 행성이기도 했다. 이에 미국에서는 유럽 과학자들이 주축인 IAU의 '음모'에 휘말렸다는 주장을 제기할 정도로 자존심에 큰 상처를 입었다. 강등 이후 끊임없이 명왕성의 복권을 주장한 미 천문학계의 반격이 다시 시작된 것은 지난 2015년 7월 뉴호라이즌스호가 명왕성에 도착하면서다. 그러나 이 주장 역시 유럽학계의 높은 벽에 부딪쳐 지금에 이르고있다. 이렇게 유럽 천문학계의 논리에 막히자 급기야 아예 행성의 정의 자체를 바꾸자는 주장도 제기됐다. 2년 전 NASA 수석 연구원 알란 스턴 박사와 동료 과학자들은 행성을 '핵융합을 겪은 적이 없고, 충분한 자체중력을 지녀 궤도 매개변수와 무관하게 3축 타원체로 묘사될만한 회전타원형을 띤 항성 하위개념의 질량체'로 새롭게 정의했다. 전문가도 잘 이해못할 이 제안의 핵심은 태양 주위를 공전하는 것이 행성의 기준이 될 필요가 없고 태양계 여덟 행성 모두 다가오는 작은 천체들을 쓸어버릴 만한 능력이 없다는 점을 지적한 것이다. 그러나 행성의 정의가 만약 이렇게 바뀐다면 학생들에게는 악몽이 될 수 있다. 이 기준대로라면 태양계에는 100개 이상의 행성이 생기며 우리의 달 역시 ‘건방지게’ 지구와 같은 반열에 오른다. 　　 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

성매매·성폭행 등 혐의로 구속 중 자살을 한 것으로 발표된 미국의 억만장자 제프리 엡스타인의 감방 앞에 설치된 카메라 두 대가 고장난 것으로 밝혀져 그의 죽음을 둘러싼 의혹이 증폭될 전망이다.28일(현지시간) 로이터통신에 따르면 미 연방수사국(FBI)의 범죄연구소가 분석한 두 대의 카메라는 지난 10일 엡스타인이 숨진 채 발견됐을 당시 그의 감방을 비추고 있었다. 앞서 카메라들은 버지니아주 콴티코에 있는 FBI의 주요 범죄 연구소로 보내져 요원과 법의학 과학자들의 분석을 받았다. 워싱턴포스트(WP)도 지난 24일 엡스타인의 감방 앞에 있는 최소 1대의 카메라로 찍은 영상은 확인이 불가능한 상태라고 보도했다. 엡스타인은 사망하기 전 자살 감시 대상자에 속했지만 당일 교도관 두 명은 30분 간격으로 모든 수감자를 조사하는 절차를 밤새 수행하지 못했다고 로이터는 전했다. 지난달 6일 체포된 그는 14세 소녀 수십명이 연루된 성매매 등 혐의에 대해 무죄를 주장하던 중 지난 10일 목을 매 숨진 채 발견됐다. 당국은 그의 사망 원인을 자살로 결론지었지만 타살설은 꾸준히 제기돼 왔다. 하지만 그가 도널드 트럼프 미 대통령과 영국 앤드류 왕자 등 엄청난 인사들을 인맥으로 뒀던 만큼 수사와 재판을 통해 드러날 사실들을 두려워하는 인사들이 많은 것으로 알려졌다. 최근엔 WP가 엡스타인을 부검한 결과 목에서 골절 흔적이 여러개 발견됐다고 전하기도 했다. 김민석 기자 shiho@seoul.co.kr