올해의 노벨 물리학상은 우주의 구조와 역사를 밝히고, 우주 속 지구의 위치에 대한 우리의 관점을 변화시킨 세 명의 과학자들에게 돌아갔다. 공동 수상자는 미국 프린스턴대의 제임스 피블스(84) 교수와 스위스 제네바대의 미셸 마요르(77), 디디에 쿠엘로(53) 교수 등이다. 스웨덴 카롤린스카 연구소 노벨위원회는 8일(현지시간) 우주 진화의 비밀과 우주 속 지구의 위치에 대한 인류의 이해에 기여한 공로로 이들 3명을 올해 노벨 물리학상 공동 수상자로 선정됐다고 밝혔다. 노벨위원회는 “올해 노벨 물리학상의 절반은 물리우주론의 이론적 발견의 공적을 세운 피블스 교수에, 나머지 절반은 태양과 같은 항성을 공전하는 외계 행성을 최초로 발견한 마요르·쿠엘로 교수 두 명에게 돌아갔다”고 말했다. 피블스는 미국 프린스턴대 알버트 아인슈타인 과학명예교수, 마요르는 스위스 제네바대 명예교수, 쿠엘로는 영국 캠브리지대와 제네바대 교수이다. 이론 천체물리학자인 피블스는 우주 속 수많은 은하의 분포와 양상을 수학적으로 표현하는 방법으로 우주를 이해하는 이론적 도구를 만들어 빅뱅부터 현재까지 우주의 역사에 대한 이해의 기초가 된 이론을 정립한 공헌을 인정받았다. 노벨 위원회에 따르면, 피블스은 우주의 기원과 진화에 대한 연구인 우주론의 영역을 추측에서 실제 과학으로 바꾸는 데 핵심적인 역할을 했다. 그의 연구는 우주의 단지 5%만이 정상적인 물질과 에너지이며, 약 95%는 물리학자들이 암흑 물질과 암흑 에너지라고 부르는 보이지 않는 물질이라는 사실을 밝혀냈다. 마요르와 쿠엘로는 관측 천문학자로 1995년 실제 관측을 통해 태양과 비슷한 외항성과 그 주위 도는 외행성 ‘51 페가수스 b’를 발견한 공로다. 페가수스자리 51(공식명칭 헬베티우스)는 페가수스자리 방향으로 약 50.45광년 떨어져 있는 G형 주계열성 또는 G형 준거성으로, 외계 행성(페가수스자리 51-b)을 거느리고 있음이 최초로 확인된 천체이다. 이후 천문학자들이 수많은 외계행성을 발견하게 된 것은 이 발견이 도화선이 되었다. 노벨상은 스웨덴의 알프레드 노벨(1833~1896)의 유언에 따라 인류의 복지에 공헌한 사람이나 단체를 매년 선정하여 수여되는 상으로, 1901년 제정됐다. 6개 부문 중 노벨 물리학상은 물리학을 통해 인류에 기여한 사람에게 주어지며, 시상식은 보통 노벨의 기일인 12월 10일 열린다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

2019년 노벨화학상은 리튬이온전지를 연구한 미국 과학자 2명과 일본 과학자 1명에게 돌아갔다. 스웨덴 왕립과학아카데미 노벨위원회는 9일(현지시간) 올해 노벨화학상 수상자로 독일계 존 구디너프(97) 미국 텍사스 오스틴대 교수와 영국계 스탠리 휘팅엄(78) 빙엄턴 뉴욕주립대 교수, 요시노 아키라(71) 일본 메이조대 교수가 선정됐다고 밝혔다. 노벨위원회는 “이번 수상자들은 현재 2차전지 중 대부분을 차지하고 있는 리튬이온전지를 개발해 화석연료로부터 자유로운 사회로 한발 다가서는 데 기여했다”고 평가했다. 2차전지는 건전지처럼 한 번 쓰고 버리는 1차전지와 달리 충전과 방전을 거듭하며 사용 가능하다는 장점이 있다. 여러 종류의 2차전지가 있지만 현재 상용화된 것 중에서 가장 성능이 우수한 전지가 바로 리튬이온전지다. 휴대성이 강조되는 스마트폰, 노트북 같은 제품은 물론 대용량 저장이 가능하기 때문에 전력저장장치인 ESS까지 활용되고 있다. 더군다나 리튬이온전지는 이산화탄소 배출 규제와 화석연료 고갈 등에 대비할 수 있는 강력한 에너지 장치로 주목받고 있다. 이번에 수상자로 선정된 3인은 리튬이온전지 개발과 발전의 역사 그 자체라는 평가를 받고 있다. 휘팅엄 교수는 엑슨사와 함께 1970년대 처음으로 리튬이온전지를 제안했고 이후 구디너프 교수가 이끄는 연구팀이 리튬이온전지의 새로운 양극(+) 물질을 개발함으로써 1991년 소니에 의해 최초로 상업화된 리튬이온전지가 나오게 됐다. 화학기업인 아사히카세이의 명예연구원이기도 한 요시노 교수는 흑연 같은 일정한 결정구조를 가진 탄소성 물질이 리튬이온전지에서 음극재로 적합하다는 것을 발견함으로써 리튬이온전지의 폭발성을 눈에 띄게 줄이는 데 기여했다. 이덕환 서강대 화학과 명예교수는 “2차전지로 활용되기 위해서는 가벼워야 하고 전기 효율이 높아야 하는데 원자번호 3번으로 가장 가벼운 금속인 리튬을 이용한 리튬이온배터리는 두 가지 측면에서 굉장히 큰 장점을 갖고 있다”며 “이보다 더 좋은 2차전지를 현재로서는 상상하기 어려운 상황”이라고 설명했다. 이번 노벨화학상 수상자들은 여러 가지 기록을 남기게 됐다. 요시노 교수가 노벨화학상을 수상함에 따라 일본은 총 24명의 노벨과학상 수상자를 보유하게 됐다. 또 구디너프 교수는 역대 노벨과학상 수상자 중 최고령자가 됐다. 지금까지 노벨과학상 수상자 중 최고령자는 지난해 노벨물리학상을 받은 아서 애슈킨 교수로 당시 96세였다. 이번 노벨화학상 수상자들에게는 상금 900만 스웨덴크로나(약 10억 9791만원)가 주어지며 각각 300만 스웨덴크로나를 받게 된다. 이로써 올해 노벨과학상 수상자 발표는 끝나고 10일 문학상, 11일 평화상, 14일 경제학상 수상자가 발표된다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

2019년 노벨화학상은 리튬이온전지를 연구한 미국 과학자 2명과 일본 과학자 1명에게 돌아갔다. 스웨덴 왕립과학아카데미 노벨위원회는 9일(현지시간) 올해 노벨화학상 수상자로 독일계 존 구디너프(97) 미국 텍사스 오스틴대 교수와 영국계 스탠리 휘팅엄(78) 빙엄턴 뉴욕주립대 교수, 요시노 아키라(71) 일본 메이조대 교수가 선정됐다고 밝혔다. 노벨위원회는 “이번 수상자들은 현재 2차전지 중 대부분을 차지하고 있는 리튬이온전지를 개발해 화석연료로부터 자유로운 사회로 한발 다가서는 데 기여했다”고 평가했다. 2차전지는 건전지처럼 한 번 쓰고 버리는 1차전지와 달리 충전과 방전을 거듭하며 사용 가능하다는 장점이 있다. 여러 종류의 2차전지가 있지만 현재 상용화된 것 중에서 가장 성능이 우수한 전지가 바로 리튬이온전지다. 휴대성이 강조되는 스마트폰, 노트북 같은 제품은 물론 대용량 저장이 가능하기 때문에 전력저장장치인 ESS까지 활용되고 있다. 더군다나 리튬이온전지는 이산화탄소 배출 규제와 화석연료 고갈 등에 대비할 수 있는 강력한 에너지 장치로 주목받고 있다. 이번에 수상자로 선정된 3인은 리튬이온전지 개발과 발전의 역사 그 자체라는 평가를 받고 있다. 휘팅엄 교수는 엑슨사와 함께 1970년대 처음으로 리튬이온전지를 제안했고 이후 구디너프 교수가 이끄는 연구팀이 리튬이온전지의 새로운 양극(+) 물질을 개발함으로써 1991년 소니에 의해 최초로 상업화된 리튬이온전지가 나오게 됐다. 화학기업인 아사히카세이의 명예연구원이기도 한 요시노 교수는 흑연 같은 일정한 결정구조를 가진 탄소성 물질이 리튬이온전지에서 음극재로 적합하다는 것을 발견함으로써 리튬이온전지의 폭발성을 눈에 띄게 줄이는 데 기여했다. 이덕환 서강대 화학과 명예교수는 “2차전지로 활용되기 위해서는 가벼워야 하고 전기 효율이 높아야 하는데 원자번호 3번으로 가장 가벼운 금속인 리튬을 이용한 리튬이온배터리는 두 가지 측면에서 굉장히 큰 장점을 갖고 있다”며 “이보다 더 좋은 2차전지를 현재로서는 상상하기 어려운 상황”이라고 설명했다. 이번 노벨화학상 수상자들은 여러 가지 기록을 남기게 됐다. 요시노 교수가 노벨화학상을 수상함에 따라 일본은 총 24명의 노벨과학상 수상자를 보유하게 됐다. 또 구디너프 교수는 역대 노벨과학상 수상자 중 최고령자가 됐다. 지금까지 노벨과학상 수상자 중 최고령자는 지난해 노벨물리학상을 받은 아서 애슈킨 교수로 당시 96세였다. 이번 노벨화학상 수상자들에게는 상금 900만 스웨덴크로나(약 10억 9791만원)가 주어지며 각각 300만 스웨덴크로나를 받게 된다. 이로써 올해 노벨과학상 수상자 발표는 끝나고 10일 문학상, 11일 평화상, 14일 경제학상 수상자가 발표된다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

　2019년 노벨 화학상은 리튬이온전지를 연구한 독일계와 영국계 미국 과학자와 일본 과학자 3인에게 돌아갔다. 　스웨덴 왕립과학아카데미 노벨위원회는 9일(현지시간) 올해 노벨 화학상 수상자로 독일계 존 구디너프(97) 미국 텍사스 오스틴대 교수와 영국계 스탠리 휘팅엄(78) 빙햄턴 뉴욕주립대 교수, 요시노 아키라 (71) 일본 메이조대 교수가 선정됐다고 밝혔다. 노벨위원회는 “이번 수상자들은 현재 2차전지에 대부분 사용하고 있는 리튬이온전지를 개발함으로써 화석연료로부터 자유로운 사회로 한 발 다가서는데 기여했다”고 평가했다. 　2차 전지는 건전지처럼 한 번 쓰고 버리는 1차전지와 달리 충전과 방전을 거듭하며 사용 가능하다는 장점이 있다. 여러 종류의 2차 전지가 있지만 현재 상용화된 것들 중에서 가장 성능이 우수한 전지가 바로 리튬이온전지이다. 휴대성이 강조되는 스마트폰, 노트북 같은 제품은 물론 대용량 저장이 가능하기 때문에 전력저장장치인 ESS까지 다양하게 쓰이고 있다. 더군다나 이산화탄소 배출 규제와 화석연료 고갈 등에 대비할 수 있는 강력한 에너지 장치로 주목받고 있다. 　이번에 수상자로 선정된 3인은 이런 리튬이온전지의 개발과 발전의 역사 그 자체라고 평가받고 있다. 휘팅엄 교수와 엑슨사에 의해 1970년대 처음 제안됐고 구디너프 교수가 이끄는 연구팀이 리튬이온전지의 새로운 양극물질을 개발함으로써 1991년 소니에 의해 최초로 상업화된 리튬이온전지가 개발됐다. 　화학기업인 아사히 카세이의 명예연구원이기도 한 아키라 교수는 흑연 같은 일정한 결정구조를 가진 탄소성 물질이 리튬이온전지에서 음극재로 적합하다는 것을 발견함으로써 리튬이온전지의 폭발성을 눈에 띄게 줄여 상용화에 한 걸음 더 다가서도록 했다.　이번에 수상한 3명의 과학자는 모두 고령임에도 불구하고 여전히 배터리 용량을 키우고 안전성을 높이는 등 리튬이온전지를 포함한 2차전지에 대한 연구를 멈추지 않는 노익장을 과시하고 있다. 　이덕환 서강대 화학과 명예교수는 “2차전지로 활용되기 위해서는 가벼워야 하고 전기효율이 높아야 하는데 원자번호 3번으로 가장 가벼운 금속인 리튬을 이용한 리튬이온배터리는 2가지 측면에서 굉장히 큰 장점을 갖고 있다”며 “이보다 더 좋은 2차 전지를 현재로서는 상상하기 어려운 상황”이라고 설명했다. 　이번 노벨화학상 수상자들은 여러 가지를 기록으로 남기게 됐다. 아키라 교수가 노벨화학상을 수상함에 따라 일본은 총 24명의 노벨과학상 수상자를 보유하게 됐다. 또 구디너프 교수는 역대 노벨과학상 수상자 중 최고령자가 됐다. 지금까지 노벨과학상 수상자 중 최고령자는 지난해 노벨물리학상을 받은 아서 애슈킨 교수로 당시 96세였다. 　이번 화학상 수상자들에게는 상금 900만 스웨덴크로나(10억 9791만원)가 주어지는데 각각 300만 스웨덴크로나를 받게 된다. 이로써 올해 노벨과학상 수상자 발표는 끝나고 10일 문학상, 11일 평화상, 14일 경제학상 수상자 발표가 남았다. 10일 발표되는 노벨문학상 수상자는 성추문으로 지난해 발표되지 못한 2018년 수상자까지 발표될 예정이다. 시상식은 노벨상을 만든 알프레드 노벨 기일인 12월 10일 스웨덴 스톡홀름에서 개최되며 평화상 시상식만 노르웨이 오슬로에서 열린다. 　유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

2019년 노벨 물리학상은 우주 구조의 이론물리학적 토대를 구축하고 외계행성을 발견한 캐나다와 스위스 출신 과학자들에게 돌아갔다. 스웨덴 왕립과학아카데미 노벨위원회는 8일(현지시간) 올해 노벨 물리학상 수상자로 캐나다 출신의 제임스 피블스(84) 미국 프린스턴대 교수와 미셸 마요르(77) 스위스 제네바대 교수, 디디에 쿠엘로(53) 제네바대 교수가 선정됐다고 밝혔다. 노벨위원회는 “피블스 교수는 우주의 구조와 역사에 대한 새로운 물리학적 이해를 높였고 마요르 교수와 쿠엘로 교수는 태양과 비슷한 형태의 항성을 도는 외계행성을 처음 발견해 우주에 대한 시각을 확장시켰다”고 평가했다. 피블스 교수는 빅뱅 우주론이 정설로 자리잡도록 한 우주배경복사에서 나오는 여러 데이터를 가지고 우주가 어떻게 형성됐고 구성요소들은 무엇인지를 파악할 수 있는 이론적 근거를 구축한 ‘현대 우주론의 건축가’로 평가받고 있다. 1964년 미국 벨연구소의 펜지어스와 윌슨은 우주배경복사를 처음 발견했는데 이들의 발견 이후에도 우주배경복사는 제대로 해석되지 못했다. 피블스 교수는 우주배경복사 관측을 통해 얻은 여러 데이터를 이용해 현재 우주가 빅뱅으로 형성됐다는 사실을 이론적으로 증명하고 우주 대부분을 채우고 있는 것으로 알려진 암흑물질을 계산할 수 있는 이론물리학적 근거를 만들어 냈다. 남순건 경희대 물리학과 교수는 “피블스 교수는 우주배경복사의 이론적 해석 근거를 만들어 냈으며 은하계가 분포돼 있는 거대 구조가 어떻게 형성됐는지까지도 설명하는 이론을 만들어 냈다”며 “피블스 교수는 현대 우주론의 교과서를 쓴 사람이라고 보면 될 것”이라고 설명했다. 1995년 마요르 교수와 당시 대학원생이었던 쿠엘로 교수는 별의 밝기 변화를 정밀 분석하는 방식으로 태양계 바깥에서 태양과 비슷한 형태의 항성(별) 주위를 도는 외계행성을 처음으로 발견하고 학회에서 발표했다. 두 사람은 페가수스자리 51번 별 주위를 도는 행성을 발견했는데 이는 목성질량의 0.47배로 토성보다 약간 크고 궤도 반지름은 약 1억 5000만㎞로 태양~수성 간 거리보다 더 가까웠다. 이들 발견 이후 미국 항공우주국(NASA)을 비롯해 전 세계 연구자들이 대형 망원경으로 관측에 참여해 현재 수천 개의 외계행성과 항성이 지속적으로 발견되고 있다. 이번 물리학상 수상자들에게는 상금 900만 스웨덴크로나(약 10억 9791만원)가 주어지는데 피블스 교수가 450만 스웨덴크로나를 받고 마요르 교수와 쿠엘로 교수가 각각 225만 스웨덴크로나를 받는다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

미셸 마이요-디디에르 퀼로 교수는 사제지간, 1995년 최초 외계행성 발견 　2019년 노벨 물리학상은 우주 구조의 이론물리학적 토대를 구축하고 외계행성을 처음 관측하는데 성공한 캐나다와 스위스 출신 과학자들에게 돌아갔다. 　스웨덴 왕립과학아카데미 노벨위원회는 8일(현지시간) 올해 노벨 물리학상 수상자로 캐나다 출신 제임스 피블즈(84) 미국 프린스턴대 교수와 미셸 마이요(77) 스위스 제네바대 교수, 디디에르 퀼로(53) 제네바대 교수가 선정됐다고 밝혔다. 노벨위원회는 “피블즈 교수는 우주의 구조와 역사에 대한 새로운 물리학적 이해를 높였고 마이요 교수와 퀼로 교수는 태양과 비슷한 형태의 항성(별)을 도는 외계행성을 처음 발견함으로써 외계 우주에 대한 시각을 확장시켰다”고 평가했다. 　피블스 교수는 빅뱅 우주론이 정설로 자리잡도록 한 우주배경복사에서 나오는 여러 데이터를 가지고 우주의 모습이 어떻게 형성됐고 구성요소들은 무엇인지 파악할 수 있는 이론적 근거를 구축한 ‘현대 우주론의 건축가’이다. 우주배경복사는 1948년 조지 가모브에 의해 처음 예견됐고 1964년 미국 벨 연구소의 펜지아스와 윌슨이 전파망원경을 이용해 발견했다. 펜지아스와 윌슨은 우주배경복사 발견 공로로 1978년에 노벨물리학상을 수상한 바 있다. 　이들의 발견 이후에도 우주배경복사는 제대로 해석되지 못했는데 피블스 교수가 우주배경복사 관측을 통해 얻은 데이터를 이용해 현재 우주가 빅뱅으로 형성됐다는 사실을 이론적으로 증명하고 우주 대부분을 채우고 있는 것으로 알려진 암흑물질을 계산할 수 있는 이론물리학적 근거를 만들어냈다. 　남순건 경희대 물리학과 교수는 “피블스 교수는 우주배경복사의 이론적 해석 근거를 만들어 냈으며 은하계가 분포돼 있는 거대 구조가 어떻게 형성됐는지까지도 설명하는 이론을 만들어냈다”라며 “우주론을 공부하려는 대학원생이라면 피블스 교수의 이론은 당연히 거쳐가야 하는 관문으로 우주론의 교과서를 쓴 사람으로 보면 될 것”이라고 설명했다.　1995년 미셸 마이요 교수와 당시 대학원생이었던 퀼로 교수는 별의 밝기 변화를 정밀 분석하는 방식으로 태양계 바깥에서 태양과 비슷한 형태의 항성(별) 주위를 도는 외계행성을 최초로 발견하고 이를 발표했다. 두 사람은 페가수스자리 51번 별 주위를 도는 행성을 발견했는데 이는 목성질량의 0.47배로 토성보다 약간 크고 궤도 반지름은 약 1억 5000만㎞로 태양-수성간 거리보다 더 가까웠다. 이들의 발견 이후 미국 항공우주국(NASA)을 비롯해 전 세계 연구자들이 대형 망원경으로 관측에 참여해 현재 수 천개의 외계행성과 항성이 지속적으로 발견되고 있다. 　이번 물리학상 수상자들에게는 상금 900만 스웨덴크로나(10억 9791만원)가 주어지는데 피블즈 교수가 450만 스웨덴크로나를 받고 마이요 교수와 퀼로 교수가 각각 225만 스웨덴크로나를 받게 된다. 노벨위원회는 9일 화학상, 10일 문학상, 11일 평화상, 14일 경제학상 수상자를 차례로 발표한다. 시상식은 노벨상을 만든 알프레드 노벨 기일인 12월 10일 스웨덴 스톡홀름에서 개최되며 평화상 시상식만 노르웨이 오슬로에서 열린다. 　유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

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(왼쪽·62) 미국 하버드대 의대 하워드 휴즈연구소 교수와 영국 옥스퍼드대 프랜시스 클릭연구소 교수인 피터 랫클리프(가운데·65) 경, 미국 존스홉킨스대 세포공학연구소 그레그 서멘자(오른쪽·63) 교수가 선정됐다고 밝혔다. 노벨위원회는 “이들 3명의 과학자는 인체 세포가 어떻게 산소가 필요한지 감지하고 적응하는지와 관련한 호흡 메커니즘을 연구함으로써 인류의 암과의 싸움에 새로운 이정표를 세웠다”고 평가했다. 이번에 노벨상을 수상한 3명의 연구자는 2016년에 ‘미국의 노벨상’으로 알려진 래스커상 기초의학부문을 공동 수상한 바 있다. 이로써 래스커상은 지금까지 300여명에 이르는 수상자 중 90명이 노벨생리의학상 수상자로 선정되면서 명실공히 ‘예비 노벨생리의학상’이라는 명성을 다시 한번 확인하게 됐다. 산소는 지구 대기의 약 5분의1을 차지하는 기체이지만 사람을 비롯한 동물의 대사 작용, 운동, 배아 발달, 면역 반응, 고도 적응, 호흡에 관여하는 것은 물론 빈혈, 암, 뇌졸중, 감염, 부상 회복, 심근경색 등 질병의 진행과도 밀접한 관계를 갖고 있다. 이번 수상자들은 겉으로 보기에 간단해 보이지만 생명체에게서 중요한 기능인 호흡의 복잡성과 메커니즘 연구를 통해 ‘HIF-1α’란 유전자가 저산소환경에 적응할 수 있도록 도울 수 있다는 사실을 밝혀냈다. 이들은 HIF-1α를 변형시켜 빈혈과 산소공급 조절을 통해 암을 치료하는 방법을 연구했다. 이대호 서울아산병원 종양내과 교수는 “종양은 크기가 점점 커지면서 저산소증에 빠지게 되는데 이번 수상자들은 저산소 상태에 빠진 암세포가 어떻게 반응하는지 규명해 냄으로써 저산소증 상태에서는 항암제가 잘 듣지 않는다는 것을 밝혀냈다”고 설명했다. 또 “항암 치료나 방사선 치료 효과가 떨어지는 원인을 밝혀내 치료 효과를 높이기 위한 큰 방향의 해답을 제시했다고 할 수 있다”고 덧붙였다. 케일린 교수는 다음달 7~8일 대한종양내과학회의 추계 학술대회 연사로 참석할 것으로 알려졌다. 이번 생리의학상 수상자들은 상금 900만 스웨덴크로나(약 10억 9791만원)를 나눠 갖게 된다. 노벨위원회는 8일 물리학상, 9일 화학상, 10일 문학상, 11일 평화상, 14일 경제학상 수상자를 차례로 발표한다. 시상식은 알프레드 노벨 기일인 12월 10일 스웨덴 스톡홀름에서 개최되며 평화상 시상식만 노르웨이 오슬로에서 열린다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

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