많은 비가 내릴 것으로 예보되기는 했지만 지난 8일 하루 동안 수도권을 중심으로 쏟아진 폭우는 서울 강남을 비롯해 곳곳을 물바다로 만들었다. 기상청의 자동기상관측장비(AWS)로 측정된 비공식기록이지만 이번 폭우는 일강수량, 시간당 강수량 모두 역대 최대인 것으로 나타났다. 극한 기상은 비단 한국만의 일이 아니다. 폭염과 가뭄, 홍수 등이 일상화되고 있다. 전문가들은 기후변화가 이 같은 이상 날씨가 더욱 잦아질 것이라는 예측을 내놓고 있다. 이런 상황에서 기후변화가 기존 전염병들의 독성까지도 강화시키고 있단느 연구 결과가 나왔다. 미국 하와이대 지질환경학과, 지구과학과, 천연자원·환경관리학과, 해양생물학연구소, 위스콘신-메디슨대 공중보건과학과, 스웨덴 예테보리대 해양과학과 공동 연구팀은 기후변화가 홍수, 가뭄, 폭염, 혹한 등 극한 기상을 일상화시키고 전염병의 독성을 강화시킬 뿐만 아니라 사람의 면역체계까지 약화시킨다고 밝혔다. 이번 연구 결과는 기후학 분야 국제학술지 ‘네이처 기후변화’ 8월 9일자에 실렸다. 기후변화가 인수공통감염병 증가를 촉발시키고 인류는 새로운 형태의 질병에 취약하게 된다는 연구들이 많다. 그렇지만 대부분이 박테리아나 바이러스 같은 병원균 형태, 폭염, 홍수 같은 특정 위험, 식품이나 물 같이 감염 매개 유형에 주로 초점을 맞춰왔다. 이에 연구팀은 기후 위험과 질병에 관해 연구한 3213개 연구를 정량적으로 재분석하는 메타분석을 실시했다. 이를 통해 사람을 감염시킬 수 있는 286종 전염병과 홍수, 가뭄, 혹한, 해수면 상승 같은 10가지 기후 위험의 상관관계를 분석했다. 그 결과, 9종을 제외한 277종의 전염병은 최소 하나의 기후 위험에 의해 감염력과 독성이 강화될 것으로 예측됐다. 그런데, 인류에게 영향을 끼쳤던 전염병의 58%(218종)은 이미 기후 위험으로 변이를 일으켜 독성이 강해진 것으로 분석됐다.서아프리카 풍토병으로 치사율 30~50%에 이르는 라싸열, 공기나 물을 매개로 발열과 호흡기증상을 수반한 박테리아성 감염병인 재향군인병(legionnaires’ disease) 등은 기후변화로 병원균의 감염성과 강도가 더 세질 것으로 예측됐다. 또 열대, 아열대 지역에서 많이 발생하는 라임병, 뎅기열, 말라리아 같은 질병은 온난화로 인해 감염지역이 이전보다 늘어날 것이라고 연구팀은 밝혔다. 이번 연구를 주도한 카밀로 모라 하와이대 교수는 “이번 연구는 지속적인 기후변화 상황에서 인류의 건강이 추가로 위협받게 될 것이라는 점을 보여주고 있다”며 “기후 위험이 질병으로 이어지는 만큼 각각의 질병에 대한 대응책을 마련하는 것도 중요하지만 온실가스 배출 감소로 기후 변화를 억제할 필요가 있다”고 설명했다.

나이가 들면 젊었을 때보다는 기억력이 감퇴된다. 치매나 파킨슨병처럼 퇴행성 신경질환을 앓을 가능성도 높아진다. 지금까지는 이 같은 증상과 질환들이 나이들면 당연히 발생하는 것으로 알려졌지만 국내 연구진이 노화로 인해 뇌의 기억 중추에 비정상적 세포가 증가하기 때문이라는 사실을 처음으로 확인했다. 카이스트 생명과학과 연구팀은 노화된 뇌와 치매가 발생한 뇌에서 지금까지 알려지지 않은 새로운 종류의 별아교세포를 발견했다고 8일 밝혔다. 연구팀은 이번에 발견된 세포에 ‘아프다’(APDA·AutoPhagy-Dysregulated Astrocyte)라는 이름을 붙이고 이 세포가 시냅스의 숫자와 기능 유지에 악영향을 미친다는 사실을 규명했다. 이번 연구 결과는 노화의학 분야 국제학술지 ‘네이처 노화학’(Nature Aging)에 실렸다. 별아교세포는 뇌와 척수에 다량으로 존재하는 별모양의 신경 교세포이다. 미세한 잔가지를 통해 수만 개의 시냅스를 감싸고 있으며 글루타메이트, 가바와 같은 신경전달물질과 이온의 농도를 조절해 손상된 뇌와 척수 조직의 재생에 중요한 역할을 한다고 알려져 있다. 연구팀은 이번 연구에 앞서 별아교세포가 신경세포간 접합점인 시냅스를 생성하거나 제거할 수 있다는 사실을 밝혀냈다. 그렇지만 별아교세포의 기능이 노화과정에서 어떻게 변하는지는 명확히 밝혀내지 못했다. 이에 연구팀은 단일 세포RNA 시퀀싱 분석으로 통해 노화된 뇌나 치매 뇌에는 염증성 별아교세포 이외 새로운 별아교세포가 존재한다는 것을 밝혀냈다. 이번에 발견한 새로운 별아교세포 아프다는 기억과 밀접한 관련이 있는 해마 부위에서만 생겨났다. 또 아프다는 세포 내 불필요한 단백질을 제거하는 자가포식 과정에서 생겨나는 오토파고좀이라는 물질을 과다 축적시킨다는 사실을 발견했다. 아프다 세포들에서는 단백질들이 원래 있어야할 위치에서 벗어나면서 시냅스를 만들거나 제거하는 능력을 상실하게 된다. 노화가 발생하지 않은 생후 9개월 생쥐에게 단백질 합성 및 분해를 억제시키면 뇌에서 아프다 세포가 만들어진다는 것을 확인했다. 아프다 세포가 늘어나면 노화된 뇌에서처럼 시냅스가 손상되고 뇌인지 기능이 저하된다는 사실도 밝혀냈다. 연구를 이끈 정원석 카이스트 교수는 “현재 노화 극복을 위해 세포 성장과 분열을 촉진하는 물질을 억제하려는 연구들이 많지만, 이 같은 시도들이 오히려 비정상적인 아프다 세포 생성을 촉진할 수도 있다”며 “노화에 따른 인지기능 저하를 일으키는 새로운 원인을 제시한 만큼 뇌기능 회복을 위한 치료법을 개발하는데 도움이 될 수 있을 것”이라고 말했다.

미국 예일대 연구팀이 죽은 지 1시간이 지난 돼지의 심장 등 장기를 되살리는 데 성공했다. 장기이식 수술의 성공 가능성을 높이고 이식 가능한 장기의 수가 대폭 늘어날 수 있다는 기대뿐 아니라 손상된 장기의 복구에 도움을 줄 수 있다는 희망이 제기된다. 네나드 세스탄 예일대 교수가 이끄는 연구팀은 3일(현지시간) 죽은 돼지의 심장과 뇌, 간, 신장 등 주요 장기의 기능을 다시 활성화한 실험 결과를 국제학술지 네이처에 게재했다고 뉴욕타임스 등이 보도했다. 세스탄 교수는 2019년 죽은 지 4시간이 지난 돼지의 뇌 일부 기능을 되살려 주목받은 신경과학자다. 연구팀은 이번 실험을 위해 농장에서 사들인 보통의 돼지들을 마취 상태에서 심정지를 시켰다. 그 후 죽은 돼지의 혈관에 인공적으로 만든 ‘오르간엑스’(OrganEX)라는 혈액대체재를 투입했다. 오르간엑스는 영양분과 항염증제, 혈액응고방지제, 세포사 예방제, 신경차단제와 인공 헤모글로빈, 돼지 피 등이 섞인 특수용액이다. 그러자 죽은 돼지의 심장이 다시 뛰기 시작했고, 간에서 알부민(혈장 단백질의 구성성분)이 생성되고, 신장과 뇌세포 기능이 회복되는 등 신진대사 활동이 일어났다. 연구팀은 논문에서 이번 실험이 14일간 지속됐다고 밝혔다. 이번에는 오르간엑스에 신경차단제를 투입해 실험 중 돼지의 몸이 움직이는 현상이 관찰됐지만 의식은 돌아오지 않은 것으로 판정됐다. 반면 실험대조군 돼지들의 반응은 전혀 달랐다. 오르간엑스 대신 사후에 인공심폐장치인 ‘에크모’(ECMO) 치료만 한 돼지들은 장기가 부어올랐고, 몸이 뻣뻣해지는 사후경직과 자줏빛 반점이 관찰되는 전형적인 ‘죽음’ 현상이 일어났다. 네이처지 발표에 앞서 오르간엑스 등의 기술 특허를 출원한 예일대는 현재로선 이 같은 연구가 사람에게 적용되는 건 한참 멀었다고 강조했다. 하지만 뇌사 환자의 사후에 이뤄지는 장기 이식의 성공률을 획기적으로 높일 수 있고, 이번 실험처럼 사체에서 되살린 장기의 이식 여부 가능성 등이 확인되면 의학의 새 지평을 열 수 있다는 기대감이 크다. 이 연구로 인해 삶과 죽음에 대한 생물학적 경계가 모호해지는 등 윤리적 문제가 제기될 것이라는 지적도 나온다. 뉴욕대 생명윤리학자 아서 캐퓰런은 “죽음을 순간이 아닌 과정으로 볼 경우 죽음에 대한 모든 정의가 도전받게 된다”고 짚었다.

현재까지 인류가 관측한 것 중 가장 먼 거리에 위치한 고대 별의 모습이 제임스 웹 우주망원경(JWST·웹 망원경)에 포착됐다. 지난 3일(현지시간) 미국 스페이스닷컴 등 외신은 웹 망원경이 지구에서 약 129억 광년 떨어진 별 ‘어렌델’(Earendel)을 관측했다고 보도했다. 지난달 30일 웹 망원경이 포착한 어렌델은 '새벽별' 이라는 의미로 우리의 태양보다 질량은 최소 50배 이상 크고 수백만 배 밝을 것으로 추정된다. 특히 별까지의 거리가 무려 129억 광년이라는 것은 빅뱅이 일어난 후 약 9억 년 만에 생성됐다는 의미로 이는 1세대 별의 형성 과정을 밝힐 수 있는 중요한 관측으로 평가된다.처음 어렌델의 존재가 밝혀진 것은 웹 망원경의 '선배' 허블우주망원경 덕이다. 앞서 지난 3월 존스홉킨스대 등 국제공동연구팀은 허블우주망원경으로 어렌델이 방출한 빛을 관측했다는 연구결과를 국제학술지 ‘네이처’에 발표하며 그 존재를 최초로 알렸다. 이번에 웹 망원경은 허블에 이어 다시 어렌델을 관측한 것이지만 사실 일반인들의 눈으로는 사진 상으로도 잘 보이지 않는다. 공개된 사진을 보면 어렌델은 밝게 빛나는 수많은 천체가 아닌 오른편 중앙 하단 작은 점 수준으로 자리잡고 있다. 이는 물론 인간의 머리로는 상상할 수도 없는 먼 거리 때문인데 그나마 이를 관측하게 했던 것은 중력렌즈 효과 덕분이다.거대한 은하단의 중력은 시공간의 구조를 왜곡시켜 중력렌즈를 만들어 내는데 지구와 어렌델 사이에는 거대한 은하단인 WHL0137-08이 존재한다. 이 은하단 덕에 은하 뒤 먼 천체의 빛을 증폭시켜 허블이나 웹 망원경 등으로 관측할 수 있는 것. 다만 초점이 없기 때문에 빛이 한곳에 모이지 않고 여러 개의 상을 만든다. 아무리 웹 망원경과 같은 최첨단 망원경으로도 이같은 먼 천체를 관측하는 것은 우주의 도움이 없으면 불가능한 셈이다. 

가난한 집안에 태어났어도 살림이 넉넉한 친구들과 더 많이 어울릴 수 있는 동네에서 자라면 성인이 됐을 때 더 많은 소득을 올릴 확률이 높아진다는 연구 결과가 나와 눈길을 끈다. 1일(현지시간) 네이처지에 게재된 논문에 따르면 저소득층 어린이라도 친구의 70% 이상이 고소득층인 동네에서 자란 경우 그렇지 않은 경우보다 성인이 됐을 때 소득이 약 20% 더 많은 것으로 나타났다. 하버드대·뉴욕대·스탠퍼드대 등의 연구진이 미국의 25∼44세 페이스북 계정 7220만개와 이들의 친구 관계 210억 건을 분석해 얻어낸 결과다. 지역 납세 기록, 익명화된 페이스북 계정의 우편번호, 성별, 대학, 이용중인 휴대전화의 소비자가격 등을 다각도로 분석해 지역별·개인별 소득을 추정했다. 기존에도 교육·소득 수준이 더 높은 사람들과 더 많이 어울릴수록 대학진학률이 더 높고, 성인이 됐을 때 더 많은 소득을 거둘 수 있다는 사실은 널리 알려져 있었다. 뉴욕타임스(NYT)는 이번 연구 결과를 소개하면서 각 지역의 소득 계층 이동, 이른바 ‘사회적 사다리’를 활성화하는 중요한 요인이 무엇인지 밝혀냈다는 데에 이번 연구의 의미가 있다고 했다. “계층간 경계선 넘나들며 교류할 때 빈곤 탈출률 높아” 연구팀은 미국 전역의 소득과 계층 이동성을 함께 분석했다. 가령 조지아주 콘리 마을과 미네소타주의 윈스테드 마을은 중위소득이 연 5만5000달러 수준으로 큰 차이가 없다. 그러나 콘리는 저소득층이 저소득층에 머물 확률이 높은 반면, 윈스테드는 저소득층의 빈곤 탈출 경향이 매우 높았다. 두 도시의 결정적인 차이는 ‘사회경제적 지위가 다른 사람들 간의 활발한 교류’였다. 분석 대상 페이스북 계정 가운데 2000만건은 고등학교 정보와 부모 정보까지 확인할 수 있었다. 연구팀은 이 정보를 이용해 고등학교 시절 저소득층 자녀와 고소득층 자녀의 교류가 활발할수록 계층 이동이 활발하고, 저소득층이 높은 소득을 거둘 확률이 높다는 사실을 거듭 확인했다. 인스타그램 정보를 이용한 분석도 마찬가지였다. 각 지역의 인종 구성, 빈곤율, 학교 교육 수준 등은 계층 이동을 촉진하는 데 별다른 영향이 없는 것으로 나타났다. 연구를 주도한 라지 체티 하버드대 경제학 교수는 “계층간 경계선을 넘나들며 서로 어울리는 지역에서 자라난 어린이는 나중에 커서 더 좋은 결과를 얻고, 빈곤에서 벗어날 가능성이 더 크다”고 설명했다. 실제 중저소득층의 이혼·실직가정 자녀로 현재 형사전문 변호사로 활동하고 있다는 한 20대 여성은 NYT에 “더 잘 사는 집 사람들을 만나고, 그 사람들과 어울리고 그들이 어떻게 생각하는지 이해한 경험, 그것이 중요한 차이를 만들었다고 확신한다”고 전했다.

삼성전자가 아주대와 공동 개발한 초경량·초박형 인공근육 구동기에 관한 연구 논문이 세계적 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’에 게재됐다. 웨어러블 기기와 로봇을 신성장 동력으로 지목해 이에 대한 투자를 강화하고 있는 삼성전자의 제품 개발도 앞당겨질 것으로 전망된다. 1일 삼성전자에 따르면 이번 연구는 로보틱스 분야에 주로 활용했던 인공근육 구동기를 소형 웨어러블 분야까지 확장한 성과를 인정받았다. 구동기는 압력을 가해 물체를 움직이게 하거나 인공근육의 압력을 측정할 수 있는 시스템이다. 연구팀은 형상기억합금 기반의 다기능 인공근육 구동기를 개발하고 이를 증강현실(AR) 안경과 촉각 전달 장갑(햅틱 글러브) 등 웨어러블 기기에 적용해 인공근육 구동기의 진일보된 기술과 실사용 가능성을 입증했다. AR이나 가상현실(VR) 웨어러블 기기에 적용되는 구동기와 센서는 착용 편의성을 위해 작고 가벼우면서도 복잡한 시각·촉각 기능을 구현해야 한다. 삼성전자는 이 기술을 AR 안경에 적용한 결과 시각 피로도를 줄여 주는 효과를 확인했다고 전했다.

삼성전자가 아주대와 공동 개발한 인공근육 구동기에 관한 연구 논문이 세계적 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’에 게재됐다. 웨어러블 기기와 로봇을 신성장 동력으로 지목해 투자를 강화하고 있는 삼성전자의 제품 개발도 앞당겨질 것으로 전망된다.1일 삼성전자에 따르면 이번 연구는 로보틱스 분야에 주로 활용했던 인공근육 구동기를 소형 웨어러블 분야까지 확장한 성과를 인정받았다. 구동기는 압력을 가해 물체를 움직이게 하거나, 인공근육의 압력을 측정할 수 있는 시스템이다.  논문에는 신봉수 삼성전자 연구원과 김동진·김백겸 아주대 연구원이 공동 1저자로 참여했다. 고제성 아주대 교수는 교신저자로 이름을 올렸다. 연구팀은 형상기억합금 기반의 다기능 인공근육 구동기를 개발하고, 이를 증강현실(AR) 안경과 촉각 전달 장갑(햅틱 글러브) 등 웨어러블 기기에 적용해 인공근육 구동기의 진일보된 기술과 실사용 가능성을 입증했다. AR이나 가상현실(VR) 웨어러블 기기에 적용되는 구동기와 센서는 착용 편의성을 위해 작고 가벼우면서도 복잡한 시각·촉각 기능을 구현해야 한다. 삼성전자는 해당 기술을 AR 안경에 적용한 결과 사용자가 느끼는 시각 피로도를 줄여주는 효과를 확인했고, 촉각 전달 장갑에서는 실제 손으로 누르는 것과 유사한 촉각을 제공할 수 있음을 확인했다고 전했다. 삼성전자 관계자는 “이번 공동 연구는 차세대 실감 인터랙션을 위한 핵심 하드웨어 기술의 가능성을 보여줬다“며 ”앞으로도 산학협력 등을 통해 혁신기술 연구를 지속할 계획”이라고 말했다.앞서 한종희 삼성전자 DX부문장(부회장)은 지난 2월 스페인 바르셀로나에서 열린 ‘모바일월드콩그레스’(MWC) 현장에서 AR안경 등 메타버스 관련 기기와 관련해 “저희도 그 부분을 준비 중이다. 제품 완성도가 중요하기 때문에 잘 준비하고 있으니 기대해 달라”고 밝힌 바 있다.

인간 의사처럼 스스로 공부해 질병 발생 여부를 진단할 수 있는 인공지능 X선 판독 기술이 나왔다. 카이스트 김재철AI대학원, 서울대병원, 서울 아산병원, 충남대병원, 영남대병원, 경북대병원 공동 연구팀은 흉부 X선 영상을 이용해 폐 질환의 자동 판독 능력을 스스로 향상시킬 수 있는 자기 진화형 AI 기술을 개발했다고 27일 밝혔다. 이번 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 실렸다. 현재 쓰이는 대부분 의료 AI 기술은 전문가들이 축적한 빅데이터가 필요하고, 빅데이터 내에서도 전문가들이 중요하게 생각하는 부분들에 대한 라벨 표시를 해야 한다. 임상 현장에서 쓸 수 있는 인공지능이 되기 위해서는 전문가가 개입해 만든 라벨링된 대규모 데이터를 지속적으로 입력해야 한다는 것이다. 문제는 이런 과정은 비용과 시간이 많이 든다는 점이다. 이에 연구팀은 병원 현장에서 영상의학과 전문의들이 영상 판독을 학습하는 과정과 유사하게 자기 학습과 교사-학생 간 지식전달 기법을 활용한 ‘자기 지도학습 및 자기 훈련 방식’(DISTL) AI 알고리즘을 개발했다. 자기 지도학습은 질병에 대한 특이 정보를 일일이 학습시키는 것이 아니라 의료 영상을 크게 잘라낸 부분과 작게 잘라낸 부분이 서로 같은 영상이라는 것을 인식할 수 있도록 하면 AI가 스스로 학습해 다른 영상에서도 같은 방법으로 질병을 파악하고 인식할 수 있게 하는 것이다. 실제로 이번에 개발한 인공지능은 적은 수의 데이터로 초기에 학습시켜놓으면 시간이 지남에 따라 해당 모델이 스스로 성능을 향상해 나갈 수 있다. 실제로 이렇게 학습한 AI가 결핵, 기흉, 코로나19 환자의 X선 영상을 정확히 판정하는 것을 확인했다. 연구를 이끈 예종철 카이스트 교수는 “이번에 개발한 AI는 전문가들이 데이터를 만들어 내고 입력하는 수고를 덜면서도 다양한 영상을 빠르게 인식하고 진단할 수 있다는 점에 의미가 크다”고 설명했다.

한·중 과학자들이 하천, 호수 같은 담수생태계 환경에 따라 수상 생물이 배출하는 탄소 배출량이 달라진다는 사실을 확인했다. 중국과학원 난징지질호소학 연구소, 한국기초과학지원연구원 공동 연구팀은 담수생태계에 존재하는 다양한 유기물이 환경에 따라 배출하는 온실가스 양을 분자 수준에서 예측할 수 있는 모델을 개발했다고 27일 밝혔다. 이번 연구 결과는 환경과학 분야 국제학술지 ‘환경 과학기술’ 표지논문과 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 실렸다. 담수생태계는 전체 지구표면의 약 2%에 불과하지만 여기서 배출되는 온실가스는 20% 정도이다. 매년 약 95억t의 이산화탄소가 지구상에 배출되는데 19억t이 하천, 호수 같은 담수생태계에서 자연적으로 방출된다는 것이다. 지금까지는 담수생태계의 온실가스 배출 메커니즘이 정확히 밝혀지지 않았다. 연구팀은 중위도 아열대 기후대인 중국 허난성 라오쥔산과 고위도 아한대 지역인 노르웨이 발게스바리산에서 온도 변화와 부영양화 상태에 따라 달라지는 호수 퇴적층을 모사해 미생물 군집과 용존 유기물 조성 변화를 비교했다. 이 분석에는 초고분해능 FT-ICR 질량분석 시스템을 이용했다. 분석 결과, 미생물 군집은 온도 변화보다는 영양 상태에 따라 달라진다는 사실을 확인했다. 물 속 영양농도가 높아지면 적조나 녹조가 발생할 수 있는 부영양화 상태가 되면 배출되는 이산화탄소 농도가 높아지는 것으로 파악됐다. 연구를 이끈 장경순 기초과학지원연구원 박사는 “하천, 호수에서 부영양화가 심해질수록 온실가스 배출이 많다는 보고는 있었지만 정확한 메커니즘에 대한 연구는 없었다”며 “이번 연구는 다양한 기후대에 존재하는 담수 환경을 고려해 온실가스 배출 정도를 분석한 것으로 탄소중립에 효과적으로 대응할 수 있는 담수생태계 관리 방안을 제시하는데 도움이 될 것”이라고 설명했다.

. 모 언론사 기자가 일명 “메구미 사건”과 관련하여 화장된 유골에서도 유전자분석이 가능한지에 대해 물었다. 그 사건은 북한과 일본이 많은 관심을 갖고 있던 사건이라고 했다. 하지만 북한은 납치 사실을 계속 부인해오다 2002년 9월 북․일정상회담 때 납치한 것임을 시인하고 요꼬다 메구미의 화장된 유골을 일본에 인도하였다.  일본은 바로 유골의 진위 여부에 대한 감정을 진행하였다. 세 개의 연구소에서 실험을 했는데 일본 과학경찰연구소와 다른 한 개 기관은 ‘판정불가’로 판단하였지만 데이쿄 대학에서만 유골이 가짜라는 감정 결과를 내놓았다. 감정 결과는 주 북경 일본대사관을 통해 북한에 전달됐다. 북한은 이 결과를 보고 일본의 태도를 격렬하게 비난했고 화장된 유골을 돌려달라고 요구하였다. 일본의 감정 결과에 대해 세계적인 과학 잡지인 <네이처>에서 감정에 참여했던 데이쿄 대학 토미오와의 인터뷰를 통하여 “샘플이 오염되었을 가능성이 있다.”라고 인정했음을 게재하였다. 이후 화장된 유골에서도 유전자분석이 가능한지에 대한 논란이 계속되었다. “과연 정말 화장한 유골에서도 유전자분석이 가능할까?” 답은 “일부 가능할 수도 있다. 하지만 결국 직접 보고 판단해야 하며 실험을 해봐야 알 수 있다.”이다. 화장은 1200℃나 되는 고온에 조직과 뼈가 오랜 시간 노출되기 때문에 탄화된 경우 그 안에 있는 DNA도 완전히 깨져 유전자분석이 불가능하다. 지금까지 세계 어느 연구기관에서도 완전히 탄화된 뼈에서 성공적으로 유전자형을 검출한 예는 없다. 하지만 고온의 영향을 받았더라도 분석이 가능한 경우도 있다. 예를 들면 대구지하철 방화참사사건의 희생자 신원확인 때였다. 대부분의 시신들이 사망한 후 상당 시간 고온에 노출되었기 때문에 탄화 정도가 심했다.하지만 단 한 명이라도 신원이 확인되지 않는 희생자가 있어서는 안 된다는 생각에 조금이라도 가능성이 있으면 탄화된 뼈일지라도 모두 채취하였다. 오로지 일부 탄화된 뼈만 남았을 수도 있기 때문에. 이렇게 채취된 수백 점에 대해 분석한 결과 완전히 탄화되지 않은 일부의 뼈에서 유전자분석 결과를 얻을 수 있었다. 일본의 경우 실험이 정확하게 어떤 과정으로 진행됐는지는 모르겠지만 결과 분석에 있어서 기본적인 원칙도 무시되지 않았나 생각되었다. 통상 중요한 사건이고 탄화된 뼈라면 3곳의 연구소 중 한 곳에서만 결과가 나왔다면 일단 의심을 했어야 하는 것이 상식이다. 그리고 그 분석 결과에 대해 오염 여부 등을 철저하게 검증을 했어야 옳았다. 미토콘드리아DNA 분석법은 극소량의 샘플에서도 유전자형을 검출할 수 있기 때문에 실험 과정에서의 오염 여부를 당연히 확인했어야 한다. 결국 허술하게 분석이 진행되었다는 의심을 지울 수 없었다.

척추동물 중 외부 기온 변화에 체온이 변하지 않고 일정하게 유지할 수 있는 온혈(정온)동물은 조류와 포유류뿐이다. 고생물학 분야에서 ‘포유류가 언제 온혈동물로 진화했는가’는 풀리지 않은 수수께끼로 남아있다. 이 같은 상황에서 포르투갈, 프랑스, 영국, 독일, 남아프리카공화국, 미국, 아르헨티나 7개국 과학자들로 구성된 국제 공동 연구팀은 화석 분석과 시뮬레이션을 바탕으로 중생대 말기에 포유류가 냉혈동물에서 온혈동물로 진화했을 것이라고 24일 밝혔다. 이번 연구에는 포르투갈 리스본대 플라스마·핵융합연구소를 중심으로 프랑스 몽펠리에대, 영국 런던 자연사박물관, 런던대(UCL), 독일 막스플랑크 진화인류학연구소, 예나대, 남아공 비트바테르스란트대, 미국 워싱턴 자연사박물관, 텍사스 오스틴대, 샌디에고 주립대, 샌디에고 자연사박물관, 시카고대, 뉴욕 자연사박물관, 시애틀 워싱턴대, 필즈 자연사박물관, 아르헨티나 자연과학박물관 소속 생물학자, 고생물학자, 물리학자, 수학자 등이 참여했다. 이번 연구 결과는 과학저널 ‘네이처’ 7월 21일자에 실렸다. 내온동물(endotherms)이라고도 불리는 온혈동물은 체내 대사를 빠르게 해 높은 체온을 일정하게 유지할 수 있다. 반면 외온동물(ectotherms)인 냉혈동물은 대사율이 낮아 체온을 유지하기 위해 환경에 의존한다. 이 때문에 급격한 외부 온도 변화는 냉혈동물의 생존을 위협할 수 있다. 파충류와 비슷한 모습의 포유류 조상이 온혈동물로 진화한 것은 분명하지만 화석만으로는 측정이 어렵기 때문에 그 시기에 대해서 의견이 분분했다. 과학자들은 키나 뼈 구조 같은 골격 특징으로 대사율을 추정해 온혈동물 등장 시기가 1억 4500만~6600만년 전이라는 주장이 있는가 하면, 3억~2억 5000만년 전으로 추정한 연구도 있었다. 연구팀은 체온을 측정할 때 귀를 이용하는 것에 착안해 내이(內耳)의 뼈세관(bone canal) 모양과 크기로 체온을 추정하는 방법을 개발했다. 뼈세관을 통한 체액 이동은 신체가 시각과 균형에 필수적인 머리 위치와 움직임을 파악할 수 있게 해준다. 또 체액의 점도는 체온에 따라 변한다. 그래서 연구팀은 체온이 상승하고 움직임이 활발해짐에 따라 균형과 운동성을 유지하기 위해 내이도 모양이 점성이 낮은 유체 이동에 유리하게 진화했을 것이라고 가정했다. 연구팀은 현존하는 파충류, 어류, 조류, 포유류 50종의 척추동물 내이구조와 생리 상태를 비교해 내이 모양에 기반한 ‘열-운동성 지수’를 만들었다. 연구팀은 열-운동성 지수는 동물의 체온을 거의 정확하게 예측할 수 있다는 것을 확인했다. 이를 이용해 생쥐와 비슷하게 생긴 포유류 조상인 ‘단궁류’ 56종의 화석으로 내이도 구조를 분석하고 열-운동성 지수로 체온을 계산했다. 그 결과, 포유류가 온혈동물로 진화한 시기는 고생대 페름기와 중생대 중기 쥐라기 사이에 있는 중생대 첫 번째 시기인 트라이아스기라고 연구팀은 주장했다. 연구팀 분석에 따르면 트라이아스기 후기인 2억 3700만~2억 년 무렵에 단궁류의 이관 형태가 변했다. 열-운동성 지수 계산 결과, 이때 단궁류들의 체온이 5~9도 상승하고 대사율도 증가했다. 연구를 이끈 케네스 앤질치크 미국 필즈자연사박물관 수석 큐레이터는 “이번 연구는 기존과는 다른 새로운 방식으로 온혈동물의 출현을 분석한 것”이라며 “이 같은 진화 덕분에 초기 포유류들은 페름기보다 기온이 떨어진 트라이아스기 기후에 적응할 때 유리하게 작용했을 것으로 본다”고 설명했다.

민선 8기 강원 지자체장들이 취임 초부터 국비 확보에 경쟁적으로 나서고 있다. 민선 8기 출범과 기획재정부의 내년 예산안 수립 시기가 맞물린데다 대다수 지자체장이 국비 확보를 공약으로 내걸어서다. 23일 강원도에 따르면 김진태 지사는 지난 9일 서울종합청사를 찾았다. 김 지사는 취임 뒤 가진 첫 공식 출장지인 서울종합청사에서 추경호 경제부총리 겸 기획재정부 장관을 만나 내년도 도 중점사업 전반을 설명하고 전폭적인 지원을 요청했다. 특히 설악산 오색케이블카 설치, 이모빌리티 산업 중심 도시 육성, 수소 에너지 거점 도시 조성, 제2경춘국도 조기 착공, 폐광지역 관광개발 등 현안 사업에 대한 국비 반영을 건의했다. 김 지사는 19일 국회에서 국민의힘과 예산정책협의회를 갖기도 했다. 김 지사는 “부서별 내년도 국비 목표액을 다 합치면 8조7000억원에 이른다”며 “정부 부처와 당에 지속적으로 건의하고 협의해 최대한 확보하겠다”고 말했다. 육동한 춘천시장도 이달 초 서울 출장길에 올라 추 부총리에게 춘천에 대한 관심과 지원을 요청했다. 육 시장과 추 부총리는 30여년 넘게 중앙 부처에서 함께 일하며 인연을 맺어 온 막역한 사이로 알려졌다. 육 시장은 한덕수 총리와 면담도 추진하고 있다. 원강수 원주시장은 오는 25일 기재부를 찾아 내년 국비 지원을 요청하고, 삼성 반도체 공장 유치를 위한 협조로 건의할 예정이다. 이병선 속초시장은 최근 국토교통부에서 어명소 차관과 가진 면담 자리에서 지원을 요청했다. 속초시는 21일 안순헌 기재부 서기관을 강사로 초빙해 전 직원을 대상으로 한 ‘국비 확보 전략 설명회’를 갖기도 했다. 박상수 삼척시장은 13일 방문한 기재부에서 예산실장과 사회예산심의관, 경제예산심의관을 차례로 만나 삼척 힐링 네이처랜드 조성 사업, 액화수소 신뢰성평가센터 구축 사업 등 주요 사업을 설명하고 지원을 당부했다. 박 시장은 “시정의 중심을 경제 살리기에 두고 있고, 이를 위해 세일즈맨의 자세로 일하고 있다”고 전했다. 신영재 홍천군수는 20일 국회를 찾아 권성동 국민의힘 당대표 권한대행 겸 원내대표와 유상범·이철규·송기헌 의원을 만나고, 앞서 지난주에는 세종청사를 방문해 각 부처를 도는 등 ‘광폭 행보’를 이어왔다. 신 군수는 “용문~홍천 철도 조기 착공과 국립 경찰병원 분원 유치 등 현안사업에 대해 설명하고 힘을 모아 줄 것을 요청했다”고 말했다.

국내 연구진이 원자가 빛을 내뿜는 초방사 현상을 이용해 작동하는 양자엔진을 만드는 것에 처음 성공해 주목받고 있다. 서울대, 삼성종합기술원, 성균관대, 포스텍 공동 연구팀이 빛으로 작동하는 양자 엔진을 실제로 구현했다. 이번 연구 결과는 광학 분야 국제학술지 ‘네이처 포토닉스’ 7월 22일자에 실렸다. 초방사(超放射·super-radiance)는 양자역학적으로 질서정연하게 움직이는 밀도 높은 원자들이 집단으로 빛을 강하게 방출하는 현상으로 1954년 미국 물리학자 로버트 디키가 처음으로 예측했다. 일반적인 방사 현상과는 달리 초방사는 각각의 원자에서 방출된 빛들이 보강간섭(합쳐지면서 더 강해지는 현상)을 일으켜 강한 빛을 방출한다. 양자엔진은 양자 중첩상태로 준비된 연료로 동작한다. 고전 열역학 법칙에 따라 작동하는 일반 엔진의 최대 효율(카르노 효율)을 넘어설 수 있다는 것이 이론적으로 밝혀졌다. 이 때문에 최근에는 초방사 현상을 이용해 양자영역에서 동작하는 엔진에 대한 아이디어가 나왔지만 실험적으로 구현된 적은 한 번도 없다. 초방사 양자 엔진은 강하게 방출된 빛의 압력으로 작동한다. 엔진이 정상적으로 동작하기 위해서는 초방사 현상을 켜고 끄는 것이 가능해야 하지만 지금까지는 제어 기술이 없었다. 연구팀은 많은 원자들이 초방사를 일으킬 수 있는 양자 중첩상태로 만든 다음 양자 위상(위치나 형태)을 제어하면 초방사 현상을 빠르게 켜고 끌 수 있다는 점에 착안했다. 이를 위해 연구팀은 10㎚(나노미터) 두께의 실리콘 박막에 가로 280㎚, 세로 190㎚의 나노구멍 1000개를 체스판 패턴으로 만들었다. 이 나노구멍 격자에 초속 800m로 바륨 원자광을 쏘아 초방사를 일으킬 수 있는 양자 중첩 상태로 만들고 두 개의 거울로 구성된 공진기 안에서 빛을 내도록 했다. 거울은 빛의 압력으로 움직이는 엔진의 피스톤 역할을 한다. 연구팀은 레이저를 이용해 원자들의 양자위상을 제어해 원자들이 빛을 강하게 방출하는 초방사 현상을 빠른 속도로 켜고 끌 수 있게 했다. 이 방법으로 빛의 압력에 의해 가열, 팽창, 냉각, 수축에 따라 양자엔진이 작동하는 것을 확인했다. 특히 팽창 과정에서 엔진 온도가 15만도까지 올라가면서 효율이 98%까지 높아지는 것이 관찰됐다. 연구팀은 이번 연구가 실험실에서 수행한 소규모 기초 연구이지만 초방사 양자엔진의 가능성을 실험적으로 보여줌으로써 열역학 법칙을 넘어 고효율로 일하는 고성능 엔진 개발에 도움을 줄 것으로 기대했다. 연구를 이끈 안경원 서울대 물리천문학부 교수는 “이번 연구는 빛으로 작동하는 초방사 양자 엔진을 실험적으로 구현해 낸 첫 번째 사례라는 점”이라며 “초방사 현상 제어 기술을 통해 원자물리, 양자정보처리 분야는 물론 엔진의 효율을 획기적으로 높일 수 있는 길을 제시했다”고 설명했다.

한때 수준높은 문명을 일군 마야 제국의 멸망을 이끈 유력한 ‘용의자’가 드러났다. 최근 미국 캘리포니아주립대 산타바바라 캠퍼스 등 공동연구팀은 마야판(Mayapan)의 붕괴는 지속된 가뭄으로 인한 정치적 갈등과 내전, 인구 이주 등이 복합적으로 작용한 결과라는 연구결과를 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’(Nature Communications) 최신호에 발표했다. 영화의 소재로 등장할 만큼 신비로운 대상으로 여겨져 온 마야 문명은 기원전 2000년 전 부터 시작해 현재의 멕시코 남동부, 과테말라, 유카탄 반도 등을 중심으로 번창했다. 특히 마야 문명은 천문학과 수학이 발달해 수준높고 찬란한 문명을 일궜으나 특별한 이유가 밝혀지지 않은 채 사라졌다. 이에대해 학자들은 전염병과 외부 침입설, 주식인 옥수수의 단백질 부족설, 화산폭발 원인설 등 다양한 이론들을 제기한 바 있으며 2000년대 들어 유력한 원인으로 '가뭄'을 꼽아왔다. 이번에 연구팀은 유카탄 반도 북부에 위치해 지금은 마야의 유명 유적지가 된 마야판에 초점을 맞춰 연구를 진행했다. 마야판은 13세기 초에서 15세기 중반까지 마야 문명의 정치적, 문화적 중심지로 강력한 세력을 자랑했으나 결국 무너졌다. 연구팀은 1400년에서 1450년 사이 이 지역에서 발생한 일들을 조사하기 위해 당시 기후 데이터는 물론 동위원소 기록과 방사성 탄소데이터, 인간 DNA 서열을 포함한 마야판의 고고학 및 역사적 데이터를 모두 조사했다.그 결과 연구팀은 당시 이 지역에 장기간에 걸쳐 극심한 가뭄이 지속됐고 이는 도시의 혼란으로 이어졌다고 분석했다. 곧 장기간에 걸친 가뭄으로 물이 부족해지자 농업에 악영향을 미쳐 식량이 부족해졌고, 이는 지도층에 대한 불만과 정치적 갈등, 내전, 인구 이주 등으로 이어져 도시가 황폐해졌다는 주장이다. 논문의 주저자인 더글라스 케넷 교수는 "데이터를 분석한 결과 강우량 증가는 해당 지역의 인구 증가와 상관관계가 나타났다"면서 "반대로 강우량 감소는 갈등 증가로 나타나 1400~1450년 동안 지속된 가뭄은 결국 마야판의 붕괴로 이어졌을 것"이라고 설명했다. 이어 "마야판의 몰락은 환경적 요인이 사회의 건강에 얼마나 중요한 작용을 하는지 보여준다"면서 "이는 기후변화를 겪고있는 오늘날의 정치적 현실과도 연결된다"고 덧붙였다. 

지난 19일 영국은 영국 기상 관측사상 최고치인 40.2도를 기록했다. 영국은 여름에도 서늘한 날씨로 유명하다. 이 때문에 에어컨을 설치한 가정이 거의 없어 이번 폭염으로 사상자가 속출했다. 프랑스 파리도 이날 오후 40.1도를 기록해 근대 기상관측 150년 동안 세 번째로 더운 날로 기록됐다. 온난화로 인한 기후변화 때문에 매년 여름, 전 세계는 가마솥 더위에 시달리고 있다. 이런 극한 폭염은 아직 비정상적으로 받아들여지고 있지만 10년 이내에 이상기후가 일상화된 기후재난이 시작될 것이라는 경고가 나왔다. 일본, 한국, 오스트리아, 미국, 독일, 네덜란드, 영국 7개국 국제 공동 연구팀은 수치모델로 과거 가뭄 데이터를 분석한 결과 이르면 2030년부터 전 세계적으로 기후변화로 인한 ‘재난의 일상화’가 시작된다고 21일 밝혔다. 이번 연구에는 일본 국립환경연구소, 도쿄대, 한국 카이스트 문술미래전략대학원, 오스트리아 응용시스템분석 국제연구소, 미국 미시건주립대, 네덜란드 위트레흐트대, 독일 프랑크푸르트 괴테대, 라이프니츠 생물다양성·기후연구센터, 포츠담 기후영향연구소, 베를린 훔볼트대, 영국 노팅엄대 과학자들이 참여했다. 이번 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 실렸다. 지구 온난화에 대한 장기적 대책을 검토하기 위해서는 미래 기후가 어떻게 변할 것인지 예측하는 것이 중요하다. 특히 미래 기후의 변화가 언제부터 시작되는지까지 알 수 있다면 대응도 빨라질 수 있다. 연구팀은 수치모델을 이용해 전 지구 하천 유량 변화, 가뭄 발생 빈도를 조사해 역대 최악 수준의 가뭄이 발생할 가능성이 큰 시기를 추정했다. 연구팀은 수치모델에 ‘기후변화에 관한 정부간 협의체’(IPCC)의 기후 평가보고서에서 활용되는 온실가스 배출의 여러 시나리오를 활용했다. 분석 결과, 지중해 연안이나 남미지역의 남부, 북미지역 등은 2030~2050년 경에 과거 최악이었던 가뭄을 가져왔던 수준의 날씨가 5년 이상 연속되는 시기가 나타날 것으로 예측됐다. 비정상적으로 보이는 날씨가 일상에서 빈번하게 나타나는 ‘재난의 일상화’가 곧 시작된다는 설명이다. 연구팀에 따르면 일부 지역의 경우 현재 상황은 기후위기를 막을 수 있는 수준을 넘어섰다. 그렇지만 온실가스 배출을 최대한 억제하는 기후변화 적극 대응 시나리오(RCP2.6)에 따라 실천을 할 경우 가뭄의 일상화 시점이 늦어지거나 가뭄 지속 기간을 줄일 수 있는 것으로 확인됐다. 연구팀은 수자원 분야나 농업 분야의 경우 기후변화에 대한 대책을 세우고 실천하는데 많은 시간이 요구되는 만큼 현재의 비정상성이 일상화되기 이전에 충분한 대비가 필요하다고 강조했다. 연구에 참여한 김형준 카이스트 문술미래전략대학원 교수는 “이번 연구 결과는 전 세계의 가뭄발생을 사전에 예측함으로써 탄소중립 실현의 중요성을 강조하고 기후변화 대응과 함께 기후적응 대책을 적극적으로 준비해야 한다는 점을 강력하게 주장하고 있다는데 의미가 크다”고 말했다.

무더운 여름에는 평소 먹는 것을 좋아하는 사람도 식욕이 떨어지기 십상이다. 입맛이 없을수록 덥지만 잠깐이라도 바깥에서 일광욕을 하는 게 좋은 방법일 수 있다. 이스라엘, 미국, 프랑스, 독일 4개국 국제 공동 연구팀은 햇빛이 피부 지방조직에서 섭식과 관련된 호르몬을 분비해 음식 섭취를 촉진시킨다고 19일 밝혔다. 그런데 이 같은 효과는 남자에게만 한정됐다. 이번 연구에는 이스라엘 텔아비브대, 맥스스턴에즈릴밸리대, 네타냐대, 셰바 종합병원, 메이르 메디컬센터, 텔아비브 소라스키 종합병원 등 이스라엘 연구진을 중심으로 미국 컬럼비아대, 하워드 휴즈 의학연구소, 프랑스 파리 샤클레이대, 독일 헬름홀츠 당뇨·비만연구소 등 23개 연구기관 과학자들이 참여했다. 이번 연구 결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘네이처 메타볼리즘’에 실렸다. 의식주 중에서 식(食), 바로 음식은 인간의 생존에 있어서 매우 중요하다. 식욕은 중추신경과 말초신경 사이 의사소통으로 조절된다. 말초신경계는 음식의 양이나 영양소를 인식해 포만감이라는 신호를 중추신경인 뇌로 전달한다. 음식의 양에 따라 장이나 간, 지방조직에서 분비되는 호르몬이 뇌 시상하부에 신호를 보낸다는 것이다. 시상하부는 인체의 식욕 조절센터라고 할 수 있다. 연구팀은 이스라엘에 거주하는 성인남녀 3000명을 대상으로 3년 동안 식습관과 평소 생활습관을 추적 조사한 결과, 일사량이 많은 여름에 남성들의 식사량이 늘어났다는 사실을 확인했다. 반면 여성들은 일사량과 식사량의 상관관계를 보이지 않았다. 이에 연구팀은 생쥐를 이용해 햇빛과 식사량의 관계를 실험했다. 연구팀은 암컷과 수컷 생쥐 각각 6마리에게 매일 자외선(UV-B)를 규칙적으로 1시간 이상씩 10주 동안 쬐게 했다. 자외선(UV)는 A, B, C가 있는데 자외선 C는 오존층에 의해 거의 반사되고 흡수되는데 각막을 손상시키고 염색체 변이를 일으키지만 단세포 생물을 죽이는 살균 효과가 있다. UV-A는 피부노화와 피부암을 유발시킨다. UV-B는 피부를 태우지만 체내에서 비타민D를 합성하는데 도움을 준다.관찰 결과, 햇빛을 규칙적으로 쬐면 배고픔을 느끼게 하는 일명 공복 호르몬인 그렐린이 피부 지방조직에서 방출되는 것이 확인됐다. 그렐린이 많이 방출되는 수컷 생쥐는 식욕이 증가해 음식 섭취량이 늘고 체중도 증가한 것으로 관찰됐다. 이는 UV-B에 규칙적으로 노출되는 성인 남성들의 몸에서 그렐린 양이 늘어나고 이후 식사량이 늘었다는 사실과 일치한다. 반면 암컷 생쥐들은 에스트로겐이 피부 지방세포에서 나오는 그렐린을 억제해 햇빛이 식욕에 영향을 미치지 못하는 것으로 나타났다. 카르미 레비 이스라엘 텔아비브대 인간유전·생화학과 교수는 “이번 연구는 에너지와 신진대사 항상성에 대한 피부의 역할을 보여주는 것”이라며 “햇빛은 사람의 체내에 비타민D 합성을 도울 뿐만 아니라 섭식 행동 조절에도 영향을 미친다는 사실을 알게 된 만큼 섭식 장애를 겪는 사람의 치료에도 활용할 수 있을 것으로 기대된다”고 설명했다.

우리은하 밖에서 ‘잠자는 블랙홀’이 처음 발견됐다. 성간물질을 적극 흡수하지 않는 휴면 상태의 블랙홀로, 빛이나 복사선을 방출하지 않아 찾기가 매우 어렵다. 18일(현지시간) 시넷 등에 따르면, 국제 천문학 연구팀은 우리은하와 인접한 위성은하인 대마젤란은하에서 휴면 블랙홀을 발견했다. 우리은하 밖에서 휴면 블랙홀이 발견된 사례는 이번이 처음이다.휴면 블랙홀은 질량이 태양의 최소 9배에 달하는 항성질량 블랙홀로, 태양 질량의 25배에 달하는 뜨겁고 푸른 별과 쌍성을 이룬다. VFTS 243으로 알려진 이 쌍성계에서 휴면 블랙홀은 동반성과 서로를 공전한다.VFTS 243 쌍성계는 지구에서 16만 광년 떨어진 황새치자리의 타란툴라 성운 안에 있다.연구팀은 유럽우주국(ESA) 초대형망원경(VLT)의 관측장비인 플레임스(FLAMES)로 수집한 6년간의 데이터를 사용해 휴면 블랙홀을 발견했다. 휴면 블랙홀은 주변 환경과 상호작용이 매우 적다. 따라서 이번 발견은 건초더미에서 바늘을 찾은 것으로 비유되고 있다. 연구 공동저자인 벨기에 루뱅가톨릭대의 파블러 마르샹 박사는 “휴면 블랙홀에 대해 거의 알지 못해 이번 발견이 믿기지 않았다”고 말했다. 연구팀은 또 휴면 블랙홀이 어떻게 죽어가는 별 중심에서 생성됐는지를 조명했다. VFTS 243 쌍성계를 탄생시킨 별은 강력한 초신성 폭발을 일으켰을 때 흔적을 남기지 않고 완전히 붕괴한 것으로 여겨진다. 연구 주저자인 암스테르담대학의 토머 셰나르 박사는 “이 완전 붕괴 시나리오에 대한 증거가 최근 나타나고 있으나 우리 연구는 의심할 여지 없이 가장 직접적인 증거 중 하나를 제시한다”면서 “우주 블랙홀 병합의 비밀을 밝히는 데 중대한 영향을 줄 것”이라고 말했다. 자세한 연구 결과는 국제 학술지 네이처 천문학 최신호(7월 18일자)에 실렸다.

앞으로 10년 이내 지구에 추락하는 로켓 파편이 누군가를 죽이거나 다치게 할 확률이 10%에 달한다는 분석 결과가 나왔다. 캐나다 브리티시컬럼비아대 연구진은 지난 30년간의 위성 데이터를 사용해 지구 궤도상 우주쓰레기가 통제 불능 상태로 대기권에 재진입한 뒤 추락해 인명 피해를 일으킬 가능성을 분석했다. 현재 지구 궤도를 떠돌고 있는 지름 10㎝ 이상의 우주쓰레기는 약 3만 5000여개에 달한다. 여기에 지름 1㎝ 이상은 90만개, 지름 1㎜ 이상은 1억 3000만개로 추산된다. 우주쓰레기는 폐기된 인공위성과 파편, 위성 발사에 활용된 상단로켓 잔해, 로켓의 노즈 페어링과 연료통 등 매우 다양하다. 그러나 연구진은 대기권 재진입에도 파편이 커 육지, 바다 또는 비행기 내 사람들에게 피해를 줄 수 있는 로켓 파편에 초점을 맞췄다.실제로 지난해 5월 중국의 창정 5B 로켓 잔해가 통제 불능 상태로 대기권에 재진입하는 사건이 있었다. 당시 추락 예상지점은 북위 41.5도와 남위 41.5도 사이의 어디든 떨어질 수 있는 상황이었다. 이 안에는 뉴욕이나 베이징, 도쿄, 서울, 마드리드, 시드니 등 세계적인 대도시들이 포함돼 있었다. 그나마 다행인 점은 로켓 파편이 몰디브 북쪽 아라비아해에 추락하면서 인명 피해를 피할 수 있었다. 이에 따라 연구진은 현재 추세에서 로켓이 재진입할 때마다 10㎡의 면적에 치명적인 잔해를 퍼뜨린다면 앞으로 10년 동안 한 명 이상의 사상자를 낼 확률이 약 10%라는 점을 발견했다.심지어 그 위험은 남반구에 사는 사람들에게 더 높은데 위도상 뉴욕, 베이징, 모스크바보다 자카르타, 다카, 라고스에 추락할 가능성이 3배 더 많았다. 연구진은 이미 로켓을 통제 상태로 재진입하는 기술이 존재하지만, 로켓 발사 국가와 기업들은 관련 비용 증가를 떠안기를 꺼리고 있어 인명 피해를 막으려면 기술 적용을 의무화할 필요가 있다면서 여러 나라의 합의가 없다면 로켓은 통제 불능 상태로 계속해서 발사될 것이라고 지적했다. 연구 결과는 국제 학술지 ‘네이처 천문학’(Nature Astronomy) 최신호(7월 11일자)에 실렸다.

11일 서울 마포구에 있는 AK&홍대 네이처랩스에서 열린 미디어아트 전시 ‘시간의 조각: 계절’에서 방문객이 작품을 배경으로 사진을 찍고 있다. 우리나라 사계절의 아름다움을 표현한 이번 전시는 오는 15일부터 시작하며 연중무휴로 오전 11시부터 오후 8시까지 운영된다. 뉴시스

자율주행차는 다양한 장치를 이용해 각종 상황에 신속하게 대처하는 것이 중요하다. 현재 쓰이고 있는 자율주행차의 ‘눈’인 카메라 시스템은 악천후 상황에서는 이미지 왜곡이 발생하거나 상황 감지가 늦다는 문제가 있다. 이 같은 상황에서 미국 매사추세츠공과대(MIT), 텍사스주립대, 한국 광주과학기술원(GIST), 서울대, 부산대 공동 연구팀은 물 속과 물 밖에서 모두 이미지 왜곡 없이 360도 전방위로 사진과 영상 촬영이 가능한 초소형 수륙양용 카메라를 개발했다. 이 기술을 자율주행차에 활용하면 장대비가 내리는 악천후를 비롯한 여러 돌발 상황에서도 기민하게 대처할 수 있게 된다. 이번 연구 결과는 전기전자공학 분야 국제학술지 ‘네이처 일렉트로닉스’ 7월 12일자에 실렸다. 일반적으로 카메라 렌즈는 곡면으로 돼 있어 광(光) 굴절 현상이 나타난다. 광 굴절은 렌즈의 곡면 때문에 빛의 경로가 바뀌어 외부 물체 형태가 이미지 센서에 맺히는 위치가 바뀌는 것을 것을 말한다. 이 때문에 물 속과 물 밖에서 모두 사용할 수 있는 카메라를 만들기가 쉽지 않다. 또 광각 카메라는 이미지 센서에 최대한 넓은 범위의 피사체 상이 맺히도록 하기 위해 렌즈 표면 곡률이 큰 고굴절 렌즈를 쓴다. 이 때문에 실제 형태와는 다른 왜곡된 이미지가 만들어지는 경우가 많다. 연구팀은 농게의 겹눈 구조에 착안했다. 농게는 물 속과 물 밖 환경이 수시로 바뀌는 지역에서 주로 서식하기 때문에 이 두 환경 모두에서 제대로 된 시야 확보가 필요하다. 이 때문에 농게 눈 표면이 편평하고 그 아래쪽에 굴절률이 점진적으로 변하는 형태로 돼 있다. 연구팀은 이를 위해 편평형 마이크로렌즈를 이미지 센서와 결합해 1개의 마이크로렌즈와 1개의 포토다이오드로 구성된 광학시스템 약 200개를 지름 2㎝ 정도의 구형 구조물 안에 넣은 광각 카메라를 개발했다. 또 편평형 마이크로렌즈의 약점인 낮은 굴절력을 높이고 수차 보정을 위해 굴절률이 연속적으로 변하는 4개의 렌즈로 구성된 구배형 마이크로렌지를 만들어 장착했다. 이를 통해 외부 환경과 무관하게 물 속, 물 밖 영상 화질이 동일하고 기존 광각 카메라보다 이미지 왜곡이 덜하는 렌즈를 제작하는데 성공했다.연구를 이끈 송영민 GIST 전기전자컴퓨터공학부 교수는 “이번에 개발한 수륙양용 전천후 초소형 카메라는 마이크로렌즈와 포토다이오드를 공 모양 디바이스에 모아 만든 것으로 실제 영상 테스트에서도 성공했다는 점에 의미가 크다”며 “마이크로렌즈 크기와 렌즈 정렬 한계를 개선하면 보다 높은 해상도와 성능을 가진 360도 카메라를 만들어 자율주행차에도 적용할 수 있다”고 설명했다.