만일 세계 각국이 온실가스 배출 저감 정책에 실패하면 ‘유네스코 세계자연유산’에 속하는 아름다운 빙하 중 거의 절반이 21세기 안에 사라진다는 예측 결과가 나왔다. 세계자연보전연맹(IUCN)이 4월 30일(현지시간) 발표한 새로운 연구보고서에 따르면, 세계 각국이 온실가스 배출 감축 목표를 달성하지 못하면 스위스 알프스산맥의 알레치빙하, 그린란드의 야콥스하븐빙사, 히말라야산맥의 쿰부빙하 등 세계자연유산으로 지정된 지역 46곳에 있는 빙하 1만9000개 중 21곳의 빙하가 2100년까지 소멸한다. 이런 결과는 IUCN 세계유산 프로그램에 참여한 스위스 로잔대(UNIL)의 장바티스트 보손 박사와 스위스 취리히공대(ETH 취리히)의 마티아스 호스 박사가 이끄는 연구팀이 각종 자료와 컴퓨터 모델링을 사용해 최악의 시나리오(RCP8.5)를 가정해 나왔다. 즉 2015년 세계 196개국(미국에서 시리아로 바뀜)이 파리기후변화협정(이하 파리협정) 체결을 통해 지구의 기온 상승폭을 2도 이하, 가능하면 1.5도 밑으로 유지한다는 목표에 실패하면 이렇게 될 가능성이 크다는 것. 빙하 소실이 가장 심각한 것으로 추정되는 세계자연유산 지역은 아르헨티나의 로스 그라시아레스 국립공원과 미국과 캐나다 두 나라에 걸쳐 있는 워터턴글래시아국제평화공원인 것으로 알려졌다. 또한 스페인 피레네산맥 몽페르뒤산에 있는 소규모 빙하는 2040년까지 사라질 가능성이 있다. 하지만 만일 각국이 파리협정 목표를 달성한 최상의 시나리오(RCP2.6)라고 하더라도, 이번 분석 대상이 된 세계자연유산 지역 46곳 중 8곳에서는 2100년까지 빙하가 사라질 것으로 이번 연구보고서는 밝히고 있다. 이에 대해 피터 세이디 IUCN 세계유산프로그램 선임자문위원은 “이런 상징적인 빙하를 잃는 것은 비극인 동시에 수자원 이용 가능성과 해수면 상승 그리고 기후 패턴 등에 악영향을 미칠 것”이라고 지적했다. 자세한 연구 결과는 기후과학저널 ‘지구의 미래’(Earth’s Future) 최신호(4월29일자)에 실렸다. 사진=지구의 미래 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

스마트 시계나 스마트 밴드 같은 웨어러블 기기의 중요한 쓰임새 중 하나는 건강 및 운동 관리 기능입니다. 물론 운동을 위해 반드시 필요한 것은 아니지만, 운동량을 매일 정확하게 기록하고 측정할 수 있는 기기가 있다면 동기 부여도 되고 규칙적인 운동 습관을 키우는 데도 도움이 됩니다. 하지만 웨어러블 기기의 가능성은 여기서 그치지 않습니다. 최근 발표된 애플 심장 연구(Apple Heart Study)는 스마트 시계에 내장된 심박 센서가 심방세동을 진단하는 데 도움을 줄 수 있다는 사실을 입증했습니다. 센서 기술 및 관련 기술의 발전으로 체온, 혈당, 혈압, 심전도 같은 중요한 의학 정보를 정확히 수집할 수 있게 되면 의료 영역에서 웨어러블 기기의 역할이 지금보다 더 커질 것으로 예상됩니다. 그리고 더 나아가서 사람에게서만 웨어러블 기기가 사용되라는 법도 없습니다. 최근 사우디아라비아의 킹 압둘라 공대 연구팀은 물고기에 부착할 수 있는 경량 웨어러블 멀티센서 기기를 개발했습니다. 마린 스킨(Marine Skin)이라고 이름 붙인 이 웨어러블 장치는 부드러운 실리콘 재질 밴드로 작은 물고기나 다른 해양 생물에 쉽게 부착할 수 있습니다. 장치의 목적은 어족 자원에 대한 정보 수집과 과학 연구로 물고기의 서식 환경과 이동 경로에 관련된 여러 가지 정보를 수집할 수 있습니다.과거 해양 생물학자들은 복잡한 센서를 연구하고자 하는 어류나 다른 해양 생물에 부착한 후 풀어주고 다시 회수해 정보를 수집했습니다. 하지만 고래나 상어 같은 큰 해양 동물에 센서를 부착하는 일은 위험할 뿐 아니라 매우 어려웠습니다. 그보다 더 큰 문제는 작은 해양 생물의 경우 아예 장착 자체가 불가능했다는 점입니다. 따라서 마린 스킨처럼 매우 가볍고 작으면서 해양 생물에 상처를 주지 않는 센서가 필요했습니다. 킹 압둘라 공대 연구팀이 개발한 마린 스킨은 6g에 불과한 무게와 잘 늘어나는 재질 덕분에 작은 해양 생물체에도 상처 없이 장착하고 제거할 수 있습니다. 이번에 저널 스몰 (small)에 공개한 마린 스킨의 최신 버전은 약해 보이는 외형과는 달리 수심 2㎞의 심해 환경에서도 작동이 가능하며 감도도 이전의 버전의 마린 스킨에 비해 5-15배 정도 우수합니다.(사진) 연구팀은 홍해에서 실제 물고기를 대상으로 4주간에 걸친 연구를 통해 마린 스킨의 성능과 신뢰성을 입증했습니다. 마린 스킨은 웨어러블 센서 기술이 의료는 물론 훨씬 다양한 영역에서 활용될 수 있음을 보여주는 좋은 사례입니다. 가볍고 쉽게 부착할 수 있는 센서와 스마트 기기를 이용해서 가축을 관리하거나 야생 동물을 연구하고 어족 자원을 보호할 수 있는 가능성을 보여준 것입니다. 관련 기술이 더 발전함에 따라 응용 범위 역시 더 늘어나게 될 것으로 생각합니다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

새로운 단어를 찾습니다(사사키 겐이치 지음, 송태욱 옮김, 뮤진트리 펴냄) 발행부수 4000만부를 자랑하는 일본의 ‘신메이카이 국어사전’, ‘산세이도 국어사전’의 탄생과 진화를 둘러싼 두 남자의 인생 이야기. 이들 사전의 뜻풀이에는 그들만의 개성과 인격이 깃들어 있다. 가령 ‘연애’의 뜻풀이는 ‘특정한 이성에게 특별한 애정을 품고 둘만이 함께 있고 싶으며 가능하다면 합체하고 싶은 생각을 갖지만 평소에는 그것이 이루어지지 않아 무척 마음이 괴로운 상태’다. 404쪽. 1만 8000원.문명은 지금의 자본주의를 견뎌 낼 수 있을까(놈 촘스키 지음, 강주헌 옮김, 열린책들 펴냄) 세계적인 언어학자이자 사회 비평가인 놈 촘스키가 1969년부터 2013년까지 학회 및 대학 강연, 잡지와 신문에 기고한 시론을 묶었다. 인류의 주인은 누구인가? 인류의 주인으로서 우리는 그 소임을 잘 이행해 왔는가? 같은 묵직한 질문에 대한 촌철살인의 답변. 296쪽. 1만 5000원.유토피아 실험(딜런 에번스 지음, 나현영 옮김, 쌤앤파커스 펴냄) 문명이 붕괴된 이후의 세상을 가정하고 현대 기술 없이도 수천년을 살았던 마야인들처럼 살아본 18개월짜리 자급자족 공동체에 관한 이야기. 대학교수직도 버리고 스코틀랜드의 허허벌판으로 뛰어든 괴짜 과학자는 ‘유토피아 건설’ 자원자들과 함께 천막집을 지어 올리고,밭을 갈고 물을 길었다. 316쪽. 1만 6000원.건축의 의경(샤오모 지음, 박민호 옮김, 글항아리 펴냄) 왜 서양은 교회 건축이 가장 빛났고, 동양은 궁전 건축이 가장 뛰어났을까. 왜 서양 교회 건축에는 주로 돌을 사용했고, 동양 궁전은 나무를 사용했을까. 중국의 건축사학자가 궁궐, 교회 등 동서양 건축 양식의 차이를 비교문화의 관점에서 설명한다. 344쪽. 2만원나, 조선소 노동자(마창거제 산재추방운동연합 지음, 코난북스 펴냄) 삼성중공업 거제조선소 마틴링게 프로젝트 건조 현장에서 2017년 5월 1일 발생한 크레인 충돌, 추락 사고를 목격한 노동자 9명의 구술기록집. 그들은 자신이 겪은 사고에 대한 증언과 함께 조선소 노동 환경, 하청 노동 구조, 회사가 사고에 대처하는 과정, 사고 후 겪고 있는 트라우마 등 여러 이야기를 들려준다. 288쪽. 1만 5000원.섹스와 거짓말(레일라 슬리마니 지음, 이현희 옮김, 아르테 펴냄) 프랑스 공쿠르상 수상 작가가 날것 그대로의 여성들의 목소리를 담아 써 내려간 책. 2016년 독일 쾰른에서 무슬림 이민자들이 유럽 여성을 성폭행한 사건이 크게 보도된 이후 모로코 출신의 작가는 여성의 욕망이 가장 금기로 여겨지는 자신의 고향에 가서 독립 라디오 진행자, 저널리스트, 경찰, 교수, 매춘부 등 다양한 여성들의 목소리를 담았다. 228쪽. 1만 4000원.

뇌에 전극 이식해 단어·문자로 재구성 억양 변화 못 시키는 기존 장치와 달리 발성기관 움직임 관련 뇌 신호까지 추출 언어의 리듬·성별·정체성까지 조절 가능지난해 3월 타계한 세계적인 물리학자 스티븐 호킹은 1985년 급성 폐렴으로 사경을 헤매다가 기관지 절개수술을 받고 겨우 살아났다. 대신 웃음소리를 제외한 자신의 목소리를 잃고 컴퓨터 음성합성기를 통한 목소리를 갖게 됐다. 호킹 박사처럼 루게릭병이나 뇌졸중, 외상성 뇌손상, 파킨슨병, 다발성 경화증 같은 퇴행성 신경질환을 앓는 사람들은 말을 할 수 없게 되는 경우가 많아 언어전환 장치를 사용하곤 한다. 이 장치는 눈이나 미세한 몸짓으로 컴퓨터 커서를 작동시키거나 화면의 글자를 선택해 말을 하거나 글을 쓸 수 있게 해 준다. 일반인이 분당 100~150단어를 말하는 것에 비해 분당 10단어 정도밖에 표현할 수 없어서 대화에 빠르게 끼어들지도 못하고 언어의 톤이나 억양을 변화시킬 수도 없다.그러나 최근 뇌과학의 발달로 뇌신경 손상으로 인해 말을 하거나 글을 쓸 수 없는 환자들이 머릿속에서 말하고자 하는 내용을 밖으로 끄집어낼 수 있는 방법들이 속속 연구되고 있다. 지난 1월 미국 컬럼비아대, 호프스트라 노스웰 의대 공동연구팀은 뇌 속에 전극을 이식해 얻은 신호를 신경망 컴퓨터를 이용해 단어와 문자로 재구성하는 데 성공하고 생물학 분야 출판 전 논문공개 사이트인 ‘바이오아카이브’(bioRxi)에 발표하기도 했다. 이번에는 미국 캘리포니아 샌프란시스코대(UCSF) 신경외과, 웨일신경과학연구소, 캘리포니아 버클리대(UC버클리)·UCSF 조인트생명공학프로그램 공동연구팀이 뇌·컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술을 활용해 머릿속에서 생각하는 것을 언어로 변환시킬 수 있는 해독기술을 개발하고 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 25일자에 발표했다. 연구팀은 뇌 부위에 칩을 심어 언어 관련 뇌파만 추출해 언어로 전환하는 기존 방식을 넘어 턱과 후두, 입술, 혀 등 발성기관들의 움직임과 관련된 뇌 신호까지 더해 음성이나 글로 전환시키는 방법을 찾아낸 것이다. 연구팀은 우선 신경외과 수술을 받아 뇌에 전극을 이식했지만 말하는 데 문제가 없는 20~40대 성인남녀 5명에게 ‘잠자는 숲속의 공주’, ‘개구리왕자’, ‘이상한나라의 앨리스’ 같은 책에 나오는 문장들 450~750개씩을 또박또박 읽도록 하면서 발성 기관과 언어 관련 부위 뇌파를 측정했다. 그다음 이들에게 문장을 말할 때 소리를 내지 않고 입만 뻥긋거리면서 읽도록 하거나 눈으로 읽도록 한 뒤 발생하는 뇌파도 측정했다. 이렇게 얻은 데이터를 신경망 기계학습 알고리즘으로 분석해 프로그래밍한 다음 실험 참가자들에게 단어나 짧은 문장을 생각하도록 해 컴퓨터나 인공음성 장치로 출력된 것과의 일치도를 살펴봤다. 그 결과 쉬운 단어나 문장의 경우는 69%를 정확하게 인식하고 기록하거나 표현한다는 사실을 확인했다. 복잡한 단어나 문장에 대한 표현 정확도는 47%로 떨어졌지만 언어의 리듬과 억양, 말하는 사람의 성별과 정체성까지 조절이 가능했다. 연구를 이끈 에드워드 창 UCSF대 신경외과 교수는 “BMI 기술을 이용해 팔과 다리의 운동능력을 상실한 사람을 대상으로 생각대로 사지를 움직일 수 있는 방법들이 많이 연구됐다”며 “실제 임상 적용을 위해서 추가 연구가 필요하겠지만 신경과학과 언어학, 기계학습의 전문지식을 활용한 BCI 기술을 통해 후천적으로 언어를 잃었거나 선천적으로 언어장애를 가진 사람들 모두 인공 성대를 사용해 자신의 생각을 자유롭게 말하고 표현할 수 있는 날이 곧 찾아올 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

고용노동부 산하 한국안전보건공단에서 발간하는 국내 유일의 산업안전보건 국제학술지인 ‘SH@W’가 지난 1월 과학기술논문 인용색인(SCIE)과 사회과학논문 인용색인(SSCI)에 공동으로 등재됐다. 안전보건공단은 오는 7월 산업안전보건 강조 주간에 SCI 등재와 산하 산업안전보건연구원 창립 30주년 기념 세미나를 개최한다고 24일 밝혔다. 2010년 창간한 SH@W는 공학·의학 등 과학기술뿐 아니라 법학·심리학·경제학 등 사회과학 분야에 이르기까지 산업 안전 보건과 관련된 연구를 종합적으로 다루는 학술지다. 연 4회 발간한다. 2012년엔 국내 최대 의학 학술 데이터베이스인 코리아메드(KoreaMed)에, 2013년엔 세계 최대 논문 색인 데이터베이스인 스코프스(SCOPUS)에 등재되는 등 나라 안팎에서 인지도를 쌓았다. 2016년 12월엔 학문적 가치를 인정받은 신규 학술지가 주로 등재되는 ‘ESCI’에 이름을 올리기도 했다. 지난해 2월 기준 국내 SCI급 저널이 120여개 내외인 점을 감안하면 이번 등재를 통해 안전보건공단의 산재예방 연구가 국제적인 수준까지 올라선 것으로 평가된다. SH@W에 수록된 연구들은 산업안전보건연구원과 학술지 인터넷 사이트를 통해 누구나 무료로 열람할 수 있다. 지난달 발간된 제10권 제1호에 실린 편집위원장의 10주년 기념 사설에는 SH@W가 걸어온 지난 10년의 내용이 담겼다. 그동안 잘 알려지지 않았던 개발도상국의 안전보건 사례와 선진국의 지식과 경험을 제공하는 통로로 SH@W가 활용된 점도 소개됐다. 오경진 기자 oh3@seoul.co.kr

새끼오리와 부엉이의 위험한(?) 동거가 포착됐다. 16일(현지시간) 내셔널지오그래픽은 오리알을 부화시킨 것도 모자라 새끼처럼 키운 부엉이가 목격됐다고 전했다. 미국 플로리다 주피터 해변에 사는 아마추어 사진작가 로리 울프는 한 달 전 뒷마당 나무에서 꽥꽥거리는 소리를 들었다. 울프는 “나무에 부엉이가 살고 있었기 때문에 그저 새끼를 낳았나 보라고 생각했다”고 설명했다. 하늘이 어두워지고 폭풍우가 몰아친 어느 날 울프와 그녀의 남편은 나무 둥지에서 빼꼼 머리를 내민 부엉이를 발견했다. 그리고 그 옆에는 작고 노란 새끼오리 한 마리가 앉아 있었다. 들쥐나 작은 새 등을 먹고 사는 부엉이 옆에 새끼오리가 있다는 사실에 놀란 울프는 일단 그 둘을 지켜봤다. 그녀는 “부엉이와 새끼오리는 그저 나란히 앉아있기만 했다. 믿을 수 없는 광경이었다”고 말했다.그러나 포식자인 부엉이가 새끼오리를 잡아먹을 것을 걱정한 울프는 야생동물 전문가에게 새끼오리 보호를 요청했다. 울프가 새끼오리를 구조하기 위해 나무로 갔을 때 오리는 갑자기 둥지를 벗어나 연못을 향해 달려나가 버렸다. 그 이후로 그녀는 오리를 보지 못했다고 밝혔다. 이처럼 부엉이가 오리알을 품어 부화시키고 기르는 뜻밖의 상황은 종종 발생하는 것 같다. 캐나다의 한 조류연구소 이사인 크리스티안 아르투소는 내셔널지오그래픽에 “부엉이 옆에 있던 오리는 아메리카원앙이며, 일반적이지는 않지만 분명 일어나는 일”이라고 설명했다. 그는 지난 2007년 조류학 관련 저널에 암컷 올빼미가 세 마리의 아메리카원앙 새끼들을 부화시키고 기른 사례에 대해 발표한 바 있다. 아르투소는 “아메리카원앙은 한 번에 6~10개의 알을 낳는데, 이 알들을 자신의 둥지가 아닌 다른 둥지에 한두 개씩 떨어뜨리고 가는 습성이 있다. 보통 다른 오리의 둥지나 비슷한 종의 둥지에 알을 놓고 간다”고 설명했다. 아르투소는 “한 곳의 둥지에서 모든 알을 모아두는 것이 안전하다고 생각할지 모르지만 사실 그렇지 않다”면서 포식자의 공격을 받았을 때 한꺼번에 모든 알을 잃을 수 있다고 말했다. 1년에 한 번 알을 낳는 아메리카원앙은 여러 둥지에 알을 퍼뜨려 번식의 기회를 높이는 것이라는 설명이다. 특히 포식자의 둥지에 알을 둘 경우 자신의 알로 착각해 잡아먹지 않을 가능성을 염두에 둔 것이라는 내용이다.그렇다면 포식자인 부엉이는 왜 오리알을 알아보지 못하고 품어 부화시킨 걸까. 심지어 아메리카원앙의 알은 부엉이 알보다 길쭉하며 부피 역시 두 배에 달한다. 과학자들은 이런 현상에 보통 ‘초정상 자극’(supernormal stimuli)의 개념을 대입한다. 초정상 자극은 자연스러운 것보다 인위적이고 자극적인 것에 더 끌리는 본능적인 현상을 말하는데, 새에게 진짜 자신의 알보다 더 알록달록한 알을 주었을 때 더 애착을 갖고 품는 사례가 그것이다. 뻐꾸기 역시 뱁새라 불리는 포식자 붉은머리오목눈이의 둥지에 자기 알을 밀어넣어 ‘초정상 자극’을 노린다. 뻐꾸기 알은 숙주의 알보다 더 크고 밝은데, ‘초정상 자극’에 눈이 먼 뱁새는 자신의 알 대신 뻐꾸기 알을 품어 부화시킨 뒤 입에 먹이를 물어다 주곤 한다. 아르투소는 이런 현상은 드물게 발생해 정확한 빈도는 모르지만 이 같은 사례를 또 접하게 되어 기뻤다면서 둥지를 떠난 오리는 살아있을 가능성이 높다고 말했다. 권윤희 기자 heeya@seoul.co.kr

가천대학교는 안은희 실내건축학과 교수(47)가 세계 3대 인명사전 중 하나인 마르퀴즈 후즈 후(Marquis Who‘s Who)가 수여하는 알버트 넬슨 마르퀴즈 평생공로상을 수상했다고 18일 밝혔다. 안 교수는 수상과 함께 지난해에 이어 2년 연속 마르퀴즈 후즈 후 인 더 월드에 이름을 올렸다. 안 교수는 가천대에서 학, 석, 박사 학위를 받았다. 마르퀴즈 후즈 후는 1899년부터 발간된 세계적 권위의 인명사전으로 정치, 경제, 사회, 종교, 과학, 예술 등 각 분야에서 매년 세계적 인물 5만여명을 선정 프로필과 업적을 등재하고 있다. 미국인명정보기관(ABI), 영국 케임브리지 국제인명센터(IBC)와 함께 세계 3대 세계인명사전으로 꼽힌다. 안 교수는 2017년과 2018년 연달아 A&HCI 등급의 저널에 논문을 게재하는 등 자신의 분야에서 우수한 연구업적을 인정받고 있다. 특히 2018년 Space & Culture 저널에 논문 ‘The House: An Architectural Search for Levinasian Hospitality’를 발표해 가장 내밀한 사적 영역으로 여겨지는 현대의 집이라는 공간에서 타자들에 대한 환대의 가능성을 모색했다. 논문은 건축 공간을 인문·철학적 통찰로 심도 깊게 분석했다는 평가를 받는다. 신동원 기자 asadal@seoul.co.kr

인식·지각 등 고차원적 기능은 못 살려 ‘몸과 분리된 뇌’ 등 윤리적인 논란도“창조주여, 제가 부탁했습니까? 진흙에서 저를 빚어 사람으로 만들어 달라고? 제가 애원했습니까? 어둠에서 절 끌어내 달라고?” 200여년 전인 1818년 영국 작가 메리 셸리(1797~1851)가 쓴 괴기소설 ‘프랑켄슈타인-근대의 프로메테우스’ 서문에 실린 ‘실낙원’의 한 구절이다. 무생물에 생명을 부여할 수 있는 방법을 알아낸 스위스 과학자 빅터 프랑켄슈타인 박사는 시체를 이용해 8피트(약 244㎝)의 인조인간을 만들어 생명을 불어넣는다. 이렇게 만들어진 괴물은 인간 이상의 힘을 발휘하고 자신과 똑같은 형태의 신부까지 요구했다. 그렇지만 새로운 인종이 나와 인간을 멸망시킬까 두려웠던 프랑켄슈타인 박사는 괴물의 요구를 거부했다가 살해당한다. 셸리는 소설을 쓰면서 영국 화학자 험프리 데이비의 전기분해 기술, 찰스 다윈의 할아버지 에라스무스 다윈이 수행한 자연발생 실험 같은 당대 최고 수준의 과학기술을 활용했지만 사람과 똑같은 형태와 기능을 갖춘 인조인간을 만든다는 생각은 공상에 불과했다. 그런데 최근 생물학과 생체공학 기술이 발달하면서 ‘프랑켄슈타인’ 몬스터 기술이 현실화되는 것 아니냐는 지적이 나오고 있다. 이 같은 상황에서 미국 예일대 의대, 코네티컷 재향군인의료시스템 재활연구센터, 보스턴대 의대, 피츠버그대 신경학과, 이탈리아 파비아대 생물학·생명공학과 공동연구팀은 죽은 지 몇 시간이 지난 돼지의 뇌를 다시 살려내는 실험 일부를 성공하고 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 18일자에 발표했다. 이번 연구 결과는 완벽하지는 않지만 죽은 생명체의 뇌 기능 일부를 다시 회복시켰다는 점에서 전 세계 과학계와 윤리학계에 충격을 안겨 주고 있다.연구팀은 보통 동물실험을 할 때 사용하는 실험용 무균돼지가 아닌 식재료 가공시설에서 얻은 생후 6~8개월 된 집돼지의 뇌 32개를 가지고 실험했다. 실험에 사용된 돼지의 뇌는 죽은 뒤 4시간이 지난 것들이었다. 보통 포유류의 뇌는 산소 공급에 매우 민감하기 때문에 짧은 시간 동안만 혈류가 중단되더라도 산소와 에너지 공급이 끊겨 회복 불가능한 뇌 손상을 일으키는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 분리된 돼지의 뇌를 자체 개발한 ‘브레인 엑스’라는 장치에 넣은 다음 보호제와 안정제 등을 섞은 특수 용액을 혈액 대신 뇌 혈관에 주입해 영양과 산소를 공급하며 뇌 변화를 관찰했다. 그 결과 뇌세포 구조, 뇌혈관 구조가 정상적으로 회복되고 신경과 세포를 파괴하는 염증 반응이 줄어드는 한편 시냅스에서 자발적인 움직임을 보이는 것이 관찰됐다. 그렇지만 인식과 지각 같은 고차원적 뇌 기능을 위해 필요한 전기적 활동은 관찰되지 않았다고 연구팀은 설명했다. 이번 연구는 2013년 미국 버락 오바마 정부가 3조 5000억원을 투자해 진행 중인 뇌연구 프로젝트인 ‘브레인 이니셔티브’의 지원을 받아 진행됐다. 연구를 주도한 네나드 세스탄 예일대 의대(신경과학) 교수는 “이번 연구는 아직 초보적인 수준이지만 혈관의 촘촘한 연결 네트워크를 통해 뇌에 보호제를 공급하면 심각한 외상후 생존율을 높이고 신경학적 결손을 줄여 뇌사의 가능성을 획기적으로 줄일 수 있음을 보여 준 것”이라고 설명했다. 이번 연구 결과에 대해 생명윤리학자인 현인수 미국 케이스웨스턴리저브대 의대 교수는 “죽은 돼지의 뇌를 사실상 살려낸 이번 연구는 포유류의 뇌에 혈액 공급이 중단되면 몇 분 안에 사망한다는 기존의 생각을 뒤집는 것”이라며 “몸과 분리됐지만 살아 있는 뇌를 인격체로 보아야 하는지, 이런 연구에 대한 가이드라인을 어떻게 설정해야 하는지 등 논란거리들을 남겼다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 차세대 디스플레이로 각광받고 있는 양자점발광다이오드(QLED)의 성능을 획기적으로 개선할 수 있는 기술을 개발했다. 한국전자통신연구원(ETRI) ICT소재부품연구소 연구진은 양자점 표면을 구성하는 물질을 바꿔 QLED의 밝기와 전류, 전력효율을 높일 수 있는 핵심기술을 개발했다고 16일 밝혔다. 이번 연구결과는 재료과학 분야 국제학술지 ‘저널 오브 머티리얼즈 케미스트리 C’ 최신호 표지논문으로 실렸다. QLED는 유기발광다이오드(OLED)처럼 유기물을 이용해 빛을 내는 것이 아니라 빛을 내는 반도체 입자인 양자점을 이용한 디스플레이이다. OLED에 비해 표현할 수 있는 색의 범위가 넓고 자연에 가까운 색을 재현할 수 있어 주목받고 있다. 문제는 QLED 구성소자 문제로 전자의 이동이 원활하지 못해 전력사용량이 크고 성능과 수명을 짧아진다는 단점이 있다. 이는 최근 TV 등에 적용되고 있는 QLED에서도 나타나고 있는 문제이다. 연구팀은 피리딘이라는 물질을 활용해 전자의 움직임을 원활하게 만드는데 성공했다. 이 때문에 기존 QLED보다 낮은 전압으로도 선명한 색깔 구현이 가능하다. 실제로 기존 소자보다 4.5배 밝고 1.7배 전류효율, 2.3배의 전력효율 향상이 나타났다. 이현구 ETRI 유연소자연구그룹장은 “이번에 개발된 기술은 미국 국가텔레비전시스템위원회에서 정한 기준의 약 159% 색재현율을 보여 자연색에 가까운 색상을 구현함으로써 현재 ETRI에서 연구 중인 마이크로 디스플레이에도 적용할 계획”이라며 “이번 기술은 증강, 가상현실용 디스플레이는 물론 생체에 적용할 수 있는 광자극 광원 등 다양한 산업분야에서 활용될 수 있을 것으로 본다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

미국에서 일부 주가 비상사태를 선포하는 등 홍역이 확산하는 상황에서 백신 접종을 둘러싼 갈등이 빈발하고 있다. 일부에서는 종교적 신념 등을 이유로 백신 접종을 거부하자 홍역이 발생한 일선 학교가 백신 접종을 하지 않은 학생들의 등교를 금지하는 조치를 내리기도 했다. 13일(현지시간) 미 월스트리트저널(WSJ)에 따르면 미시간주의 버밍햄 공립학교 당국은 최근 홍역이 발생한 관할 더비 중학교 학생 중에서 홍역백신을 접종하지 않은 학생은 21일간 등교를 하지 말라고 통보했다. 또 뉴욕시는 홍역이 발생한 유대교 학교에 대해 백신 미접종 학생의 등교를 막을 것을 명령했다. 이를 어길 경우 벌금과 학교폐쇄 조치를 할 수 있다고 경고했다. 지난 8일까지 285건의 홍역이 발생한 뉴욕시는 ‘공공보건 비상사태’를 선포하고, 브루클린의 특정 지역에 백신 강제접종 명령을 내렸다. 뉴욕시의 경우 브루클린 윌리엄스버그 지역의 초정통파 유대교 구역에서 홍역이 집중적으로 발생했다. 대부분의 유대인은 백신을 접종하고 있지만, 엄격한 교리를 따르는 일부 그룹이 종교적 신념을 이유로 백신을 거부하는 것으로 전해졌다. 32건의 수두가 발생한 켄터키주의 한 학교는 지난달 백신을 접종하지 않은 학생들에게 3주간의 등교 금지 조치를 내렸다. 종교적 신념을 이유로 백신을 접종하지 않은 한 학생이 등교 금지 조치에 반발해 소송을 제기했지만 패소했다. 미국의 상당수 주는 종교적 신념을 이유로 한 백신 접종 면제를 허용하고 있고, 17개 주는 개인적 또는 도덕적 신념 등 철학적 신념을 이유로 한 백신 접종 면제도 허용하는 것으로 전해졌다. 일부 부작용 등 의학적 이유로 백신을 거부하는 경우도 있지만 많지는 않은 것으로 알려졌다. WSJ은 미국 내 45개 주와 워싱턴DC에서 약 8만 1000여명의 유치원생이 2017~2018학년도에 최소 1종류 이상의 백신 접종 면제를 받고 있으며 이는 전체 유치원생의 2.2%에 해당한다고 전했다. 지난 2009~2010학년도의 1.1%에서 급증한 것이다. 이런 가운데 메인, 오리건, 워싱턴주는 의학적 이유 외에는 법정 백신 접종을 거부하지 못하도록 하는 법안 제정을 검토 중이다. 미 질병통제예방센터(CDC)의 백신 담당 수석고문인 어맨다 콘은 “지금 홍역이 확산된 원인은 백신 접종을 하지 않는 것 때문”이라면서 “우리는 백신이 안전하다는 많은 과학적 근거를 갖고 있지만, 우리의 자료보다 더 강력한 스토리가 있다”면서 백신 거부를 우회적으로 비판했다. 그러나 의무적 백신에 거부하는 캘리포니아 단체 ‘보이스 포 초이스’의 크리스티나 힐더브랜드는 “우리는 미국인이고 선택의 자유가 있다”면서 “학교 당국은 각 학생의 개인적 사정을 평가해야 한다”고 말했다. 하종훈 기자 artg@seoul.co.kr

소금을 덜 넣은 음식, 즉 저염식은 건강에 좋을 수 있지만 짠맛을 내는 염화나트륨이 적으므로 맛이 덜할 수 있다. 그런데 이제 미국의 과학자들이 건강을 위해서 이런 나트륨을 줄이더라도 짠맛을 유지할 수 있는 ‘황금 비율’을 찾아냈다고 밝혔다. 평가에 참여한 일반인들 역시 연구진이 찾아낸 새로운 비율의 혼합소금이 시판 중인 솔트블렌드(소금 혼합물)와 맛이 거의 같다는 데 동의했다. 특히 이 새로운 소금은 거의 4분의 1이 염화칼슘으로 구성돼 있지만, 이는 절대로 건강에 해롭지 않다고 이들 전문가는 설명했다. 반면 나트륨을 너무 많이 섭취하면 오히려 혈압이 높아져 심장질환과 뇌졸중 위험이 커질 수 있다. 하지만 이것이 비만의 직접적인 원인은 아니라고 덧붙였다.새로운 혼합소금은 미국 워싱턴주립대(WSU) 식품과학부 연구진이 만들어냈다. 이에 대해 이 연구를 주도한 캐럴린 로스 교수는 “이 혼합소금은 사람들이 흔히 좋아하지 않는 저염식을 선택할 때와 달리 은밀히 접근하는 방식”이라면서 “만일 우리가 이를 통해 사람들의 나트륨 섭취량을 줄일 수 있다면 사람들은 좀 더 자신들이 먹고 싶어 하는 음식을 먹으면서 건강을 지킬 수 있을 것”이라고 말했다. 로스 교수와 동료 연구원들은 이번 연구를 위해 사람들이 매일 섭취하는 소금의 주요 미네랄인 염화나트륨을 덜 함유한 솔트블렌드 제품군을 조사했다. 이들 연구자는 여기서 염화칼슘과 염화칼륨 같은 다른 염분 역시 조사했는데 두 성분이 모두 건강에 나쁜 영향을 끼치지 않는다는 점을 확인할 수 있었다. 오히려 칼륨은 혈압을 낮추는 데 도움이 될 수 있지만, 여전히 식품 제조업체들은 이 성분이 맛이 없다는 주장 탓에 사용을 꺼려왔다는 것이 연구진의 설명이다. 로스 교수도 “특히 염화칼륨은 정말 쓴맛이 나서 사람들은 이를 정말로 좋아하지 않는다”고 덧붙였다. 이 연구를 위해 일부 평가단 96명은 다양한 염용액 즉 소금이 녹아있는 물의 맛을 평가했으며 또다른 평가단 100명은 다양한 혼합소금을 넣은 토마토수프의 맛을 평가했다. 또한 정확한 분석을 위해 연구진은 전자혀도 사용했다. 이는 액체를 분석해서 그 성분을 구분해 내는 전자 장치를 말한다. 이를 통해 연구진은 사람들이 음식을 맛이 없다고 느끼기 전까지 나트륨 대체제(염화칼슘, 염화칼륨)를 얼마나 첨가할 수 있는지를 알아내려고 했다. 그 결과, 평가자들은 약 96.4%의 염화나트륨에 1.6%의 염화칼륨과 2%의 염화칼슘을 첨가했을 때 가장 맛있다고 느꼈으며 78%의 염화나트륨에 22%의 염화칼슘을 더해도 만족하는 것으로 나타났다. 이에 대해 로스 교수는 “이런 조합의 소금은 100% 염화나트륨에 비해 크게 다르지 않았다”면서도 “그렇지만 여기에서 염화칼륨의 비율을 높이면 소비자의 수용성이 떨어졌다”고 설명했다. 자세한 연구결과는 세계적 학술지인 ‘식품과학저널’(Journal of Food Science) 최신호에 실렸다. 사진=123rf(위), WSU 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

영화 ‘인터스텔라’에서는 우주여행을 다녀온 아빠는 출발했을 때 모습 그대로인데 지구에 남아 있었던 딸은 백발노인이 돼 만나는 장면이 나온다. 아인슈타인의 상대성이론에서 나온 ‘쌍둥이 역설’을 영상으로 표현한 것이다. 그렇다면 실제로 우주여행을 다녀온 쌍둥이 형제 중 한 명의 신체에서는 어떤 일이 일어날까. 미국항공우주국(NASA) 우주생명·물리과학부 주도로 미국 내 23개 의대와 연구기관들이 참여해 최장기간 우주생활을 한 미국 우주인 스콧 켈리와 쌍둥이 형 마크 켈리의 신체 변화를 정밀 분석한 ‘NASA 쌍둥이 프로젝트’ 결과가 세계적인 과학저널 ‘사이언스’ 12일자에 실렸다. 스콧은 우주 환경이 인체에 미치는 영향을 시험하기 위해 2015년 3월 27일부터 2016년 3월 1일까지 340일 동안 400㎞ 상공에 위치한 국제우주정거장(ISS)에 머물렀다. NASA가 이처럼 우주인의 유전자를 분석하는 이유는 화상 유인탐사를 비롯해 원거리 행성에 대한 탐사 때 나타날 수 있는 신체 변화에 대응하기 위해서다. 우주 비행 시 사람이 받을 수 있는 가장 큰 영향은 우주방사선과 미세중력에 노출된다는 것이다. 이번 연구에 따르면 우주에 머물렀던 스콧은 수명과 관련된 텔로미어(흔히 장수유전자로 알려진 DNA 조각)가 약간 길어졌지만 체중과 면역력, 인지능력이 약간 떨어졌으며 망막이 두꺼워지는 등 안구 모양에도 변화가 있었다. 그렇지만 이 같은 변화들은 지구로 돌아오고 6개월 정도가 지나면서 거의 원상복귀됐다. 유전자, 안구 형태, 인지능력은 물론 텔로미어 길이도 90% 가깝게 지구에 머물렀던 형 마크와 비슷하게 되돌아간 것이다. 프랜신 개럿베클만 버지니아대 의대 교수는 “이번 연구를 통해 우주에서 장기간 생활이 건강상 큰 변화를 주지 않는다는 사실을 밝혀냈다”면서 “우주로 나서기 위한 인류의 작은 발자국이 될 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

호르몬이 우리의 마음을 조종할 수 있을까. 1924년, 미국 시카고에서 두 명의 대학생이 어린 소년을 잔혹하게 살해하는 사건이 발생한다. 이 사건의 변호인은 내분비학 전문가들을 고용하는데, 살인범들이 ‘손상된 뇌와 호르몬’ 때문에 살인을 저질렀다고 주장하기 위해서였다. 1920년대는 호르몬에 대한 사회적 관심이 폭발하던 시기로 당대 사람들은 호르몬이 모든 질병의 원인이자 치료제라고 믿었다. 판사는 중형을 선고하며 의사들의 증언을 받아들이지 않았지만, 호르몬이 인간의 범죄 충동까지 유발할 수 있다는 주장은 수많은 기자들을 재판장으로 불러모았다. 호르몬은 혈액을 타고 흐르며 우리 몸의 기능에 관여하는 화학물질이다. 인간의 기분과 감정, 식욕, 성장, 수면 등 신체 현상에 막대한 영향력을 발휘한다. 하지만 불과 100여년 전만 해도 호르몬이라는 개념은 대담하고 무모한 아이디어였다. ‘크레이지 호르몬’은 20세기 초부터 시작된 내분비학의 역사를 짚어 보는 책이다. 의사이자 의학 작가, 저널리스트로 활동해 온 저자는 책에서 호르몬을 둘러싼 과학사의 현장으로 들어간다. 역사의 한 장면을 직접 눈으로 목격하는 듯한 생생한 서술이 흥미롭다. 호르몬에 대한 과학적 이해는 시행착오와 함께 수많은 희생자를 만들며 지금의 수준에 도달했다. 내분비학이 막 주목받기 시작했을 때 호르몬 치료는 충분한 검증 없이 이루어졌다. 회춘을 위해 정관수술을 받거나 테스토스테론 증강을 목적으로 동물 고환을 이식하는 사람들이 있었고, 왜소증 어린이에게 성장호르몬을 투여하다가 오염된 호르몬 탓에 퇴행성 뇌질환인 크로이츠펠트야코프병(CJD) 환자들이 생겨났다. 모두 호르몬에 대한 잘못된 기대 때문에 발생한 사건이었다. 저자는 광기 어린 내분비학의 발전 과정을 냉철하게 바라보는 동시에 때로는 무모한 시도들이 인류의 지식을 발전시켜 왔음을 부정하지 않는다. 저자가 조명하는 여성 과학자들의 대활약도 눈여겨 읽어 볼 부분이다. 차별이 만연했던 20세기에 여성 과학자들은 자신의 이름을 숨기고 논문을 내거나 학계에서 거절당하는 등 수많은 고초를 겪었다. 그러나 그들이 없었다면 내분비학의 발전은 훨씬 뒤처졌을 것이다. 특히 ‘측정할 수 없는 것을 측정’하려고 시도했던 로절린 얠로의 방사면역측정법(RIA)은 내분비학을 지식에 근거한 추측에서 정밀과학으로 바꿔 놓았다. 과학의 역사는 어쩔 수 없이 오류와 오판의 역사이지만, 기억돼야 할 잊혀진 이름들을 지금 이 시대에 다시 주목하는 일도 그 오류를 바로잡아 가는 하나의 방법일 것이다.

아인슈타인의 일반상대성이론이 발표된 지 104년, 블랙홀의 존재가 예측된 지 103년 만에 드디어 베일 뒤에 숨겨져 있던 블랙홀의 모습이 처음 공개됐다. 이번에 포착된 블랙홀은 지구에서 5500만 광년 떨어져 있는 처녀자리 은하단(團) 중심부에 존재하는 거대은하 M87 중심부에 있는 것으로 무게는 태양 질량의 65억배에 달하는 것으로 알려졌다. ‘이벤트 호라이즌 망원경’(EHT) 프로젝트 연구진은 전 세계 8개의 전파망원경을 하나로 묶은 가상의 전파망원경을 형성해 초대질량 블랙홀 관측에 성공했다고 10일 밝혔다. 2016년 중력파 검출 발표에 이어 3년이 지난 시점에 블랙홀이 실제로 확인됨에 따라 아인슈타인의 일반상대성이론으로 예측됐던 현상들을 모두 발견하게 된 셈이다. 이 때문에 과학자들은 “일반상대성이론의 궁극적 증명에 이르렀다”는 평가를 내리고 있다. 이날 블랙홀 포착 소식은 세계표준시(UT) 기준 10일 오후 1시(한국시간 10일 오후 10시)에 벨기에 브뤼셀에서 유럽연구이사회, 유럽남방천문대(ESO), 독일 막스플랑크 전파천문연구소 연구진이 나서고 덴마크 린그비, 칠레 산티아고, 중국 상하이, 일본 도쿄, 대만 타이베이, 미국 워싱턴DC의 각국 연구진들을 위성으로 연결해 동시 기자회견을 열고 연구 결과를 공개했다.인류 최초로 블랙홀 모습을 포착한 이번 연구에는 전 세계 200여명의 천문학자가 참여했으며 이 중에는 국내에서 활동하는 연구자 8명과 외국에서 활동하고 있는 한국인 과학자 2명이 포함됐다. 이번 연구 결과는 천체물리학 분야 국제학술지 ‘천체물리학 저널 레터스’ 4월 10일자 특별판에 6편의 논문으로 게재됐다. 영화 ‘인터스텔라’에서 묘사된 블랙홀을 비롯해 수많은 SF나 TV 과학다큐멘터리 등에서 지금까지 보여 준 블랙홀은 모두 수학적·물리학적으로 계산하고 추정해 그린 ‘상상도’라고 할 수 있다. 이번에 ‘진짜’ 블랙홀 모습을 포착해 낸 EHT는 미국 하와이에 있는 SMA, JCMT, 애리조나 SMT, 멕시코 푸에블라 LMT, 스페인 안달루시아 IRAM, 칠레 아타카마 ALMA, APEX, 남극 SPT 등 전 세계 8개의 전파망원경을 연결한 가상의 전파망원경이다. ‘초장거리 간섭계’라고도 불리는 EHT는 전파망원경 8개를 연결해 1.3㎜파 파장대에서 거대한 지구 규모의 가상의 망원경을 만든 것으로 프랑스 파리 카페에서 미국 뉴욕에 있는 신문의 글자를 읽을 수 있을 정도의 해상도를 갖고 있다. EHT는 블랙홀의 외부 경계면인 ‘이벤트 호라이즌’(사건의 지평선)을 관측해 왔으며 관측 데이터들은 미국 매사추세츠공과대(MIT)와 독일 막스플랑크 전파천문연구소에서 분석됐다. EHT가 5일간 관측해 얻는 데이터는 대략 4페타바이트(PB) 분량으로 MP3 음악이라고 가정할 경우 재생하는 데만 8000년이 걸릴 정도로 방대하다. 이번에 블랙홀 포착에 활용된 데이터는 2017년 4월 5~14일 열흘간 수집된 것이다. 이처럼 엄청난 블랙홀 빅데이터를 분석해 이번에 그 결과를 발표한 것이다. 당초 2017년에 첫 사진을 발표할 예정이었지만 남극에 있는 SPT의 데이터 전달 문제 때문에 지연되면서 2년이 늦춰지게 된 것으로 알려졌다. 사실 빛조차 빠져나갈 수 없어 ‘검은 구멍’이라는 이름을 가진 블랙홀 영상을 찍기란 쉽지 않은 일이다. 블랙홀의 강한 중력은 블랙홀 외곽부인 이벤트 호라이즌 바깥을 지나는 빛도 휘어지게 만든다. 이 때문에 블랙홀 뒤편에 있는 밝은 천체나 블랙홀로 빨려 들어가는 천체와 물질들이 내뿜는 빛이 왜곡되면서 블랙홀 주위를 휘감게 된다. 이렇게 휘어지고 왜곡된 빛들은 우리가 볼 수 없는 블랙홀을 비춰 블랙홀 윤곽이 드러나게 만든다. 이번 EHT가 찍은 것도 엄격하게 따지면 블랙홀의 모습이라기보다는 블랙홀의 윤곽, 일명 ‘블랙홀의 그림자’이다. 연구팀은 방대한 관측자료를 보정하고 영상화 작업을 거쳐 고리 형태의 구조와 중심부의 어두운 지역인 블랙홀의 그림자를 발견했다. EHT 프로젝트 총괄단장인 미국 하버드스미스소니언 천체물리센터 셰퍼드 도에레만 박사는 “시공간의 휘어짐, 초고온 가열 물질, 강한 자기장 등 물리적 요소를 포함시킨 컴퓨터 시뮬레이션과 관측 자료들이 놀랄 만큼 일치되는 것에 깜짝 놀랐다”며 “불과 한 세기 전까지만 해도 불가능하리라 여겼던 일을 이번에 수많은 과학자들의 협력을 통해 이뤄 냈다”고 말했다. 2016년 중력파 검출 발표 이후 이번 블랙홀 발견 소식은 과학자들은 물론 전 세계인들을 흥분에 휩싸이게 만든 과학사의 역사적 순간으로 기록됐다. 사실 ‘블랙홀’은 사회, 정치, 문화 등 과학 이외의 다양한 분야에서 많은 사람들이 흔히 사용하지만 블랙홀이 정확하게 어떤 형태이며 어떤 물리학적 의미를 갖는지에 대해서는 잘 알지 못한다. 블랙홀을 간단히 표현하면 표면 중력이 엄청나게 강한 천체이다. 블랙홀의 표면 중력은 너무 커 이를 벗어나기 위한 최소한의 속도인 ‘탈출 속도’ 크기가 광속보다 크다. 탈출 속도가 광속보다 크다는 이야기는 빛도 그 천체 밖으로 빠져나오기 어렵다는 말이다. 그래서 그 천체를 바라보면 어둡게 보이는 것이다. 중력법칙에 근거해 빛이 탈출할 수 없는 별에 대한 언급은 18세기 프랑스 수학자 피에르 시몽 라플라스가 처음 했다. 오늘날 이야기되고 있는 블랙홀은 1915년 아인슈타인이 일반상대성이론을 발표하고 이듬해 독일 천문학자 카를 슈바르츠실트가 상대성이론을 바탕으로 처음으로 예견했다. 슈바르츠실트의 예측에 따르면 블랙홀은 밀도와 중력이 무한대여서 모든 물질이 빨려 들어가는 ‘특이점’과 블랙홀 경계면이라고 할 수 있는 이벤트 호라이즌으로 구성돼 있다. 이후 “블랙홀은 생각만큼 까맣지 않다”는 말을 남기며 평생을 블랙홀 연구에 바친 영국의 물리학자 스티븐 호킹은 로저 펜로즈와 함께 ‘특이점 정리’에 대한 증명을 통해 우주 곳곳에 블랙홀이 존재할 가능성이 있다는 것을 보여 줬다. EHT 과학이사회 위원장 하이노 팔케 네덜란드 라드바우드대 교수는 “이벤트 호라이즌에서 빛이 블랙홀의 강력한 중력으로 휘어져 만들어진 그림자는 블랙홀이라는 매혹적인 천체에 대해 많은 것을 알려주고 있다”며 “이번 블랙홀 발견이 우주의 생성과 진화에 대해 더 많은 지식을 얻을 수 있는 계기가 될 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

아인슈타인의 일반상대성이론이 발표된지 104년, 블랙홀의 존재가 예측된지 103년만에 드디어 어둠 속에 숨겨져 있던 블랙홀의 모습이 처음 공개됐다. 이번에 포착된 블랙홀은 지구에서 5500만 광년 떨어져 있는 처녀자리 은하단 중심부에 존재하는 거대은하 M87 중심부에 있는 것이다. 무게는 태양질량의 65억배에 달하는 것으로 알려졌다. ‘이벤트 호라이즌 망원경’(EHT) 프로젝트 연구진은 전 세계 8개의 전파망원경을 하나로 묶은 가상의 전파망원경을 형성해 초대질량 블랙홀 관측에 성공했다고 10일 밝혔다. 아인슈타인의 일반상대성이론으로 예측된 중력파를 2016년 검출하고 3년이 지난 지금 다시 상대성이론을 바탕으로 그 존재가 예견됐던 블랙홀을 실제로 확인하게 된 것이다. 이날 블랙홀 포착 소식은 세계표준시 기준 오후 1시에 벨기에, 덴마크, 칠레, 중국, 일본, 대만, 미국 7원 생중계로 전 세계에 알려졌다. 인류 최초로 블랙홀 모습을 포착한 이번 연구에는 전 세계 200여명의 천문학자가 참여했으며 국내 연구자도 8명이 포함돼 있는 것으로 알려졌다. 이번 연구결과는 천체물리학 분야 국제학술지 ‘천체물리학 저널 레터스’ 10일자 특별판에 6편의 논문으로 실렸다. 블랙홀은 빛조차 빠져나갈 수 없는 강한 중력을 갖고 있어서 블랙홀 외곽부인 이벤트 호라이즌(사건지평선)을 지나는 빛도 휘어지게 만든다. 이 때문에 블랙홀 뒤편에 있는 밝은 천체나 블랙홀 주변의 빛이 왜곡되면서 블랙홀 주위를 휘감아 윤곽인 ‘블랙홀의 그림자’를 드러내게 한다. 연구팀은 관측자료의 보정과 영상화 작업을 통해 블랙홀의 그림자를 발견한 것이다. EHT 프로젝트 총괄단장인 미국 하버드-스미소니언 천체물리센터 쉐퍼드 도에레만 박사는 “시공간의 휘어짐, 초고온 가열 물질, 강한 자기장 등 물리적 요소를 포함시킨 컴퓨터 시뮬레이션과 관측자료들이 놀랄만큼 일치되는 것에 깜짝 놀랐다”며 “불과 한 세기 전까지만해도 불가능하리라 여겼던 일을 이번에 수많은 과학자들의 협력을 통해 이뤄냈다”고 말했다. 한편 이번 관측에 사용된 EHT는 전파망원경 8개를 연결해 1.3㎜파 파장대에서 거대한 지구 규모의 가상의 망원경을 만든 것으로 프랑스 파리 카페에서 미국 뉴욕에 있는 신문의 글자를 읽을 수 있을 정도의 해상도를 갖고 있다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

1990년 8월 초 미국 주도로 34개국 다국적 연합군이 이라크의 쿠웨이트 침공과 병합을 막기 위해 일으킨 제1차 걸프전쟁은 많은 사람이 어둠을 배경으로 군함에서 토마호크 미사일이 불을 뿜으며 올라가는 장면으로 기억한다. 케이블 보도전문 채널 CNN이 전쟁장면을 생중계하면서 전쟁의 상황을 전 세계인이 실시간으로 파악하게 된 최초의 전쟁이기도 하다. 그러나 당시 연합군과 이라크 군의 공방으로 쿠웨이트 사막에 송유관이 파괴되면서 엄청난 양의 원유가 유출됐다는 사실은 기억되지 못하고 있다. 과학자들이 당시 사막에 쏟아진 원유가 30여년이 지난 지금 어떤 상태로 변했는지를 분석해 발표했다. 경북대 화학과, 그린-나노물질연구센터, 한국기초과학지원연구원 생의학오믹스연구부, 한국외국어대 환경학과, 미국 캘리포니아 리버사이드대(UC리버사이드) 식물학과, 충남대 분석과학기술대학원 공동연구팀은 걸프전 유출원유가 오랜 시간이 지나면서 독성 오염물질로 변화됐다는 사실을 확인했다고 9일 밝혔다. 이번 연구결과는 환경공학 분야 ‘저널 오브 헤저더스 머티리얼즈’ 최신호에 실렸다. 연구팀은 전쟁 당시 원유가 대량 유출됐던 쿠웨이트 버간 지역의 오염토양에서 깊이별로 시료를 채취한 뒤 질량분석기와 초고분해능질량분석기를 활용해 분석했다. 그 결과 사막의 높은 표면 온도로 인한 기화현상과 햇빛에 의한 광분해로 인해 유출된 원유가 산화되면서 독성을 가진 환경오염 물질을 만들어 냈다는 사실이 확인됐다.반면 바다에 유출된 원유와 비교해서는 화학적 변화 자체는 적은 것으로 나타났는데 이는 바다에 비해 사막은 건조한 환경 때문에 미생물이 살 수없어 이로 인한 분해효과가 적었기 때문으로 분석됐다. 특히 원유가 만들어낸 직접적인 환경오염 물질 뿐만 아니라 원유가 스며든 모래나 바위, 토양이 풍화되면서 만들어 낸 환경오염 물질도 상당한 것으로 나타났다. 연구진은 원유 유출에 따른 환경 복원과 오염물 제거를 위해서는 유출 원유의 화학적 변화를 파악하는 것이 반드시 필요하다고 밝혔다. 김영환 기초과학지원연구원 박사는 “이번 연구를 통해 유출된 원유 제거와 환경복구에 필요한 중요정보들을 알게 됐으며 다양한 유출 원유 성분을 확인해 데이터베이스로 구축할 계획”이라며 “환경 오염물질을 정확히 확인하고 이들의 변형 및 유해성을 예측할 수 있는 분석법 개발에 나설 예정”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

미 항공우주국(NASA)의 행성 탐사 미션이 우선 순위가 높은 탐사표적의 목록을 얻었다. 천문학자들은 TESS 우주망원경의 제2지구 탐색작업을 돕기 위해 ‘거주 가능 행성 목록’을 작성했다고 8일(현지시간) 우주 전문 사이트 스페이스닷컴이 보도했다. “생명체는 어떤 종류의 천체에도 존재할 수 있지만, 생명체를 지탱할 수 있는 종류는 우리 행성과 같은 천체이므로 지구와 비슷한 행성을 먼저 찾아보는 것이 타당하다”고 TESS 과학 팀원인 리사 캘터네거 코넬대 천문학 교수가 밝혔다. 목록을 작성한 새로운 연구를 이끈 캘터네거 교수는 “이 목록은 TESS에게 중요하다. 데이터를 다루는 누구나 가장 가까운 지구 유사체를 찾을 수 있는 별을 알고 싶어하기 때문”이라고 덧붙였다. 2018년 4월 18일에 발사된 TESS(Transiting Exoplanet Survey Satellite)는 전임자인 케플러 우주망원경의 미션을 물려받아 태양의 이웃에 있는 수십만 개의 별들을 조사하고, 외계행성들이 모항성의 앞을 가로지를 때 일어나는 밝기의 감소를 검색하는 방법으로 외계행성을 찾아낸다. 이를 트랜싯 방법이라 하는데, NASA의 유명한 케플러 우주망원경은 이 기법을 사용해 현재까지 발견된 3750 개의 외계행성 중 약 70%를 발견했다. 미션이 끝나면 케플러보다 훨씬 더 많은 업적을 올릴 수 있을 것으로 기대되고 있는 TESS는 2년간의 주요 임무 중 약 40만 개의 별을 관찰할 것으로 예상된다. 그 별들이 모두 제2 지구를 가지고 있을 가능성이 같지 않은 만큼 이번 새 목록이 필요한 것이다. 캘터네거 교수와 그 동료들은 1822개의 별을 확인했으며, 이들 별은 TESS가 한 번의 트랜싯 방법으로 발견한 것으로, 크기는 지구의 2배 이하, 모항성으로부터의 복사선 조사량은 우리 지구와 비슷한 행성들이다. 이는 곧 행성의 표면 온도가 지구와 비슷하다는 뜻이다. 연구팀은 TESS가 지구 크기의 따뜻한 행성을 발견할 가능성이 높은 408개의 별을 강조했다. “내가 특히 좋아하는 새로운 별 408개가 있는데, 하나만 골라야 할 필요가 없다는 것이 놀랍다. 나는 수백 개의 별을 찾아다닌다”고 캘터네거 교수는 말했다. 이 새로운 별 목록에는 89억 달러가 투입된 제임스웹 우주망원경이 지속적으로 관측할 137개의 별이 포함되어 있다고 연구진은 밝혔다. 2021년 발사 예정인 제임스웹은 산소와 메탄 같은 ‘생체 신호(biosignature)’ 가스를 탐색하는 등, 가까운 외계행성 대기를 분석할 수 있을 것으로 기대된다. 캘터네거 교수는 “TESS가 우리 목록에 있는 수백 개의 별 주변에서 얼마나 많은 거주 가능 외계행성을 발견할지는 알 수 없지만 그럴 가능성은 충분히 있다”면서 “일부 연구에 따르면 우리 카탈로그에 있는 것과 같이 많은 거주 가능 암석 행성의 존재를 시사하고 있으며, 우리는 그러한 세계의 발견을 흥미진진하게 지켜보고 있다”고 덧붙였다. 이 연구는 지난달 ‘아스트로피지컬 저널 레터’(The Astrophysical Journal Letters)에 발표되었다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

산과 들이 형형색색 단장을 하고 산들바람이 얼굴을 스치는 봄이 찾아왔다. 봄이 되면 겨우내 움츠렸던 몸을 펴고 기지개를 켜고 새로운 마음가짐을 갖게 된다. 4월은 이 모든 생명체의 핵심인 DNA에게도 특별한 달이다. 봄기운이 완연한 이달 25일은 ‘DNA의 날’로 많은 의생명 과학자들이 DNA에 대해 다시 생각해 보고 대중에게도 이를 알리는 날로 정해져 있다. DNA의 구조는 1953년 제임스 왓슨, 프랜시스 크릭, 모리스 윌킨스, 로절린드 프랭클린에 의해 밝혀졌고 이들의 발견은 4월 25일 과학저널 ‘네이처’에 실리게 됐다. 인간게놈 프로젝트를 주관한 미국 국립보건원(NIH) 인간유전체연구소는 2003년 인간게놈 프로젝트가 완성된 것과 DNA 발견을 축하하자는 취지로 4월 25일을 ‘DNA의 날’로 정했다. 2003년에만 기념하려고 기획했던 것이 이후 지속적인 행사 덕분에 전 세계적으로 ‘DNA의 날’로 인식됐다.필자는 2003년 인간유전체연구소에서 근무하면서 DNA의 날 행사를 직접 체험했다. 당시 인간유전체연구소에 근무하는 연구자들은 전화로 일반인들의 궁금증에 답해 주고 학생들을 연구소에 초청해 딸기에서 하얀 실타래 같은 DNA가 추출되는 것을 보여 주기도 했다. 행사가 진행되는 동안 많은 초등학생들은 생명과학, 특히 DNA에 대한 관심을 보였고 이런 경험은 미래의 과학자로 가는 밑거름이 되지 않았을까 싶다. 얼마 전 울산대공원을 산책하던 중 화학체험관이 설치된 것을 보았다. 슬쩍 들어가 보니 많은 초등학생들이 부모의 손을 잡고 와서 화학 반응의 경이로움을 지켜보고 있었다. 서울국립과학관을 찾았다가 한 화학 선생님이 마술과 같이 물 색깔을 변화시키는 것을 보며 신기해했던 필자의 초등학교 시절을 생각나게 했다. 주전자에 담겨 있던 무색의 물을 컵에 따르자마자 빨간색으로 변하던 것을 지켜보면서 ‘와’ 하는 탄성을 내던 순간이 떠올랐던 것이다. 아마 이때쯤부터 과학자가 되겠다는 생각을 하게 된 것 같다. 최근 대한민국 교육은 오직 안정된 직업군으로 가는 길만을 유도하고 있다는 생각이 든다. 최근 방영된 드라마 ‘스카이 캐슬’이 그랬고 많은 기사들이 그러한 경향을 보여 준다. 필자가 자라던 시절에는 많은 학생들이 즐겨 읽던 책들이 주로 과학자, 공학자들의 전기였던 것을 생각하면 너무나 많은 변화가 있었던 것 같다. 이런 풍토를 비판만 하고 있을 수는 없고 과학기술인들이 일반인들과 자라나는 학생들에게 과학이 얼마나 재미있고 흥미로운 것인가를 알려주어야 할 것 같다. 4월의 봄기운을 받아 생명현상의 경이로움을 체험하고 더불어 DNA의 날을 맞아 자라나는 새싹들에게 DNA를 연구해 미래를 바꾸는 과학자가 되려는 마음이 생기도록 과학 관련 연구소, 과학관들에서 많은 행사를 하고 선진국들처럼 뉴스로 자세히 알려주면 어떨까 하는 생각이 든다. 필자가 근무하는 기초과학연구원(IBS) 대전 본원에서는 일반 대중들을 위해 다양한 전시를 하고 있다. 50년 전 아폴로 우주선의 달 착륙으로 많은 미국 학생들이 과학을 자신의 미래직업으로 삼은 것처럼 우리도 과학과 기술의 발전을 널리 홍보해 이를 자라나는 학생들이 보고 들으며 자신의 미래상으로 그리는 그런 대한민국을 생각해 본다.

한국식품연구원 전통식품연구단은 옻나무에서 주로 발견되는 ‘설퓨레틴’이 자외선에 의한 피부 콜라겐 분해를 막아 주름을 억제한다는 사실을 새로 알아냈다고 3일 밝혔다. 피부가 자외선에 노출되면 피부 조직 내 교원섬유(피부의 모양을 유지해주는 콜라겐 조직) 분해효소가 활성화되면서 콜라겐이 분해돼 주름이 만들어진다. 연구팀은 인체유래 피부세포를 이용해 실험한 결과 설퓨레틴이 교원섬유 분해 효소는 물론 주름을 만들어 내는 또 다른 염증 관련 신호전달체계를 억제한다는 사실을 확인했다. 설퓨레틴은 아토피 피부염은 물론 관절염, 비만과 같은 만성질환을 억제하는 데도 도움이 된다고 알려져 왔던 물질이다. 연구팀은 설퓨레틴을 이용한 주름방지 화장품 같은 산업적 이용을 위한 후속연구를 진행할 계획이다. 이번 연구결과는 식품학 분야 국제학술지 ‘저널 오브 펑셔널 푸드’ 최신호에 실렸다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

세포간 경쟁관계에서 피부 노화 나타나 나이 들면 COL17A1 단백질 점점 감소 이 때 ‘Y-27632’ ‘아포시닌’이 탄력 유지“얼마나 슬픈 일인가! 난 점차 늙고 끔찍하고 흉해지겠지. 내가 언제나 젊고 이 그림이 대신 나이를 먹을 수 있다면! 그것을 위해서라면 세상에 내가 바치지 못할게 뭐가 있을까. 내 영혼이라도 기꺼이 내어줄 것이야.” 아일랜드의 유미주의 작가 오스카 와일드가 쓴 장편소설 ‘도리언 그레이의 초상’은 자신의 초상화에 매료돼 영원한 젊음을 유지하고 그림이 대신 늙어가도록 영혼을 파는 주인공이 등장한다. 소설 속 주인공뿐만 아니라 ‘불로불사’(不老不死)를 꿈꾸며 불로초를 찾도록 한 진시황의 이야기도 유한한 삶을 사는 인간이 꿈꾸는 ‘불로장생’의 열망을 보여주는 대표적 사례이다. 과학기술과 의학의 급속한 발전으로 최근에는 ‘불로불사’까지는 아니더라도 건강하게 오래 살 수 있는 방법들이 속속 나오고 있다. 유전자 편집을 통해 노화세포가 스스로 제거되도록 하거나 3D 프린팅 기술을 이용해 노화된 신체조직을 교체한다든지 젊은 피를 수혈받는 등의 방법은 노화에 대응하기 위한 대표적인 연구결과물이다. 일본 도쿄대 의대 줄기세포생물학과, 의학·치의과학센터, 피부과학과, 프랑스 스트라스부르대 유전학 및 분자생물학과 공동연구팀은 생쥐를 이용해 피부 노화는 세포 간 경쟁관계에서 나타나는 현상이라는 사실을 밝혀내고 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 4일자에 발표했다.노화된 피부는 두께가 얇아지고 약해지면서 상처가 날 경우 치유되는 시간이 오래 걸린다. 이는 피부 각질세포나 멜라닌 세포처럼 피부 탄력을 유지하는 세포들의 숫자가 현저하게 줄어들기 때문이다. 또 탄력 있는 젊은 피부는 피부 내 정상 줄기세포들이 손상되거나 늙은 줄기세포를 밀어내는 일종의 ‘경쟁’을 통해 유지되는 것으로 알려져 있다. 그렇지만 이런 세포 간 경쟁이 피부 노화를 어떻게 유발시키는지에 대한 명확한 작동 메커니즘은 아직 밝혀지지 않은 상태였다. 이에 연구팀은 생후 7주 된 어린 생쥐부터 30개월 된 늙은 생쥐까지를 대상으로 생쥐 꼬리 피부의 노화를 정밀 분석했다. 생쥐 꼬리는 사람의 피부세포와 비슷한 구조와 형태를 갖고 있는 것으로 알려져 있다. 분석 결과 ‘COL17A1’이라는 특정 콜라겐 단백질이 피부 세포들의 경쟁을 촉진시킨다는 사실을 밝혀냈다. 젊을 때는 피부 내에 COL17A1 농도가 높아 세포 경쟁을 촉발시켜 손상되거나 문제 있는 세포들을 제거함으로써 탄력 있는 피부를 유지하는 것이다. 그렇지만 나이가 들면 자외선이나 각종 유해환경에 노출되는 시간이 축적돼 피부 내 COL17A1 단백질이 점점 줄어든다는 사실을 확인했다. 나이가 들면서 세포 경쟁이 줄면서 손상되거나 문제 있는 세포를 제거하지 못해 피부 노화 현상이 나타난다는 설명이다. 연구팀은 ‘Y-27632’와 ‘아포시닌’이라는 물질이 COL17A1 단백질 감소를 막아 생쥐의 상처 치유를 촉진시키고 피부의 탄력을 유지시킨다는 사실도 밝혀냈다. 노화 연구자들은 이번 연구결과를 반기면서도 “이번 연구를 포함해 지금까지 나온 대부분의 노화 연구들은 노화의 속도를 늦추거나 막으면 노화 관련 질병도 사라질 것이라는 전제에서 진행되고 있는데 이는 나이와 관련된 또 다른 생물학적 조건들을 고려하지 않고 있다는 것이 가장 큰 맹점”이라며 “진정한 노화 연구가 되기 위해서는 고령화로 인해 복합적으로 나타날 수 있는 질환의 가능성과 그에 대한 예방, 건강수명 연장에 따른 사회적, 제도적 대응까지 함께 이뤄져야 한다”고 지적했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr