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  • [핵잼 사이언스] 신비한 ‘8번째 대륙’ 질랜디아 새 지도 공개

    [핵잼 사이언스] 신비한 ‘8번째 대륙’ 질랜디아 새 지도 공개

    뉴질랜드 연구진이 ‘제8번째 대륙’으로 불리는 질랜디아의 수심도를 나타낸 지도를 공개했다고 CNN 등 해외 언론이 23일 보도했다. 오세아니아 대륙 주변 바다에 담겨있는 땅덩어리인 질랜디아는 1995년 지구물리학자인 브루스 루엔딕이 처음 발견했다. 학계의 일부 전문가들은 유럽·아시아·아프리카·북아메리카·남아메리카·오세아니아·남극에 이어 제8번째 대륙으로 보기도 한다. 약 8500만 년 전 바닷속으로 가라앉은 것으로 추정되는 질랜디아의 크기는 한반도 면적의 약 22배로 알려져 있지만, 이 안에 속하는 뉴칼레도니아와 뉴질랜드를 빼면 전체 면적의 94%가 바다에 잠겨 있다. 뉴질랜드 지질 연구소(GNS Science)가 현지시간으로 22일 공개한 지도는 지금까지 공개된 것 중 가장 자세한 질랜디아의 정보와 더불어, 질랜디아 대륙의 기원에 대해 추측해볼 수 있는 다양한 사실들을 종합적으로 담고 있다. 특히 질랜디아에 존재하는 것으로 추정되는 화산이나 플레이트경계, 퇴적분지 등의 정보가 추가됐으며, 일반인도 이를 자세히 관찰할 수 있도록 웹사이트를 통해 3D 정보도 함께 제공됐다. 연구진은 “우리는 뉴질랜드와 남서 태평양 지역의 지질학적 최신 정보를 정확하게 제공하기 위해 이 지도를 만들었다”면서 “이제 전 세계 모든 사람이 자신의 집에서 질랜디아를 탐험할 수 있다”고 말했다. 이어 “질랜디아에 대해 알려지지 않은 것이 아직 많다. 기후환경 역시 지금까지 알려진 것과 다를 수 있다”면서 “우리는 추가적인 연구로 밝혀지는 사실을 지속적으로 지도에 업데이트 할 것”이라고 덧붙였다. 2017년 뉴질랜드 등 12개국 과학자 32명으로 이뤄진 국제 연구진은 질랜디아가 현재 수심 1㎞가 넘는 바다에 가라앉아 있지만, 과거에는 지금처럼 수심이 깊지 않았다는 사실을 밝힌 연구결과를 발표했다. 전문가들은 질랜디아가 과거 호주의 일부였다가 분리됐으며, ‘불의 고리’라고 불리는 환태평양지진대가 형성됐을 무렵 움직임이 멈춘 것으로 보고 있다. 이후 대륙의 ‘뿌리’ 부분이 부서지면서 깊은 바다로 가라앉았을 것으로 추측한다. 전설의 도시인 ‘아틀란티스’처럼 바다 아래 잠겨 있다는 점에서 호기심을 유발하는 질랜디아의 새로운 지도는 뉴질랜드 지질 연구소가 관리하는 웹사이트(data.gns.cri.nz/tez/)에서 확인할 수 있다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr
  • [유용하 기자의 사이언스 톡] 알래스카 화산폭발이 로마 붕괴시켰다고

    [유용하 기자의 사이언스 톡] 알래스카 화산폭발이 로마 붕괴시켰다고

    미국 역사학자 윌 듀런트는 “문명은 예고 없이 변하는 지질학적 영향을 받으며 그에 따라 존재한다”는 말을 남겼습니다. 그렇지만 많은 역사학자는 지질학적 변화가 역사에 영향을 미친다는 생각은 ‘환경결정론’이라고 하며 받아들이지 않고 있습니다. 그런데 최근 역사학자와 고고학자뿐만 아니라 다양한 분야의 과학자들이 참여해 환경결정론에 힘을 실어 주는 재미있는 연구결과를 내놨습니다. 미국 사막연구소, 영국 케임브리지대, 벨파스트 퀸스대, 세인트앤드루스대, 옥스퍼드대, 스위스 베른대, 미국 예일대, 알래스카 페어뱅크스대, 아일랜드 트리니티칼리지, 독일 헬름홀츠 알프레드베게너 빙하연구소, 괴팅겐대, 덴마크 코펜하겐대 공동연구팀은 기원전 45~43년 알래스카에 있는 옥목(Okmok) 화산의 연쇄적 폭발이 지구 반대편 지중해의 고대 로마에 극심한 추위를 일으켜 정치 체제를 바꾸게 된 원인으로 작용했다고 24일 밝혔습니다. 이번 연구결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 23일자에 실렸습니다. 이번 연구에는 기후물리학자와 역사학자는 물론 고고학자, 식물학자, 환경과학자, 토목공학자 등 다양한 분야의 학자들이 참여해 관심을 끌었습니다. 기록에 따르면 기원전 44년 율리우스 카이사르가 암살된 때를 전후해 로마와 이집트, 그리스 등 지중해 지역에 비정상적인 추위가 몰아닥쳐 흉작과 기근, 질병 등이 발생했습니다. 역사학자들은 이것이 공화국 로마와 이집트 프톨레마이오스 왕국을 붕괴시켰다고 보고 있습니다. 이상기후와 그로 인한 영향들이 화산폭발 때문이라고 추정되고 있지만 어떤 화산 때문인지를 파악하지 못하고 있었습니다. 연구팀은 그린란드와 러시아 북극지역의 얼음 핵(ice core)을 추출해 분석했습니다. 추출한 얼음 핵에는 화산분출물이라고도 불리는 ‘테프라’층이 잘 보존돼 있었다고 합니다. 화산이 분화하고 연기가 뿜어져 나올 때 연기 속에는 다양한 크기의 입자가 포함돼 있습니다. 크고 무거운 입자는 분화구 근처에 떨어지고 가볍고 작은 입자들은 멀리까지 이동하게 됩니다. 이렇게 다양한 화산분출물들을 모두 ‘테프라’라고 부르는데 화산폭발 역사를 분석할 때 주로 활용됩니다. 분석 결과 알래스카 옥목 화산은 기원전 45년에 1차 폭발을 일으킨 뒤 기원전 43년 초에는 훨씬 강력하고 긴 기간에 걸쳐 2차 폭발이 발생했다고 합니다. 두 차례에 걸친 옥목 화산폭발로 발생한 테프라는 2년 가까이 공기 중에 남아 햇빛을 가려 기온을 떨어뜨렸다는 설명입니다. 연구팀에 따르면 옥목 화산의 1차 폭발 이후 서서히 기온이 떨어지기 시작해 2차 폭발이 있었던 기원전 43년부터 2년 동안은 지난 2500년 동안 북반구에서 가장 추운 기간이었으며 여름과 가을의 평균기온도 평년보다 7도가량 낮았던 것으로 추정했습니다. 또 남유럽 전역의 여름철 강수량은 평년보다 1.2배, 가을 강수량은 4배나 많았던 것으로 봤습니다. 많은 비가 내리고 추운 날씨 때문에 농작물 수확량이 줄어든 것이 정치적 격변기에는 상당한 영향을 미쳤을 것이라고 연구팀은 분석했습니다. 최근 기후변화 패턴을 보면 인류의 생활양식은 물론 생존을 위협할 정도로 극단적입니다. 먼 훗날 인류의 후손이나 외계인들이 지질학적, 기후학적 증거를 보고 현재의 역사를 어떻게 해석할지 궁금합니다. edmondy@seoul.co.kr
  • [핵잼 사이언스] 자전거가 빛의 속도에 가깝게 달린다면 어떻게 보일까?

    [핵잼 사이언스] 자전거가 빛의 속도에 가깝게 달린다면 어떻게 보일까?

    공상과학(SF) 영화에서 속도는 우주선 등의 성능을 나타내는 데 중요한 요소 중 하나다. 어떤 우주선은 설정상 빛의 속도나 그에 가까운 속도로 비행할 수 있다고 나온다. 그런데 광속에 가까운 속도인 아광속으로 이동하는 물체가 실제로 우리 눈에 어떻게 보이는지를 쉽게 설명하는 논문은 거의 없었다. 이에 영국 서리대 연구진이 시행한 한 연구에서는 아광속으로 이동하는 자전거가 맨눈에 어떻게 보이는지를 평면(2D)과 입체(3D) 이미지 양쪽 모두에서 컴퓨터로 시뮬레이션(모의실험)을 진행했다. 그 결과, 아광속으로 이동하는 자전거는 관찰자와의 위치 관계에 의해 극적으로 늘어나 보이는 것으로 나타났다. 평면상 아광속 자전거, 가장 가까이 지날 때 가장 길게 늘어나연구를 수행한 에번 크라이어젱킨스 연구원과 폴 스티븐슨 박사는 논문을 통해 먼저 단순화한 평면상의 아광속 자전거가 어떻게 보이는지를 설명했다. 이들이 공개한 그림 속 2D 자전거는 선으로 구성돼 있는 것처럼 보이지만 실제로는 많은 작은 점이 모여 모양을 이룬 것이다. 이들 연구자는 아인슈타인의 상대성 이론을 적용했을 때 가상의 공간에서 이 2D 자전거를 광속의 90%로 왼쪽에서 오른쪽으로 이동하게 했다. 이때 관찰자의 시선은 그림에서와같이 자전거의 이동 방향과 수직으로 했다. 그 결과, 자전거는 아광속으로 이동할 때 관찰자와 가까워질수록 앞뒤로 늘어나 보이고 멀어질수록 앞바퀴와 뒷바퀴 폭이 좁아 보이는 것으로 나타났다. 이처럼 자전거가 늘어나 보이는 이유는 같은 시간에 물체의 각 부위를 동시에 보는 행위가 물리적으로 불가능하기 때문이다. 우리가 사물을 볼 때 영상(물체의 형체)은 물체가 동시에 방출하는 광자가 아니다. 따라서 사람이 보는 것은 물체에서 서로 다른 시기에 나오는 광자들이 함께 엮인 일종의 조각보(패치워크)이다.또 사람은 눈이 두 개 있어 엄밀하게 말하면 빛은 오른쪽 눈과 왼쪽 눈에 서로 다른 시간에 도달한다. 따라서 뇌가 인식하는 능력을 떠나 오른쪽 눈과 왼쪽 눈에 도달하는 빛의 시차를 고려하면 자전거가 겹쳐 보인다. 입체상의 아광속 자전거는 어떻게 보이나그다음으로 이들 연구자는 더욱더 현실에 가까운 3D로 그린 자전거로 모의실험을 진행했다. 입체상의 아광속 자전거는 평면일 때와 마찬가지로 점의 집합으로 이뤄졌다. 또 3D 이미지에서는 각 점에서 붉은빛을 발하도록 설정을 바꿨다. 이미지에 색상을 더한 이유는 빛의 도플러 효과를 확인하기 위한 것이다. 빛에는 파도로서의 성질도 있어 파장이 긴 빨간색이라도 아광속으로 접근하면 파장이 압축돼 파장이 더욱더 짧은 노란색이나 파란색 또는 보라색으로 변한다.연구진은 붉게 빛나는 3D 아광속 자전거가 광속의 65%로 눈앞을 지날 때(그림) 어떻게 다르게 보이는지를 타임랩스 방식으로 나타냈다. 이 역시 자전거가 붉게 빛나도 접근하고 있는 부분은 파란색이나 노란색으로 표시되고 멀어져가는 부분은 검붉게 보인다. 마지막 프레임에서 멀어지는 자전거가 검게 표시돼 있는 그림은 도플러 효과에 의해 자전거가 발하는 색상이 가시광 구역을 벗어나 적외선이 됐다는 것을 의미한다. 이처럼 아광속의 세계에서는 모양뿐만이 아니라 색상도 다르게 보이는 것이다.반면 아광속 자전거의 속도를 광속의 90%로 설정했을 때(그림), 가시광선 상에서 보이는 부분은 좁아져 맨눈으로는 거의 보이지 않는다. 또 접근할 때의 왜곡도 매우 커져 입체적인 원형을 확인하는 것이 어려워진다. 광속에 가까워질수록 눈에 보이지 않으며 고무처럼 늘어나 이 연구를 통해 만일 SF 영화 등으로 아광속 이동을 현실적으로 나타낼 때는 속도 제한을 둘 필요가 있음을 알 수 있었다. 광속에 매우 가까운 경우(90%) 우주선은 고무처럼 급격히 늘어나고 줄어들어 보일 뿐만 아니라 색상도 가시광선 영역에서 벗어나기 때문이다. 하지만 적절하게 속도를 설정하면 우주선의 색상을 바꿔 표현할 수 있는 것이다. 1938년 물리학자 조지 가모브가 출간한 저서 ‘톰킨스 물리열차를 타다’(Tomkins ‘Adventures in Wonderland)에서는 자전거 속도가 광속에 가까운 기묘한 세계가 그려진다. 이 세계에서는 약간의 가속으로 주변 경치가 쉽게 일그러지고 경치의 색상이 변화한다. 여기서 그려진 아광속 세계의 표현은 1905년 발표된 아인슈타인의 상대성이론에 입각한 것이지만, 어디까지나 상상할 수 없었다. 하지만 이번 연구를 통해 SF적인 상상이 과학적 사실과 일치한다는 것이 증명된 것이다. 자세한 연구 결과는 ‘영국 왕립학회보A’(Proceedings of the Royal Society A) 최신호(6월3일자)에 실렸다. 사진=영국 왕립학회보A 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr
  • [베스트셀러]서점가 휩쓴 유튜버 저자 파워

    [베스트셀러]서점가 휩쓴 유튜버 저자 파워

    서점가에 유튜버 저자의 파워가 거세다. 22일 교보문고가 발표한 5월 셋째주 온·오프라인 종합 베스트셀러 현황에 따르면 유튜버 홍세림의 ‘이번 달은 뉴요커’가 출간과 함께 종합 2위에 올랐다. 구독자가 60만 명에 이르는 여행 유튜브 채널을 운영하는 홍세림은 자신의 뉴욕 한 달 살기 경험담을 엮어 에세이로 펴냈다. 첫 책임에도 단숨에 상위권으로 진입했으며, 주요 독자층은 20대 여성이 68,7%로 압도적이었다. 교보문고 측은 “코로나19로 사회적 거리두기가 길어지면서 여행을 조심스러워진 독자들이 현실에서 벗어나 여행에세이를 통해 대리 만족을 하는 것으로 보인다”고 분석했다. 물리학자이자 바이오테크 기업 창업자인 사피 바칼의 ‘룬샷’도 종합 9위를 차지하며 인기를 이어갔다. 기업가들과 과학자들도 추천을 하면서 독자들의 관심도 높아졌다. 직장인 마케터 이승희의 ‘기록의 쓸모’가 종합 20위, 미래학자 최윤식의 ‘앞으로 3년, 대담한 투자’가 종합 25위에 오르는 등 경제경영 전략도서들이 출간과 함께 베스트셀러에 진입했다. 5·18 광주민주화운동 40주년을 맞아 한강의 ‘소년이 온다’가 특별 한정판 출간과 더불어 다시금 관심을 받았다. 한국인 최초 맨부커상 수상 작가인 한강의 소설 ‘소년이 온다’는 1980년 5월 18일부터 광주의 열흘 간을 중학교 3학년 소년 동호의 시점으로 그렸다. < 교보문고 5월 셋째 주 베스트셀러 > 1. 더 해빙 (이서윤·수오서재) 2. 이번 달은 뉴요커 (홍세림·21세기북스) 3. 지리의 힘 (팀 마샬·사이) 4. 제11회 젊은작가상 수상작품집 (강화길 등 7명·문학동네) 5. 1㎝ 다이빙 (태수·피카) 6. 흔한남매. 4 (흔한남매·아이세움) 7. 오래 준비해온 대답 (김영하·복복서가) 8. 녹나무의 파수꾼 (히가시노 게이고·소미미디어) 9. 룬샷 (사피 바칼·흐름출판) 10. 내가 원하는 것을 나도 모를 때 (전승환·다산초당) 이슬기 기자 seulgi@seoul.co.kr
  • 코로나19에 취소됐던 뮤지컬 ‘마마, 돈크라이’, 6월 17일 개막 확정

    코로나19에 취소됐던 뮤지컬 ‘마마, 돈크라이’, 6월 17일 개막 확정

    코로나19 여파로 취소되었던 뮤지컬 ‘마마, 돈크라이’가 오는 6월 17일 세종문화회관 M씨어터에서 재개막한다. 이번 공연에는 오리지널 캐스트 송용진, 고영빈을 비롯해 당초 출연 예정이었던 14명의 배우들이 모두 참여한다.2010년 초연 이후 여섯 번째 시즌 공연이자 10주년 기념으로 기대를 모았던 ‘마마, 돈크라이’는 지난 2월 28일 공연될 예정이었으나 코로나19로 인한 사회적 거리두기를 실천하며 한 차례 개막을 연기했다. 한 달 뒤인 3월 27일 재개막을 준비했으나 고강도 사회적 거리두기 지속으로 공연을 취소했다. 제작사 페이지1과 알앤디웍스는 “지난 2월과 3월, 개막 연기와 취소를 결정하며 스태프와 배우들 모두 지쳐있었다. 하지만 공연 재개가 불투명한 가운데 공연 취소에 대한 아쉬움보다 스태프와 배우들을 향해 보내주신 관객들의 격려와 위로가 큰 힘이 됐다”라면서 “초연 10주년이라는 뜻깊은 해에 준비한 무대를 선보일 수 있게 되어 관객분들에게 가장 먼저 기쁨과 감사를 전하고 싶다”고 말했다. 제작사 측은 “정부 예방 수칙이 사회적 거리두기에서 생활 속 거리두기로 완화됐지만 공연장을 찾는 관객과 배우, 스태프들의 건강을 최우선으로 여기며 철저하게 방역 수칙을 준수하고 실천하겠다”고 강조했다. 뮤지컬 ‘마마, 돈크라이’는 학문에는 완벽하지만 사랑에는 서툰 천재 물리학자 프로페서V가 마성의 매력을 지닌 드라큘라 백작을 만나며 벌어지는 이야기를 담고 있다. 개성 강한 캐릭터의 등장, 타임머신이나 뱀파이어 같은 독특한 소재, 시공간을 넘나드는 신선한 전개와 중독성 강한 록 비트의 넘버가 조화를 이루며 10년간 관객들의 사랑을 받아 왔다. 박성국 기자 psk@seoul.co.kr
  • 기이한 천재들의 산책… 세상을 바꿔놓은 잡담

    기이한 천재들의 산책… 세상을 바꿔놓은 잡담

    ‘외로움·지적 고립’ 감정 공유했던 두 천재 업적 세워도 고독했던 대가들의 빛과 그늘천재는 외롭다고 한다. 위대한 사상가며 과학자 중엔 외롭게 살다 간 이들이 적지 않다. 남과 구별되는 창의성으로 기상천외한 성취를 남기고도 인정받지 못하거나 거꾸로 외면당하는 고독한 영혼이 수두룩하다. 미국 과학작가이자 철학자인 짐 홀트는 ‘아인슈타인이 괴델과 함께 걸을 때’에서 세상을 바꿔 놓은 이론이며 그 주인공에 얽힌 빛과 그림자를 들춰 흥미롭다. ‘문외한에게는 빛나는 통찰을, 전문가에게는 뜻밖의 참신한 반전을 선사하고 싶은 칵테일파티용 잡담’이란 서문처럼 걸출한 이론과 사람을 깊이와 재미로 버무린 수준이 녹록지 않다. 책의 제목으로 택한 알베르트 아인슈타인과 쿠르트 괴델의 우정은 그중에서도 가장 눈길을 끈다. 상대성이론으로 물질세계에 관한 개념을 뒤집은 아인슈타인과 아리스토텔레스 이후 가장 위대한 논리학자로 불리는 괴델. 붙임성이 좋고 웃기 좋아하는 아인슈타인과 침울하고 비관적이었던 괴델, 두 사람은 정반대의 성격에도 불구하고 늘 단둘이서만 이야기하길 즐겼다고 한다. 혁명적 사상을 독자적으로 내놓으며 지적인 고립의 감정을 공유했던 셈이다. 후대에 두 천재는 ‘이 세계는 우리 개개인의 인식과 무관하게 합리적으로 조직되어 있으며 결국 인간이 이해할 수 있는 것이라고 믿었던 인물´로 함께 묶인다.아인슈타인의 상대성이론과 양자역학, 괴델의 불완전성 정리, 튜링의 계산 가능성과 결정문제, 프랙털, 범주론, 고차원, 진리이론. 책의 특징은 이런 걸출한 이론들의 깔끔한 정리에 입체적으로 붙인 스토리 전개이다. 이를테면 빅토리아 시대의 학자 프랜시스 골턴은 일기예보와 지문 감정 분야를 개척한 인물임에도 선택적 번식을 통해 인류를 향상시킨다는 업적으로 해서 유사과학의 아버지로 매도된다. 불행한 결말을 맞은 대가들의 이야기도 예사롭지 않다. 괴델은 유일한 대화 상대였던 아인슈타인이 세상을 떠난 후 더 심하게 내성적으로 변했다. 망상에 시달리다 음식을 거부한 채 병원에서 영양실조로 숨졌다. 컴퓨터 개념을 고안했고 나치의 애니그마 암호를 해독해 수많은 생명을 구해낸 앨런 튜링은 청산가리가 든 사과를 깨물고 목숨을 끊었다. 순수수학과 상업주의를 둘러싼 논쟁을 비롯해 과학, 수학계의 해묵은 논쟁 궤적을 훑는 재미도 쏠쏠하다. 골턴의 이론에 따라 시도된 유럽과 미국의 우생학 프로그램들에선 과학이 어떻게 윤리를 타락시키는지를 볼 수 있다. 저자는 한 세대 이상 ‘끈 이론’ 전쟁을 벌이고 있는 물리학계를 향해 “아름다움은 곧 진리라는 등식이 지난 세기 대부분의 기간 물리학자들을 사로잡았지만 그 등식 때문에 물리학자들이 길을 잃어버렸을지도 모른다”고 꼬집고 있다. 특히 전쟁 부상자들을 돌보는 데 평생을 바친 플로렌스 나이팅케일의 예를 들어 지적한 ‘도덕적 성인’이 주목할 만하다. 책에서 나이팅게일은 다정하고 헌신적인 자비의 천사가 아니라 걸핏하면 화를 내고 굽히지 않는 꼬장꼬장한 의지와 예술가 기질을 가진 자기중심적 여성으로 소개된다. 나이팅게일의 숨겨진 면모를 들춘 저자는 “필요한 기술적, 조직적 능력뿐만 아니라 위대한 이타적 업적을 달성하려면 뛰어난 창의성도 필요한 것 같다”고 쓰고 있다. 김성호 선임기자 kimus@seoul.co.kr
  • 입자물리학의 거대 현미경 세상 물질의 근본을 밝히다

    입자물리학의 거대 현미경 세상 물질의 근본을 밝히다

    1964년 美물리학자 겔먼 ‘쿼크 이론’ 제시 우주 구성하는 가장 작은 단위 찾아나서 가속기 종류는 가속 방식·입자 따라 구분 재료공학·의학·생물학 등 활용처도 달라 국내선 방사광·양성자·중이온가속기 운용지난주 차세대 다목적 방사광가속기 최종 입지로 충북 청주 오창 지역이 선정됐다. 신청 지역들은 유치를 위한 총력전을 벌이는 등 과열 양상을 보이기도 했다. 그렇지만 방사광가속기를 포함한 입자가속기는 만들어지기만 하면 어려운 지역경제를 단숨에 살릴 수 있는 도깨비방망이가 아니다. 입자가속기는 물리학자와 화학자가 품고 있는 “물질을 구성하는 기본 입자는 무엇일까”라는 기본적 궁금증을 풀기 위한 거대한 실험 장비다. 19세기 러시아 화학자 멘델레예프가 주기율표를 완성하면서 세상 모든 물질은 주기율표상 원자들의 조합으로 만들어지는 것으로 이해됐다. 20세기 들어 원자는 핵과 전자로 이뤄져 있으며 핵은 양성자와 중성자로 구성돼 있다는 것이 밝혀졌다. 이때까지만 해도 과학자들은 양성자, 중성자, 전자가 물질을 이루는 기본 입자라고 확신했다. 그런데 1964년 미국 물리학자 머리 겔먼이 ‘쿼크 이론’을 제시하면서 물질 구성 기본 입자는 더 작아졌다. 쿼크의 존재를 증명하고 우주를 구성하는 가장 작은 단위를 찾기 위해 입자물리학자들이 사용하는 거대한 현미경이 바로 ‘입자가속기’다. 입자가속기는 전자기장을 이용해 전자, 양성자, 이온 등 전하를 갖는 입자를 빛의 속도에 가깝게 가속시킨 뒤 물질과 충돌시키는 장치다. 가속된 입자가 원자핵과 부딪치면 핵이 깨져 양성자나 중성자가 튀어나오거나 여러 개의 원자핵으로 분열되기도 하고 새로운 소립자가 만들어지기도 한다. 최근에는 기초연구뿐만 아니라 생물학, 의학, 재료공학 등에도 입자가속기가 쓰이면서 활용 범위가 넓어지고 있는 추세다.입자가속기는 가속 방식에 따라 선형과 원형으로 나뉘고 가속 입자의 종류에 따라서 전자가속기, 방사광가속기, 양성자가속기, 중이온가속기, 중입자가속기로 구분된다. 선형가속기는 다시 저에너지 선형가속기와 고에너지 선형가속기로 구별된다. 저에너지 선형가속기는 가속시키려는 입자를 고전압에 한 번에 통과시켜 단숨에 가속시키는 방식이며, 고에너지 선형가속기는 입자를 비교적 낮은 전압에 반복적으로 통과시켜 높은 에너지를 얻도록 해 가속시키는 방식이다. 선형가속기는 원형가속기에 비해 균일하고 강한 입자빔을 얻을 수 있고 직선 형태이기 때문에 입자가 위치를 바꿀 때 나타나는 미세한 제동에 의한 에너지 손실이 적다는 장점이 있다. 그러나 가속시키려는 입자 크기가 클수록 가속기가 길어져야 하기 때문에 많은 공간을 차지한다는 단점이 있다. 원형가속기는 이런 단점을 보완하기 위해 입자를 나선(사이클로트론)이나 원(베타트론, 싱크로트론)을 그리며 가속되도록 한 장치다. 포항에서 운용되고 있는 3세대, 4세대 가속기와 오창에 만들어질 가속기는 방사광가속기다. 방사광가속기는 빛의 속도에 가깝게 가속된 전자가 강력한 자기장을 지날 때 방출되는 빛(방사광)을 활용하는 장치로 기초과학뿐만 아니라 연료전지 같은 첨단재료 기술, 세포 영상획득기술, 단백질 구조분석 등에 활용된다.한국원자력연구원이 경주에서 운용하고 있는 양성자가속기는 수소 원자에서 분리한 양성자를 가속시켜 표적에 충돌시킨 뒤 나타나는 표적의 변화와 충돌로 만들어지는 2차 입자인 중성자, 뮤온 등을 연구할 때 주로 쓰이지만 나노, 재료과학 등을 연구할 때도 쓰인다. 중이온가속기는 양성자 가속기와 비슷한 원리이지만 수소보다 무거운 탄소, 칼슘, 우라늄 같은 입자를 충돌시켜 핵반응을 일으켜 나타나는 현상을 연구하는 데 활용된다. 특히 다양한 희귀 동위원소를 만들어 우주 핵반응, 극한 핵물질 등 기초과학 연구에 주로 쓰이는데 기초과학연구원(IBS)이 2021년 대전에 구축할 예정인 ‘라온’이 중이온가속기다. 중입자가속기는 이산화탄소 가스에서 추출한 탄소이온을 가속시켜 인체를 쉽게 통과할 수 있는 중입자빔을 만드는 데 쓰인다. 이를 통해 암 치료나 DNA 손상 회복 메커니즘, 우주 방사선에 의한 인체 영향 등 주로 의학 연구에 활용된다. 국내에서는 부산 기장에 2023년을 목표로 구축 중이다. 과학자들은 “입자가속기는 지역이나 정치인들의 생각처럼 만들어 놓기만 하면 지역경제가 살아나고 산업이 활성화되는 도깨비방망이가 아니다”라며 “구축 이후 어떻게 활용할 것인지에 대한 명확한 로드맵을 세우지 못하면 비싼 실험 장비를 만들어 놓고 놀리게 되는 일이 벌어질 수 있다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • [아하! 우주] 질량 다른 두 블랙홀 충돌, 최초 발견…화음 같은 중력파 발생

    [아하! 우주] 질량 다른 두 블랙홀 충돌, 최초 발견…화음 같은 중력파 발생

    인류 최고의 물리학자로 꼽히는 알베르트 아인슈타인(1879~1955)은 100여 년 전인 1916년, 블랙홀끼리 병합하거나 중성자별끼리 충돌할 때 발생하는 시공간의 일그러짐이 빛의 속도로 파도처럼 전달되는 중력파가 발생한다고 예상했다. 그 후 오늘날에 일어 중력파가 실제로 검출되면서 우리는 우주에 대해 더 자세한 내용을 관측할 수 있게 됐다. 실제로 미국과 유럽의 라이고·비르고 중력파 관측단의 중력파 검출기 덕분에 지난 2015년부터 2017년까지 3년간 쌍성을 이루는 두 블랙홀 간의 충돌이 10차례나 관측됐다. 그런데 지금으로부터 1년여 전인 지난해 4월 12일, 이들 연구자는 관측 정확도의 향상으로 마치 음악의 배음 같이 조화를 이루는 서로 다른 주파수의 두 중력파를 탐지했고, 이는 24억 광년 떨어진 곳에서 우리 태양보다 각각 질량이 약 8배와 30배인 두 블랙홀이 충돌해 일으킨 시공간의 파장이라는 것이 최근에서야 밝혀졌다. 이전까지는 쌍성을 이루는 두 블랙홀은 모두 거의 비슷한 질량이었다. 이 때문에 쌍성 블랙홀의 형성 모델은 지금까지 같은 질량의 블랙홀이라는 전제가 붙었다. 현재로서 질량이 크게 다른 쌍성 블랙홀이 왜 만들어지는지에 대해서는 명확한 메커니즘이 밝혀지지 않았지만, 앞으로 그 원리를 이해하는 데 이번 연구 성과가 중요해서 천문학계의 관심이 쏠리고 있는 것으로 전해졌다. 쌍성 블랙홀이 만들어낸 시공간의 일그러짐서로 공전하는 이들 블랙홀에서는 중력의 파장이 발생하며 충돌로 인해 발생한 중력파는 우리 지구에도 확실하게 도달해 몇십 억 광년 떨어진 곳에서도 블랙홀 간의 병합이 발생했다는 것을 알 수 있었다. 하지만 이번에 관측된 중력파는 서로 다른 두 주파수가 어우러진 신비한 것이다. 이는 마치 음악의 배음(倍音)과 같은 파장이다. 배음은 진동체가 내는 여러 가지 소리 가운데, 원래 소리보다 큰 진동수를 가진 소리로, 보통 원래 소리의 정수배가 되는 소리를 말한다. 예를 들어 라의 배음(2배음)은 1옥타브 올라간 라이고, 3배음은 2옥타브 위 미의 소리가 된다. 그리고 이들 소리는 아름답게 조화를 이룬다.쌍성 블랙홀이 만들어내는 중력파의 주파수는 궤도를 도는 시간에 따라 만들어진다. 일반적인 쌍성 블랙홀은 같은 질량이므로 하나의 주파수로 된 중력파를 발생하지만 질량 차이가 있는 두 블랙홀이 서로 반대 방향으로 돈다면 서로 다른 주파수가 동시에 진동하는 것 같은 상태가 된다. 이는 마치 화음을 만들어내는 것 같은 상태인 것이다. 질량이 서로 다른 쌍성 블랙홀의 미스터리 두 블랙홀이 각각 태양 질량의 30배와 8배가 된다는 것은 이들의 크기 차이가 3배 가까이 다르다는 것을 의미한다. 태양 질량의 8배인 블랙홀은 일반적으로 무거운 항성이 초신성 폭발을 일으킬 때 만들어지는 크기라서 드문 것은 아니다. 반면 태양 질량의 30배인 블랙홀은 중간질량 블랙홀로 분류돼 현재 우주에서 볼 수 있는 천체로는 이 무게의 블랙홀을 형성할 수 없다. 이때 생각할 수 있는 가능성은 대폭발(빅뱅) 이후 우주 원시가스에서 최초로 태어난 항성인 종족 III 항성이다. 빅뱅 직후에는 아직 우주에 수소와 헬륨밖에 없어 탄소 이상의 무거운 금속 원소가 극히 적은 상태였다. 금속이 없으면 별에 자기장과 전기장이 발생하지 않으므로 항성풍도 매우 약한 상태다. 항성풍이 없으면 외층의 물질이 날아갈 일도 없어 오늘날 별보다 매우 무거운 별이 태어나는 것이다. 따라서 질량이 크게 다른 두 블랙홀이 어떻게 쌍성을 형성했는지는 흥미로운 문제가 된다. 현재 생각할 수 있는 원인 중 하나는 이것이 원래 3중성계이거나 4중성계이고 큰 블랙홀은 이런 것들이 이미 합병했다는 것이다. 하지만 이를 확정하는 증거는 아직 나오지 않았다.쌍성 블랙홀이 어떻게 형성되는지는 여전히 풀리지 않는 수수께끼가 많아 완벽하게 이해되지 않는다. 기존 우주물리학 모델로는 설명할 수 없어 이번 발견은 이런 문제에 대한 이해를 도우기에 중요하다. 이번 연구 성과는 최근 미국물리학회 온라인 회의에서 발표됐으며, 자세한 내용은 미 코넬대 온라인 논문저장 사이트 ‘아카이브’(ArXiv.org)에도 공개되고 있다. 사진=독일 막스 플랑크 중력 물리학연구소 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr
  • [책꽂이]

    [책꽂이]

    재미난 사람들의 쓸쓸한 얘기(류보상 지음, 천우 펴냄) 극작가이자 소설가, 극단의 고문인 작가의 세 번째 희곡 선집. 단국문학상, 탐미문학상, 한국문학상 등을 수상했던 작가는 ‘어르신 때문에’, ‘처제의 계산법’, ‘아버지와 아들’, ‘꽃가게 집 노처녀’ 등 8편의 희곡 작품에 사람 냄새 물씬 나는 얘기들을 담았다. 231쪽. 1만 5000원.전염의 시대를 생각한다(파올로 조르다노 지음, 김희정 옮김, 은행나무 펴냄) 물리학자이자 이탈리아의 양대 문학상 수상 작가가 조명한 코로나19 사태. 그는 오늘날을 ‘전염의 시대’라고 진단하며 이는 보편적인 고독을 가져온 동시에 바이러스 앞에서 모든 인류는 공평하며 각자의 운명은 연결돼 있음을 일깨우기도 했다고 말한다. 특히 “사람들의 극심한 공포는 ‘숫자’에서 나오는 게 아니라 ‘불신’의 고리에서 나온다”며 거짓 정보에 유의할 것을 강조한다. 96쪽. 8500원.뭉클(강윤중 지음, 경향신문사 펴냄) 현직 사진기자인 저자가 렌즈 너머로 바라본 세상. 세월호 참사와 노동자들의 장기농성장, 로힝야 난민을 취재하면서 만난 사람과 풍경을 담았다. 사건의 현장뿐 아니라 이 땅의 계절, 유명인들의 인간미 넘치는 모습 등 뷰파인더로 본 세상의 스펙트럼이 넓다. 304쪽. 1만 5500원.멈출 수 없는 사람들(이용주 지음, 양철북 펴냄) 질병과 굶주림으로 죽어 가는 사람들을 돕기 위해 무작정 아프리카로 떠난 마도로스의 이야기. 그곳에서 물 한 방울을 찾기 위해 섭씨 60도가 넘는 한낮에 7시간을 걸어야 하는 사람들을 만난 저자는 식수 전문 국제구호 단체인 팀앤팀을 만들었다. 척박한 땅 남수단 마을에 물이 들어가기까지 과정을 사진 자료와 함께 기록했다. 256쪽. 1만 3000원.미술시장의 탄생(손영옥 지음, 푸른역사 펴냄) 한국 근대 미술시장의 태동부터 완성까지 살펴보는 저작. 국민일보 미술·문화재전문기자인 저자는 한국 미술시장이 전근대적 성격을 벗어나 근대적인 자본주의 생산 방식으로 이행한 시점을 개항기라고 본다. 이후 1905년부터 1920년대까지를 일제 ‘문화통치’ 전후, 1930년대부터 해방 이전을 ‘모던의 시대’로 명명하며 한국 미술시장 형성사의 세세한 풍경을 탐색한다. 424쪽. 2만 7900원.시베리아의 딸, 김알렉산드라(김금숙·정철훈 지음, 서해문집 펴냄) 조선인 최초의 볼셰비키 혁명가이자, 노동 인권과 조선 독립을 위해 투쟁한 김알렉산드라의 생애를 그래픽노블로 담았다. 언론인 출신 소설가인 정철훈 작가의 원작 ‘소설 김알렉산드라’를 김금숙 작가가 재탄생시켰다. 러시아 이주 한인들의 고단했던 삶과 혁명기의 격동했던 시대적 상황이 김알렉산드라의 비극적인 짧은 생애 속에 응축돼 있다. 240쪽. 1만 6000원.
  • ‘더 킹‘ 이민호 “김은숙 작가 신뢰···수학책도 찾아 봐”

    ‘더 킹‘ 이민호 “김은숙 작가 신뢰···수학책도 찾아 봐”

    조선 황제 역할로 3년 만에 드라마 복귀1인 2역 김고은 “매우 섬세한 이야기”‘스타 작가’ 김은숙의 새 드라마인 SBS 새 금토극 ‘더 킹: 영원의 군주’가 17일 공개된다. 이 드라마는 ‘파리의 연인’(2004)을 비롯한 연인 3부작, ‘시크릿 가든’(2011), ‘태양의 후예’(2016) 등 히트작을 여럿 탄생시킨 김 작가가 이민호, 김고은 등과 만나 방영 전부터 화제를 모았다. 이민호와 김고은은 각각 ‘상속자들’(2013)과 ‘도깨비’(2016)로 김 작가 드라마에 출연했다. ‘푸른 바다의 전설’ 이후 3년 만이자 소집해제 후 첫 드라마 복귀인 이민호는 16일 온라인 생중계로 진행된 제작발표회에서 “어떤 모습으로 인사를 드려야 할까 고민하던 찰나에 작가님께서 연락을 주셨다”며 “김은숙이라는 이름은 굉장히 무게감이 있는, 영향력이 있는 분이기 때문에 신뢰와 믿음으로 이 작품을 할 수 있었던 것 같다”고 설명했다. 제작사 화앤담픽쳐스에 따르면 ‘더 킹’은 ‘시크릿 가든’과 ‘도깨비’를 잇는 판타지 로맨스극이다. 악마의 속삭임에 맞서 차원의 문을 닫으려는 대한제국 황제 이곤(이민호 분)과 누군가의 삶을 지키려는 형사 정태을(김고은 분)이 두 세계를 넘나들며 공조하는 이야기다. 이과형 황제라는 설정 때문에 수학 서적과 물리학자 강연을 찾아봤다는 이민호는 “사람의 유형을 나눈다는 게 조심스럽긴 하지만 이과형이라고 불리는 사람은 기본적으로 명확한 답을 좋아한다”며 “(이곤은) 풀이를 하는 시간이 오래 걸리긴 하지만 말 한마디에도 진심이 묻어있는 사람”이라고 자신의 해석을 내놓았다. 대한제국에선 범죄자 루나로, 대한민국에선 형사 정태을로 1인 2역에 도전하는 김고은은 드라마에 대해 “평행세계에 대한 이야긴데 매우 많은 섬세함이 들어가 있다. 이렇게 다양한 1인 2역이 나온 적은 없다고 느꼈다”면서 차별점을 강조했다. 이어 “도깨비에 이어 두 번째로 불러주셨다는 건 전작에서 좋은 기억이 남았다는 얘기이기 때문에 기분이 좋았다”면서도 “실망하게 해드리면 안 된다는 생각도 있어서 사실 더 힘든 것 같다”며 웃었다. 배우 우도환, 김경남, 정은채, 이정진도 함께 출연하며, 백상훈·정지현 PD가 연출을 맡았다. 김지예 기자 jiye@seoul.co.kr
  • NASA, 전기로만 운항하는 비행기 ‘X-57’ 새 이미지 공개(영상)

    NASA, 전기로만 운항하는 비행기 ‘X-57’ 새 이미지 공개(영상)

    미국항공우주국(NASA)이 개발중인 전기로만 운항하는 비행기 ‘X-57’의 콘셉트 이미지가 공개했다. NASA가 20년 동안 공을 들이고 있는 전기 비행기 X-57은 기존의 항공기보다 소음이 적을 뿐만 아니라 최대 500% 더 효율적인 것으로 알려져 있다. X-57은 엔진 2개 및 4명을 태울 수 있는 좌석을 갖춘 이탈리아의 테크남 P2006T 항공기를 개조한 것으로, 개조 이후에는 엔진이 전기모터 12개로 교체됐다. 또 효율성이 높은 충전식 리튬 이온 베터리를 사용해 전력을 공급하는 ‘스키니 날개’도 장착된다. 스키니 날개는 순항비행에서 더 높은 효율을 가져다준다. 일반 날개보다 더 얇고 좁은 것이 특징이며, 이 날개에는 60킬로와트(kw) 전기모터 2개와 9킬로와트(kw) 전기모터 12개 총 14개 모터가 달려있다. 해당 항공기는 NASA의 엔지니어와 연구원뿐만 아니라 조종사와 시각디자인 전문가 및 예술가 등 다양한 분야의 사람들이 모여 개발한 것으로 알려져 있다. NASA는 “X-57의 개발이 끝나면 기존 항공기보다 최대 500% 더 높은 에너지 효율을 낼 것”이라면서 “소음이 훨씬 적고 기체 안팎의 공기를 오염시키는 유해물질 배출도 거의 없는 100% 전기 추진 시스템이 장착될 것”이라고 설명했다. 현재 X-57은 캘리포니아주에 있는 NASA 암스트롱 비행연구센터에서 최종 시험단계를 거치고 있다. NASA는 “전기 비행기 X-57은 NASA가 20년 만에 제족한 최초의 유인 전기 항공기가 될 것이며, 동시에 미래의 모든 전기 항공기의 표준 개발에 도움이 될 것”이라며 “이 전기 비행기가 상용화 될 경우 에너지 효율은 최대 500% 높을 것이며 특히 소음 공해 측면에서 매우 이상적일 것”이라고 자평했다. 한편 NASA는 전자기학의 기본 방정식을 고안한 물리학자의 이름을 따서 X-57에 ‘맥스웰’이라는 별칭을 붙였다. X-57의 정식 비행 일정은 아직 공개되지 않았다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr
  • [달콤한 사이언스] 코로나 끝날 때까지 사회적 거리두기 유지돼야 하는 이유

    [달콤한 사이언스] 코로나 끝날 때까지 사회적 거리두기 유지돼야 하는 이유

    코로나19가 무서운 기세로 전 세계로 확산되면서 자국의 국경을 봉쇄해 외국인은 물론 내국인의 입출국을 차단한 나라가 30개국에 이르고 있다. 유럽에서 가장 심각한 상황인 이탈리아는 전국의 사업장을 폐쇄하는 강경한 조치를 취하고 있으며 ‘단순한 독감 수준’이라며 손 놓고 있던 미국도 군대를 동원하는 등 코로나19 확산을 막기 위해 고군분투하고 있는 상황이다. 이 같은 가운데 과학자들이 코로나19 같이 신종 감염병이 발생했을 때는 조속히 이동제한 조치를 취하거나 사회적 거리두기를 실시하는 것이 확산을 막는데 도움이 된다는 연구결과를 내놨다. 영국 옥스포드대 동물학과, 사우샘프턴대 수리과학과, 왕립수의대 병리생리학 및 인구과학과, 미국 하버드대 의대, 하버드 공중보건대, 보스턴아동병원, 노스이스턴대 네트워크과학연구소, 시애틀 워싱턴대 보건통계평가연구소, 에콰도르 샌프란시스코키토대(USFQ) 생명·환경과학부, 프랑스 파스퇴르연구소 감염병 수학모델링팀, 소르본대, 이탈리아 융합과학연구재단(ISI), 중국 베이징사범대 지구시스템과학부 공동연구팀은 수학적 분석을 통해 백신이나 치료제가 없는 신종 감염병의 급속한 확산을 막기 위해서는 사회적 거리두기와 이동제한 조치가 효과적이라는 연구결과를 세계적인 과학저널 ‘사이언스’ 26일자에 발표했다. 지금까지 코로나19 확산을 막는데 이동제한 조치가 어느 정도 영향을 미쳤는지에 대한 분석은 중국 연구자들의 분석들이 대부분이어서 연구결과에 대한 신뢰성 문제가 제기되기도 했다. 이번 연구는 중국 이외 지역의 수학자와 물리학자, 동물학자, 의학자, 공학자들이 대거 참여해 연구결과의 신뢰성에 대한 논란을 잠재울 수 있을 것으로 평가받고 있다.연구팀은 지난해 12월 말부터 지난 1일까지 중국 내에서 발생한 코로나19 확진사례 7만 9986건의 역학조사 자료와 휴대전화에 기록된 실시간 모바일 지리위치데이터를 분석했다. 연구팀은 지난 1월 23일 코로나19가 처음 시작된 중국 우한지역의 봉쇄와 이동제한 조치 전후로 코로나 코로나19의 확산세를 비교한 것이다. 그 결과 1월 23일 우한 지역의 여행제한과 지역봉쇄조치가 취해지기 직전 자료들은 사람들의 이동정도로 코로나의 확산을 정확하게 설명할 수 있는 것으로 나타났다. 우한 지역의 여행제한 조치가 실시되면서 우한 지역 바깥의 감염자 수는 완만하게 서서히 줄어드는 것을 관찰됐다. 연구팀은 감염병의 확산규모를 결정하는 것은 지역이나 국가의 공중보건 수준이 아니라 사람의 이동성에 좌우된다고 밝혔다. 이 때문에 예방이나 치료방법이 없는 신종감염병이 발생했을 때 가장 먼저 취해야 할 조치는 사회적 거리두기라고 강조했다. 사뮤엘 스카피노 노스이스턴대 교수(응용수학)는 “이번 연구결과는 바이러스성 질병이 특정 지역에서 크게 발생했을 때(아웃브레이크) 가장 먼저 취해야할 조치는 사람간 신체적 거리두기라는 것을 보여주고 있다”라며 “사회적 거리두기는 감염성 질병이 처음 시작될 때는 물론 질병이 끝나가는 것으로 판단되는 종식기까지 계속 이어질 필요가 있다”라고 강조했다. 또 스카피노 교수는 “사회적 거리두기의 효과는 생각만큼 빨리 나타나지 않기 때문에 조바심을 내서는 안된다”라며 “현재 여러 나라들에서 자국 내에서 이동제한 조치와 외국인의 입국 금지 같은 조치가 취해져 있는데 경제에 미치는 영향에 따라 그 규모나 방법은 해당 국가내 감염 정도와 주변 국가의 상황에 맞춰서 설정할 수 있을 것”이라고 덧붙였다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • [아하! 우주] ‘퀘이사의 쓰나미’가 은하를 파괴한다

    [아하! 우주] ‘퀘이사의 쓰나미’가 은하를 파괴한다

    -오랜 천문학의 수수께끼인 '은하의 질량 문제'에 단서 우주에 있는 거의 모든 은하의 중심에는 엄청난 양의 물질을 게걸스럽게 집어삼키는 초거대 블랙홀이 똬리를 틀고 있는데, 여기서 엄청난 양의 방사선이 방출되고 있다. 이 같은 블랙홀을 퀘이사(Quasi-stellar Object, QO/準星)라 하는데, 망원경을 통해 볼 때 별처럼 보이기 때문에 붙여진 이름으로, 우주에서 가장 활기 넘치는 천체라 할 수 있다. 퀘이사로 유입되는 물질은 광속에 가까운 속도로 퀘이사 주위를 소용돌이 치면서, 자신의 엄청난 방사선 에너지에 의해 가열되어 우주공간으로 뻗어나간다. 은하의 소화불량으로 인해 발생하는 이 강력한 제트 분출은 수천억의 별이나 은하계 전체가 내는 밝기를 압도하는 장관을 연출하기도 한다. 일련의 새로운 논문에 따르면, 우주지도에 그 이름을 올린 퀘이사들이 내뿜는 방사선이 블랙홀을 가진 은하 자체를 파괴할 수도 있다는 것을 보여준다. 3월 16일자(현지시간) '천체물리학 저널' 특별판에 게재된 6건의 연구에서 천문학자들은 미 항공우주국(NASA)의 허블 우주 망원경을 사용하여 심우주에 있는 13개의 퀘이사 유출, 곧 퀘이사에서 방출되는 고속 방사선을 면멸히 관측했다. 수년에 걸친 이 조사에서 과학자들은 다양한 전자기 스펙트럼 파장에서 방사선 유출을 관찰한 결과, 퀘이사에서 분출되는 폭풍과 가스는 속도는 시속 6400만km 이상, 온도는 수십억 도에 도달할 수 있다는 사실을 발견했다. 이 뜨겁고 빠른 가스는 퀘이사의 숙주 은하에 엄청난 피해를 줄 수 있으며, 해일처럼 은하의 디스크를 관통하여 우주공간 멀리까지 별 형성 물질을 날려버릴 수 있다는 사실을 연구자들은 발견했다. 1년 동안 한 번의 퀘이사 유출로 태양 질량의 수백 배에 이르는 물질을 우주공간으로 밀어냄으로써 새 별이 형성되는 것을 막아내는 한편, 멋진 불꽃 놀이를 연출할 수 있다고 과학자들은 밝혔다. 이 발견은 우주에 대한 오랜 수수께끼를 풀어내는 데 도움이 될 수 있다. 큰 은하가 어떤 특정한 질량에 도달하면 왜 더 이상 덩치를 키우지 않는 걸까 하는 문제는 천문학의 오랜 마스터리였다. 연구팀은 새로운 퀘이사 유출 데이터를 은하 형성 모델에 적용했을 때, 이 퀘이사 유출이 많은 은하에서 새로운 별의 탄생을 방해할 수 있음을 발견했다. 뉴욕 컬럼비아 대학의 천체물리학자 제레미아 P. 오스트라이커는 성명서에서 "천체물리학의 이론가와 관측자들은 수십 년 동안 거대한 은하에서 별 형성을 차단하는 물리적 과정이 있다는 것을 알고 있었지만, 그 과정의 본질은 미스터리였다"고 밝히면서 "이 퀘이사의 유출 데이터를 우리의 시뮬레이션에 집어넣으면 은하 진화 과정에서 풀리지 않았던 문제를 해결하는 데 결정적인 단서를 얻을 수 있다"고 덧붙였다. 퀘이사가 더 많은 물질을 빨아들일 때 가속되는 강력한 유출에 대한 추가 연구로 우주의 가장 활력있는 천체가 어떻게 은하계를 만들고 파괴하는지 자세한 내용을 알 수 있을 것으로 연구자들은 기대하고 있다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com 
  • [이광식의 천문학+] 그 많던 공룡들은 왜 다 죽었을까? - 어느날 떨어진 소행성의 비극

    [이광식의 천문학+] 그 많던 공룡들은 왜 다 죽었을까? - 어느날 떨어진 소행성의 비극

    중생대의 쥐라기와 백악기에 걸쳐 2억 년 넘게 전 세계에서 크게 번성했던 공룡들이 왜 남김없이 다 죽었을까? 크기 30​㎝의 귀여운 공룡부터 무려 40m에 이르기는 대형 공룡에 이르기까지, 한때 1000종이 넘는 공룡들이 전 지구 곳곳에서 살았다. 심지어 남극에도 공룡이 살았을 정도였다. 우리나라에도 남해안과 서해안 곳곳에 공룡알 화석과 공룡 발자국이 남아 있다. 경남 고성, 남해, 진주, 전남 해남, 여수, 화순 일대에서 다양한 공룡 발자국 화석이 발견되었는데, 그 가치가 세계적이다. 파충류에 속하는 공룡들은 그 생김새, 크기, 먹성, 행동 양식 등이 아주 다양했다. 초식을 하는 공룡과 육식 공룡이 있었으며, 2족 보행을 하거나 4족 보행을 하는 공룡도 있었다. 그런데 그 많던 공룡들이 어느 한순간에 비로 쓸어낸 듯이 지구 행성에서 사라지고 말았다. 그 이유는 오랫동안 확실히 밝혀지지 않았지만, 최근의 연구에서 소행성 충돌로 공룡이 멸종되었다는 이론이 거의 정설로 자리를 잡았다. 약 6600만 년 전인 중생대 백악기의 어느 날, 지금의 멕시코 유카탄 반도의 칙술루브에 지름 10㎞의 소행성이 떨어졌다. 10㎞라면 국제 여객선이 날아다니는 고도다. 이렇게 큰 소행성이 지구랑 충돌했으니, 어땠겠는가? 지름 180㎞에, 깊이 20㎞ 이르는 엄청난 구덩이가 패어졌다. 이것이 바로 칙술루브 충돌구로, 1970년대 말 유카탄 반도에서 석유를 찾던 안토니오 카마르고와 글렌 펜필드라는 지구 물리학자들에 의해 발견되었다.충돌의 여파로 소행성과 땅의 성분이 뒤섞여 높이 솟구쳐 올랐고, 바다에는 엄청난 해일이 일어나고 육지의 화산들도 대폭발을 했다. 성층권까지 올라간 엄청난 양의 먼지와 연기가 햇빛을 가로막아 지구의 온도가 크게 떨어지고, 그 결과 공룡을 포함한 당시 생물종의 약 75%가 멸종하기에 이르렀다. 이것이 바로 백악기 제3기 대멸종이라고 불린다. 공룡의 입장에서 본다면 소행성이 떨어진 백악기의 그날이 정말로 억세게 재수없는 날임이 틀림없다. 하지만 우주에서 이런 충돌 사건은 다반사로 일어난다. 심지어 은하끼리도 충돌하고 블랙홀도 충돌한다. 이런 것들을 보면 지구와 그 위에 사는 생명체는 참으로 나약한 존재라 하지 않을 수 없다. 어느 순간 우주에서 날아온 소행성 하나가 충돌한다면 곧바로 종말을 맞을 수도 있다. 지름 10㎞짜리 소행성 하나가 초속 20㎞ 속도로 지구와 충돌하기만 한대도 강도 8 지진의 1000배에 달하는 격동이 지구를 휩쓸 것이며 대재앙을 피할 수 없게 된다. 그런 연유로 지구 종말은 소행성 충돌에 의한 것이라는 공포가 광범하게 퍼져 있는 실정이다. 인류의 입장에서 봤을 때 그런 억세게 재수없는 날을 겪지 않기 위해 지금도 어디서 그런 소행성이 날아오고 있나, 각국 우주 기구들이 열심히 하늘을 지켜보고 있다.* 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com 
  • 양자컴 개발에 큰 영향…호주 연구진, ‘58년 난제’ 우연히 풀었다

    양자컴 개발에 큰 영향…호주 연구진, ‘58년 난제’ 우연히 풀었다

    58년간 풀리지 않은 난제를 호주 연구팀이 우연히 풀어냄으로써 양자컴퓨터 등의 개발에 중대한 영향을 미칠 것으로 보인다. 나인뉴스 등 호주 매체에 따르면, 뉴사우스웨일스대(UNSW) 등 연구팀이 전기장만을 사용해 단일원자의 핵을 제어하는 기술을 개발했다. 이 기술은 1981년 노벨 물리학상을 받은 네덜란드 물리학자인 니콜라스 블룸베르헨 박사가 1961년에 세웠던 가설을 입증한 것이다. 연구 공동저자로 UNSW의 빈센트 모리크 박사는 “우리는 원래 금속원소인 안티몬의 단일원자에 자기공명을 시도했었다. 그런데 실험을 시작하자 뭔가 잘못됐다는 것을 알았다”면서 “이 원자 핵은 어떤 주파수에서 반응하지 않지만 또다른 주파수에서는 강한 반응을 보이는 등 매우 이상하게 행동했다”고 말했다. 이와 함께 “이런 결과는 잠시 우리를 어리둥절하게 했다”면서 “이는 자기공명 대신 전기공명이 일어나고 있는 것임을 깨닫고 유레카를 외칠 수 있었다”고 말했다. 연구 책임저자로 양자컴퓨팅 전문가이기도 한 안드레아 모렐로 교수도 이 기술은 양자역학에 관한 여러 기회를 열어줄 것이라고 밝혔다. 그는 “이 발견은 이제 우리가 단일원자의 핵 스핀을 이용해 양자컴퓨터를 만들 길을 열었다는 것을 뜻한다”면서 “게다가 우리는 이런 기술을 정교하고 정밀한 전기장· 자기장 센서로 쓰거나 양자역학의 근본적인 질문에 답할 수도 있다”고 설명했다. 양자컴퓨팅은 컴퓨터가 극도로 정교한 방법으로 정보를 다룰 수 있도록 하는 방법으로, 오늘날 슈퍼컴퓨터보다 강력한 계산능력을 제공하는 것을 목표로 한다. 연구진에 따르면, 핵 스핀을 자기장 대신 전기장으로 제어하면 광범위하게 활용할 수 있다. 이들 연구자는 자기장을 생성하려면 거대한 코일과 높은 전류가 필요한데다가 자기장을 작은 공간에 놓기가 어렵지만, 전기장은 작은 전극의 끝부분에서 생성될 수 있어 원자는 나노전자 장치 안에서도 쉽게 제어할 수 있다고 지적했다. 또 모렐로 교수는 이번 발견으로 의학과 화학 그리고 광업에서 쓰이는 핵자기공명(NMR) 기술의 패러다임이 흔들렸다고 밝혔다. 그는 “의사는 NMR 기술을 환자 몸속을 아주 세밀하게 관찰하는 데 쓰지만, 광산 회사에서는 이를 암석 표본을 분석하는 데 쓴다. 이 모든 것은 매우 잘 작동하지만, 특정 용도의 경우 자기장을 사용해 핵을 제어하고 검출해야만 하는 필요성은 단점이 될 수도 있다”고 말했다. 이어 이 획기적인 결과는 또다른 발견과 응용이라는 보물창고를 열 것이라고 덧붙였다. 그는 “우리가 만든 이 시스템은 우리가 매일 겪는 고전 세계가 양자 영역에서 어떻게 나타나는지를 연구하는 데 충분한 복잡성을 지녔다”면서 “게다가 우리는 이 시스템의 양자 복잡성을 이용해 엄청나게 감도가 향상한 전자기장 센서를 만들 수 있고 이 모든 것은 실리콘으로 만든 단순한 전자 장치로 금속 전극에 적은 양의 전압으로 제어된다”고 설명했다. 자세한 연구 성과는 세계적 학술지 ‘네이처’ 최신호(11일자)에 실렸다. 사진=UNSW 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr
  • 임성재, 올해는 물에 안빠뜨릴까 … 플레이어스 챔피언십에서 PGA 투어 2승째 겨냥

    임성재, 올해는 물에 안빠뜨릴까 … 플레이어스 챔피언십에서 PGA 투어 2승째 겨냥

    미국프로골프(PGA) 투어의 가장 ‘핫’한 선수로 떠오른 임성재(22)가 ‘제5의 메이저대회’까지 넘본다.임성재는 12일(현지시간)부터 나흘간 미국 플로리다주 폰테베드라 비치의 TPC 소그래스(파72·7189야드)에서 열리는 PGA 투어 플레이어스 챔피언십에 출전한다. 이 대회는 마스터스, US오픈, 브리티시오픈, PGA 챔피언십 등 4대 메이저 대회 못지않은 권위를 인정받아 ‘제5의 메이저’로 불린다. 올해는 총상금이 1500만 달러(약 180억 3000만원)로 올라 이번 시즌 PGA 투어 대회 가운데 상금이 가장 많다. 그 다음이 1250만달러인 US오픈이다. 이 대회는 한국 선수들과 각별한 인연이 있다. 2011년 최경주(50)가 데이비드 톰스(미국)을 연장 끝에 물리치고 첫 우승했고, 2017년에는 김시우(25)가 정상에 올랐다. 임성재가 우승하면 한국 선수로는 세 번째 선수가 된다. 임성재는 지난해에는 이 대회에서 컷 탈락했지만 올해는 위상이 달라졌다. 대회를 앞두고 PGA 투어 공식 홈페이지가 선정한 ‘파워 랭킹’에서 9위에 이름을 올려 최근의 상승세를 실감케 했다. 그는 1∼2라운드 PGA 투어 5승을 올린 ‘필드의 물리학자’ 브라이슨 디섐보, 지난해 US오픈 챔피언 게리 우들랜드(이상 미국)와 동반 라운드를 펼친다.세계랭킹 1∼3위인 로리 매킬로이(북아일랜드), 욘 람(스페인). 브룩스 켑카(미국)도 총출동해 1∼2라운드 같은 조에서 경기한다. 9일 자 순위까지 세계랭킹 1위 기간을 100주로 늘린 지난해 챔피언 매킬로이에게는 타이틀 방어전이기도 하다. 강성훈(33)과 안병훈(29), 김시우, 이경훈(29)에다 교포선수인 케빈 나(미국), 대니 리(뉴질랜드)도 출전 명단에 이름을 올렸다. 플레이어스 챔피언십은 대회 코스인 TPC 소그래스의 ‘명물’ 17번홀(파3)에서 희비가 엇갈리는 모습으로도 특히 유명하다. 이 홀의 그린은 호수 속에 섬처럼 떠있는 ‘아일랜드 홀’로, 매년 수십 개의 공이 물속으로 향한다. 파 밸류 3에 홀까지의 거리는 125m에 불과해 이론적으로는 피칭웨지로도 충분히 공략이 가능하지만 매년 수 십개의 공이 물 속으로 들어갔다.홀을 사방에서 물이 둘러싸고 있는 데다 웬만해선 타구가 멈추지 않는 딱딱한 그린 탓이다. 가운데 불쑥 솟아오른 솥뚜껑 모양의 지형 때문에 스핀을 제대로 걸지 않으면 공을 그린에 올린다 해도 곧바로 경사를 타고 물속으로 굴러떨어지기 십상이다. 그 와중에 홀 오른쪽에는 벙커가 버티고 있고, 병풍처럼 버티고 있는 숲 사이로 몰아치는 종잡을 수 없는 바람도 한 몫 단단히 한다. 2017년 당시에는 모두 93개의 공이 물에 빠졌다. 지난해에는 타이거 우즈(미국)은 2라운드에서 두 차례 물에 빠뜨린 끝에 쿼드러플 보기를 적어내기도 했다. 임성재 역시 2라운드 이 홀에서 티샷이 길어 물에 빠뜨리는 바람에 컷 탈락의 빌미가 됐다. 반면 짜릿한 홀인원도 역대 대회에서 총 9차례 나왔는데, 지난해 1라운드에서 라이언 무어(미국)가 9번째 주인공이 됐다. 최병규 전문기자 cbk91065@seoul.co.kr
  • [이광식의 천문학+] “2060년 세계는 멸망한다”- 아이작 뉴턴의 ‘지구 종말론’

    [이광식의 천문학+] “2060년 세계는 멸망한다”- 아이작 뉴턴의 ‘지구 종말론’

    인류의 최후를 향해 째각거리는 지구 종말 시계가 연초에 2분에서 100초 전으로 당겨졌다. 이 시계를 관장하는 미국 핵과학자회(BAS)는 이란-북한의 핵위협과 기후변화가 인류의 생존을 위협하고 있는 것을 가장 큰 이유로 꼽았다. 휴거니 아마겟돈이니 지구 온난화니, 인류의 종말을 언급하는 말들이 넘쳐나고 있는 판에, 여기에 또 한 몫을 보탠 사람으로 뉴턴이 끼어 있다는 사실을 아는 사람은 드문 것 같다. 인류 최고의 과학 천재이자 ‘만유인력의 법칙’으로 유명한 영국의 물리학자 아이작 뉴턴(1642~1727)은 오랜 시간과 정열을 쏟아 ‘지구 종말론’을 연구했는데, 사실 뉴턴은 생전 물리학과 수학보다도 성경과 카발라(유대교 신비주의), 연금술 연구 등에 자신의 생애 거의 대부분을 탕진했던 것으로 전해진다. 뉴턴은 자타가 공인하는 세계 최고의 천재였지만, 정작 원자에 대한 지식이 없던 그 시대에 금을 만든다는 그릇된 망상으로 수십 년을 연금술 연구에 빠져 지냈다. 다른 금속을 금으로 변환시키려면 핵 속의 핵자를 바꾸어야 하는데, 그 같은 힘은 초신성 폭발과 같은 엄청난 압력과 온도로써만 가능한 일이다. 지구상에서 그러한 힘을 얻는다는 것은 당연히 불가능한 일이다. 뉴턴은 그 핵심을 때리지 못하고 물질의 거죽만을 주물럭거리며 반죽하는데 그 귀중한 천재를 낭비했던 것이다. 그래서 최후의 연금술사로 불리기도 한다. 뉴턴은 또 성경 속의 종말론 연구에 나머지 생애를 소비한 끝에 자신의 종말론 원고를 남겼다. 뉴턴이 낡은 양피지에다 18세기 영어로 유창하게 쓴 육필 원고에는 성경에 관한 해석과 신학, 고대 문학의 역사, 교회, 솔로몬 성전의 기하학적 구조 등 다양한 주제가 담겨 있다. 뉴턴은 특히 종말론을 집중적으로 연구했는데, 구약의 ‘다니엘서’를 토대로 지구 종말의 날을 어느 역사적 사건을 기점으로 해서 1260년 후로 예측했다. 뉴턴은 자신의 예측이 어긋나지 않도록 여러 정교한 장치들을 마련했다. 그중 하나가 기점으로의 역사적 사건을 몇 개씩이나 지정해놓은 것이었다. 뉴턴은 카롤루스 대제가 서로마 황제에 오른 서기 800년을 계산의 기점으로 잡아 2060년에 세계가 종말을 맞는다고 예언했다. 이 사건은 물론 뉴턴의 여러 기점 후보 중 하나일 뿐이다. 그전의 다른 기점들은 모두 빗나간 것으로 판명됐지만, 이번 기점은 2060년이 돼야만이 그 진실 여부가 판명날 것이다. 과학사상 최고의 천재로 추앙받는 뉴턴이 이렇게 비과학적일 줄이야! 뉴턴은 연금술 연구와 실험으로 인해 수은 등 중금속을 오래 접촉한 끝에 중금속에 중독되어 만년에는 정신착란 증세를 보이기까지 했다. 뉴턴은 만년에 두 차례나 정신이상 증세를 보였다. 그는 방안에 틀어박혀 사람들이 자신을 박해하는 망상에 사로잡히며 괴로워했다. 1693년 뉴턴은 친구 새뮤얼 피프스(영국 해군대신)에게 “지난 12개월 동안 제대로 먹지도 자지도 못했네. 또한 전처럼 생각에 일관성을 유지할 수도 없다네. 더 이상 자네나 다른 친구들도 만나지 말아야 할 것 같네” 라고 고백한 편지를 보내기도 했다. 83세에 심장병으로 여러 차례 심한 통증을 겪었던 뉴턴은 죽기 몇 주 전 비로소 고통에서 벗어났고, 1727년 평화롭게 눈을 감았다. 국가는 최고의 예우를 갖추어 뉴턴의 유해를 웨스트민스터 성당 지하묘지에 안치했다. 그의 묘비에는 “자연과 자연의 법칙은 어둠에 잠겨 있었다. 신이 ‘뉴턴이 있으라!’ 하시자 세상이 밝아졌다”는 알렉산더 포프의 시가 새겨졌다. 지금도 우리는 뉴턴의 운동 방정식으로 우주선을 발사하고 궤도 설계를 하고 있다. 2060년이 다가오면 뉴턴이 다시 소환되고 그의 종말론이 다시 고개를 들 것이다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com
  • [남순건의 과학의 눈] 물리학과 바이러스 세계

    [남순건의 과학의 눈] 물리학과 바이러스 세계

    요즘 코로나19(신종 코로나바이러스 감염증)가 우리 사회와 개인의 삶을 완전히 바꾸고 있다. 대학들은 개강을 미루고 모임들이 취소되고 있다. 매일 확산되는 전염병 소식은 소셜네트워크서비스(SNS)를 타고 바이러스보다 빠르게 전파되고 있다. 생명체와 무생물의 경계에 있는 바이러스의 정체는 도대체 무엇일까? 유전자를 감싸고 있는 ‘초(超)분자’로 만들어져 생명체의 기본 단위인 세포를 매우 효과적으로 공격하는 마이크로 로봇처럼 여겨지기도 한다. DNA나 RNA로 이뤄진 단백질 껍질과 거기에 붙어 있는 여러 개의 다리, 하나의 꼬리를 가진 바이러스의 그림을 보면 마치 외계인의 비행체처럼 보이기까지 한다. 바이러스는 공격 대상인 세포막에 붙어 공격할 곳을 찾아 다리로 고정한 후에 꼬리 속 관을 통해 유전자정보를 삽입하는데, 그때 가해지는 압력은 자동차 타이어 공기압의 수십 배에 달한다고 한다. 초고압으로 유전체를 발사하는 것이다. 그러면서도 유전자가 모조리 숙주의 세포 속에 들어가게 하기 위해서는 콜로이드 속에서의 확산원리를 이용하는 것을 보면 생물학적이라기보다는 매우 기계적인 과정이다. 이런 기계적 효율성이 바이러스를 급속도로 확산시키는 이유가 아닐까 한다. 높은 압력을 견뎌 내는 구조는 매우 튼튼한 박스를 만드는 데 응용하기 위해 연구되기도 한다. 또 단백질 껍질이 만들어지는 과정을 살펴보면 최근 공학 분야에서 많이 연구되는 스스로 조립되는 기계를 연상시킨다. 물론 자기 조립이 최적화돼 있는 환경은 따로 있을 것이다.바이러스가 인간에 전파된 과정을 물리학적 모델로 설명하려는 시도들도 있다. 특히 질병이 전파되는 그림을 그려 보면 그물망처럼 연결돼 있는 모습이 나타난다. 전염이 확산될수록 더 복잡한 네트워크가 만들어지는 것이다. 통계물리학에서 많이 연구되고 있는 네트워크 이론을 써서 이런 전염병의 확산과 소멸을 예측해 보려는 시도도 많이 있다. 외국의 사례이기는 하지만 빅뱅의 수수께끼를 연구하던 입자물리학자가 그 연구의 경험에서 나온 빅데이터와 이를 활용하는 프로그램 기술로 전염병 예방의학의 연구자로 변신한 사례가 있고 이를 빌게이츠 재단에서 지원했다. 지금 우리나라에서는 코로나19에 대응하기 위해 많은 기관이 헌신적인 노력을 기울이고 있다. 이런 노력이 헛되지 않으려면 매우 과학적인 사고방식에 기반한 정책이 필요하다. 조금이라도 정치적 이해득실, 또는 개인적·집단적 이익을 위해 판단을 하게 될 때는 숙주가 다 없어질 때까지 무참히 공격하는 마이크로 로봇 군단 같은 바이러스에 처참하게 질 것이다. 이런 공격에는 매우 조직적이면서 과학적인 도구와 사고방식만이 답이다. 막연한 기대감도 아니고 그렇다고 세기말적 패배감도 필요 없는 것이다. 인간 유전자의 수%가 바이러스에서 왔다는 연구 결과도 있는 것을 보면 생명체가 처음 만들어질 때부터 바이러스는 존재했을 것이다. 바이러스는 필연적으로 우리 곁에 있을 것이고 빠르게 진화할 때 더딘 진화를 하는 생명체들이 수세에 몰리기도 하는 것이다. 그러나 인간의 과학적 사고와 정보의 진화는 바이러스의 진화보다 빠르고 더 효과적일 것이다. 우리가 이 전쟁에서 궁극적 승리자가 되기 위해서는 과학의 무기를 잘 사용해야 할 것이다. 우리의 유일한 희망이기 때문이다.
  • ‘팬데믹’ 단계는 아니지만… 다른 감염병과 상호작용, 사회적 네트워크도 영향

    ‘팬데믹’ 단계는 아니지만… 다른 감염병과 상호작용, 사회적 네트워크도 영향

    지난달 말까지만 해도 2월이 되면 전 세계적으로 코로나19(신종 코로나바이러스 감염증)가 한풀 꺾일 것이라는 기대감이 컸다. 그렇지만 한국에서는 신천지라는 특정 종교집단을 중심으로 확진환자가 급격하게 늘고 이란, 이탈리아에서도 대규모 환자가 발생하는 등 장기화 조짐이 보이고 있다. 세계보건기구(WHO)는 ‘팬데믹’(대유행)을 선언할 정도는 아니라면서도 현재와 같은 확산세에 대해서는 불안감을 감추지 못하고 있는 상황이다.●스페인 독감·에이즈·신종플루 때 ‘팬데믹’ 선언 WHO는 사람들이 면역력을 갖추지 않은 새로운 질병이 예상을 넘어 세계적으로 확산될 때 팬데믹을 선언한다. 질병의 심각성이나 위험성과는 상관없이 지리적으로 얼마나 확산되는가가 팬데믹 선언의 관건이다. 20세기 이후 발생한 팬데믹은 1918년 스페인 독감, 1981년 에이즈, 2009년 신종인플루엔자뿐이다. 2002~2003년 29개국에서 774명의 사망자와 8096명의 감염 환자를 발생시켜 전 세계인을 공포에 떨게 만든 사스(중증급성호흡기증후군)에 대해서도 팬데믹이 선언되지 않았다. 지난해 12월 말 발생 이후 무서운 속도로 확산되면서 팬데믹 턱밑까지 온 새로운 감염병과의 전쟁에서 승리하기 위해 생물학자, 의학자뿐만 아니라 컴퓨터과학자, 통계물리학자까지 다양한 분야의 과학자들이 나서고 있다. 우선 미국 버몬트대 컴퓨터과학과, 노스이스턴대 네트워크과학연구소, 해양·환경과학과, 보건학과, 미시건대 복잡계연구센터, 캐나다 라발대 물리학과, 이탈리아 복잡계과학연구재단 등의 공동연구팀은 코로나19를 비롯해 에볼라, 홍역, 신종플루 등 감염병들은 다른 감염병들과 상호작용하거나 사회적 네트워크에 영향을 받으면서 확산 속도나 위험도를 높인다고 26일 밝혔다. 이 같은 연구 결과는 물리학 분야 국제학술지 ‘네이처 물리학’ 2월 25일자에 실렸다. ● 네이처 물리학 “면역 약화·문화적 인식 영향” 연구팀은 통계물리학적 기법으로 하나의 감염병이 다른 감염병과 상호작용하면서 확산 속도를 높일 수 있다는 사실을 확인했다. 감기를 유발하는 코로나바이러스에 감염돼 이미 면역체계가 약화된 상태에서는 코로나19 바이러스가 쉽게 침투할 수 있을 뿐만 아니라 2차, 3차 감염도 용이하게 만든다는 것이다. 이와 함께 사회적, 문화적 인식과 네트워크가 감염병 확산에도 영향을 미친다는 사실을 2005년과 2017년 푸에르토리코 뎅기열 유행 사례를 통해 확인하기도 했다. 국내에서도 감소세를 보이던 코로나19가 예상치 못한 신천지라는 종교집단으로 인해 대유행 상태로 접어들게 된 것도 이를 통해 설명할 수 있다. 로랑 에버트 뒤프렌 버몬트대 교수(통계물리학·비선형역학)는 “계절성 독감이 유행하는 때 발생한 코로나19를 기존의 단일 감염병 확산 모델로 해석하는 것은 확산 속도의 예측 정확도를 떨어뜨릴 수 있다”며 “새로운 질병이 등장했을 때는 다른 질병을 일으키는 바이러스뿐만 아니라 사회적 현상까지도 고려해 분석해야 할 필요가 있다”고 밝혔다. 이와 함께 생물학 분야 국제학술지인 ‘네이처 미생물학’ 2월 24일자에는 미국 국립보건원(NIH) 산하 국립알레르기감염병연구소(NIAID) 바이러스연구실 연구팀이 사람에게 치명적인 코로나바이러스들을 신속하게 검출해 낼 수 있는 방법을 제시했다. 이와 함께 연구팀은 코로나19가 사스를 유발한 코로나바이러스와 유사한 특성을 갖고 있지만 사람을 쉽게 감염시키는 다른 단백질들을 갖고 있다는 사실도 밝혀냈다.●네이처 미생물학 “사람 감염 쉬운 단백질 있어” 연구팀은 이번에 개발한 기술을 활용해 사스, 메르스, 코로나19 등 사람에게 치명적인 질환을 일으키는 베타 코로나바이러스를 검사했다. 그 결과 베타 코로나바이러스는 3종류의 계통으로 분류할 수 있었는데 사스 코로나바이러스는 계통1, 메르스 코로나바이러스는 계통2에 속하는 것으로 나타났다. 코로나19는 계통1에 속하지만 다른 계통1 바이러스들과 달리 계통2와 계통3 바이러스에만 있는 물질 일부를 함께 갖고 있는 것으로 확인됐다. 사스와 비슷한 강도를 갖고 있으면서 숙주를 더 빠르게 감염시킬 수 있는 능력을 갖게 된 이유를 밝혀낸 것이다. 빈센트 먼스터 수석연구원(바이러스생태학)은 “최근 20년 동안 코로나바이러스 몇 종이 종간 장벽을 뛰어넘어 인간에게 침투해 치명적인 호흡기 질환을 유발시켰으며 이번 코로나19도 마찬가지”라며 “이번 연구로 코로나바이러스의 기능과 관련한 데이터를 확보함으로써 새유발 질병이 발생하더라도 신속하게 대응할 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • [데스크 시각] 상상력의 부재는 현실이 된다/유용하 사회부 차장

    [데스크 시각] 상상력의 부재는 현실이 된다/유용하 사회부 차장

    단지 중년 남성의 호르몬 불균형 때문에 나타난 사건이라고만 볼 수는 없을 것이다. 얼마 전 오랜만에 만난 지인에게서 혈액암으로 세상을 떠난 어린 딸을 가상현실(VR) 기술로 다시 만난 엄마와 가족 이야기를 다룬 TV다큐멘터리에 대해 들었다. 방송을 보면서 눈이 퉁퉁 붓도록 울었다는 이야기에 ‘TV를 보다가 울다니 남사스럽네’라고 생각했었다. 너무 궁금한 나머지 나중에 몰래 유튜브에서 해당 동영상을 찾아봤다가 결국 대성통곡을 했다. “남자라면 평생 세 번만 눈물을 흘려야 한다”는 말을 알고 있는 누군가가 옆에서 그 장면을 봤다면 나라라도 잃은 게 아닐까라고 생각했을 것 같다. 많은 사람이 눈물로 옷깃을 적시고 있을 때 VR업계에서는 이번 다큐멘터리처럼 망자나 멀리 떨어져 자주 볼 수 없는 사람들을 만나게 해 주는 재회 콘텐츠가 관련 시장에 활기를 되찾아 줄 것이란 기대감을 갖고 있는 모양이다. 2016년 증강현실(AR) 기술을 활용한 게임 ‘포켓몬고’가 출시됐을 때만 해도 VR·AR 기술이 정보기술(IT) 분야 지형을 금방이라도 바꿀 것 같은 분위기로 가득했었다. 그러나 거기까지였다. 의료, 국방, 교육 등에서 활용방안을 연구하고 있지만 기대만큼 활발히 쓰이는 것 같지는 않다. 하드웨어 기술 탓만 하기도 어렵다. 앞서 언급한 다큐멘터리만 보더라도 현재 하드웨어 기술만으로도 충분히 사람들의 관심을 끌어 낼 수 있다. 문제는 개발과 활용에 대한 상상력의 부재이다. 과학사를 보면 상상력은 과학과 기술의 발전을 이끌어 온 원동력이었음을 알 수 있다. 물리학자 아인슈타인이 “상상력은 지식보다 중요하다. 지식은 한계가 있지만 상상력은 세상의 모든 것을 끌어안을 수 있기 때문”이라고 말한 것은 유명하다. 상상력은 보다 나은 미래를 그려내고 그 미래를 향해 나갈 수 있도록 현실을 추동한다. 노벨 과학상 수상자들도 과학기술의 발전을 위해 가장 중요한 것은 ‘상상력’이라고 입을 모아 말하고 있다. 그 때문인지 몰라도 과학선진국들에서는 한결같이 과학적 상상력을 바탕으로 한 공상과학(SF)에 대한 관심이 높다. 최근 국내에서도 김초엽 같은 중량감 있는 신인 SF작가들이 등장해 주목받고 있지만 여전히 SF는 마니아들만 열광하는 분야라는 인식이 강하다. 2008년 노벨 경제학상을 수상한 폴 크루그먼도 어려서부터 아이작 애시모브의 SF 대작 ‘파운데이션’의 열혈 독자였다는 것은 잘 알려진 사실이기도 하다. 그가 경제지리학과 무역이론을 결합해 새로운 경제이론을 만들어 낼 수 있었던 것도 상상력의 발로였다. 상상력을 강조하는 외국 연구자들과 달리 우리 주류 연구자들이 제시하는 한국 과학발전과 과포자(과학포기자), 수포자(수학포기자) 해소 방안은 좀 다른 듯싶다. 과학자가 되면 부와 명예를 얻을 수 있다는 인식을 갖도록 해야 한다거나 중ㆍ고등학교에서 과학과 수학을 더 많이 가르쳐야 한다는 식이다. 지금처럼 아이들의 상상력을 가로막고 암기과목으로 전락한 과학과 문제풀이 중심의 수학교육 시스템에서 수학, 과학 교육을 강화한다고 과포자, 수포자가 없어질 것이라고 생각하는 과학자들은 많지 않을 것이라고 믿고 싶다. 또 자신이 꿈꾸고 원하는 분야를 안정적으로 오래 연구할 수 있도록 도와주는 것은 필요하지만 과학자가 되면 돈과 명예가 따라간다는 생각을 갖게 해 줘야 한다는 식의 생각은 본말이 전도된 것이다. 우리는 불과 십 몇 년 전 돈과 명예를 좇다 한국 과학계를 깊은 수렁에 빠지게 만든 연구자를 잘 알고 있다. 과학은 많은 지식, 부와 명예가 아니라 상상력을 먹고 자라는 법이다. 상상력 없는 배부른 돼지가 아인슈타인이 될 수는 없는 법이다. edmondy@seoul.co.kr
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