케일린 교수, 다음달 7~8일 대한종양내과학회 추계학술대회로 방한 　2019년 노벨 생리의학상은 삶의 기본적 기능인 호흡의 복잡성을 연구한 미국과 영국 과학자에게 돌아갔다. 　스웨덴 카롤린스카연구소 노벨위원회는 7일(현지시간) 올해 노벨 생리의학상 수상자로 윌리엄 케일린 주니어(62) 미국 하버드대 의대 하워드 휴즈연구소 교수와 영국 옥스포드대 프랜시스 클릭연구소 교수인 피터 랫클리프(65) 경, 미국 존스홉킨스대 세포공학연구소 그레그 세멘자(63) 교수가 선정됐다고 밝혔다. 노벨위원회는 “이들 3명의 과학자는 인체 세포가 어떻게 산소가 필요한지 감지하고 적응하는지에 대한 호흡 메커니즘을 연구함으로써 인류와 암과의 싸움에 새로운 이정표를 세웠다”고 평가했다. 　특히 이번에 노벨상을 수상한 3명의 연구자들은 2016년에 ‘미국의 노벨상’으로 알려진 래스커상 기초의학부문에서 공동 수상한 바 있다. 이로써 래스커상은 지금까지 300여명에 이르는 수상자 중 90명이 노벨생리의학상 수상자로 선정되면서 명실공히 ‘예비 노벨생리의학상’이라는 명성을 다시 한 번 확인하게 됐다. 일반적으로 래스커상 수상자는 평균 5~10년에 노벨상을 수상하는 것으로 알려져 있는데 이들은 래스커상 수상 3년만에 노벨상을 거머쥐게 됐다. 　산소는 지구 대기의 약 5분의 1을 차지하는 기체이지만 사람을 비롯한 동물에게는 대사작용, 운동, 배아발달, 면역반응, 고도적응, 호흡에 관여하는 한편 빈혈, 암, 뇌졸중, 감염, 부상회복, 심근경색 등 질병의 진행과도 밀접한 관련을 갖고 있는 것으로 알려져 있다.　이번 수상자들은 겉으로 보기에 간단해 보이지만 생명체에게서 중요한 기능인 호흡의 복잡성과 메커니즘 연구를 통해 ‘HIF-1α’이란 유전자가 저산소환경에 적응할 수 있도록 도울 수 있다는 사실을 밝혀냈다. 특히 이들은 HIF-1α을 변형시켜 빈혈과 산소공급 조절을 통해 암을 치료하는 방법을 연구했다. HIF-1α 유전자는 인체가 산소부족에 반응하는 과정을 지휘하는 한편 세포가 분열할 것인지, 이웃 세포들에게 어떻게 영향을 미칠 것인지를 결정하는데도 영향을 미친다. 이 때문에 HIF-1α의 양을 증감시킴에 따라 빈혈세포에 좀 더 많은 산소를 공급하거나 암세포에 산소공급을 차단해 증식을 억제시킬 수 있다는 설명이다. 　이대호 서울아산병원 종양내과 교수는 “종양은 크기가 점점 커지면서 저산소증에 빠지게 되는데 이번 수상자들은 저산소 상태에 빠진 암세포가 어떻게 반응하는지를 규명해 냄으로써 저산소증에 빠진 상태에서는 항암제가 잘 듣지 않는다는 연구방향을 제시했다”라고 말했다. 이 교수는 “항암치료나 방사선 치료를 할 때 왜 효과가 나타나지 않는지를 바탕으로 앞으로 어떻게 개선하고 치료효과를 높이기 위한 큰 방향의 해답을 제시했다고 할 수 있다”라고 말했다. 　이번에 수상한 케일린 교수는 다음달 7~8일 대한종양내과학회의 추계 학술대회 연사로 참석할 것으로 알려졌다. 　이번 생리의학상 수상자들에게는 상금 900만 스웨덴크로나(10억 9791만원)가 주어지는데 각각 300만 스웨덴크로나 씩을 나눠 갖게된다.　노벨위원회는 8일 물리학상, 9일 화학상, 10일 문학상, 11일 평화상, 14일 경제학상 수상자를 차례로 발표한다. 10일 발표 예정인 문학상은 지난해 성추문 사건으로 열리지 못해 2018년 수상자를 포함해 2명의 수상자가 발표될 예정이다. 시상식은 노벨상을 만든 알프레드 노벨 기일인 12월 10일 스웨덴 스톡홀름에서 개최되며 평화상만 노르웨이 오슬로에서 열린다. 　유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

노벨상의 계절이다. 노벨위원회는 오는 7일부터 생리의학상, 물리학상, 화학상, 문학상, 평화상, 경제학상 등 6개 부문 수상자를 발표한다. 각 분야에서 누가 상을 받을지 관심이 쏠리지만, 그중에서도 인류 평화에 기여한 사람에게 수여하는 평화상에 대한 대중의 호기심이 가장 크다. 올해 노벨평화상(11일 발표)에 각별히 주목할 이유가 있다. 스웨덴의 16세 환경운동가 그레타 툰베리가 역대 최연소 후보에 올랐기 때문이다. 그가 수상한다면 2014년 17세의 나이로 평화상을 받은 파키스탄 인권운동가 말랄라 유사프자이의 기록을 경신한다. 전 세계 청소년 환경운동의 아이콘이 된 툰베리는 지난해 여름까지만 해도 무명의 학생이었다. 그런데 어떻게 불과 1년 만에 노벨평화상 후보에 오를 수 있었을까. 시작은 2018년 8월 20일 스웨덴 국회의사당 앞 1인 시위였다. 3주간은 매일, 이후엔 금요일마다 등교를 거부한 채 ‘기후를 위한 학교 파업’ 피켓을 들고 정치권에 기후변화 대책을 촉구했다. 툰베리의 결석시위는 ‘미래를 위한 금요일’이라는 이름으로 10대 학생들 사이에 급속도로 번졌다. 말로는 지속가능한 미래를 후대에 물려줘야 한다면서도 온실가스 배출로 인한 지구온난화 등 기후변화에 적극적으로 대응하지 않는 기성세대에 실망과 분노를 느낀 전 세계 수백만명의 청소년들이 국경과 대륙을 넘어 거리로 쏟아져 나왔다. 툰베리는 지난해 12월 유엔 기후변화협약 당사국총회에 참석한 데 이어 올 1월 다보스포럼, 2월 유럽연합 연설을 통해 각국 정부에 기후변화 대비를 촉구했다. “지도자들이 희망에 차 있기를 바라지 않는다. 당장 행동하길 바란다”는 툰베리의 명쾌하고 단호한 주장은 큰 울림을 줬다. 툰베리 연설의 백미는 지난달 23일 뉴욕 유엔본부에서 개최된 기후행동 정상회의에서다. “여러분은 헛된 말로 저의 꿈과 어린 시절을 빼앗았다. 대멸종의 시작점에 와 있는데도 여러분은 돈과 끝없는 경제성장 신화 얘기만 한다. 도대체 어떻게 그럴 수 있나. 여러분이 우리를 실망시키길 선택한다면 결코 용서하지 않을 것이다. 여러분이 좋아하든 아니든 변화는 오고 있다.” 최근 번역 출간된 ‘그레타 툰베리의 금요일’에는 툰베리가 어떻게 기후변화에 관심을 갖게 됐는지 잘 기록돼 있다. 여덟살 때 학교 수업 시간에 해양 오염을 다룬 영상을 보고 큰 충격을 받은 툰베리는 스스로 각종 자료를 찾아서 기후변화 문제를 공부했다. 탄소배출을 줄이는 삶의 방식도 적극적으로 실천했다. 온 가족이 채식주의자가 됐고, 비행기 여행을 포기했다. 그러다 지난여름 스웨덴에 기록적인 폭염과 대규모 산불이 겹치자 세상 밖으로 나와 행동하기로 결심했다. 과학자들이 지구온난화의 위험성에 대한 경보음을 울린 지 벌써 40년이 됐다. 1992년 ‘기후변화에 관한 유엔기본협약’을 시작으로 각 나라의 정치인과 전문가들이 온실가스 감축에 머리를 맞대 왔지만 전망은 암울하다. 정부간기후협의체(IPCC)는 현재 속도로 온난화 추세가 지속되면 20~30년 사이에 지구온도 상승 마지노선인 1.5도가 무너진다고 내다봤다. 앞으로 2100년까지 1.5도를 유지하려면 2030년 이내에 온실가스 배출을 45% 줄이고, 2050년에는 0%를 달성해야 한다. 이번 기후행동 정상회의에서 한국과 프랑스, 독일 등 60개 나라의 정상들이 탄소배출량을 줄이기 위한 계획을 앞다퉈 발표했지만 낙관은 성급하다. 온실가스 배출 대국인 미국과 중국이 꿈쩍하지 않는다면 목표량 달성은 요원하다. 미국은 “기후변화는 사기”를 주장하던 도널드 트럼프 대통령이 취임한 뒤 보란 듯이 파리기후협약에서 탈퇴했다. 중국도 온실가스 감축을 내세우고 있지만, 석탄화력발전소를 새로 짓고 있다. 해수면 상승, 폭염과 태풍 등 기상이변, 생태계 파괴 등 기후 위기가 이미 눈앞에 닥쳤는데도 한가하기 짝이 없다. 유엔 기후행동 정상회의에 맞춰 지난달 20~27일 세계 각국에서 진행된 기후시위를 주도한 세력은 10대 청소년이었다. 우리나라에서도 지난 금요일 500여명의 청소년이 광화문에 모여 피켓 시위를 했다. 이른바 ‘툰베리 세대’의 출현이라고 해도 과언이 아니다. 기후변화 문제를 어른들이 아닌 자신들의 문제로 여기는 세대다. 이들은 말한다. “당장 내일 우리 집에 불이 날 수 있다. 더는 기다릴 시간이 없다”고. 다가올 미래의 주인인 그들의 외침을 언제까지 외면할 건가. coral@seoul.co.kr

역대 수상자 607명 중 미국인 267명 2차대전 이후 유대인·獨 과학자 흡수 수상주제 ‘융합화’ 현상도 관전 포인트국제적인 상을 받은 사람들이나 상을 주는 기관들이 흔히 ‘○○계의 노벨상’이라고 자화자찬하는 모습을 볼 수 있다. 노벨상은 스웨덴의 발명가 알프레드 노벨의 유언에 따라 1901년부터 ‘매해 인류에게 가장 큰 공헌을 한 사람’에게 수여하는 세계에서 가장 권위를 인정받고 있는 상이며 대중들에게 잘 알려져 있다. 자신들의 상도 노벨상처럼 해당 분야에서 권위 있는 상이라는 것을 알리기 위한 것이다. 오는 10월 7일 노벨생리학상을 시작으로 119회 노벨상 수상자들이 속속 발표된다. 세계인의 시선이 스웨덴 카롤린스카연구소(생리의학상)와 왕립과학원(물리학상·화학상)으로 쏠리는 가운데 과학계는 여성 과학자와 미국 이외 국가의 과학자 중에서 수상자가 나올지 주목하고 있다.지난해까지 노벨과학상 수상자는 607명으로 생리의학상은 216명, 물리학상은 210명, 화학상은 181명이 수상했다. 국가별 수상자 숫자를 보면 미국이 267명으로 2위인 영국(88명), 3위인 독일(70명)의 3~4배에 달한다. 노벨과학상 전체 수상자 중 미국인이 차지하는 비율은 43%에 이른다. 제2차 세계대전 이전까지는 노벨상은 영국, 독일, 프랑스 같은 유럽 국가들의 독무대처럼 여겨졌지만 전후 미국이 경제, 산업 분야에서 최강대국으로 부상하는 동시에 전쟁 전후로 유대인과 독일 출신 과학자를 대거 흡수하면서 기초과학 분야에서도 독주를 하고 있는 상황이다. 실제로 2017년의 경우 노벨과학상 3개 분야 9명의 수상자 중 6명이 미국 국적이었으며 생리의학상과 물리학상은 미국 과학자들이 싹쓸이했다. 또 민족 단위로 구분하자면 유대인이 전체 노벨과학상 수상자의 20%를 훌쩍 넘고 있으며 거의 매년 1~2명의 과학상 수상자를 배출하고 있다. 아시아권에서는 일본이 물리학상 11명, 화학상 7명, 생리의학상 5명 등 총 23명의 수상자를 배출했고 중국이 3명(물리학 2명·생리의학 1명), 인도 2명(물리학·화학 각 1명), 파키스탄 1명(물리학), 터키 1명(화학)의 수상자를 냈다. 최근 여성 과학자들이 다양한 분야에서 놀라운 성과를 보여 주고 있지만 노벨과학상은 여성에게 인색한 편이다. 노벨과학상 수상자 전체 607명 중 587명(97%)이 남성이라는 사실만 봐도 그렇다. 생리의학상 분야에서 수상한 여성 과학자는 12명이지만 다른 분야에서 수상한 여성 과학자의 숫자는 다섯 손가락으로 꼽을 정도이다. 특히 물리학상 분야는 207명의 수상자 중 여성 과학자는 단 3명에 불과하다. 지난해 수상자로 선정된 도나 스트리클런드 캐나다 워털루대 교수가 1963년 미국 마리아 괴퍼트 메이어 교수 이후 55년 만의 여성 수상이었다. 지난해는 프랜시스 아널드 캘리포니아공과대(칼텍) 교수가 역대 다섯 번째 노벨화학상 수상자로 선정되면서 2018년 노벨과학상 수상자 8명 중 2명이 여성 과학자로 채워져 눈길을 끌기도 했다.전문가들은 2000년대 이전까지 여성 과학자 수상자는 11명에 불과했지만 2000년 이후 9명의 여성 수상자가 나온 것을 비춰 볼 때 앞으로 여성 수상자들은 더 늘어날 것으로 예상하고 있다. 노벨과학상 관전 포인트 중 또 하나는 수상 주제의 ‘융합화’ 현상이다. 특히 생리의학상과 화학상 분야는 ‘과연 생리의학상(또는 화학상) 주제가 맞나’라고 할 정도로 두 분야가 융합되는 분위기이다. 생리의학 분야는 20세기 초반까지만 해도 면역학, 병리학 중심이었고 화학 분야는 유기화학, 물리화학 중심으로 일반인이 보더라도 의학, 화학 분야를 명확하게 인식할 수 있었다. 그러나 20세기 후반에 들면서 분자생물학과 생리의학, 생화학 등이 융합된 주제들이 상을 받고 있는 추세이다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

인류가 지구상에 나타난 이래 가졌던 의문의 하나는 밤하늘의 별이 무엇으로 저렇게 반짝이는가 하는 물음이었을 것이다. 무수한 별들 중에서도 평범한 별의 하나인 태양이 무엇으로 저렇게 뜨거운 에너지를 뿜어내고 있는가 하는 문제는 19세기가 다 지나도록 전혀 풀릴 기미를 보이지 않았다. 심지어 어떤 과학자는 태양이 엄청난 석탄을 태우기 때문이라는 웃지 못할 가설을 내놓기도 했다. 별이 반짝이는 이유를 인류가 최초로 알아낸 것은 20세기 중반에 이르러서였다. 2차대전 발발 직전인 1938년, 미국 코넬 대학 물리학자인 한스 베테에 의해 비로소 인류는 별이 빛나는 이유를 알아내기에 이르렀다. 반짝이는 별들은 그 중심에서 4개의 수소가 융합하여 한 개의 헬륨이 되는 과정을 통해 엄청난 에너지를 생성한다는 사실이 알려졌던 것이다. 말하자면 별은 우주의 핵발전소였던 것이다. 인류가 수만 년 동안 궁금해하던 별이 빛나는 이유를 밝혀낸 데에는 재미있는 일화가 있다. 32살의 노총각 교수 베테가 이 사실을 논문으로 발표하기 하루 전, 여친과 바닷가에서 데이트를 즐겼는데, 그녀가 서녘 하늘을 가리키며 말했다. “어머, 저 별 좀 보세요. 오늘 밤 별이 참 예쁘네요.” 사랑에 빠진 사람에게 뭔들 예쁘게 보이지 않을까만, 그녀가 가리킨 별이 특히 예뻤던 모양이다. 베테는 으시대면서 이렇게 말했다. “흠, 그런데 저 별이 빛나는 이유를 아는 사람은 이 세상에서 나밖에 없답니다.” 그리하여 여자는 별이 빛나는 이유를 안 두 번째 사람이 되었고, ‘별이 빛나는 이유’를 아는 유일한 남자였던 베테는 그로부터 29년 뒤인 1967년 별의 에너지원에 관한 연구로 노벨 물리학상도 거머쥐는 행운을 쥐게 되었다. 노벨상 선정위원회의 선정 이유는 다음과 같다. “항성 에너지의 근원에 대한 교수님의 해법은 우리 시대 기초물리학의 가장 중요한 응용 가운데 하나로서 우리를 둘러싼 우주에 대한 이해를 더욱 깊게 해주었습니다.” 원래 독일 태생인 베테의 아버지는 프러시아 인 개신교 신자로, 생리학 교수였고, 어머니가 유대인이었다. 뮌헨 대학에서 물리학 박사 학위를 받고 잠시 대학에서 교편을 잡았던 베테는 1933년 나치가 정권을 잡자 어머니가 유대인이라는 이유로 대학에서 쫓겨났다. 그후 영국을 거쳐 미국으로 망명한 베테는 1935년 코넬 대학에 둥지를 튼 후 정년까지 그곳을 떠나지 않고 연구를 계속했다. 그 무렵 베테는 당시까지 알려진 원자핵 물리학에 관한 이론 및 실험의 내용을 집대성하여 ’현대물리학 리뷰‘ 지에 세 차례에 걸쳐 발표했다. 이 리뷰 논문은 모든 원자핵 물리학을 공부하는 학도들의 교과서가 되어 원자핵 물리학에 대한 '베테의 성경'(Bethe‘s Bible)이라는 별명을 얻을 정도로 높은 평가를 받았다. 2차대전이 발발하자 미 국방부는 원자탄 제조를 위한 맨해튼 프로젝트를 가동했고, 베테는 이론 부분 감독직을 맡게 되었다. 베테는 뉴멕시코주 로스 알라모스 비밀 연구소에서 리처드 파인만과 함께 원자폭탄의 효율을 계산하는 ‘베테-파인만 방정식’을 만들었고, 그것은 1945년 뉴멕시코주 실험장에서 폭발 실험에서 계산의 정확성이 입증되었다. 그러나 베테는 종전 후 반핵운동 진영에 서서 세계평화를 위해 헌신했다.스키나 등산을 좋아한 베테는 로스 알라모스 시절에도 휴일이면 자주 동료 물리학자들과 함께 어울려 주변의 산을 등산했다. 머리를 짧게 깎고 다녔으므로 강한 인상을 풍겼으나, 말씨는 부드러웠고 항상 웃음을 잃지 않는 온화한 인물이었다. 열자리 이상의 숫자 곱하기, 나누기 암산에도 능해 가끔 파인만과 암산 배틀을 벌이기도 했는데, 서너 번 중 한 차례 파인만에게 지는 정도였고, 그러면 젊은 파인만에게 대견하다는 듯 빙긋 미소를 지어 보이기도 했다. 또 그는 생전 알프스와 로키 등 세계의 유명 산을 거의 다 올랐다고 한다. 별은 무엇으로 빛나는가? 수만 년의 인류 궁금증을 풀어준 이분, 2005년에 돌아가셨다. 백 살에서 한 살 빠지는 99살까지 사시고. 주변 사람들 얘기론 생전에 꼭 세인트, 성자의 풍모를 풍겼다고 한다. 마지막으로 여담 하나. 베테가 임종할 때 그의 옆을 부인이 지켰다는데, 과연 그녀가 1938년 바닷가에서 베테로부터 별이 반짝이는 이유를 들었던 그 처녀가 맞을까? 필자도 몰랐지만 나중에 어느 책에서 그녀가 맞다는 사실을 확인했다. 그녀는 튜빙겐 대학의 교수의 딸인 로즈 에발트라는 처녀로, 두 사람은 이듬해인 1939년 결혼식을 올렸다. 그러니까 베테 부부는 무려 66년이나 해로한 셈이다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

가을이 깊어지면 전 세계인의 이목이 북유럽 국가인 스웨덴과 노르웨이로 쏠린다. 매년 10월 초 노벨상 수상자가 발표되기 때문이다. 올해는 오는 10월 7일 생리의학상을 시작으로 8일 물리학상, 9일 화학상 수상자가 발표된다. 노벨상 수상자 발표 한 달 전부터 ‘예비 노벨 생리의학상’이라고 불리는 래스커상, 독특한 기초과학 연구성과에 상을 주는 황금거위상, 그리고 노벨상을 패러디해 기발하면서 황당한 연구에 시상하는 이그노벨상 수상자까지 발표되면서 분위기는 한껏 고조된다.●황금거위상 5명 선정… 고인된 과학자도 시상 올해로 8회를 맞은 황금거위상 수상자가 지난 9일 가장 먼저 발표됐다. 올해는 5명의 수상자가 선정됐는데 고인에게는 시상을 하지 않는 노벨상과 달리 세상을 떠난 과학자도 2명이나 포함돼 있다. 황금거위상은 2012년 미국 민주당 소속 짐 쿠퍼 테네시 하원의원이 미국과학진흥회(AAAS)와 함께 기초과학의 중요성을 알리기 위해 만든 것으로 연구의 시작은 허황돼 보이지만 결과적으로 인류에게 큰 기여를 한 연구를 선정해 시상한다. 데이비드 사처 미국 마운트시나이의대 교수는 1965년 방글라데시에서 수인성 전염병인 콜레라를 연구하던 중 개구리 피부를 이용해 콜레라 환자의 장 변화를 관찰하는 실험을 했다. 사처 교수의 연구는 콜레라 치료후보물질 실험과 임상시험에 널리 활용되면서 콜레라 치료제 개발을 이끌어 내 약 5000만명의 생명을 구했다는 평가를 받았다. 고 프레드릭 방 존스홉킨스대 의대 교수와 잭 레빈 캘리포니아 샌프란시스코대(UCSF) 약학과 교수는 푸른색을 띠는 투구게의 혈액을 이용해 세균감염을 감지해 낼 수 있는 방법을 찾아낸 공로를 인정받았다. 연구진은 투구게의 혈액을 활용해 세균감염을 감지하는 엔도톡신 시험법(LAL)을 개발해 이전까지는 이틀 이상 걸리던 감염검사 시간을 45분으로 단축시켰다. 노엘 로즈, 고 어니스트 위트브스키 존스홉킨스대 의대 교수는 류머티즘, 크론병 등이 자가면역질환 때문이라는 사실을 처음 밝혀낸 공로로 수상자로 선정됐다.●저개발국 백신 기금 모은 NGO에 래스커상 1946년부터 의학 분야에서 새로운 발견을 했거나 질병의 치료법이나 예방법을 개발한 이들에게 시상하는 래스커상은 ‘미국의 노벨상’, ‘예비 노벨생리의학상’이라고 불린다. 지난 11일 앨버트앤메리래스커 재단은 기초의학 부문에 자크 밀러 호주 월터앤앨리자홀 의학연구소 명예교수, 맥스 쿠퍼 미국 에모리대 의대 교수, 임상의학 부문에서는 마이클 셰퍼드 리셉터 바이오로직스 CSO(최고과학책임자), 데니스 슬라몬 미국 캘리포니아 로스앤젤레스대(UCLA) 교수, 악셀 울리히 독일 막스플랑크 생화학연구소 분자생물학연구단장을 선정했다. 또 공중보건 분야에서는 저개발국가에 대한 백신 지원비용 기금을 모으는 비정부기구인 세계백신면역연합이 수상했다. 기초의학 부문 수상자인 맥스 쿠퍼, 자크 밀러 교수는 특정 병원체와 암세포를 인식해 공격하는 면역세포인 B세포와 T세포를 발견한 공로를 인정받았다. 이들은 B면역세포가 사람을 포함한 포유류의 경우 골수에서 만들어진다는 것도 처음으로 알아냈다. 임상의학 부문 수상자들은 항체가 특정 암세포를 표적으로 삼아 공격할 수 있다는 사실을 바탕으로 암 유발 단백질 중 하나인 ‘HER2’를 차단하는 단일클론항체 약물인 ‘허셉틴’을 개발했다. 허셉틴은 현재 유방암 표적항암치료제로 가장 널리 사용되고 있다. ●네모난 똥 싸는 웜뱃의 장 … 이그노벨 2회 수상 ‘이런 연구가 있다고?’란 말이 저절로 튀어나올 정도로 황당하지만 기발한 연구를 한 사람들에게 시상하는 ‘이그노벨상’의 29회 시상식은 올해도 어김없이 미국 하버드대 샌더스 극장에서 지난 12일 열렸다. 가장 주목받은 연구 중 하나는 일본 홋카이도대 보건대 연구진이 2000년 의학분야 국제학술지 ‘아카이브 오브 오럴 바이올로지’에 발표한 것으로 5살 아이가 하루에 흘리는 침의 양이 0.5ℓ나 된다는 내용이다. 15명의 5세 남녀 어린이를 48시간 동안 아다니면서 침을 받아 분석한 연구진은 ‘이그노벨 화학상’을 수상했다.또 모든 포유류는 크기에 상관없이 평균 21초 이내에 방광을 비운다는 연구로 2015년 이그노벨물리학상을 수상한 데이비드 후 미국 조지아텍 기계공학부 교수와 퍼트리샤 양 박사는 설치류인 웜뱃이 네모난 똥을 싸는 이유가 장의 유연성 때문이라는 사실을 밝혀내고 지난해 ‘전미유체역학 콘퍼런스’에서 발표해 올해도 이그노벨 물리학상 수상자로 선정되는 진기록을 세우기도 했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

올해 노벨상 수상자가 다음달 7일부터 14일까지 발표될 예정이다. 14일 노벨위원회 공식 홈페이지에 따르면 7일 생리의학상을 시작으로 8일 물리학상, 9일 화학상 등 과학 분야 노벨상 수상자를 차례로 발표한다. 이어서 10일 문학상과 11일 평화상, 14일 경제학상 수상자가 공개될 것으로 보인다. 세계에서 가장 권위 있는 상으로 꼽히는 노벨상은 ‘인류에 가장 큰 공헌을 한 사람에게 재산을 상금으로 준다’는 알프레드 노벨의 유언을 토대로 제정됐다. 1901년부터 수여되기 시작해 과학 분야에서는 지난해까지 118년 동안 생리의학·물리·화학 등 607명의 수상자가 나왔다. 이가운데 생리의학상 수상자가 216명으로 가장 많다. 물리학상 수상자는 210명, 화학상 수상자는 181명이다. 한편 가장 대중적인 관심이 쏠리는 문학상에선 2018년과 2019년 수상자를 동시에 발표한다. 문학상은 지난해 성 추문과 내분 등으로 수상자를 선정하지 않았었다. ㅣ 한국에서 노벨상 수상자는 평화상의 김대중 전 대통령을 빼놓곤 전무하다. 김성호 기자 kimus@seoul.co.kr

세계에 대한 궁금증으로 여러 학문들이 만들어진 이후 지금까지 이어지고 있는 선입견이 있습니다. 바로 여자는 남자보다 과학과 수학에 약하다는 생각입니다. 경제협력개발기구(OECD)는 학업성취도에 대한 국제비교를 위해 회원국을 포함한 전 세계 80여개 국가들을 대상으로 3년 주기로 국제학업성취도평가(PISA)라는 시험을 실시합니다. 만 15세 학생들의 읽기, 수학, 과학 세 개 분야에 대한 성취 수준을 평가하는 것이지요. PISA 결과를 보면 많은 나라들에서 읽기는 여학생이 강세를 보이지만 수학, 과학 분야 성적은 남학생들이 여학생들보다 높게 나오고 있는 것이 사실입니다. 매년 10월 전 세계 이목이 집중되는 노벨과학상 118년간 수상자 통계를 볼까요. 노벨생리의학상은 남성 202명, 여성 12명, 노벨화학상은 남성 175명, 여성 5명, 노벨물리학상은 남성 207명, 여성 3명으로 남성에게 쏠림 현상이 나타나고 있습니다. 수학계의 노벨상이라고 부르는 필즈상도 2014년에 처음으로 여성 수상자를 배출했지요. 이런 사실들을 보면 정말 ‘여자는 수학, 과학에 약한가 봐’라고 생각하게 됩니다. 또 다른 한편에서는 성 평등이 잘 이뤄진 국가일수록 남녀 간 수학, 과학 성적 격차가 적다는 연구결과가 나온 적도 있습니다. 당시 연구팀은 PISA 결과와 세계경제포럼에서 만든 ‘국가별 성 격차지수’를 비교분석한 결과 남녀 평등 분위기가 강한 북유럽 국가들에서는 여학생의 수학 성적이 더 높다는 결과를 내놨습니다. 이런 상반된 데이터들 때문에 과학, 수학 분야에서 남녀 간 차이가 생물학적 요인 때문인지, 문화적 요인 때문인지를 두고 전문가들 사이에서도 논란이 끊이지 않고 있습니다. 그런데 스페인 발레아레스제도대 경제경영학과, 네덜란드 에라스무스 로테르담대 경제학부의 교육경제학자, 수학자로 구성된 공동연구팀은 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 4일자에 이와 관련해 재미있는 연구결과를 발표했습니다. 연구팀은 우선 2006, 2009, 2012, 2015년에 74개국을 대상으로 실시된 PISA 성적을 분석했습니다. 실제로 읽기 부분에서는 여학생이 남학생들보다 더 높은 점수를 받았지만 수학, 과학 시험에서는 남학생의 성적이 더 높은 것으로 확인됐습니다. 여기까지는 이전 연구결과들과 크게 다르지 않습니다. 연구팀은 한 발 더 나가 PISA 시혐에 응시한 국가들의 남녀 학생들에게 지문의 길이가 다른 441개 문항의 수학 문제를 2시간 동안 풀도록 했습니다. 441개 문제를 모두 푸는 것이 아니라 2시간을 주고 최대한 풀 수 있는 만큼 풀어 보라고 하고 채점을 한 것입니다. 그 결과 놀라운 사실이 발견됐습니다. 시험 시간이 과목별로 60분인 PISA보다 시험 시간이 더 길어지면서 남학생과 여학생의 수학 성적 격차가 거의 없거나 많은 국가들에서 오히려 여학생들의 성적이 더 잘 나온 것입니다. 수학뿐만 아니라 과학 시험에서도 마찬가지였다고 합니다. 실제 수학과 과학 분야에서 세계적인 성과를 낸 연구자들은 주어진 문제를 얼마나 빨리 푸는가보다는 하나의 문제에 오랫동안 매달려 숨겨진 의미를 찾아내는가가 중요하다고 이야기합니다. 시험이라는 특정 조건에서 도출된 결과만으로 만들어진 선입견이 우수한 능력을 가진 여학생들을 과학기술과 수학 분야에서 멀어지게 했던 것이 아닐까 하는 생각이 문득 듭니다. 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

1900년, 영국의 물리학자 켈빈 경은 물리학의 미래에 대해 이렇게 선언했다. “앞으로 물리학에서 더 발견될 새로운 것은 없으며, 남아 있는 것이라고는 더 정확한 측정일 뿐이다.” 그러나 이 예측은 몇 년도 가지 않아 보기 좋게 깨졌다. 1905년, 스위스 특허청 직원인 26살의 새파란 젊은이 알버트 아인슈타인이 광속도 불변의 법칙을 내세운 특수 상대성 이론을 발표해, 시간과 공간에 대한 기존의 개념을 혁명적으로 바꿔버린 것이다. 그뿐 아니었다. 1916년에는 물체의 질량이 시공간을 휘게 만든다는 일반 상대성 이론이 역시 아인슈타인에 의해 발표되었으며, 곧이어 양자역학이 나타나 물리학 지형을 대대적으로 개편하기에 이른 것이다. 과연 물리학의 끝은 어디일까? 이것은 우주의 신비가 남김없이 다 풀릴 수 있을 것인가라는 질문과 등가이다. 오늘날 어떤 물리학자도 인류의 지식이 완성에 가깝다고 주장하지 않는다. 우주란 하나의 신비가 풀리면 열 개의 다른 신비가 튀어나오는 프랙탈 같은 속성을 가지고 있기 때문이다. 현존 우주의 신비 중 최대의 것을 들라면, 단연 암흑물질과 암흑 에너지일 것이다. 어쩌면 이 미스터리들은 영원히 풀리지 않을지도 모르지만, 수많은 과학자들이 맹렬하게 그 답을 추구하고 있는 중이다. 비록 그 해답은 모르더라도, 우리가 무엇을 모르고 있는지 알아보는 것도 충분히 가치있는 일이기 때문이다. ​암흑 에너지란 무엇인가? 천체 물리학자들이 아무리 숫자를 이리저리 꿰어맞추더라도 그 계산서는 우주를 제대로 설명하지 못하고 있다. 무엇보다 우주가 담고 있는 물질의 질량을 가진 중력은 우주의 ‘천’이랄 수 있는 시공간을 안쪽으로 잡아당기고 있다고 보아야 한다. 그렇다면 우주는 마땅히 쪼그라들어야 함에도 불구하고 현실은 그 반대이다. 더욱 빠른 속도로 팽창을 거듭하고 있는 것이다. 그렇다면 무엇이 우주를 이처럼 팽창시키고 있는 걸까? 도대체 어떤 힘이 우주를 잡아늘이고 있다는 말인가? 물리학자들이 내놓은 답은 중력에 반하는 척력이 시공간을 밀어내어 우주를 팽창시키고 있으며, 그들은 그 정체 모를 힘에 ‘암흑 에너지’라는 이름을 붙여주었다. 1998년, 1a형 초신성을 이용하여 우주의 팽창속도 변화를 연구하던 관측결과에 의하면 우주의 팽창속도는 느려지는 것이 아니라 빨라지고 있음이 밝혀졌다. 그들이 얻은 결과에 의하면 오늘날 우주는 70억 년 전 우주에 비해 15%나 빨라진 속도로 팽창하고 있다. 이 놀라운 사실을 알아낸 과학자들에게는 2011년 노벨 물리학상이 주어졌다. 가장 널리 받아들여지는 암흑 에너지의 모델은 공간 자체가 갖고 있는 어떤 고유의 힘으로 파악된다. 따라서 우주가 팽창하면 그만큼 더 많은 암흑 에너지가 생산되는데, 놀랍게도 우주의 총 에너지-물질의 양 중 73%나 차지하고 있는 것으로 밝혀졌다. 이 암흑 에너지로 인해 우리는 우주공간이 말 그대로 텅 빈 공간만은 아님을 알게 되었다. 입자와 반입자가 끊임없이 생겨나고 스러지는 역동적인 공간으로, 이것이야말로 우주공간의 본원적 성질임을 어렴풋이 인식하게 된 것이다.암흑물질이란 무엇인가? 1933년 우주론 역사상 가장 기이한 내용을 담고 있는 주장이 발표되었다. 내용인즉슨, “정체불명의 물질이 우주의 대부분을 구성하고 있다!”는 것으로, 우주 안에는 우리 눈에 보이는 물질보다 몇 배나 더 많은 암흑물질이 존재한다는 주장이었다. 암흑물질의 존재를 인류에게 최초로 고한 사람은 스위스 출신 물리학자인 칼텍 교수 프리츠 츠비키(1898~1974)였다. 츠비키는 머리털자리 은하단에 있는 은하들의 운동을 관측하던 중, 그 은하들이 뉴턴의 중력법칙에 따르지 않고 예상보다 매우 빠른 속도로 움직이고 있다는 놀라운 사실을 발견했다. 그는 은하단 중심 둘레를 공전하는 은하들의 속도가 너무 빨라, 눈에 보이는 머리털 은하단 질량의 중력만으로는 이 은하들의 운동을 붙잡아둘 수 없다고 생각했다. 이런 속도라면 은하들은 대거 튕겨나가고 은하단은 해체돼야 했다. 여기서 츠비키는 하나의 결론에 도달했다. 개별 은하들의 빠른 운동속도에도 불구하고 머리털자리 은하단이 해체되지 않고 현상태를 유지한다는 것은 우리 눈에 보이지 않는 암흑물질이 이 은하단을 가득 채우고 있음이 틀림없다. 머리털자리 은하단이 현상태를 유지하려면 암흑물질의 양이 보이는 물질량보다 7배나 많아야 한다는 계산도 나왔다. 그러나 이 같은 주장은 워낙 파격적이라 학계에서 간단히 무시되었다. 그로부터 80여 년이 지난 현재, 전세는 대반전되었다. 암흑물질이 우리 우주의 운명을 결정할 거라는 데 반기를 드는 학자들은 거의 사라지고 말았다. 문제는 암흑물질이 과연 무엇으로 이루어져 있는가 하는 점이다. 이것만 안다면 다음 노벨상은 예약해놓은 거나 마찬가지다. 그래서 많은 학자들의 그 정체 규명에 투신하고 있지만, 아직까지는 뚜렷한 단서를 못 잡고 있다. 암흑물질이 빛은 물론, 어떤 물질과도 거의 상호작용을 하지 않는 만큼 단서를 잡아내기가 쉽지 않기 때문이다. 현재 우주배경복사와 암흑물질 연구에서 선구적 역할을 하는 것은 윌킨슨 초단파 비등방 탐사선(WMAP)이다. 이 위성은 2002년 부터 몇 차례에 걸쳐 매우 정밀한 우주배경복사 지도를 작성했다. 우주는 이 가시물질 4%와 암흑물질 22%, 그리고 암흑 에너지 74%라는 비율로 이루어져 있어, 우주의 대부분은 눈에 보이지 않는 미지의 물질로 채워져 있음이 윌킨스 탐사선에 의해 밝혀졌다. 암흑물질은 우주의 생성과정과도 밀접하게 연관되어 있다. 우리가 관측적으로 얻어낸 우주의 은하 분포는 암흑물질이 없이는 가능하지 않다는 것이 현대 우주론의 결론이다. 은하를 만드는 과정에서 암흑물질이 중력으로 거대구조를 미리 만들지 않았다면, 현재와 같은 은하의 분포를 보일 수 없다는 것이다. 앞으로 우주의 운명은 팽창-수축 여부를 결정할 암흑물질과 암흑 에너지에 의해 결정될 거라는 게 과학자들의 생각이다. 두 ‘암흑’이 현대천문학 최대의 화두이다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

무더운 여름, 파도를 타고 있는 서퍼들을 보면 직업 탓인지는 모르겠지만 파도를 타고 질주하는 미립자를 떠올리곤 한다. ‘가속기’란 장치 안에서 전자기파라는 파도를 타고 질주하는 입자들 말이다. 일반인에게 가속기는 몹시 낯선 장치이다. 그래서 입자들이 파도를 타는 가속기가 첨단 산업기술 개발과 기초과학 연구에 필수적이며 실생활에도 활용된다고 말하면 모두 놀라곤 한다. 가속기는 입자를 가속시켜 충돌시키는 장치다. 초기의 가속기는 진공관 내부에 양(+) 전극과 음(-) 전극을 설치해 만들어 낸 전기장으로 입자를 가속하는 정전형 가속기였다. 1800년대 후반에 개발된 음극선관(CRT)도 정전형 가속기의 일종이다. 영국 물리학자 톰슨은 이 장치로 전자의 전하와 질량의 비율을 측정하는 데 성공했다. 이를 통해 전자의 존재가 밝혀지고 이후 그는 노벨 물리학상을 받았다. 가속기를 이용해 자연의 본질을 탐구한 대표적 사례다. 지금은 보기 힘들지만 예전 브라운관TV도 음극선관이다. 20여년 전만 해도 집집마다 가속기 한 대씩을 갖고 있었던 셈이다. 필자는 어릴 적 브라운관TV 표면에 자석을 갖다 대 화면을 일그러뜨리는 장난을 치다가 부모님께 혼났던 기억이 있다. 비슷한 기억을 갖고 있다면 어릴 때부터 이미 가속기를 이용해 자연의 본질을 탐구하는 실험을 해 본 셈이다. 정전형 가속기보다 더 빠른 입자를 만들기 위해 개발된 것이 고주파 가속기다. 두 개의 전극에 고주파 전류를 흘려 보내면 두 전극 사이의 전기장도 고주파에 맞춰 진동해 전자기파가 만들어진다. 이 전자기파에 입자를 실으면 입자는 파도를 타는 서퍼처럼 고주기파 가속기 내부를 질주하게 된다. 속이 빈 원통형으로 만든 전극들을 연달아 배치하면 어떻게 될까. 파도를 연달아 만나는 서퍼처럼 입자는 원통형 전극들을 통과하면서 계속 에너지를 얻어 점점 더 빨리 달리게 된다. 한국원자력연구원의 경주 양성자가속기는 고주파 가속기로서 수소 원자의 핵인 양성자를 초속 13만㎞까지 가속시킬 수 있다. 2013년에 만들어진 경주 양성자가속기는 생명공학, IT, 우주산업 소재 개발, 핵물리학 등 다양한 분야에서 활용되고 있다. 고(高)에너지 방사선 이용 연구 및 의료용 동위원소 생산에도 이용된다. 무더운 여름이 지나도 가속기 안에서 파도를 타고 질주하는 양성자는 멈추지 않을 것이다.

국내 과학자가 주도하는 국제 공동연구진이 우주의 비밀을 품고 있는 것으로 알려진 암흑물질의 수수께끼를 푸는데 한 발 더 다가서는 연구결과를 내놔 화제다. 기초과학연구원(IBS) 지하실험연구단이 중심이 된 국제공동연구팀은 암흑물질 후보의 연간 신호를 분석하고 검증신뢰도를 1시그마(68.3%)로 높여 20년 전 이탈리아 연구진의 연구결과를 검증해냈다고 22일 밝혔다. 이번 연구결과는 물리학 분야 국제학술지 ‘피지컬 리뷰 레터스’ 최신호(17일자)에 실렸다. 시그마는 정규분포 평균 양쪽으로 표준편차 만큼 떨어진 곳 사이에 분포돼 있는 데이터 비율을 말한다. 보통 실험의 신뢰도가 3시그마(99.7%)이면 힌트를 얻었다고 하고 5시그마(99.99994%)면 ‘발견’한 것으로 본다. 노벨 물리학상 수상업적으로 우주 생성의 비밀을 풀어내는데 도움이 된 중력파는 5.1시그마, 힉스 입자는 5.9 시그마로 발견됐다. 육안으로 보이는 우주의 행성이나 별은 전체 우주의 4% 정도에 불과하고 우주 대부분은 암흑물질과 암흑에너지로 가득 차 있는 것으로 알려져 있다. 특히 암흑물질은 우주의 27% 정도를 차지하는 물질로 아직까지 명확히 그 흔적을 발견하지 못했다. 1998년 이탈리아 그랑사소 지하실험실 ‘다마’(DAMA) 실험팀이 암흑물질 후보인 ‘윔프’를 발견했다고 주장했지만 다른 연구진들에 의해 재현되지 않아 실험에 대한 의문이 제기돼 오고 있었다.연구팀은 강원도 양양에서 다마와 동일한 고순도 요오드화나트륨 결정 제작을 한 뒤 2016년 9월부터 ‘코사인-100’실험을 시작했다. 연구 착수 후 59.5일 동안 얻은 입자신호를 바탕으로 다마가 틀렸을 가능성이 있다는 논문을 지난해 세계적인 과학저널 ‘네이처’에 발표한 바 있다. 그런데 이번에는 완벽한 검증을 위해 필요한 연간조변신호를 처음으로 분석한 결과 다마에서 20년간 축적한 입자신호가 이번에 실시된 재현실험의 관측 오차범위 내에 있는 것으로 확인됐다. 이탈리아에서 관측한 신호가 암흑물질일 가능성이 있다는 것이다. 연구팀은 이 같은 분석 추세라면 3년 내에 데이터 신뢰도 3시그마(99.7%)를 달성함으로써 다마 실험을 완벽하게 검증할 수 있을 것으로 보고 있다. 특히 3년 뒤 코사인 실험과 다마가 다른 관측 결과를 내놓는다면 다마 연구팀이 관측한 것은 암흑물질이 아니라는 설명이다. 이번 연구를 주도한 이현수 IBS 암흑물질연구단 부연구단장은 “이번 연구는 다마실험과 동일한 고순도 결정검출기에서 데이터를 얻어 동일한 분석방법을 적용한 최초의 실험이라는 점에서 의미가 크다”라며 “완벽한 검증까지는 3년이 걸릴 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

블랙홀에 관한 역대 가장 자세한 시뮬레이션을 보여주는 연구 결과가 나왔다. 덕분에 이 천체가 어떻게 물질을 흡수하는지 그 수수께끼가 40년 만에 풀릴지도 모른다. AFP통신에 따르면, 미국 노스웨스턴대와 영국 옥스퍼드대 그리고 네덜란드 암스테르담대 등이 참여한 국제 천체물리학 연구진이 시행한 최신 시뮬레이션 연구로 블랙홀의 생성과 성장 구조를 밝혀내는 데 몇 걸음 더 다가가게 됐다. 블랙홀은 커다란 별이 자기 중력 때문에 붕괴할 때 생긴다. 사실 검은 구멍이라는 이름과 달리 엄청나게 밀도가 높은 천체로 너무 강력한 중력을 지녀 빛조차 빠져나올 수 없다. 특히 이 천체는 가스와 먼지 그리고 천체 파편 같은 물질을 흡수할 때 그 주변에 ‘강착원반’을 생성한다. 이는 중력에 의해 찢긴 많은 양의 입자가 엄청나게 빠른 속도로 회전하는 것으로 강력한 빛을 내뿜는다. 지난 4월 ‘이벤트 호라이즌 망원경’(EHT) 프로젝트 연구진이 사상 처음으로 관측한 블랙홀 이미지에서 중심 주위에 나타난 흐릿한 후광이 바로 강착원반이다. 하지만 강착원반은 블랙홀의 적도면에서 거의 항상 비스듬히 기울어져 있다고 알려졌다. 1956년과 1972년 두 차례 노벨물리학상을 받은 유일한 사람으로도 유명한 물리학자 존 바딘(1908~1991) 박사는 천체물리학자 야코뷔스 페테르손(1946~1996) 박사와 함께 1975년 회전하는 블랙홀은 기울어진 강착원반의 내부 영역이 실제로는 블랙홀의 적도면과 일렬로 늘어선다는 이론을 세웠다. 하지만 지금까지 어떤 모델로도 정확히 이런 일이 어떻게 일어나는지를 알아낼 수 없었다. ‘왕립천문학회월간보고’(MNRAS) 최신호(5일자)에 게재된 연구논문에 따르면, 연구진은 그래픽처리장치(GPU)로 대량의 자료를 분석해 블랙홀이 강착원반과 어떻게 상호작용하는지를 시뮬레이션했다. 결정적으로, 이런 접근 방식은 자기장 난류를 설명하는 계산적 능력을 연구진에게 부여했다. 자기장 난류는 서로 다른 입자들이 강착원반 안에서 서로 다른 속도로 회전할 때 발생하는 것으로, 이런 전자기 효과가 물질을 정확히 블랙홀 중심에 떨어뜨린다는 것이다. 이전까지 시뮬레이션에서는 물질이 블랙홀로 흡수될 때 필요한 것으로 생각되는 추가적인 마찰을 수동적으로 예측해야만 했다. 하지만 이번 모델에서는 이런 마찰을 예측할 필요가 없다고 연구에 참여한 알렉산더 체호프스코이 박사(노스웨스턴대)는 밝혔다. 이와 함께 이번 시뮬레이션에 자기장을 도입할 때 실제로 자기장에 의해 불안정성이 생기고 그 결과 강착원반이 블랙홀 중심으로 떨어지게 된다고 말했다. 또 체호프스코이 박사는 비록 이는 사소하게 보일지도 모르지만, 블랙홀이 얼마나 빨리 회전하는지에 직접 영향을 줘 그 결과 블랙홀은 주변에 있는 은하에 직접 어떤 영향을 주게 된다고 설명했다.이번 모델의 시뮬레이션을 보면 중심에서 분수처럼 확산하는 가스와 자기장이라는 두 종류의 제트를 지닌 강착원반이 생성된다. 이때 강착원반 바깥 부분은 기울어져 있지만 안쪽 부분은 블랙홀의 적도면과 완벽하게 정렬돼 있다는 것을 보여준다. 끝으로 체호프스코이 박사는 “이전에는 자기장과 강착원반 속 난류 그리고 와류 등 물질과 상호작용하는 모든 요인을 고려했을 때 이런 것이 정렬 효과를 없앨 것이라는 우려가 있었다”고 말했다. 하지만 이번 연구에서는 실제 작용이 사라지는 것이 아니라 강착원반 안쪽 부분이 실제로 블랙홀과 정렬해 있는 것으로 나타났다. 이로써 블랙홀이 어떻게 보일지에 대해 더욱더 자신 있게 예측할 수 있게 됐다고 체호프스코이 박사는 덧붙였다. 사진=노스웨스턴대 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

물질의 기본입자 ‘쿼크’의 존재를 증명해 노벨물리학상을 받은 미국의 물리학자 머리 겔만 박사가 눈을 감았다. 89세. AP통신 등은 26일(현지시간) 겔만 박사가 뉴멕시코주 샌타페이의 자택에서 지난 24일 눈을 감았다고 보도했다. 신동으로 유명했던 겔만 박사는 19세에 예일대를 졸업하고 매사추세츠공대(MIT) 대학원에 진학해 21세에 박사학위를 받았다. 25세에 캘리포니아공대(칼텍) 정교수로 임용됐다. 그는 1964년 논문에서 기본입자로 알려졌던 중성자·양성자·전자보다 미세한 쿼크의 존재를 주장하고 증명해냈다. 쿼크는 지금까지 규명된 물질의 구성단위 중 가장 작은 입자다. 겔만은 쿼크의 존재를 밝혀내 물질 형성의 구조를 파악할 수 있게 한 공로로 40세인 1969년에 노벨물리학상을 받았다. 강신 기자 xin@seoul.co.kr

영화 ‘미드나잇 인 파리’에서 주인공은 파리의 늦은 밤 시간여행을 한다. 고인이 돼 책에서만 볼 수 있던 예술가들을 직접 만나게 된 것이다. 헤밍웨이와 피카소, 드가와 고갱을 만난다. 주인공은 대가들을 만나 자신이 집필 중인 소설에 대한 지도를 받으며 무한한 기쁨을 느낀다. 방사선 과학을 연구하는 필자가 영화 속 주인공처럼 시간 여행을 한다면 누구를 만날 수 있을까. 드가와 고갱의 시대인 1890년대 물리학계에는 원자는 더이상 나눠지지 않는다는 돌턴의 원자설이 정설로 받아들여지고 있었다. 그러다가 뢴트겐이 엑스선을 발견하고 베크렐이 우라늄에서 방출되는 방사선을 발견하면서 돌턴의 원자설에 의문이 제기되고 물리학계가 요동친다. 쪼개지지 않는 가장 작은 알맹이인 줄 알았던 원자에서 뭔가가 방출된다는 것은 원자 역시 무언가의 집합체란 뜻이고 더 쪼갤 수 있다는 의미다. 새로운 패러다임의 시작이었다. 이 업적으로 뢴트겐이 1901년 첫 노벨 물리학상을, 뒤이어 1903년 베크렐이 노벨 물리학상을 수상했다. 베크렐의 발견에 관심을 가졌던 마리 퀴리는 1898년 역청우라늄석에서 방사능을 가진 새로운 원소 ‘폴로늄’과 ‘라듐’을 분리해 냈다. 이 성공으로 1903년과 1911년 2차례 노벨상을 수상한 최초의 과학자가 된다. 마리 퀴리는 뛰어난 과학자일 뿐 아니라 당시 여성에 대한 편견을 깬 주인공이다. 당시 과학계의 편견으로 여성인 마리 대신 남편인 앙리 피에르 퀴리만 노벨상 수상자로 거론됐지만 남편의 필사적인 설득으로 공동 수상을 하게 된다. 이후 딸인 졸리오 퀴리는 알루미늄에 알파선을 쏘아 방사성동위원소를 발견한 연구로 1935년 노벨 화학상을 수상하면서 2대가 노벨상을 받는 전무후무한 기록을 남기게 된다. 원자력·방사선에 대한 연구로 노벨상을 받은 과학자는 퀴리 가족만이 아니다. 톰슨, 러더퍼드, 애스턴, 보어, 채드윅, 오토 한…. 모두 열거하기 힘들 정도로 1901년 노벨상을 시작으로 1940년대까지 원자력 및 방사선 분야의 수많은 과학자들이 2~3년 주기로 노벨상을 받았다. 이런 성과는 과학 교과서의 필수 부분이 됐고 산업과 의료 분야에서 활용되며 일상생활을 윤택하게 하고 있다. 모든 물질의 시작은 원자에 있다. 이처럼 원자력·방사선 분야 과학자들은 모든 것의 시작을 연구하고 있다.

이론과 간접 증거로만 존재했던 블랙홀을 인류가 마침내 확인했습니다. 세계 8곳의 전파망원경을 연결하여 만든 지구 크기의 가상 망원경인 ‘사건지평선 망원경’(EHT·Event Horizon Telescope)으로 블랙홀을 포착함으로써 1세기 넘게 추적해온 블랙홀의 실체를 드디어 파악하기에 이른 것입니다. 이로써 1915년 발표된 알버트 아인슈타인의 일반 상대성 이론은 다시 한번 검증에 거뜬히 통과하는 쾌거를 이룩했습니다. 즉, 물체의 질량이 주변 시공간을 휘게 하며, 질량이 클수록 시공간의 곡률은 더욱 큰 곡률을 갖게 된다는 내용입니다. 천문학 최대의 화두인 블랙홀이란 과연 무엇일가요? 초간단 정리해보겠습니다. 상상 속에서 태어난 ‘검은 별’(Dark stars) 블랙홀은 우주에서 가장 기이하고도 환상적인 천체라 할 수 있습니다. 물질밀도가 극도로 높은 나머지 빛마저도 빠져나갈 수 없는 엄청난 중력을 가진 존재입니다. 가까이 접근하는 모든 물체를 가리지 않고 게걸스럽게 집어삼키는 중력의 감옥, 블랙홀. 모든 연령층, 모든 직업군을 아우르면서 블랙홀에 대해 크나큰 관심을 불러일으키고 상상력을 자극하는 것은 대체 무엇 때문일까요? 이 괴이쩍은 존재는 최초로 인간의 상상 속에서 태어났습니다. 1783년, 천문학에 관심이 많던 영국의 지질학자 존 미첼이 밤하늘의 별을 보면서 엉뚱한 생각을 합니다. 뉴턴의 중력 법칙과 빛의 입자설을 결합하여, '별이 극도로 무거우면 중력이 너무나 강한 나머지 빛마저도 탈출할 수 없게 되어 빛나지 않는 검은 별이 될 것이다' 이것이 블랙홀 개념의 첫 씨앗이었습니다. 미첼은 이런 생각을 쓴 편지를 왕립협회로 보냈습니다. '만약 태양과 같은 밀도를 가진 어떤 구체의 반지름이 태양의 500분의 1로 줄어든다면, 무한한 높이에서 그 구체로 낙하하는 물체는 표면에서 빛의 속도보다 빠른 속도를 얻게 될 것이다. 따라서 빛이 다른 물체들과 마찬가지로 관성량에 비례하는 인력을 받게 된다면, 그러한 구체에서 방출되는 모든 빛은 구체의 자체 중력으로 인해 구체로 되돌아가게 될 것이다' 그러나 당시 과학자들은 이론적인 것일 뿐, 그런 별이 실재하지는 않을 거라 생각하고 무시했습니다. 이러한 ‘검은 별’ 개념은 19세기 이전까지도 거의 무시되었는데, 그때가지 빛의 파동설이 우세했기 때문에 질량이 없는 파동인 빛이 중력의 영향을 받을 것이라고는 생각하기 힘들었기 때문입니다. 블랙홀 등장, 백조자리 X-1 그로부터 130년이 훌쩍 지난 1916년, 아인슈타인이 우주를 기술하는 뉴턴 역학을 대체하여 시간과 공간이 하나로 얽혀 있음을 보인 일반 상대성 이론을 발표한 직후, 검은 별 개념은 새로운 활력을 얻어 재등장했습니다. 일반 상대성 이론은 중력을 구부러진 시공간으로 간주하며, 질량을 가진 천체는 주변 시공간을 휘게 만든다는 이론입니다. 독일의 카를 슈바르츠실트가 아인슈타인의 중력장 방정식을 별에 적용해서 방정식의 해를 구했습니다. 그 결과, 별이 일정한 반지름 이하로 압축되면 빛마저 탈출할 수 없는 강한 중력이 생기게 되고, 그 중심에는 모든 물리법칙이 통하지 않는 특이점이 나타난다는 것을 알았습니다. 이것을 '슈바르츠실트 반지름'이라고 부릅니다. 이는 어떤 물체가 블랙홀이 되려면 얼마만한 반지름까지 압축되어야 하는가를 나타내는 반지름 한계치입니다. 이에 대해 아인슈타인은 “슈바르츠실트 반지름은 수학적 해석일 뿐, 실재하지 않는다는 것을 내 연구는 보여준다”면서 인정하지 않았습니다. 그러나 그 뒤 핵물리학이 발전하여 충분한 질량을 지닌 천체가 자체 중력으로 붕괴한다면 블랙홀이 될 수 있다는 예측을 내놓았고, 이 예측은 결국 강력한 망원경으로 무장한 천문학자들에 의해 관측으로 입증되었습니다. 1963년 미국 팔로마산 천문대는 심우주에서 유독 밝게 빛나는 천체를 발견했는데, 그것이 검은 별의 에너지로 형성된 퀘이사임을 확인했습니다. 오로지 상상 속에서만 존재하던 검은 별이 2세기 만에 마침내 실마리를 드러낸 것입니다. 사실 이전에는 ‘블랙홀’이란 이름조차 없었습니다. 대신 ‘검은 별’, ‘얼어붙은 별’, ‘붕괴한 별’ 등 이상한 이름으로 불려왔죠. ‘블랙홀’이란 용어를 최초로 쓴 사람은 미국 물리학자 존 휠러로, 1967년에야 처음으로 일반에 소개되었으며, 블랙홀의 실체가 발견된 것은 1971년이었습니다. 그 존재가 예측된 지 거의 200년이 지나서야 이름을 얻고 실체가 발견된 셈입니다. 1971년 미 항공우주국(NASA)의 X-선 관측위성 우후루는 블랙홀 후보로 백조자리 X-1을 발견했습니다. 강력한 X-선을 방출하는 이것이 과연 블랙홀인가를 놓고 이론이 분분했는데, 급기야는 과학자들 사이에 내기가 붙었습니다. 1974년 스티븐 호킹과 킵 손 사이에 벌어진 내기에서 호킹은 백조자리 X-1이 블랙홀이 아니라는 데에 걸었고, 킵 손 교수는 그 반대에 걸었습니다. 지는 쪽이 성인잡지 ‘펜트하우스’ 1년 정기 구독권을 주기로 했죠. 1990년 관측자료에서 특이점의 존재가 입증되자 호킹은 내기에 졌음을 인정하고 잡지 구독권을 킵 손에게 보냈는데, 그 일로 킵 손 부인에게 엄청 원성을 샀다고 합니다. 2005년에는 우리은하 중심에서도 블랙홀이 발견되었는데, 최신 관측자료에 의하면 전파원 궁수자리 A*가 태양 질량의 430만 배인 초대질량 블랙홀임이 밝혀졌습니다. 영화 ‘인터스텔라’ 제작에 자문역으로 참여하기도 했던 킵 손은 나중에 블랙홀 존재를 결정적으로 입증한 LIGO(레이저 간섭계 중력파 관측소)의 블랙홀 중력파 검출로 노벨 물리학상을 받았습니다. 블랙홀 연구에 큰 업적을 남긴 호킹은 노벨상을 받지 못해 안타깝게도 킵 손에게 두 번이나 패배한 형국이 되었습니다.블랙홀 존재, 어떻게 알 수 있나? 블랙홀은 엄청난 질량을 갖고 있지만 덩치는 아주 작습니다. 그만큼 물질밀도가 극도로 높다는 뜻이죠. 예컨대 태양이 블랙홀이 되려면 얼마나 밀도가 높아야 할까요? 슈바르츠실트 반지름의 해 공식으로 구해보면, 70만㎞인 반지름이 3㎞까지 축소되어야 하며, 밀도는 자그마치 1cm^3에 200억 톤의 질량이 됩니다. 각설탕 하나 크기가 그만한 무게가 나간다는 얘기죠. 지구가 블랙홀이 되려면 반지름이 우리 손톱 정도인 0.9cm로 작아져야 합니다. 이처럼 초고밀도의 블랙홀은 중력이 극강이어서 어떤 것도 블랙홀을 탈출할 수가 없습니다. 지구 탈출속도는 초속 11.2㎞이며, 빛의 초속은 30만㎞입니다. 블랙홀의 중력이 너무나 강해 탈출속도가 30만㎞를 넘기 때문에 빛도 여기서 탈출할 수가 없는 거죠. 따라서 우리는 블랙홀을 볼 수가 없습니다. 그런데 과학자들은 블랙홀의 존재를 확인할 수가 있습니다. 어떻게? 블랙홀이 주변의 가스와 먼지를 강력히 빨아들일 때 방출하는 X-선 복사로 그 존재를 탐색할 수 있습니다. 우리은하 중심부에 있는 초대질량 블랙홀은 두터운 먼지와 가스로 뒤덮여 있어 X-선 방출을 가로막고 있습니다. 물질이 블랙홀로 빨려들어갈 때 블랙홀의 사건 지평선 입구에서 안으로 들어가지 않고 스쳐지나는 경우도 있습니다. 블랙홀이 직접 보이지는 않지만, 물질이 함입될 때 발생하는 강력한 제트 분출은 아주 먼 거리에서도 볼 있습니다. 1958년에 미국 물리학자 데이비드 핀켈스타인이 블랙홀의 ‘사건 지평선’ 개념을 처음으로 선보였습니다. 사건 지평선이란 외부에서는 물질이나 빛이 자유롭게 안쪽으로 들어갈 수 있지만, 내부에서는 블랙홀의 중력에 대한 탈출속도가 빛의 속도보다 커서 원래의 곳으로 되돌아갈 수 없는 경계를 말합니다. 말하자면 블랙홀의 일방통행 구간의 시작점이죠. 어떤 물체가 사건의 지평선을 넘어갈 경우, 그 물체에게는 파멸적 영향이 가해지겠지만, 바깥 관찰자에게는 속도가 점점 느려져 그 경계에 영원히 닿지 않는 것처럼 보입니다. 블랙홀은 특이점과 안팎의 사건 지평선으로 구성됩니다. 특이점이란 블랙홀 중심에 중력의 고유 세기가 무한대로 발산하는 시공간의 영역으로, 여기서는 물리법칙이 성립되지 않습니다. 즉, 사건의 인과적 관계가 보장되지 않는다는 뜻이죠. 이 특이점을 둘러싸고 있는 것이 안팎의 사건 지평선으로, 바깥 사건 지평선은 물질이 탈출이 가능한 경계이지만, 안쪽의 사건 지평선은 어떤 물질이라도 탈출이 불가능한 경계입니다. 블랙홀, 화이트홀, 웜홀 1964년, 이론 물리학자 존 휠러가 최초로 ‘블랙홀’이라는 단어를 대중에게 선보인 데 이어 1965년에는 러시아의 이론 천체물리학자 이고르 노비코프가 블랙홀의 반대 개념인 ‘화이트홀’이라는 용어를 만들었습니다. 만약 블랙홀이 모든 것을 집어삼킨다면 언젠가 우주공간으로 토해낼 수 있는 구멍도 필요하지 않겠는가 하는 것이 이 화이트홀 가설의 근거입니다. 말하자면, 블랙홀은 입구가 되고 화이트홀은 출구가 되는 셈이죠. 이렇게 블랙홀과 화이트홀을 연결하는 우주 시공간의 구멍을 웜홀(벌레구멍)이라 합니다. 말하자면 두 시공간을 잇는 좁은 통로로, 우주의 지름길이라 할 수 있습니다. 웜홀을 지나 성간여행이나 은하 간 여행을 할 때, 훨씬 짧은 시간 안에 우주의 한쪽에서 다른 쪽으로 도달할 수 있다는 거죠. 웜홀은 벌레가 사과 표면의 한쪽에서 다른 쪽으로 이동할 때 이미 파먹은 구멍으로 가면 더 빨리 간다는 점에 착안하여 이름지어진 거죠. 하지만 화이트홀의 존재가 증명된 바 없으며, 블랙홀의 기조력 때문에 진입하는 모든 물체가 파괴되어서 웜홀을 통한 여행은 수학적으로만 가능할 뿐입니다. 그래서 스티븐 호킹도 웜홀 여행이라면 사양하고 싶다고 말한 적이 있습니다. 어쨌든 블랙홀의 현관 안으로 들어갔던 물질이 다른 우주의 시공간으로 다시 나타난다는 아이디어는 그다지 놀랄 만한 것은 아니지만, 여기에서 무수한 공상과학 스토리가 탄생했습니다. ‘닥터 후(Doctor Who)’, ‘스타게이트(Stargate)’, ‘프린지(Fringe)’ 등 끝이 없을 정도죠. 이런 얘기들은 하나같이 등장인물들이 우리 우주와 다른 우주 또는 평행우주를 여행한다는 줄거리로 되어 있습니다. 그러한 우주는 수학적으로 성립되는 가공일 뿐으로, 그 존재에 대한 증거는 아직까지 하나도 밝혀진 것이 없습니다. ​그러나 어떤 의미에서 시간여행이 현실적으로 불가능하다는 얘기는 아닙니다. 만약 우리가 엄청난 속도로 여행하거나, 또는 블랙홀 안으로 떨어진다면 외부 관측자의 눈에는 시간의 흐름이 아주 느리게 보일 것입니다. 이것을 중력적 시간지연이라 합니다. 이 효과에 의해 블랙홀로 낙하하는 물체는 사건의 지평선에 가까워질수록 점점 느려지는 것처럼 보이고, 사건의 지평선에 닿기까지 걸리는 시간은 무한대가 됩니다. 즉 사건의 지평선에 닿는 것이 외부에서는 관찰될 수 없습니다. 외부의 고정된 관찰자가 보면 이 물체의 모든 과정은 느려지는 것처럼 보이기 때문에, 물체에서 방출되는 빛도 점점 파장이 길어지고 어두워져서 결국 보이지 않게 됩니다. 아인슈타인의 특수 상대성 이론에 따르면, 빠르게 운동하는 시계의 시간은 느리게 갑니다. 2014년 영화 ‘인터스텔라’는 블랙홀 근처에서 일어나는 이러한 현상을 보여주었죠. 우주 비행사 쿠퍼(매튜 맥커너히)가 시간여행을 할 수 있었던 것은 그 때문입니다. 블랙홀의 사건 지평선 안에는 실제로 어떤 것이 있을까란 문제는 여전히 뜨거운 논쟁거리가 되고 있습니다. 블랙홀 내부를 이해하기 위해 끈이론, 양자 중력이론, 고리 양자중력, 거품 양자 등등 현대 물리학의 거의 모든 이론들이 참여하고 있습니다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

만져지지 않고 보이지도 않지만 우주를 가득 채우고 있는 미지의 물질을 탐구하기 위해 지하 1100m에 연구시설이 만들어진다. 기초과학연구원(IBS) 지하실험연구단은 오는 12일 강원도 정선군 예미산에 있는 한덕철광 광산에서 우주의 형성과 진화를 탐구하기 위한 ‘우주입자연구시설’(ARF) 착공식을 갖는다고 8일 밝혔다. 지하 1100m 지점에 만들어지는 정선 ARF는 양양 지하실험실보다 400m 더 깊이 들어가 있고 면적은 10배나 큰 2000㎡ 규모이다. 양양 지하실험실은 한국수력원자력 양수발전소 내 지하 700m에 설치된 실험실이다. 현재 전 세계적으로 15개국에서 18개 지하연구시설을 운용하고 있다. 그중 가장 규모가 큰 것은 지하 1290m에 위치한 이탈리아 그랑사소연구소(LNGS)이고, 가장 깊은 곳에 있는 연구시설은 중국 쓰촨성에 있는 CJPL로 지하 2400m 깊이에 위치해 있다. 이들 지하시설은 우주 대부분을 차지하고 있는 암흑물질 검출과 암흑물질의 유력 후보인 중성미자의 질량 측정을 위해 만들어진 것이다. 암흑물질 검출과 중성미자 질량 측정은 우주 생성과 구성을 이해하기 위한 핵심요소로 현대물리학의 최대 과제이자 노벨물리학상 0순위로 꼽히고 있다. 암흑물질과 중성미자가 내는 신호는 매우 약하기 때문에 지상에서는 우주선(線) 입자 같은 배경 잡음 때문에 관측이 쉽지 않다. 이 때문에 연구자들은 경쟁적으로 지하 깊은 곳에 검출 장치를 설치하는 것이다. IBS 지하실험연구단은 ARF 구축을 위해 2013년부터 구간별로 시추 분석과 미소진동 점검 등 최신 공법으로 사전 조사를 마쳤으며 이번에 본격 착공에 들어가게 됐다. 2020년 말 모든 시설이 구축되면 2021년부터 본격적으로 실험을 시작할 계획이다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

연일 계속되는 미세먼지 때문에 사람에게 가장 중요한 호흡조차 매우 불편한 상태가 되고 있다. 중국에서는 인정하고 있지 않으나 화석연료에 크게 의존하고 있는 중국 전력 에너지의 70%를 석탄이 담당하고 있다는 세계은행의 자료는 중국 미세먼지의 주범이 석탄임을 보여주고 있다. 우리나라에서도 석탄에 의한 발전 비율이 2017년 기준으로 50%를 넘었다. 무서울 정도로 엄청난 양의 오염물질과 미세먼지 그리고 이산화탄소가 이 글을 쓰기 위한 컴퓨터를 작동시키기 위해 배출되었다는 것에 두려움마저 느껴진다. 1952년 영국에서 ‘그레이트 스모그’라 불리는 사건이 있었다. 런던에서 닷새간 심각한 스모그가 발생해 1만명 이상이 사망한 사건이다. 현재 한국을 뒤덮는 초미세먼지가 중장기적으로 얼마나 큰 질병과 사망으로 이어질지는 세밀한 역학조사로 밝혀져야 하겠지만 감히 예측하건대 상상을 뛰어넘는 수준이 될 것이다. 그런데 눈에 보이고 직접 우리가 느끼는 미세먼지보다 더 심각한 문제가 있다. 아무리 깨끗하다고 하는 화석연료도 반드시 배출하게 되는 이산화탄소이다. 금성의 예에서도 알 수 있듯이 대기 중 이산화탄소 농도가 어느 수준을 넘어가면 태양 복사에너지는 지구에 갇혀 지구 온도를 높일 것이다. 파리협약에서 이야기한 섭씨 2도가 별것 아닌 것 같지만 평균 온도의 상승은 날짜별 온도 변화의 폭을 키우게 된다. 예를 들어 여름에 50도가 넘는 날과 겨울에 영하 40도를 밑도는 날이 며칠씩 지속된다면 전 세계 곳곳에서 사망자가 속출할 것이다. 추위와 더위는 에어컨과 난방시설로 견딜 수 있을지 모르지만 일단 온도 상승이 시작되면 태양빛을 반사하던 빙하들이 녹게 되고 온도 상승이 더욱 가속화될 것이다. 그리고 시베리아처럼 얼어 있던 땅에 가둬져 있던 메탄가스가 대기 중으로 방출되면서 온실효과는 더욱 커진다. 그렇게 되면 얼음 위에 살던 북극곰만 굶어 죽는 것이 아니라 급격한 기후변화에 적응 못한 농업이 영향을 받아 굶어 죽는 사람도 급증하게 될 것이다. 문제는 이런 변화가 가까운 장래에 갑자기 올 수도 있다는 것이다. 가속되고 있는 변화가 그래서 무서운 것이다. 많은 곳에서 이런 경종이 울리고 있음에도 불구하고 에너지 수요를 감당하기 위해 화석연료를 마구 연소하다 보니 심각한 미세먼지가 몰려오고 있는 것이다. 원자물리학 실험으로 노벨 물리학상을 받은 스티븐 추 박사는 미국 오바마 정부에서 에너지부 장관을 지내며 신재생 에너지 정책을 펼쳤다. 그런 그가 한국은 2060년까지도 신재생에너지를 이용해 에너지 수요의 50%를 생산하기도 어려울 것으로 예측한 바 있다. 그럼 어떻게 해야 할까. 에너지 사용량을 절반으로 줄이는 혁신적인 대안이 있을 수도 있지만 우리 생활에서 에너지 사용은 늘면 늘지, 줄지는 않을 것이다. 그렇다면 탄소 배출을 줄이면서 필요한 에너지를 어떻게 만들어 내야할지 답은 보인다. 어떻게 보면 삼척동자도 다 알 만한 사실인 데도 결말이 뻔해 보이고 나중에 크게 후회할 수밖에 없는 에너지 정책이 현재 진행 중이라 안타까운 심정이다. 화창한 봄날이어야 할 요즘 바깥은 미세먼지가 가득하다. 우리는 가슴 깊이 맑은 공기를 들이마시고 싶다. 이번 4월은 제발 숨 쉬기 어려운 잔인한 달이 아니었으면 한다.

20세기에 기라성 같은 천문학자들 중 최고의 영웅 한 사람을 꼽으라면 에드윈 허블을 드는 데 토를 달 사람은 아무도 없을 것이다. 고요하기만 한 줄 알았던 우리의 우주가 실은 무서운 속도로 팽창하고 있다는 사실을 맨처음 발견하여 인류에 고한 사람이 허블이기 때문이다. ‘팽창우주’의 발견은 7000년 인류 과학사에서 가장 위대한 발견으로 자리매김되었다. 그 전에 허블은 그때까지 우리은하 내의 성운으로만 알려졌던 안드로메다 성운이 실은 독립된 외계은하임을 밝혀내, 우리은하가 우주의 전부인 줄 알았던 사람들을 충격 속에 빠뜨렸다. 밤하늘에서 빛나는 모든 것들이 우리은하 안에 속해 있다고 믿고 있던 사람들에게 이 발견은 청천벽력과도 같은 것이었다. 갑자기 우리 태양계는 자디잔 티끌 같은 것으로 축소되어버리고, 지구상에 살아 있는 모든 것들에게 빛을 주는 태양은 우주라는 드넓은 바닷가의 한 알갱이 모래에 지나지 않은 것이 되었다. 오랜 세월 동안 맨눈으로 볼 수 있는 범위의 크기로 생각해왔던 우주가 허블의 발견 이후 은하들 뒤에 다시 무수한 은하들이 늘어서 있는 무한에 가까운 우주임이 드러났다. 인류에게 이것은 근본적인 계시였다. 이런 상황에서 다시 광막하기 그지없는 우주가 현재에도 무한 팽창을 거듭하고 있다는 사실을 접하자, 우리가 발붙이고 사는 이 세상에 고정되어 있는 거라곤 하나도 없다는 현기증 나는 사실에 사람들은 황망해했다. 최초로 인류가 지구상을 걸어다닌 이래 우리 인간사가 불안정하다는 것을 알고는 있었지만, 20세기에 들어서는 하늘조차도 불안정하다는 사실을 깨닫게 되었던 것이다. 그것은 제행무상(諸行無常)의 대우주였다. ​허블이 팽창우주를 발견하는 데 사용한 도구는 적색이동이었다. 멀어져가는 천체의 빛을 스펙트럼으로 보면 적색이동 현상이 나타난다. 허블이 중학교 중퇴 학력의 관측조수 휴메이슨과 함께 24개의 은하를 집요하게 추적해서 얻은 관측자료를 정리하여 거리와 속도를 반비례시킨 표에다가 은하들을 집어넣은 결과, 모든 은하들이 우리로부터 멀어져가고 있다는 놀라운 사실을 발견했다. 멀리 있는 은하일수록 더 빠른 속도로 멀어져가고 있는 것이다! 이게 무슨 일인가? 사방의 은하들이 우리로부터 도망가고 있었다. 우리가 무슨 몹쓸 것에 오염되었거나 큰 잘못이라도 저질렀다는 건가? 그래서 우리와는 다시는 상종하지 않으려고 저렇게 허겁지겁 달아나는 건가? 훗날 어떤 천문학자는 우리은하가 인간이라는 물질로 오염되어서 다른 은하들이 도망가는 거라는 우스갯소리도 했다. 은하는 후퇴하고 있다. 먼 은하일수록 후퇴속도는 더 빠르다. 그리고 은하의 이동속도를 거리로 나눈 값은 항상 일정하다. 이것이 바로 허블의 법칙이다. 훗날 이 상수는 허블 상수로 불리며, H로 표시된다. 허블 상수는 우주의 팽창속도를 알려주는 지표로서, 이것만 정확히 알아낸다면 우주의 크기와 나이를 구할 수 있다. 그래서 허블 상수는 우주의 로제타 석에 비유되기도 한다. 허블과 휴메이슨의 발견은 우주가 팽창하고 있음을 명백히 보여주는 것이었다. 그러나 당시에는 허블 자신까지 포함해서 이것이 우주의 기원과 연관되어 있으며, 모든 것의 근본을 건드리는 심오한 문제라고 확신하는 사람은 아무도 없었다. 이상하게도 죽이 잘 맞았던 이 커플이 인류를 우주 기원의 순간으로 데려갈 이론적 토대를 닦았던 것이다. 이 발견 이후 신출내기 천문학자였던 허블은 단숨에 천문학 영웅으로 떠올랐으며, 수많은 상과 명예박사를 받는 영예를 누리게 되었다. 노벨 물리학상 후보에까지 올랐으나, 당시 천문학이 포함되지 않아 수상하지는 못했다. 그러나 나중에 규정이 바뀌어 허블에게 노벨상을 주려 했으나, 그때는 받을 사람이 없었다. 얼마 전 세상을 떴기 때문이다. 노벨상을 받으려면 업적 외에도 장수가 필수적인 상수임을 일깨워주는 대목이다. 노벨상 규정이 일찍 바뀌었다면 아마 허블은 두 번쯤 받았을 것이다. 안드로메다 은하 거리 결정과 팽창우주가 각각 충분한 수상자격이 될 것이기 때문이다. ​ 허블은 노벨상만 받지 못했을 뿐, 과학자로서는 최고의 영예와 인기를 누렸다. 영화 배우나 작가들과 모임을 가졌으며, 1937년 아카데미 영화상 수상식에 주빈으로 참석하기도 했다. 그뿐 아니다. 1948년에는 허블의 초상화가 ‘타임’지 표지를 장식했다. 천문학자로서는 최초의 일이었다. 그후 반세기 동안 ‘타임’지 표지에 얼굴을 올린 천문학자는 퀘이사를 발견한 마틴 슈미트와 유명작가이자 천문학자인 칼 세이건뿐이었다. 몇 번의 좌절과 느닷없는 임종 인생의 정점에 있던 허블에게 뜻하지 않은 좌절이 찾아왔다. 1944년 윌슨산 천문대 대장 애덤스는 은퇴를 결심하고 업적이나 지명도를 고려하여 후임으로 허블을 추천했다. 그러나 천문대 연구원과 직원들의 반대에 부딪혔다. 거기에는 그럴 만한 이유가 있었다. 워낙 독단적인데다 과시욕이 심한 허블은 주위 사람들과 자주 마찰을 일으켰는데, 대표적인 것이 천문대 선배 연구원이던 할로 섀플리와의 불화였다. 두 사람은 기질적으로도 상극이었다. 평화주의자였던 섀플리는 1차대전에 종군한 퇴역소령인 허블이 군용 트렌치 코트를 휘날리며 파이프를 문 채 천문대를 휘젓고 다니는 모습이 영 눈에 거슬렸다. 섀플리는 학문적으로 반대편에 섰던 허블에게 여러 차례 거친 말로 모욕당한 적도 있었지만 끝까지 허블을 관대하게 대했다. 뿐더러, “허블은 뛰어난 관측자다. 나보다도 몇 배는 더 훌륭하다”고 상찬했다니, 대인배였던 모양이다. 평생을 은하 연구에 바쳤던 새플리는 다음과 같은 명언을 남기기도 했다. “우리는 뒹구는 돌들의 형제며, 떠도는 구름의 사촌이다.”허블의 또 다른 불화 상대는 반 마넨이었다. 역시 선배 연구원이던 반 마넨은 냅킨 링 사건으로 허블과의 악연을 남겼다. 윌슨산 천문대의 저녁식사에서는 전날 밤 2.5m 망원경 관측자가 상석에 앉아 대화를 이끌어가는 관례가 있었다. 그런데 허블이 식사 전에 나타나 상석에 놓인 반 마넨의 냅킨 링을 자기 것과 바꾸어놓았다. 식사 종 소리에 내려온 반 마넨은 자기 냅킨 링이 다른 자리에 놓인 것을 보고는 잠시 얼굴이 굳어졌지만 아무 말 없이 식사를 했다고 한다. 이런 일들은 허블이 주위 사람들과 어떤 관계에 있었던가를 알려주는 단편적인 사례에 지나지 않는다. 애덤스 대장은 허블의 독단으로 인해 빚어지는 골치 아픈 문제들에 무든히 속을 썩였지만 모든 것을 감싸안는 편이었고, 후임으로 허블을 추천한 것을 보면 그 역시 대인배였던 모양이다. 천문대 연구원과 직원들이 반대하자 천문대측에서도 허블 카드를 포기할 수밖에 없었고, 후임으로는 허블보다 한참 어린 물리학자 보웬을 천문대장으로 임명했다. 이 소식을 듣고 허블은 “천문학자가 아닌 물리학자를 새로운 천문대장으로 임명하다니 놀랍다”는 반응을 보였다고 한다. 허블의 좌절은 이뿐 아니었다. 윌슨산 천문대가 5m 망원경을 소유한 팔로마산 천문대와 합병했는데, 세계 최대인 5m 망원경으로 하는 관측을 포기할 수 없었던 허블은 차마 자리를 박차고 떠나지 못한 채 그대로 천문대에 주저앉았지만, 그 꿈마저 끝내 이루어질 수 없었다. 허블의 연구 주제가 실적을 내기 어렵다는 이유로 관측일정에 받아들여지지 않았기 때문이다. 뼛속까지 타고난 관측자였던 허블은 여기서 결정적인 타격을 받았던 것으로 보인다. 이듬해 허블은 심장발작을 일으켰고, 잠시 회복되어 몇 년 만에 관측에 나섰다가 53년 다시 뇌졸중으로 영영 눈을 감고 말았다. 64세 생일을 3주 앞둔 때였다. 그의 아내 그레이스 외에는 누구도 그의 임종을 보지 못했다. 뿐만 아니라, 그레이스는 어떠한 장례식과 추도회도 거부했다. 그리고 허블의 유해를 어떻게 처리했는지에 대해서도 끝내 입을 열지 않았다. 스탠포드 대학 영문학과 출신인 그레이스는 백만장자의 딸로서 전 남편이 의문의 죽음을 한 후 이듬해 허블과 결혼했다. 두 사람 사이의 사랑은 이전부터 싹트고 있었다. 그녀는 천문대에서 허블을 본 후 첫눈에 반한 듯하다. 헌칠한 키와 잘생긴 얼굴, 게다가 우주를 연구하는 허블에게 저항할 수 없는 매력을 느꼈던 모양이다. 문장력과 문학적 감수성이 뛰어났던 그녀는 허블에게 ‘성운 항해자’라는 별명까지 붙여주었다. 그녀는 허블의 자료를 기증하면서 허블의 전기를 쓰는 사람은 남성 과학자여야 한다는 조건을 붙였다. 그러나 그 이유는 밝히지 않았다. 그레이스는 허블이 떠난 지 28년 후 90세의 나이로 눈을 감았다. 전하는 말에 의하면 그녀의 유해는 화장되어 남편 옆에 안치되었다고 한다. 이런 굴곡진 사연으로 인해 우리는 20세기 천문학 최고의 영웅이 어디에 묻혀 있는지 아직도 모르며, 허블을 추념하려면 1990년 우주로 올라간 허블 우주망원경을 바라보는 수밖에 없게 되었다. 하지만 허블 부부에게도 하나의 위안이 있었다. 허블이 죽은 후 얼마 안되어 노벨 물리학상 수상자이자 위원인 찬드라세카르와 페르미가 허블이 인류에게 끼친 공헌이 무시돼서는 안 된다고 생각한 끝에 그레이스를 찾아가 허블이 수상자로 선정되었다는 비밀 사항을 전했다는 점이다. 법학을 전공했다가 뒤늦게 천문학으로 전향하여 늘 남의 인정과 칭찬에 목말라했던 허블이 지하에서나마 그 소식을 들었다면 크게 기뻐했을 것임에 틀림없다. 마지막으로, 타고난 관측자 허블이 남긴 말로 이 글을 접기로 하자. “오감만 잘 갖춰져 있으면 인간은 우주가 무엇인지 탐험할 수 있으며, 그걸 모험과학이라 부른다.” 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

국내 연구진이 전력소모는 최소화하면서 정보처리 속도를 높일 수 있는 차세대 반도체칩 제작 기술을 개발했다. 그래핀 연구로 2010년 노벨물리학상을 수상한 영국 맨체스터대 물리학과 콘스탄틴 노보셀로프 교수팀과 울산과학기술원(UNIST) 자연과학부, 서울대 화학과 공동연구팀이 효율은 높고 전력소모는 줄일 수 있는 초미세 반도체 입자인 ‘그래핀 양자점’을 효과적으로 만들 수 있는 기술을 개발했다고 16일 밝혔다. 연구팀은 이 기술로 전자 하나으로 신호를 전달할 수 있는 ‘수직 터널링 단전자 트랜지스터’를 만드는데도 성공했다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 16일자에 실렸다. 그래핀 양자점은 수 나노미터(㎚) 크기의 반도체 나노입자로 전류를 흘려주거나 빛을 쪼여주면 발광하는 특성이 있어 차세대 디스플레이나 바이오이미징, 센서 등의 소재로 주목받고 있으며 차세대 양자정보통신에도 활용가능성이 높다. 지금까지 그래핀 양자점은 흑연 덩어리를 물리적이나 화학적으로 얇게 한 겹만 벗겨내는 방식으로 만들어져왔다. 이 때문에 원하는 크기의 그래핀 양자점을 얻기도 어렵고 불순물 때문에 전기적, 광학적 특성을 나타내기 어렵다는 문제가 있었다. 연구팀은 백금 나노입자가 배열된 실리카 기판 위에 육방정계 질화붕소를 입힌 뒤 메탄 기체 속에서 열처리해 그래핀 양자점 크기를 원하는대로 조절하면서 불순물도 제거할 수 있는 방법을 찾아냈다.신현석 UNIST 자연과학부 교수는 “이번 기술로 개발한 그래핀 양자점은 전자를 하나씩만 제어가 가능하고 이를 활용해 만든 수직 터널링 단전자 트랜지스터는 그래핀과 육방정계 질화붕소, 그래핀 양자점을 층층이 쌓아 만든 첫 사례”라며 “그래핀 양자점 기반 트랜지스터는 차세대 각종 전자기기에 활용되면서 놀라울 정도의 기술적 진보를 가져다 줄 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

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