우리 은하에서 가장 가까운 위성 은하인 대마젤란 은하(LMC)가 충돌 코스로 우리 은하에 돌진하고 있어 지구가 있는 태양계를 성간 공간으로 날려보낼 수도 있다는 연구 결과가 나왔다. 영국 더럼대 계산우주론연구소(ICC) 천체물리학 연구팀은 LMC가 약 20억 년 뒤에 우리 은하와 충돌할 것이라는 분석 결과를 영국 왕립천문학회 월간보고(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society) 최신호에 발표했다. 이는 과학자들이 80억 년 안으로 예상한 우리 은하와 또 다른 이웃 은하인 안드로메다 은하와의 충돌보다 훨씬 빠른 것이다.LMC와 충돌하면 우리 은하 중심에 있는 블랙홀이 주변 가스를 흡수하기 시작해 몸집을 10배까지 늘어난다. 그러면 블랙홀은 먹는 양에 따라 고에너지 방사선 제트를 방출한다. 연구팀은 초기 충돌로 태양계를 성간 공간으로 내던질 가능성은 작다고 말한다. 연구를 이끈 마리우스 카우툰 박사는 “20억 년은 인간의 삶보다 매우 길지만, 우주적인 시간에서는 매우 짧은 시간”이라면서 "LMC와의 충돌은 굉장할 것:이라고 말했다. 연구에 참여한 카를로스 프렌크 교수는 “우리 우주는 LMC 충돌 같은 다가올 폭력적 사건을 통해 계속해서 진화한다”면서 “태양계에 미치는 어떤 재앙도 없다면 우리 후손이 그때도 만일 있다면 멋진 경험을 하게 될 것”이라고 덧붙였다. 사진=더럼대 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

연구진, 아프리카 및 동남아 등 개도국에 무상제공 예정 미국 과학자들이 식물의 대사경로를 조절하는 유전자를 이식해 광합성 효율을 높임으로써 생산량이 절반 가까이 증가시키는데 성공했다. 미국 농무부 글로벌체인지 및 광합성연구단, 일리노이대 유전생물학연구소, 곡물과학과, 식물학과 공동연구팀은 담뱃잎에 광호흡의 효율성 저하를 막아주는 유전자를 주입해 작물 생산량을 40% 가까이 높이는데 성공하고 세계적인 과학저널 ‘사이언스’ 4일자에 발표했다. 이번 연구는 빌 앤드 멜린다 게이츠 재단이 광합성 효율을 높여 지속 가능한 식량난 해결방안을 찾기 위해 추진하고 있는 광합성효율향상(RIPE) 프로젝트 일부로 진행됐다. 지난 세기 과학기술은 기하급수적으로 늘어나는 인구에 비해 작물 생산성은 산술급수적으로만 증가해 기아에 시달릴 것이라는 영국의 통계경제학자 멜서스의 예언을 보기 좋게 빗나가게 만들었다. 실제로 살충제나 비료 사용량을 늘리고 관개시설을 개선하는 등의 방법으로 작물 생산성을 예상 밖으로 높일 수 있어 ‘제2의 녹색혁명’이라고 불리기도 했다. 그러나 이 같은 방법도 이제 한계에 부딪쳐 최근에 과학자들은 식물의 광합성 효율을 높이는 방식으로 생산량 증대를 꾀하고 있다. 식물은 햇빛, 이산화탄소, 물을 이용해 사람이 활용할 수 있는 최종산물을 만들어 낸다. 그렇지만 광합성 과정에 결함이 발생하는 경우가 많아 식물은 광호흡으로 결함을 해결하지만 이 과정에서 에너지 투입이 커 생산량은 감소하게 된다. 실제로 일부 작물에서는 광호흡으로 인해 생산량이 적게는 20%에서 많게는 50% 가까이 줄어들기도 한다. 연구팀은 유전자 변형이 쉬운 담배를 이용해 실험을 실시했다. 연구팀은 식물 본연의 광호흡 대사경로 대신 루비스코 산화 부산물이 더 효율적으로 활용할 수 있는 유전자를 주입해 온실과 야외에서 재배, 관찰했다. 루비스코는 공기 중 이산화탄소를 고정해 광합성에 사용되도록 하는 효소로 루비스코가 산소와 반응하면 쓸모없는 부산물이 만들어지고 식물체는 광호흡으로 이 부산물을 유용한 분자로 바꾸는 것으로 알려져 있다. 그 결과 루비스코 유전자가 주입된 식물은 온실과 야외 환경에서 모두 더 빠르고 크게 자라는 것으로 확인됐으며 담배 생산량도 40% 이상 늘어난 것으로 확인됐다. 도널드 오르트 일리노이대 식물학과 교수는 “광호흡은 식물이 성장하고 생산량을 늘리는데 사용되는 에너지와 자원을 소모해 광합성 효율을 떨어뜨린다”며 “이번 연구는 유전자 이식을 통해 비효율적인 광호흡을 거치지 않도록 만들어 생산량을 획기적으로 늘릴 수 있다는 것을 보여준 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

中전설 속 달에 사는 선녀 이름 딴 ‘창어’ 달의 양면 모두 정복… “역사 창조” 환호 뒷면 토양 더 오래돼… 달 기원 탐사 기대 1990년대 “중화민족 부흥 실현” 투자 확대 로켓 횟수도 미·러 추월… 우주 강국 우뚝중국은 우주개발 사업을 1950년대부터 차근차근 추진했지만 항상 러시아와 미국의 뒤만 쫓다가 3일 ‘창어 4호’의 달 뒷면 착륙 성공이라는 세계 최초의 성과를 거두면서 ‘우주굴기’를 통한 우주강국으로 발돋움했다. 중국이 우주굴기에 나서는 이유는 세계에 국력을 과시하고 자국민에게 중화민족의 부흥이라는 ‘중국몽’ 실현의 꿈을 심어주기에 우주사업만 한 것이 없기 때문으로 분석된다.실제로 이날 관영 환구시보는 “인류의 첫 달 착륙인 미국의 아폴로 계획은 미국과 소련의 냉전에서 시작됐지만 중국의 달 탐사 프로젝트는 인류운명 공동체의 꿈을 안고 개방과 협력의 이념을 실천해왔다”고 평가하는 등 애국적 보도가 넘쳐났다. 중국판 트위터인 웨이보에는 “창어 4호의 달 뒷면 착륙은 역사를 창조한 것”, “중국은 점점 강해지고 있어 중국 사람으로 태어난 걸 후회 안 한다”는 등과 같은 축하 댓글이 쇄도했다. 중국은 2018년 미국보다 많은 로켓을 발사해 처음으로 로켓 발사 횟수에서 미국을 추월했다. 중국이 지난해 발사한 로켓은 37대로 미국 35대, 러시아 19대의 로켓보다 많았다. 2017년에는 미국이 30차례, 러시아가 20차례, 중국이 18차례 로켓을 쏘아 올려 중국의 우주굴기에 가속도가 붙고 있다. 1950년대 이후 달에 착륙한 우주선은 100여 대가 넘지만 달 뒷면의 착륙에 성공한 것은 중국이 처음이다. 달의 뒷면에 있는 토양은 앞면에 있는 것보다 훨씬 오래된 것으로 창어 4호는 달의 기원과 진화에 대한 인류의 지식을 넓히는 데 기여할 전망이다. 창어는 달에 산다는 중국 전설 속의 선녀 이름을 따서 지어졌다. 창어 4호가 착륙한 달 뒷면 남극 근처에 있는 폭 186㎞의 폰 카르만 크레이터는 달에서 가장 거대한 규모에다 오래되고 깊은 운석 충돌구다. 창어 4호에 실린 독일산 전파 천문 측정장치는 달의 뒷면에서 지구의 전파 소음 방해를 받지 않기 때문에 최적의 관측 결과를 낼 수 있을 것으로 과학자들은 기대하고 있다. 중국의 우주사업은 저우언라이(周恩來) 전 총리의 지원 아래 미국에서 유학한 첸쉐썬(錢學森·1911~2009) 미 캘리포니아공대 교수로부터 시작됐다. 첸 교수의 주도로 로켓 개발에 착수해 1970년 대륙간탄도미사일 ‘둥펑 4호’에 3단 로켓을 얹은 ‘창정 1호’ 개발에 성공한다. 창정 1호의 발사로 중국은 러시아, 미국, 프랑스, 일본에 이어 5번째 인공위성 발사국이 됐다. 이어 1990년대 들어 경제 성장을 바탕으로 투자를 확대해 1999년 첫 우주선 ‘선저우 1호’를 발사했고, 2003년에는 중국 최초 우주인 양리웨이(楊利偉)가 탄생했다. 중국인 최초의 우주 비행은 러시아, 미국에 이어 세계 세 번째였다. 영국 UCL대학 앤드루 코츠 교수는 BBC를 통해 “50년 전 인류 최초로 미 아폴로호가 달 착륙에 성공한 데 이어 달 탐사의 임무는 이제 중국이 이어받았다”고 평가했다. 베이징 윤창수 특파원 geo@seoul.co.kr

중국의 달 탐사선 ‘창어(嫦娥) 4호’가 3일 인류 최초로 달의 뒷면에 착륙하는 데 성공했다.중국중앙(CC)TV에 따르면 창어 4호는 이날 오전 10시 26분(현지시간) 달 뒷면의 동경 177.6도, 남위 45.5도 부근의 예정된 지점인 남극 근처에 착륙해 달 뒤 표면 사진을 지구로 보내왔다. 창어 4호는 지난달 8일 중국 쓰촨성 시창위성발사센터에서 창정 3호 로켓에 실려 성공적으로 발사됐다. 달의 뒷면은 그동안 지구에서 보이지 않는 지점으로 진입하면 교신이 끊기는 통신 장애와 운석 충돌구가 많아 지형이 복잡하다는 점 때문에 미지의 영역으로 여겨졌다. 하지만 중국은 지난 5월 통신 중계 위성 ‘췌차오(鵲橋·오작교)’를 쏘아 올려 통신 장애의 난관을 극복했다. 췌차오 위성은 달 뒷면과 지구를 동시에 바라보면서 양측 간에 정보를 교환할 수 있도록 돕는다. 지형 장애는 2007~2013년 발사된 창어 1~3호가 달 표면의 세밀한 3D 지도를 작성하고 창어 4호는 수직에 가까운 궤도로 착륙을 시도함으로써 넘을 수 있었다. 착륙 지대의 지형적 특성에 대한 완전한 이해를 바탕으로 거리 및 속도 측정 센서를 최적화하고 고강도 알루미늄 합금을 사용한 완충 장치를 개발해 무사 착륙에 성공했다. 창어 3호는 2013년 달 앞면에 착륙해 중국은 세계 최초로 달 앞면과 뒷면을 모두 정복하는 기록을 세웠다.창어 4호에 실려간 무인 로봇 탐사차는 달 뒷면 남극 근처의 지형을 관찰하고 달 표면의 토양과 광물을 분석하는 것은 물론 천문 관측, 중성자 방사선 탐지, 밀폐 공간 내 식물 재배 등 다양한 임무를 수행하게 된다. 달 뒷면 탐사 활동에는 중국 내 28개 대학은 물론 네덜란드·독일·스웨덴·사우디아라비아 등의 과학자들도 참여한다.이번 달 뒷면 착륙은 1950년대부터 우주 사업을 시작한 중국이 처음으로 미국과 러시아를 제치고 세계 최초로 이룩한 성공이란 점에서 ‘우주굴기’ 역사의 이정표가 됐다. 베이징 윤창수 특파원 geo@seoul.co.kr

태양계에서 화산 활동이 가장 격렬하게 일어나는 천체는 지구가 아니라 목성의 위성인 이오(Io)다. 목성의 위성들은 대부분 영하 150도 이하의 얼음 세상이지만, 목성의 위성 가운데 가장 안쪽 궤도를 공전하는 이오만 화산과 용암이 분출하는 딴 세상이다. 목성이 강력한 중력이 위성 내부에 마찰열을 일으켜 내부를 녹이고 이 열에 의한 마그마가 지표로 분출하면서 유황불이 넘치는(실제로 황 성분이 풍부하다) 지옥 같은 풍경이 된 것이다. 이 사실은 보이저 1호가 1979년 이오를 근접 관측하면서 처음으로 알려졌다. 수백 개의 화산과 화산에서 분출한 황 성분이 풍부한 분출물로 덮여 있는 위성 표면은 과학자들에게 큰 충격이었다. 이오의 모습은 1995년부터 8년간 목성과 그 위성을 상세히 관측한 갈릴레오 탐사선에 의해 더 자세히 관측됐다. 하지만 갈릴레오가 퇴역한 이후 지금까지 이오의 모습은 지상과 우주의 망원경으로 간신히 확인할 수 있을 뿐이었다.비록 미 항공우주국(NASA)이 다시 주노 탐사선을 목성에 보냈지만, 주노는 이전의 목성 탐사선과 달리 목성의 남극과 북극을 지나는 극궤도를 공전하기 때문에 목성의 위성은 관측이 어렵다. 목성의 위성과 비슷한 공전 궤도를 지나야 가까이 따라가서 관측할 수 있는데, 아예 수직 방향으로 교차하면서 빠르게 이동하니 관측이 어려운 것이다. 하지만 지난해 12월 21일 천재일우의 기회가 왔다. 목성을 관측하기 위해 17번째 플라이바이(flyby·우주선이 천체에 근접해 가속 혹은 감속하는 것)를 시도하던 중 주노가 이오에서 비교적 가까운 거리인 30만km에 위치한 것이다. NASA의 과학자들은 주노의 주요 카메라를 이오 방향으로 향하게 했다. 그렇게 오랜만에 확인한 이오의 모습은 처음 봤을 때와 마찬가지로 화산과 유황불이 지배하는 세상이었다.비록 먼 거리로 인해 해상도는 낮지만, 과학자들은 여러 파장에서 이오의 모습을 확인할 수 있었다. 이오에는 수백 개의 활화산이 있으며 이 가운데는 지구의 화산보다 더 강력한 것도 많다. 이오는 지구의 달보다 약간 큰 크기로 중력도 달 정도로 약하고 대기도 없기 때문에 화산 분출물은 150km 높이까지 치솟아 거대한 버섯구름을 만든다. 이번 관측에서는 그 모습을 상세하게 파악할 순 없었지만, 여전히 거대한 화산 폭발이 끊임없이 일어난다는 것은 분명하게 확인할 수 있었다. 이오의 화산은 인간은 가늠할 수 없는 영겁의 세월 동안 폭발했고 앞으로도 계속 폭발하게 될 것이다. 이는 매우 흥미로운 자연 현상이지만, NASA의 주요 탐사 목표는 이오가 아니라 이웃 위성인 유로파다. 유로파 역시 내부의 열이 발생하지만, 이로 인해 화산이 폭발하는 대신 얼음 지각의 일부가 녹아 바다를 만들었다. 따라서 유로파는 지구 밖 생명체를 탐사하려는 과학자들에게 가장 중요한 목표다. 반대로 유황불 지옥인 이오는 생명체가 살 만한 장소가 아니다. 그런 만큼 우선적인 탐사 목표는 아니지만, 인간의 호기심은 결국 언젠가 이오에도 탐사선을 보내게 만들 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

중국이 인류 최초로 달 뒷면 탐사선 착륙에 성공했다. 중국중앙(CC)TV에 따르면 ‘창어(嫦娥) 4호’는 3일 오전 10시 26분(현지시간) 달 뒷면의 동경 177.6도, 남위 45.5도 부근의 예정된 지점인 남극 근처에 착륙했다. 창어 4호의 목표 착륙 지점은 달 뒷면 남극 근처에 있는 폭 186㎞의 폰 카르만 크레이터다. 창어 4호는 이날 중국의 통신 중계위성 ‘췌차오(鵲橋·오작교)’를 통해 처음으로 달 뒷면 사진을 전송받아 공개했다. 창어 4호는 지난달 8일 중국 쓰촨성 시창위성발사센터에서 창정 3호 로켓에 실려 성공적으로 발사됐다. CCTV는 “이번 임무는 인류에 의한 첫 달 뒷면 착륙이자 처음으로 달 뒷면과 지구 간 통신이 이뤄진 것으로 인류 달 탐사에 있어 새로운 장을 열었다”고 평가했다. 앞서 2013년 창어 3호가 달 앞면에 착륙한 바 있었다. 이로써 중국은 세계 최초로 달 앞면과 뒷면에 모두 탐사선을 착륙시킨 기록을 남기게 됐다. 지난달 12일 달 궤도에 진입한 창어 4호는 두 차례 궤도 조정을 거친 후 지난달 30일 예정된 착륙 준비 궤도에 진입해 3일 또는 4일 착륙이 예상됐었다. 이후 착륙에 성공한 창어 4호 안에 들어있는 무인 로봇 탐사차가 나와 본격적인 달 뒷면 탐사에 나서게 된다. 이 탐사차는 달 뒷면 남극 근처의 지형을 관찰하고 달 표면의 토양과 광물을 분석하는 것은 물론 천문 관측, 중성자 방사선 탐지, 밀폐 공간 내 식물 재배 등 다양한 임무를 수행하게 된다. 이러한 과학 활동에는 중국 내 28개 대학은 물론 네덜란드, 독일, 스웨덴, 사우디아라비아 등의 과학자들도 참여하는 것으로 전해졌다. 이번 임무가 성공한다면 비록 특정 분야에 국한된 것이기는 해도 중국이 그간 미국과 러시아를 우주 개발에 있어 처음으로 앞서 나가는 순간이 된다는 점에서 중국의 ‘우주 굴기’를 상징하는 이벤트가 될 전망이다. 그 동안 유인 탐사는 물론 무인 탐사에서도 달 뒷면에 착륙하려는 시도가 없었던 것은 착륙선이 지구에서 보이지 않는 달 뒷면으로 들어가는 순간 지구와 교신이 끊겨 직접적인 통신이 불가능했기 때문이다. 중국은 달 뒷면과 통신을 잇기 위해 지난 5월 통신 중계위성 ‘췌차오’를 쏘아 올리는 방식으로 이러한 문제를 해결했다. 췌차오 위성은 달 뒷면과 지구를 동시에 바라보면서 양측 간에 정보를 교환하는 걸 돕고 있다. 아울러 달 뒷면이 달의 앞면보다 운석 충돌구(크레이터)가 훨씬 더 많아 지형이 복잡하다는 점도 탐사선 착륙에 어려움을 주는 요인이었다. 창어 4호는 산처럼 돌출한 지형과 충돌하는 것을 막고자 수직에 가까운 궤도로 착륙을 시도한 것으로 전해졌다. 중국은 나아가 2020년까지 창어 5호를 발사해 달 표면을 탐사하고 샘플을 채취한 후 탐사차와 착륙선을 모두 지구로 귀환시키는 프로그램을 추진할 계획이다. 신진호 기자 sayho@seoul.co.kr

젊은 사람의 피가 치매의 일종인 파킨슨병을 물리치는 날이 올지도 모르겠다. 2일(현지시간) 영국 일간 데일리메일에 따르면, 최근 미국 생명공학 연구회사 알카헤스트가 파킨슨병 환자 90명을 대상으로 젊은 사람의 피를 주입하는 임상시험을 시작했다. 첫 번째 환자는 지난달 4일 첫 주사를 맞은 것으로 전해졌다. 이 시험은 이미 동물실험을 통해 인지력 감퇴를 역전하는 효과가 있다고 밝혀진 젊은 피 중 어느 성분에 이런 효과가 있는지 알아내기 위한 것이다. 왜냐하면 오늘날에는 젊은 사람들의 피를 구하기가 어려우므로, 이 회사는 이를 대신할 합성 혈액을 만들겠다는 계획을 세우고 있기 때문이다. 이에 따라 연구팀은 이 시험을 통해 치료 가능성을 확인하고 인지력 감퇴를 역전하는 젊은 피의 주요 성분을 알아내길 절실하게 기대하고 있다. 알카헤스트의 공동 설립자 중 한 명으로, 미국 스탠퍼드대의 연구자인 토니 위스-코레이 박사는 기존 연구에서도 인지력 감퇴를 되돌리는 젊은 피의 주요 성분을 좁힐 수 있었다. 하지만 그 수는 1000개 정도로 여전히 많은 수준이다. 당시 위스-코레이 박사팀은 늙은 쥐들에게 어린 쥐들로부터 나온 이런 성분을 주입했을 때 놀랄만한 변화를 목격했다. 늙은 쥐들의 인지력 감퇴가 역전됐고, 새로운 뇌세포가 생성됐으며, 인지능력 검사에서도 어린 쥐들과 비슷한 점수를 받았다는 것이다. 한편 젊은 피가 건강에 미치는 영향을 연구한 과학자들은 이들뿐만이 아니다. 2017년 11월 미국 캘리포니아대 버클리캠퍼스 연구팀은 수혈 치료로 근육 조직을 복구할 수 있다는 사실을 발견했다. 이들 연구자는 수혈 뒤 뇌와 간 모두에 이점이 있다는 것 또한 알아냈다. 하지만 지난 2016년 7월 캐나다 오타와병원 연구팀은 상반된 결과를 발표했다. 이들 연구자는 혈액 기증자가 젊은 여성인 경우 환자의 생존율이 떨어지는 것과 관련이 있다고 지적한 바 있다. 사진=dolgachov / 123RF 스톡 콘텐츠 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

미항공우주국(NASA)의 태양계 끄트머리 탐사선 ‘뉴 허라이즌스’가 근접 비행에 성공한 천체 ‘울티마 툴레’가 두 물체가 결합된 모양, 똑 눈사람처럼 생긴 것으로 확인됐다. 새해 첫날 근접 촬영으로 얻어낸 사진이다. 며칠 전 어느 스케치 작가는 볼링핀처럼 생겼다고 했는데 사진으로는 눈사람 모양에 훨씬 가까워 보인다. 이 요상한 천체는 지구로부터 65억㎞ 떨어진 거리에 있다. 태양계 가장 끄트머리의 천체다. 실감이 안 난다고? 2006년 1월 지구를 출발한 뉴 허라이즌스가 명왕성을 지나간 게 지난 2015년이었다. 그곳으로부터 3년 정도 15억㎞를 더 날아 이 행성을 만났다. 시속 5만 1500㎞로 비행하는 이 탐사선은 중력 도움 비행으로 울티마 툴레의 3540㎞까지 근접해 촬영하고 지난 1일 오전 10시 29분부터 이 사진 등을 전송하기 시작했다. 뉴 허라이즌스는 울티마 툴레에 접근할 때 과학적 관측에 집중하기 위해 지구와의 교신을 몇 시간 중단했으며 중력 도움 비행 뒤 안테나를 지구 쪽으로 돌리고 신호를 빛의 속도로 전송해도 6시간 가량 걸려 중력 도움 비행이 이뤄진 뒤 10시간 지나서야 지구에서 확인할 수 있었다. 울티마 툴레의 길이는 32㎞, 폭은 16㎞로 13시간마다 한 번씩 프로펠러처럼 자전하는 것으로 확인됐다. 천체의 밝기가 변하지 않고 일정한 것으로 보여 과학자들은 천체의 회전에도 그런 이유에 대해 의문을 품고 있다. 뉴 허라이즌스는 맹렬히 13년째 탐사 중이며 적어도 2021년까지 해왕성 궤도 밖 얼음과 암석이 몰려 있는 카이퍼 벨트에서 탐사를 이어갈 계획이다. 임병선 선임기자 bsnim@seoul.co.kr

생쥐에 바이오 광전자시스템 삽입해 조절기능 잃은 방광에 빛 흘려 정상작동 파킨슨병 등 뇌질환 치료 기술도 개발현대 과학기술은 가장 작은 미립자의 세계부터 그 끝을 상상할 수 없는 광대한 우주까지 감춰진 비밀을 밝혀내고 있다. 그렇지만 ‘뇌’와 ‘신경계’에 대해서는 여전히 이해하지 못하고 있는 부분이 많다. ‘등잔 밑이 어둡다’는 속담처럼 말이다.연구자들은 몇 년 전부터 ‘광유전학’이라는 새로운 도구로 뇌가 어떤 일을 하고 기억은 어떻게 이뤄지는지, 각종 뇌 신경계 질환은 어떻게 발생하는지 등의 비밀에 한 발짝씩 다가가고 있다. 광유전학(optpgenetics)은 빛(opto)과 유전학(genetics)을 결합한 용어로 뇌 신경세포를 빛에 반응할 수 있도록 유전적으로 조작한 뒤 세포의 생리를 연구하는 분야다. 광유전학이 주목받고 있는 이유는 인간 수명이 늘어나면서 뇌와 신경계 질환을 앓는 사람들이 늘고 있기 때문이다. 미국 미주리주 워싱턴대 의대, 일리노이대, 중국 베이징항공항천대 등 공동연구팀은 광유전학과 생체 전기자극을 통해 신경활동을 제어하는 바이오 전자 시스템을 만들어 방광기능을 조절할 수 있는 방법을 개발하고 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 3일자에 발표했다. 특히 이번 연구에는 미국에서 연구 중인 한국인 과학자가 9명이나 참여한 것으로 알려졌다. 연구팀은 암컷 생쥐에게 약물을 주입해 방광의 조절기능을 상실하도록 만들었다. 사람으로 치면 요실금 증상이 나타나도록 한 것이다. 연구팀은 체내에서 거부반응을 일으키지 않는 물질을 이용해 마이크로미터 크기의 발광다이오드(LED), 전력공급용 무선장치, 데이터 모니터링 장치가 하나로 구성된 바이오 광전자시스템을 생쥐에게 삽입했다. 방광에서 이상 징후가 감지되면 삽입된 장치가 빛과 미세전류를 흘려 방광이 정상 기능을 할 수 있도록 했다. 방광 부근에 장치를 삽입한 생쥐는 방광조절기능상실 약물이 주입되더라도 방광이 일반 생쥐처럼 정상 작동하는 것이 확인됐다. 미국 캘리포니아 버클리대(UC버클리) 전기공학 및 컴퓨터과학과 연구팀도 파킨슨병 같은 퇴행성 뇌신경질환이나 뇌전증 같은 질병을 앓고 있는 환자를 치료하고 상시 모니터링할 수 있는 치료기술을 개발해 생체공학 분야 국제학술지 ‘네이처 바이오메디컬 엔지니어링’ 지난해 12월 31일자에 발표했다. 연구진이 개발한 ‘WAND’란 장치는 뇌의 128개 부위에서 발생하는 전기적 움직임을 모니터링하면서 비정상적 전류가 흐를 경우 이를 차단하거나 줄일 수도 있다. 실제로 히말라야 원숭이의 머리에 이 장치를 부착한 뒤 팔과 손의 움직임을 제어하는데 성공하기도 했다. 한국과학기술연구원(KIST) 관계자는 “최근 들어 뇌과학 분야에서 가장 빠르게 발전하고 있는 광유전학과 미세전기자극 기술이 결합돼 뇌신경질환자들을 치료할 수 있는 새로운 방법들이 속속 나오고 있다”며 “특히 광유전학 기술은 알츠하이머, 파킨슨병, 우울증, 불면증, 강박증, 기억상실, 거식증 등의 원인과 치료법 개발에도 널리 활용될 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

미 항공우주국(NASA)의 뉴호라이즌스 과학자들이 지구촌 사람들과 함께 2019년 새해의 출발을 축하하는 파티를 벌였다. 새해를 알리는 0시(미국 동부시간) 종이 친 지 30분 후, 심우주 탐사선 뉴호라이즌스는 지구에서 66억㎞ 떨어진 카이퍼 벨트의 신비로운 소행성 울티마 툴레를 플라이 바이(근접비행)하는 데 성공함으로써 우주 탐사의 새 장을 열었다. 2015년 7월 명왕성을 방문한 뉴호라이즌스로서는 다른 세계와의 두 번째 랑데뷰다. 뉴호라이즌스의 비행 상황을 지켜보던 NASA의 과학자들과 시민들은 탐사선이 울티마 툴레에 가장 가까운 곳까지 접근하자 “새로운 지평으로(Go new horizons)”를 외치며 축하했다. 해왕성 궤도 밖 얼음과 암석이 몰려 있는 카이퍼 벨트의 천체 이름 울티마 툴레(Ultima Thule)는 ‘알고 있는 세계 너머'(beyond the known world)라는 뜻의 중세시대 용어에서 이름을 따왔다. 46억 년 전 태양계가 탄생할 때 남은 물질로 이루어진 태양계 유물이라고 할 수 있는 울티마 툴레는 어쩌면 태양계 탄생의 비밀을 품고 있을지도 모른다는 점에서 현재 과학자들의 시선을 한몸에 받고 있는 천체다.콜로라도주 볼더에 있는 사우스웨스트 연구소(SwRI)의 뉴호라이즌스 수석연구원 앨런 스턴은 “우리는 또 하나의 이정표를 세웠다. 그간 어떤 탐사선도 이처럼 멀리 있는 천체를 탐사한 적이 없다”라고 감회를 밝히면서 ”말하자면 우리는 명왕성보다 16억㎞나 더 멀리 나간 것이며, 계속해서 카이퍼 벨트 속으로 깊숙이 들어갈 것“이라고 전망했다. 뉴호라이즌스가 최초로 카이퍼 벨트의 천체 울티마 툴레의 확대한 모습을 잡았을 때가 미국 동부시간으로 1일 새벽 0시 33분(한국시간 오후 2시 33분)께였으며, 탐사선은 이 무렵 시속 5만1500㎞, 최근접 거리 3540㎞로 소행성을 스쳐지났다. 이 우주적인 만남은 지구로부터 너무나 먼 곳에서 이루어진 만큼 만남의 기별이 지구에 도착하는 데만도 무려 6시간이 더 걸린다. NASA는 오전 10시 30분 (한국시간 2일 새벽 0시 30분) 탐사선으로부터 신호가 도착할 것으로 보고 있다. 앨런 스턴은 접근비행 몇 시간 전에 "나는 성공을 약속할 수 없다"고 말하면서 "이번의 플라이 바이는 명왕성의 경우보다 훨씬 더 힘들지만, 우리는 우주선의 능력을 최대로 짜내고 있다"고 덧붙였다.그러나 울티마 툴레는 명왕성 크기의 100분의 1밖에 되지 않아 과연 뉴호라이즌스가 제대로 된 이미지를 보내올는지는 미지수다. 게다가 지구로부터 지구-태양 간 거리의 44배인 66억㎞나 떨어져 있어 탐사선이 보내오는 모든 데이터를 받으려면 약 20개월이라는 시간이 걸린다. 미션 팀은 뉴호라이즌스가 플라이 바이 직후 보내온 이미지를 분석해본 결과, 울티마 툴레의 형태가 볼링 핀과 비슷하다는 점과 함께 크기가 35x15㎞, 폭 15㎞라는 사실을 알아냈다. 이로써 울티마가 그런 형태임에도 불구하고 밝기의 변화가 거의 없는 수수께기도 풀렸는데, 울티마의 자전축이 탐사선 쪽을 향한 채 프로펠러처럼 회전하고 있어 밝기의 변화가 나타나지 않았던 것이다. 미션 팀은 울티마에 관한 모든 데이터는 2020년에나 다 받을 수 있을 것으로 보고 있다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

-크레이터 너비 82km, 얼음 두께 1.8km 사람 발자국 하나 없는 드넓은 설원 풍경은 연인들이 찾을 만한 매력적인 꿈의 휴앙지처럼 보인다. 하지만 가기에는 좀 멀다. 바로 이웃 행성인 화성의 북극권에 있는 크레이터이기 때문이다. 유럽 우주국(ESA)이 12월 20일 발표한 위의 사진은 매혹적인 윈터 원더랜드의 설원처럼 보이지만, 사실은 화성의 거대한 크레이터에 담겨 있는 얼음판이다. 화성 대기와 지질 탐사 임무를 수행하고 있는 마스 익스프레스가 올 4월 4일에 촬영한 사진 5개를 합성한 것으로, 해상도는 픽셀당 21m에 이른다. 코롤료프 크레이터라는 이름으로 불리는 이 분화구는 화성 북위 73도의 저지대에 있는 것으로, 너비가 무려 82km나 된다. 이 얼음판 위로 움직이는 공기가 냉각되고 가라앉으면서 더욱 차가운 공기를 만들어내고 있다. 이 분화구는 일년 내내 얼음층에 뒤덮여 있는데, 과학자들은 얼음의 양이 2210㎦에 이르며, 분화구 중심부의 얼음 두께는 1.8km에 이르는 것으로 추정한다. 이는 지구의 그랜드 캐년보다 깊은 것이다. 분화구는 외곽이 산봉우리처럼 삐죽 치솟아 있는데, 높이 2km짜리 원형 제방으로 일종의 공기 단열층을 만들어 얼음으로 차가워진 공기가 밖으로 빠져나가지 못하도록 가둬 얼음을 보호해준다. ESA 관계자는 이 현상을 '콜드 트랩'(cold trap)이라 부르는데, 공기가 분출구를 '영구적인 얼음'으로 유지하는 방패 역할을 하기 때문이다. 유럽 최초의 화성 탐사선인 마스 익스프레스는 공교롭게도 2003년 크리스마스 날에 화성 궤도에 진입해 고해상도의 칼라 스테레오 카메라로 화성 표면을 샅샅이 살피며 화성 극지대에서 얼음층을 찾아냈다. 과학자들은 특히 지난 7월 마스 익스프레스의 레이더 장치가 보내온 자료를 통해 화성 남극 근처 얼음층 아래에서 액체 상태의 물로 이뤄진 폭 19km의 호수 추정층을 발견했다고 발표했다. 사실로 판명날 경우, 화성 생명체 존재에 대한 기대감이 한껏 높아질 전망이다. 크레이터 이름인 코롤료프는 러시아 로켓 공학자이자 우주선 설계자인 세르게이 코롤료프의 이름에서 따온 것이다. 그는 1957년 인류 최초의 인공위성인 스푸트니크 프로그램에 참여했으며, 이후 1961년 유리 가가린을 최초의 우주비행사로 만든 보스토크 프로그램에도 참여했다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

수학에서 어려운 문제는 엄청난 노력과 천재성에 의해서만 풀린다고 생각한다. 미국 클레이연구소는 아직까지 풀리지 않은 7가지 밀레니엄 문제를 내걸어 많은 사람들의 관심을 끌고 있다. 그중 하나인 ‘푸앵카레 추측’은 2002년 러시아의 수학자 페렐만에 의해 풀렸으나 나머지 문제들은 아직도 난제로 남아 있다.순수 수학자뿐만 아니라 컴퓨터공학, 인공지능 연구자들에게도 관심을 끄는 ‘P-NP’라는 밀레니엄 문제가 있다. 이 문제는 ‘순회하는 외판원 문제’라고 불리기도 한다. 여러 도시를 다니며 물건을 파는 사람이 각 도시를 1번씩만 다니되 여행의 거리는 최단이 되게 하려면 어떤 경로로 움직여야 하는가를 묻는 것이다. 간단해 보이지만 도시의 숫자가 늘어날수록 가능한 경우의 수는 기하급수적으로 늘고 최적 경로를 찾는 것은 아주 복잡한 문제가 된다. 4개의 도시만 있는 경우엔 3가지 경로밖에 없지만 8개 도시의 경우에는 2520개의 경로가 생긴다. 수천, 수만개의 도시를 가정한다면 대형 컴퓨터를 동원해 복잡한 알고리즘으로 풀어야 할 정도로 복잡해진다. 그런데 얼마 전 하등 생명체인 아메바 군집에 의해서 외판원 문제가 풀렸다는 소식을 접하게 됐다. ‘황색망사점균’이라 불리는 아메바 군집은 도시 개수가 늘어나더라도 문제 풀이에 걸리는 시간이 예상처럼 기하급수적으로 늘어나지 않았다는 놀라운 소식이었다. 빛을 싫어하고 먹이를 좋아하는 아메바의 속성을 이용해 8개의 도시를 한 번씩만 거쳐가는 경우의 수인 64개의 좁은 채널을 만들고 한 번 갔던 도시의 채널에는 빛을 계속 쪼여 다시 가지 못하게 하는 등의 장치를 만들어 실험한 결과 아메바가 외판원 문제를 놀랍도록 빠른 속도로 해결했다는 것이다. 단세포의 아메바가 단순히 칼슘 농도 변화에 따라 전진한다는 아주 간단한 매커니즘을 통해 이런 문제를 푼다는 것은 놀라우면서도 자연의 비밀을 밝히려는 과학자들에게 시사하는 바 크다. 하나의 세포가 운동 조절 능력을 어떻게 갖추게 되고 어떻게 집단적으로 신호를 주고 받으며 이런 고도의 문제를 풀어내는지 알아내는 것은 매우 흥미로울 것이다. 마치 하나의 원자를 이해하는 것에서 반도체까지 이어지는 놀라운 과학 문명을 이뤘던 지난 세기의 발전을 본다면 남은 21세기에서 있을 엄청난 발전을 기대해 볼 수 있을 것이다. 사실 따지고 보면 인간의 지적 활동들도 뉴런 간 단순한 신호전달에 의한 것이다. 밀레니엄 문제를 푸는 인간의 뇌 속에 어떤 특별한 물리 법칙이 있는 것이 아니고 이런 간단한 것들의 집단화로 완전히 새로운 현상이 나타난다. 수백만년 전의 호모사피엔스나 현재 인간이나 뇌 구조는 별반 다르지 않지만 하는 일은 엄청 다르다는 것만으로도 이를 깨닫게 된다. 이제 2019년 새해가 밝았다. 중국은 2050년까지 원대한 국가로드맵을 만들어 과학굴기를 꿈꾸고 있다. 지난 오천년 역사에서 중국이 강성했던 때 한반도는 항상 위축되어 있었다. 반면 중국에서 혼란이 있을 때 우리는 큰 발전을 했다. 지난 50년간 중국의 경제적 후진성이라는 황금의 기회를 가졌던 한국이 앞으로 올 미래에는 어떤 위치에 놓일 것인가를 심각히 고민해야 할 때가 됐다. 그를 바탕으로 우리 젊은이들이 진정 큰 자부심을 갖고 삶을 누릴 수 있는 나라가 됐으면 싶다.

한국뇌신경과학회 2019년도 신임 회장에 허성오 한림대 의대 교수가 취임했다. 허 신임 회장은 서울대 자연대를 졸업한 후 미국 코넬의대에서 신경과학 박사학위를 받고 한림대 교수로 재직하고 있다. 한국연구재단 뇌첨단의공학단장, 한국분자세포생물학회 이사, 한림대 의대 부학장 등을 역임했다. 한국뇌신경과학회는 한국신경과학회(1992년 설립)와 한국신경생물학회(1992년 설립)가 1997년 12월 통합한 학회로 현재 2000여명의 회원이 가입한 국내 신경과학분야의 대표학회이다. 　한편 한국뇌신경과학회는 학회 설립 이후 처음으로 국내에서 제10차 세계뇌신경과학총회(IBRO World Congress of Neuroscience)를 한국뇌연구원과 공동으로 개최한다. 총회는 오는 9월 21일부터 25일까지 5일간 대구 엑스코에서 열린다. 　세계뇌신경과학총회는 대륙을 순회하면서 4년마다 개최 되는 대규모 뇌과학 분야 국제 교류 행사로, 세계 뇌과학 올림픽으로 일컬어지기도한다. 　허성오 신임회장은 “이번 세계뇌신경과학총회에는 전 세계 70여개국에서 3000명 이상의 뇌신경 과학자들이 참석해 최신 지식과 정보를 공유하는 세계 뇌신경과학의 축제가 될 것”이라며 “이미 도래한 4차 산업혁명시대에 국가 주요 성장동력으로 자리매김 하기 시작한 뇌과학 연구·기술 수준을 한단계 더 도약시켜줄 전환점이 될 것”이라고 말했다. 김병철 기자 kbchul@seoul.co.kr

지난 22일(이하 현지시간) 인도네시아 순다 해협의 치명적인 쓰나미를 일으킨 아낙 크라카타우 화산 폭발로 인해 이 화산 높이와 총량의 3분의 2가 바다 속으로 사라졌다. 연구진은 이틀 뒤 촬영한 레이더 위성 사진과 지난 8월 20일 촬영한 사진을 비교한 결과 340m 높이의 화산 콘 모양이 110m로 줄었으며 1억 5000만~1억 7000만㎥의 바위와 화산재 등이 4000만~7000만㎥만 남게 됐다고 밝혔다. 화산 섬의 모든 것이 3분의 1로 줄어든 것이다. 이렇게 엄청난 양의 바위와 화산재 등이 한번에 와르르 바다속으로 떨어져 내린 것이 자바와 수마트라 해안선을 5m 높이의 파도로 덮친 쓰나미의 원인으로 지목된다고 영국 BBC가 지적했다. 인도네시아 재난당국은 400명 이상이 숨졌고 20명 이상이 실종 상태, 4만명 이상이 이재민이 됐다고 밝히고 있다. 연구진은 현장에 가서 광범위한 조사를 벌이면 정확히 어떤 일이 있었는지 파악할 수 있다고 보고 있지만 여전히 분화가 진행 중이며 누구도 화산 섬에 접근할 수 없는 상태라 당장은 기대하기 어렵다. 과학자들은 6년 전 이 섬의 서쪽 사면이 지진이라도 발생하면 순식간에 사라질 수 있다고 예측했는데 불행하게도 이번에 맞아 떨어졌다. 임병선 선임기자 bsnim@seoul.co.kr

우리는 타임머신의 주인공처럼 미래로 시간 여행을 할 수는 없지만, 과거로의 시간 여행은 할 수 있다. 멀리 떨어진 별과 은하를 관측하면 그 거리만큼 먼 과거를 볼 수 있기 때문이다. 예를 들어 120억 광년 떨어진 은하를 관측한다면 120억 년 전 그 은하에서 출발한 빛을 이제 보는 것이기 때문에 120억 년 전 은하의 과거 모습을 보는 것이다. 이런 방법으로 일본과 유럽의 국제 과학자팀이 120억 년 전 거대 은하의 초기 모습을 관측하는 데 성공했다. 일본 국립 천문대(NAOJ) 및 도쿄 대학, 코펜하겐대학의 연구팀은 스바루 망원경을 이용해서 120억 광년 떨어진 거리에 있는 초기 은하의 모습을 포착했다. (사진) 이번에 포착한 은하는 우주에 있는 은하 가운데 가장 큰 질량을 지닌 은하인 거대 타원 은하(massive elliptical galaxies)의 초기 형태로 추정된다. 거대 타원 은하는 이름처럼 우주에서 가장 많은 별과 질량을 지닌 은하지만, 새로운 별의 생성은 매우 느린 나이든 은하다. 한 마디로 출산율이 낮아 고령화가 진행된 은하라고 할 수 있는데, 새로운 별이 적게 태어나도 은하가 자꾸 커졌다는 것은 어디선가 다른 곳에서 새로운 별이 공급된다는 의미다. 이를테면 출산율은 낮지만, 이민자가 계속 들어와 은하가 커졌다는 이야기다. 연구팀은 이번 관측을 통해 어떤 방식으로 이민자를 받아들였는지를 밝혀냈다. 이번에 발견한 은하는 거대 질량 은하의 씨앗에 해당하는 은하로 질량은 우리 은하와 비슷하지만 크기는 2%에 불과한 매우 조밀한 은하다. 120억 년 전 당시가 우주 나이에 13%에 불과한 초창기라는 점을 감안하면 상당히 큰 은하지만, 이 은하가 지금의 거대 타원 은하로 성장하기 위해서는 주변의 은하와 별을 흡수해서 더 커져야 한다. 그 방식에 대해서는 두 가지 가설이 있다. 하나는 큰 은하끼리 중력에 의해 합쳐져 거대 타원 은하가 되었다는 설명이고 다른 하나는 마치 눈덩이를 굴리면 점점 더 커지듯이 씨앗에 해당하는 은하가 중력으로 주변의 작은 은하를 계속 흡수 합병해 점점 커지면서 현재의 형태가 됐다는 것이다. 연구팀은 이번 관측을 포함해 여러 단계의 거대 타원 은하 관측 결과를 토대로 씨앗 은하가 작은 은하를 흡수 합병해 커졌다는 결론을 내렸다. 씨앗 은하는 작은 은하를 하나씩 집어삼키면서 점점 팽창해 질량이 5배 정도 커지는 동안 부피는 100배 정도 커진 것으로 추정된다. 그 비결은 역시 초반부터 큰 질량이다. 우리 속담에 ‘될성부른 나무는 떡잎부터 알아본다’라는 말이 있는 것처럼 은하 역시 처음부터 큰 질량을 지니고 있으면 강한 중력으로 주변의 작은 은하를 하나씩 흡수하면서 점점 더 크고 중력이 더 강한 은하로 성장한다. 우연의 일치지만, 어딘가 인간 세상과 비슷한 모습이다. 과학자들은 멀리 떨어진 은하를 통해 우주의 역사를 관찰하고 지금의 우주가 생성된 원인을 찾고 있다. 당연히 더 자세하게 과거를 조사하기 위해서는 더 강력한 망원경이 필요하다. 과학자들이 막대한 비용이 들어간 제임스 웹 우주 망원경을 비롯한 차세대 망원경에 기대를 거는 이유다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

미 항공우주국(NASA)의 심우주 탐사선 뉴호라이즌스가 우주탐사 역사상 가장 먼 거리에 있는 천체의 근접비행을 눈앞에 두고 있다. 바로 태양계 변두리에 있는 카이퍼 벨트의 한 소행성이 그 행선지다. 공식적으로 ‘2014 MU69’로 불리는 이 천체는 미션팀에 의해 이국적인 자연과 지역에 어울리는 ‘울티마 툴레’(Ultima Thule)라는 새로운 애명을 갖게 되었는데, 이는 중세시대의 용어로 ‘알려진 세계를 넘어서’라는 뜻이다. 툴레는 고대 그리스-로마인들이 북유럽에 위치하는 노르웨이, 아일랜드, 아이슬란드 등을 가리킨 것으로 추정되고 있다. 울티마 툴레는 지름 수십㎞의 작은 크기로, 명왕성 너머로 16억㎞, 지구로부터는 무려 64억㎞ 떨어져 있다. 이는 지구-태양 간 거리는 1.5억㎞의 약 43배나 되는 실로 아득히 먼 거리다.　​뉴호라이즌스는 왜 이토록 먼 거리의 천체까지 달려가 탐사하려는 걸까? 이 변두리의 소행성들은 46억 년 전 태양계가 형성될 때 원시 태양계의 물질로 이루어진 천체들로서, 말하자면 태양계의 유물인 셈이다. 이 유물은 46억 년 전의 상태 그대로 완벽하게 보존되어 있다. 절대온도 0도에 가까운 우주의 극저온 상태에서 있었던 만큼 변질될 여지가 없기 때문이다. 이처럼 우주 공간은 어제나 10억 년 전이나 별로 차이날 게 없는 곳이다. 따라서 뉴호라이즌스가 울티마 툴레를 근접비행하면서 얻을 데이터에는 태양계 형성의 비밀을 풀어줄 실마리가 있을지도 모른다고 과학자들은 기대에 부풀어 있다. 지난 2015년 7월 역사적인 명왕성을 근접 비행을 성공한 뉴호라이즌스 미션 팀은 이 새로운 세계를 탐험하면서 새해를 맞이할 예정이다. 뉴호라이즌스는 새해 첫날 0시를 알리는 종소리가 울린 직후 이 작고 얼음 투성이인 소행성을 스칠 듯이 지나갈 것이다. 미국 콜로라도주 볼더에 소재한 사우스웨스트 연구소의 뉴호라이즌스 수석 연구원 앨런 스턴은 뉴호라이즌스에 있어 새해의 만남은 명왕성과의 랑데뷰보다 더 위험하고 어려울 것으로 예측하고 있다. 우주선은 오래되었으며, 표적은 더 작고 플라이바이는 더 가까운데다 지구와의 거리는 엄청 더 멀기 때문이다. 뉴호라이즌스가 울티마에 접근하는 거리는 약 3500㎞로, 명왕성 접근거리 1만2500㎞보다 훨씬 가깝다. 또한 현재의 우주선 속도는 시속 5만700㎞, 초속으로는 총알 속도의 14배인 14㎞로, 이만한 속도에서는 쌀알 한 톨과 충돌해도 우주선은 박살난다. 울티마 툴레 접근 비행이 안고 있는 서스펜스라 할 수 있다. 접근비행 후 우주선의 안전을 확인하는 데는 약 10시간이 걸린다.　​스턴 박사는 앞서 “뉴호라이즌스는 미지의 세계를 탐사하는 최초의 업적을 세울 것”이라면서 “NASA와 우리 팀이 우주탐사 역사상 가장 먼 거리의 세계를 탐사하는 궁극적인 탐사(ultimate exploration)를 상징하는 의미에서 다음 행선지를 울티마라고 짧게 부르는 것을 좋아한다”고 밝힌 바 있다. 　​ 그랜드 피아노 크기만 한 뉴호라이즌스는 명왕성 탐사 미션을 띠고 2006년 1월에 발사되었으며, 9년 여를 비행한 끝에 2015년 7월 14일 역사적인 명왕성 플라이바이를 성공하면서 이 왜소행성의 얼음 세계를 인류에게 최초로 뚜렷이 보여주었다. 그후 미션 팀은 뉴호라이즌스의 연장근무를 얻어내 카이퍼 벨트의 소행성 울티마 툴레를 다음 행선지로 정했던 것이다. 우주 탐사의 역사상 최장 거리에 있은 이 세계는 과연 어떤 모습일까? 과학자들은 물론 수많은 지구촌 우주 마니아들이 기대 찬 시선으로 지켜보고 있다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

방사성 원소 ‘라듐’ 발견 소재로 역사적 사실에 허구 붙인 ‘팩션’ 치명적 위험 발견 후 고뇌 담아 문화예술위 ‘올해의 신작’ 선정“뭔가 더 있어, 미지의 존재…보이는 세상, 그게 다 아냐.” 과학실험실을 옮겨놓은 무대 위에서 중요한 단서를 발견한 듯, 한 여성이 노래를 부른다. 일주일 만에 보는 부인을 위해 꽃을 사온 남편이 옆에 있는지도 모르고 실험에 몰두하고 있는 이 여성은 노벨물리학상과 노벨화학상을 모두 수상한 위대한 과학자 ‘퀴리 부인’이다. 노벨상을 2회 수상한 최초의 과학자인 ‘퀴리 부인’을 소재로 한 창작뮤지컬 ‘마리 퀴리’가 서울 대학로예술극장 대극장 무대에 올랐다. 작품은 지금으로부터 정확히 120년 전인 1898년 12월 26일 마리 퀴리와 남편 피에르 퀴리가 새로운 방사성 원소 ‘라듐’을 발견한 역사적 사실 등을 다룬다. 어둠 속에서도 푸른 빛을 발하는 형광성 방사능 물질인 라듐은 시계나 화장품 등을 제조하는 데 쓰이며 당시에 엄청난 인기를 끌었다. 하지만 방사능이 갖고 있는 치명적인 위험성이 뒤늦게 발견되기까지 라듐 시계 공장의 여공들이 사망하는 등 사회적 문제가 됐다. ‘마리 퀴리’는 이 같은 역사적 사실에 허구의 인물과 사건을 덧붙여 만든 ‘팩션 뮤지컬’이다. ‘마리 퀴리’는 여성 캐릭터를 부각시킨 작품이 주목을 받았던 최근 공연계 트렌드를 이어 가는 작품이라고 할 만하다. 여성이기 이전에 과학자인 인간으로서 가진 고뇌를 그리며 남편 ‘피에르’와의 관계도 다분히 남녀가 아닌 동등한 위치의 동료로서 그려진다. 김현우 연출은 “여성 서사를 다룬 작품들이 (여성을) 누군가의 아내나 어머니로 그리는 데 치중하는 경우가 많았는데, 이 작품은 마리 퀴리라는 위대한 과학자가 자신의 순수한 과학적 호기심과 발견으로 인해 미리 인지하지 못한 비극과 마주하는 딜레마에 집중하고 싶었다”며 “남편과의 갈등도 부부가 아닌 ’과학자 대 과학자’의 갈등으로 그려진다”고 설명했다. 퀴리 부인이 라듐의 위해성을 얼마나 알고 있었는지, 남편 피에르의 죽음 시점 등은 실제와 다르지만, 여성과학자를 인정하지 않았던 당대의 모습 등은 그대로 담았다. 과학자의 윤리와 양심의 문제 등은 지금 시대에도 여전히 시사하는 바가 적지 않다. 올해 공연프로듀서협회 ‘올해의 프로듀서상’을 수상한 강병원 프로듀서가 총괄하는 이번 작품에는 ‘마리 퀴리’ 역에 김소향·임강희, ‘피에르 퀴리’ 역에 박영수·조풍래 등이 함께했다. 김소향은 기자간담회에서 “대학로에서 여성 캐릭터를 내세운 작품은 현재 유일무이한 것 같아 책임감을 많이 느낀다”며 “실존 인물을 연기한 것이 처음은 아니지만, 이번처럼 (과학) 관련 책을 많이 찾아보고 공부한 것은 처음”이라고 말했다. 한국문화예술위원회가 선정한 공연예술창작산실 ‘올해의 신작’에 선정된 이번 작품의 공연은 다음달 6일까지 계속된다. 안석 기자 sartori@seoul.co.kr

2018년 한 해 동안 전 세계에서 기후변화가 원인이 된 자연재해가 많이 발생했다. 특히 피해규모가 큰 10건의 재해의 경제적 피해를 추산해보면 최소 56조원에 달한다는 분석이 나왔다. 영국 소재 NGO ‘크리스천 에이드’는 이런 내용이 포함된 ‘비용 추산: 기후변화의 한 해’라는 보고서를 27일 발표했다. 보고서에 따르면 올 한 해동안 폭염과 가뭄, 홍수, 태풍 등 심각한 자연재해가 많이 발생했는데 가장 심각한 자연재해 10건의 경우 손실액이 건수별 평균 10억 달러 이상이며 특히 심각한 4건은 각각 70억 달러(약 7조 8400억원) 이상 피해를 입혔다. 올해는 산업회 이전 대비 평균 기온이 1도 정도 상승했으며 기상관측 사상 네 번째로 더운 해로 기록됐다. 특히 2015년 이후 최근 4년 동안 평균기온이 역대 가장 높은 것으로도 나타났다. 경제적 피해가 가장 심각했던 재난은 미국과 중미 지역을 강타한 허리케인 플로렌스(9월)와 마이클(10월)로 나타났다. 허리케인 플로렌스는 170억 달러, 허리케인 마이클은 150억 달러 정도의 피해를 준 것으로 조사됐다. 아르헨티나의 경우 가뭄으로 인해 콩과 옥수수 수확이 줄어 60억 달러 수준의 재산상 피해가 발생했고, 일본을 덮친 태풍과 홍수로 최소 230명이 사망하고 70억 달러 수준의 피해가 발생했다. 특히 지난 9월 일본 열도를 관통해 지나간 태풍 제비로 인한 피해는 심각한 것으로 조사됐다. 11월 발생한 미국 캘리포니아주 산불은 헐리우드 주요 지역을 불태우는 등 최소 85명이 사망하고 심각한 재산상 피해를 입혔다.보고서 작성에 참여한 과학자들은 지구온난화로 인한 기후변화가 심각한 자연재해와 관련 있다고 지적하고 있다. 기후변화가 이상기후 빈도를 높이거나 위력을 더 강하게 만든다는 설명이다. 높은 기온과 강수량 감소가 화재 가능성을 높이고 해수 온도 상승이 태풍이나 허리케인 같은 열대성 저기압의 강도를 높이게 되는 것이다. 크리스천 에이드측은 “이번 보고서에는 기후변화로 인해 발생한 자연재해의 경제적 손실에 초점을 맞췄지만 개발도상국에서는 취약계층에 피해가 집중되고 있으며 가뭄이나 기상이변, 해수면 상승은 점진적이지만 많은 이들에게 피해를 입힐 것”이라고 강조했다. 마이클 만 미국 펜실베니아주립대 대기과학 교수는 “최근 몇 년 동안 목격한 비정상적 홍수와 가뭄, 폭염, 산불, 태풍은 기후변화가 우리에게 미치는 영향을 명백히 보여주고 있다”며 “극단적 기상이변이 발생하는 것을 막기 위해서는 탄소 배출량을 급격히 줄이는 것이 필요하다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

2018년은 굵직한 사회적, 정치적 이슈들이 쏟아졌던 한 해였다. 과학계에서도 지난 3월 세계적인 과학자 스티븐 호킹이 세상을 떠났고 지난달 말에는 중국 과학자가 세계 최초로 유전자 편집 아기를 탄생시켜 충격에 빠지게 하는 등 사건 사고들이 많았다. 사이언스와 네이처 등 과학저널과 다양한 과학단체들에서도 올 한 해 주목받았던 과학 이슈들을 발표하며 한 해를 정리하고 있다.이런 가운데 네이처는 2019년에 관심을 갖고 지켜봐야 할 과학이슈 10선을 꼽아 발표했다. 특히 중국과 관련된 이슈가 2개나 선정되면서 내년은 중국의 ‘과학굴기’가 본격화되는 한 해가 될 것으로 과학계는 보고 있다. 네이처는 기후변화로 인한 남극 빙하의 변화에 대한 연구 프로젝트를 내년에 주목해야 할 과학이슈 1순위로 꼽았다. 2019년 1월 미국과 영국 과학자들은 남극에서 70여년 만에 최대 규모의 공동연구를 시작하게 된다. 5년 동안 진행될 이번 연구 프로젝트를 통해 과학자들은 남극 대륙의 5대 빙하 중 하나인 트웨이츠 빙하가 녹는 속도를 측정해 완전 붕괴 조건과 붕괴에 걸리는 시간을 예측한다. 또 연구진은 무인잠수정과 바다 표범에 센서를 부착해 남극의 해양조건도 연구할 계획이다. 내년 말에는 유럽 과학자들이 남극에서 150만년 된 얼음 코어를 찾는 시추 프로젝트를 시작한다. 이런 연구들은 고(古)기후와 기상조건을 파악함으로써 기후변화의 심각성을 그대로 보여주게 될 것으로 전망된다.중국의 ‘과학굴기’ 역시 내년에 주목해야 할 부분이다. 내년 말 세계 각국이 ‘2018년 회계보고서’를 발표하면 중국은 미국을 밀어내고 ‘세계 최대의 연구개발(R&D) 투자국가’로 떠오를 전망이다. 중국의 연구 수준은 주요 2개국(G2)인 미국에 비해 여전히 뒤처져 있지만 2003년부터 과학분야 투자가 급격히 늘어나고 있다는 점을 고려하면 질적 수준에서도 미국을 따라잡는 것은 시간문제라는 평가를 내리는 연구자들이 늘고 있다. 중국은 12억 위안(약 1960억원)을 들여 지름 500m로 축구장 3개가 들어갈 정도의 세계 최대 전파망원경(FAST) ‘텐옌’(天眼)을 만들어 2016년부터 예비가동을 시작했다. 예비가동 2년 동안 50여개의 펄사(빠른 속도로 자전하는 고밀도의 죽은 별)를 관측한 텐옌은 내년 9월 본격가동되면서 전 세계 과학자들에게도 개방될 예정이다. 중국은 이를 통해 정체불명의 고속전파폭발과 성간가스구름에서 나오는 희미한 신호를 관측하는 등 중국을 천문연구의 중심지로 만들려는 야심 찬 계획을 갖고 있다.지구온난화로 인한 기후변화가 가속화되면서 영화 ‘지오스톰’(2017)이나 ‘어벤져’(1998)에서처럼 인공적으로 지구온난화를 막기 위한 ‘지구공학’ 실험도 내년에 사상 처음으로 실시된다. 미국 하버드대 응용물리학과와 대기과학과 공동 연구진이 추진하는 이 실험은 빛을 잘 반사하는 탄산칼슘 미세입자 0.1~1㎏을 성층권인 20㎞ 상공에 살포한 다음 태양광의 감소정도, 온도변화, 탄산칼슘 미세입자와 대기 중 화학물질의 상호관계를 분석해 인공적으로 지구 냉각이 가능한지를 관측하는 것이다. 일부 회의론자들은 태양복사 관리기술(SRM)의 일종으로 ‘스코펙스’라고 이름 붙여진 이번 실험에 대해 “분필가루의 일종인 탄산칼슘이 상공에서 예기치 않은 결과를 만들어 낼 수 있다”고 반대하고 있다.지난달 말 중국 남방과기대 허젠쿠이 교수가 유전자 가위기술을 이용해 유전자 편집아기를 태어나게 했다고 주장하면서 생명과학계는 예상치 못하게 열린 ‘판도라의 상자’ 때문에 내년 한 해도 골머리를 앓게 될 것으로 네이처는 예상했다. 세계 과학계는 중국 연구진이 쌍둥이 아이들의 DNA를 어떤 방식으로 편집했는지 검증하는 한편 잠재적 부작용을 평가하는 작업에 착수할 계획이다. 생명과학 연구의 윤리적 가이드라인 마련이 시급하다는 목소리와 함께 유전자가위 기술을 비롯한 생명과학 연구의 전반적인 위축까지 우려되고 있는 상황이다.이 밖에도 인류의 기원을 밝히기 위한 고고학자들의 분투, 일본의 차세대 국제선형입자충돌기(ILC) 유치 여부 결정, 학술 연구결과를 지금과 같은 폐쇄적인 저널이 아닌 누구나 접근할 수 있는 오픈액세스 형태로 공개하려는 ‘플랜 S’의 시행도 내년에 주목되는 과학계 이슈이다. 또 지난 10월 세계 두 번째로 마리화나의 합법화를 발표한 캐나다에서 대마초에 대한 기초 및 응용연구가 쏟아져 나올 것이라고 네이처는 예측하기도 했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

중국 당국이 지난 24일 잠수함 과학자가 불법적으로 캐나다 시민권을 취득했다며 공산당 적을 박탈하고 조사 중이라고 밝혔다.홍콩 사우스차이나모닝포스트는 25일 보젠제(卜建杰) 중국선박중공업 718연구소장이 허베이성 당 기율감찰위원회로부터 여러 부패 혐의로 조사받고 있다고 보도했다. 보 소장은 불법적 캐나다 국적 취득 이외에도 뇌물을 받는 등 부패 혐의에 연루된 것으로 알려졌지만 어떻게 불법적으로 캐나다 시민권을 취득했으며 어떤 부패를 저질렀는지는 밝혀지지 않았다. 중국 당 중앙판공청과 국무원 판공청은 1999년 ‘당정기관 현(처)급 이상 간부 출입국 관리공작에 관한 의견’ 조례를 제정해 관련 간부가 외국에 이주할 경우 심사절차를 밟도록 했다. 시진핑 국가주석의 집권 이후 본격적으로 시작된 반부패 숙청 작업 이전에는 수많은 당 고위 간부가 몰래 외국 영주권을 받은 다음 가족을 출국시키고 거액의 뇌물과 공금을 챙겨 해외도피하는 사례가 비일비재했다. 보 소장은 잠수함이 심해에서 오랫동안 머물 수 있는 추진 동력을 위한 연료 보급 시스템과 소음을 적게 내는 핵잠수함 기술을 연구 중이었다. 그는 1996년 캐나다 서온타리오대학과 퀸스대학에서 방문연구원을 지냈다. 귀국한 뒤에는 캐나다에서 연구할 수 있는 기회를 거절했다고 밝혔다. 718연구소는 보 소장의 지도 아래 잠수함이 수 주동안 심해에서 작업할 수 있도록 하는 수소전지를 개발 중이었다. 또 어뢰나 무인 잠수 장치에서 사용 가능한 리튬 육불화항 에너지 연료도 만들고 있다. 허베이성 출신인 보 소장은 문화대혁명 이후 대학입학시험을 치른 뒤 하얼빈공대에서 수학했으며 잠수함 기술 개발을 위한 중요한 역할을 담당하고 있었다. 한 변호사는 보 소장이 중국 여권을 소지한 채 캐나다 시민권을 취득하려고 하면서 불법을 저질렀을 것으로 분석했다. 광저우에서 일하는 이 변호사는 “중국 법은 단일 국적만을 허용하는데 보 소장은 중국 국적을 포기하지 않은 채 캐나다 국적을 취득한 것으로 보인다”며 “중국이 보 소장을 캐나다에 넘기지는 않을 것”이라고 말했다. 중국과 캐나다의 관계는 지난 1일 멍완저우 화웨이 부회장이 캐나다 밴쿠버에서 미국 당국의 요구로 체포된 뒤 악화일로를 걷고 있다. 캐나다 정부는 멍 부회장 체포 이후 3명의 캐나다인이 중국에 억류되어 있다고 밝혔다. 전직 외교관 마이클 코브릭과 대북 사업가 마이클 스페이버는 국가 안보 위해 혐의로 억류됐으며 교사인 세라 맥아이버는 불법 취업에 연루됐다. 갖가지 사유로 중국에 억류된 캐나다인은 200여명에 이른다고 캐나다 언론 토론토스타는 전했다. 화춘잉 중국 외교부 대변인은 24일 정례브리핑에서 “캐나다인 코브릭과 스페이버는 중국의 국가안전을 위태롭게 한 혐의를 받고 있어 중국 관계 기관들이 당연히 법에 따른 조치를 하고 있다”며 “캐나다법을 어기지 않은 중국 기업 임원이 미국의 요구로 불법 구금을 당한 것은 도리에 맞는 일인지 묻고 싶다”고 목소리를 높였다. 베이징 윤창수 특파원 geo@seoul.co.kr