지난 2월 11일 최초로 중력파 검출에 성공했다는 뉴스는 지구촌 사람들을 환호하게 했다. 알베르트 아인슈타인이 일반상대성 이론에서 시공간의 주름인 중력파가 있을 거라고 예언한 지 꼭 100년 만에 중력파를 발견하게 된 이 희한한 우연을 우리는 어떻게 생각해야 할까? ​어떤 과학적 발견도 이번처럼 떠들썩한 환호를 받은 적이 없었다. 대체 사람들은 왜 그처럼 환호했던 것일까? 그리고 이 난해한 파동을 발견한 LIGO는 이제 무슨 일을 하게 되는 걸까?​ 이번에 검출된 중력파는 두 개의 블랙홀이 서로의 둘레를 돌다가 마침내 충돌, 합병했을 때 발생된 것이다. 이 중력파를 잡은 것은 미국 워싱턴주와 루이지애나주에 설치된 레이저 간섭계 중력파 관측소(LIGO)로서, 지난해 9월 14일이었다. ​무엇보다 먼저 놀라운 것은 블랙홀 충돌이라는 사건이었다. 사실 과학자들은 블랙홀이 충돌하여 더 큰 블랙홀을 만들어낼 것인가에 대해서도 확신을 하지 못하던 터였다. 그런데 이제 그 물증을 확보하게 된 셈이다. 그리고 100년 전 아인슈타인이 예언했던 중력파 존재를 레이저 간섭계로 최초로 확인했다는 기쁨이 무엇보다 큰 것이다. 중력파 발견, 어떤 의미가 있는가?중력파 검출이 인류에게 있어 어떤 의미를 갖는 걸일까? 한마디로, 기념비적인 의미를 갖는다고 할 수 있다. 왜냐면, 인류가 우주를 들여다보는 전혀 다른 창을 마련한 셈이라고 과학자들은 말한다. 거대 질량의 천체들이 우주공간에서 가속 또는 감속될 때 발생시키는 중력파를 직접적으로 검출할 수 있는 능력은 귀머거리가 갑자기 소리를 들을 수 있게 된 것에 비유할 수 있다. 전혀 새로운 정보 영역이 인간의 지각 범위 안으로 편입된 것이다. "그것은 마치 갈릴레오가 처음 망원경으로 우주를 들여다본 것과 같다"고 LIGO 연구원 바실리키(비키) 칼로게라 노스웨스트 대학 천체물리학과 교수가 스페이스닷컴에 밝혔다. "우리는 말하자면 우주로부터 오는 정보를 보고 듣는 새로운 눈과 귀를 얻게 된 것입니다. 이전에는 이런 기술이 전혀 개발되지 않았죠." LIGO 책임 연구원인 데이비드 라이체 캘리포니아 공대(칼텍) 교수는 워싱턴 D.C.에서 열린 기자회견에서 "우리는 지금까지 중력파에 관한 한 귀머거리였다"면서 "앞으로의 과제는 더 많은 중력파를 잡아 우리가 기대했던 결과를 얻어내는 것이며 이전에는 결코 알 수 없었던 사실들을 알 수 있게 될 것"이라고 기대감을 나타냈다. 중력파를 검출할 수 있게 됨으로써 인류는 우주를 인식할 수 있는 또 다른 감각기관을 갖추게 된 것이다. LIGO는 블랙홀들의 충돌이나 초신성 폭발 같은 격렬한 우주적 사건에서 발생하는 중력파를 검출할 수 있는 대단히 민감한 장비이다. 중력파 관측소는 이러한 천체나 사건들이 일어나는 장소를 광학 망원경보다 먼저 파악할 수 있으며, 어떤 경우에는 그 같은 우주적 사건을 발견하고 연구할 수 있는 유일한 방법이 바로 중력파 관측이라 할 수 있다. 예컨대 이번에 발견된 블랙홀 충돌은 가시광선으로는 결코 발견할 수 없는 사건이다. 왜냐하면 블랙홀이란 이름 그대로 빛을 내지 않는 물체이기 때문이다. 이럴 경우에는 오로지 중력파로만 그 존재나 사건을 확일할 수 있을 뿐이다. 그러나 광학 망원경으로 볼 수 있는 블랙홀들이 더러는 있다. 블랙홀이 주변의 무섭게 빨아들이는 물질이 복사를 내는 경우가 있기 때문이다. 하지만 과학자들은 아직까지 복사를 내면서 합병하는 블랙홀을 관측한 사례는 없다. 이번에 LIGO가 발견한 블랙홀들은 각각 태양질량의 29배, 36배였다. 라이체 박사는 앞으로도 LIGO의 민감도 개선작업은 계속 이루어질 것이라고 밝히면서 더 먼 거리에 있는 태양질량의 100배, 200배, 또는 500배 이상의 블랙홀들도 포착할 수 있을 거라고 전망했다. "이제 우리는 우주의 창을 활짝 열어젖힌 셈이며, 멋진 발견들이 이루어질 것이다." 우주를 들여보는 새로운 창​ 각기 다른 빛의 파장을 이용한 관측 연구는 우주의 새로운 정보를 알려줄 것이라는 사실을 과학자들은 일찍부터 알고 있었다. 지난 몇 세기 동안 천문학자들은 오로지 가시광선으로 보는 광학 망원경에 의존해 우주를 들여다볼 수밖에 없었다. 비교적 최근에 이르러서야 연구자들은 X-선과 라디오파, 자외선과 감마선 등을 이용한 연구를 시작했을 따름이다. 과학자들은 이렇게 우주를 들여다보는 창들을 차례대로 확장해온 것이다. 중력파의 발견은 이처럼 확장 일로를 걸어온 우주의 창에 전혀 새로운 신기원을 연 셈이다. "만약 우리은하나 이웃 은하 안에서 초신성이 터지는 행운을 잡을 수 있다면 초신성 내부에서 어떤 다이내믹한 일들이 일어나고 있는가를 손바닥 들여다보듯이 볼 수 있을 것"이라고 LIGO의 공동 설립자인 MIT의 라이너 바이스 박사가 말했다. 빛은 성간 먼지나 가스에 의해 차단되는 수가 있지만, 중력파는 그 무엇으로도 차단할 수 없는 것이기 때문이다. ​과학자들이 이 중력파로 가장 연구하고 싶어하는 대상 중 하나는 상상을 초월할 정도로 밀도가 높은 중성자별이다. 다 타고 남은 별의 시체라 할 수 있는 이 중성자별은 별 전체를 하나의 거대한 원자핵으로 볼 수 있는 초고밀도의 존재로, 차숟갈 하나만큼의 질량이 무려 천만 톤이나 된다. 이 같은 극한의 환경 속에서 일반 물질이 어떻게 될 것인지, 과학자들은 거의 아는 것이 없다. 그러나 중력파는 중성자별의 정보를 아무런 왜곡 없이 알려줄 것으로 과학자들은 기대하고 있다. ​ 중력파 발견이 우리 생활에 미치는 영향 중력파의 존재는 딱 100년 전인 1916년에 출판된 아인슈타인의 일반상대성 이론에서 최초로 예언되었다. 이 유명한 이론은 그후 모든 종류의 과학적 검증을 통과했다. 그러나 중력파 가설만은 미확인의 영역에 계속 남아 있었다. 극한 상황에서 발생하는 이 중력파를 현실세계에서는 검증해볼 방법이 없었기 때문이다. 엄청난 질량의 천체들이 충돌하거나 폭발하는 경우에서만 시공간의 주름인 중력파가 발생할 거라고 아인슈타인이 예언했던 것이다. "지금까지 우리는 아주 고요한 상태의 주름진 시공간만을 보아왔다. 그것은 마치 바람 없는 날 잔잔한 바다를 보는 것과 같은 상황이다." 영화 '인터스텔라'의 자문을 맡은 물리학자이자 주름진 시공간 전문가인 칼텍의 킵 손이 설명한다. "하지만 태풍이 불면 바다는 집채만한 파도를 만듭니다. 이번에 중력파를 검출한 것은 블랙홀 충돌이라는 우주의 태풍이 시공간에서 일으킨 파도를 본 것이나 같습니다. 이 중력파 검출은 아인슈타인의 중력이론을 멋지고 강력하게 입증해주었습니다. 아인슈타인은 옳았던 것이죠." ​그러나 이번 중력파 발견으로 일반상대성 이론에 대한 연구가 완결되었다고 보기는 어렵다. 여전히 질문은 남아 있다. 광자가 전자기파의 에너지를 전하는 것처럼 중력을 매개한다고 알려진 중력자의 존재는 여전히 발견되지 못하고 있다. 그래서 과학자들은 블랙홀 내부를 주시하고 있다. 그 안에서 일어나는 어떤 사건들이 이러한 의문에 답을 줄 수 있지 않을까 기대하고 있는 것이다. 그러나 LIGO와 그 연계된 장비들이 앞으로 더 많은 데이터들을 수집할 때 이러한 연구도 진척될 것으로 보이는만큼 오랜 시간이 걸리는 작업이 될 것이다. 중력파 발견이 과학계를 넘어 우리의 일상생활에 어떤 영향을 미치게 될까? 이에 대해서는 예단하기 어렵다. 100년 전 아인슈타인이 일반 상대성 이론을 확립하고, 중력이 시간에 미치는 영향을 얘기했을 때, 그것이 우리 생활에 어떤 영향을 미칠 것인가에 대해 진정으로 이해한 사람은 아무도 없었다. 그러나 그의 중력이론은 오늘날 우리에게 필수품이 되다시피한 내비게이션에 적용되고 있다. 내비게이션으로 어떤 곳의 위치를 알기 위해서는 GPS 인공위성의 시계와 지구에 있는 시계가 정확히 일치해야 한다. 특수상대성 이론에 의하면, 빠르게 움직이는 물체에게 시간은 느리게 가며, 일반상대성 이론에 의해 중력이 강한 곳에서도 시간은 느리게 간다. 위성은 지표면 위 2만km 높이에서 시속 1만 4000km 속도로 지구 주위를 돈다. 계산에 의하면 위성에서는 속도에 의해 매일 7ms(밀리초, 1ms=1,000분의 1초)씩 시간이 느려지는 반면, 약한 중력에 의해 45ms 더 빨라진다. 따라서 특수상대성 이론과 일반상대성 이론의 두 가지 효과를 같이 고려하면, 결국 위성의 원자시계는 지표면보다 38ms 빨리 가게 된다. 즉 한 달에 약 1초 이상의 오차가 생긴다. 이것을 시속 100km 속도로 움직이는 자동차에 비유한다면 원래 위치에서 약 30m 거리를 벗어나게 된다. 이 시간차를 보정해주지 않으면 내비게이션은 무용지물이 된다. 아인슈타인의 상대성 이론이 당신과 얼마나 밀접한 관련을 맺고 있는가는 이로써 알 수 있을 것이다. 물리학자 킵 손은 중력파 발견의 의미를 다음과 같이 조심스레 평가한다. "우리가 르네상스 시대를 회상하며, 그 시대 사람들이 우리에게 어떤 귀중한 것을 남겨주었나 자문해본다면, 그것은 위대한 미술과 건축, 그리고 음악이었다고 말할 수 있을 것입니다. 이와 같이 우리의 후손이 우리 시대를 회상하며 위대한 유산이 무엇인가 생각할 때, 우주의 근본 법칙과 그 법칙이 작동하는 방법, 그리고 우주에 대한 끝없는 탐구정신이라고 평가할 것이라고 믿습니다." "중력파 발견과 LIGO의 업적은 어떤 과학적 발견에 뒤지지 않는 문화적 선물입니다. 미래 세대에 남기는 우리의 유산에 대해 우리는 자부심을 느껴도 좋을 것입니다." 이광식 통신원 joand999@naver.com

‘호킹과 같은 병’ 두 돌 지나 알아 “책 한장 넘기는 것도 힘들지만 대학 못 간다 생각한 적 없어 내 병 생명공학으로 더 공부할 것” “제가 앓고 있는 희귀병인 ‘척수성 근위축증’에 대해 어릴 적부터 무척 궁금했어요. 대학에서 생명과학을 공부하면 조금 더 알 수 있게 되지 않을까요.” 16일 오후 3시 서울 연세대 강남세브란스병원에서 만난 김명지(19)양은 “병 때문에 한 번도 두 발로 서 보지 못했고 호흡장애도 있지만 희귀병 때문에 대학에 못 간다고 생각해 본 적은 없다”며 “병은 단지 불편할 뿐 불가능을 뜻하는 것은 아니다”라고 말했다. 김양은 오는 3월 연세대 원주캠퍼스 생명과학기술학부에 입학한다. 척수성 근위축증은 근육 손상이 진행되면서 움직이지 못하게 되는 희귀병이다. 나중에는 숨을 쉬는 것도 힘들어진다. 세계적 물리학자인 스티븐 호킹이 앓아 알려졌다. 이날 병원에서는 ‘한국의 호킹들, 축하합니다’라는 행사가 열렸다. 희귀병으로 호흡장애를 앓는 고등학생, 대학생 20명이 참석했고 이 중 김양을 포함해 5명은 대학 입학을 기다리고 있다. “첫돌이 되기 전 선반을 잡고 일어서다 엉덩방아를 찧었는데 일어나지 않자 가족들이 처음에는 겁이 많다고 생각했대요. 하지만 두 돌이 지나도 못 걸으니 이상하게 생각한 거죠.” 김양은 곧 조직검사를 받았고 척수성 근위축증이라는 날벼락 같은 진단을 받았다. 의사는 “2년도 못 살 것”이라고 했다. 척수성 근위축증은 치료약이 없다. 꾸준한 재활치료로 근육의 퇴화를 늦추는 것밖에는 방도가 없다. 초등학교 5학년 때는 숨 쉬는 것도 힘들어져 병원에서 호흡재활 치료까지 했다. “끔찍하게 힘든 상황도 있었죠. 하지만 부모님이 전폭적으로 믿어 주셨고 언제나 재활을 함께해 주셨어요.” 김양은 5살 때 장애인 유치원을 다녔지만 초등학교부터 일반학교로 진학했다. 처음에는 근육의 힘이 약하니 책 한 장을 넘기는 것도, 필기를 하는 것도 힘들었다. 쉬는 시간은 오롯이 친구의 노트를 베끼는 데 사용했다. 고등학교 3학년 때는 눕지 못하고 하루 12시간씩 휠체어에 앉아 있다 보니 허리가 아프고 엉덩이가 짓눌렸다. 그러나 밝은 성격으로 최선을 다하는 김양의 모습에 많은 친구가 도와주었다. 어머니 김경희(45)씨는 “딸의 친구들에게 딸의 병에 대해 자세히 설명하니까 많이 도와줘 고마울 따름”이라며 “지금은 일어서는 것만 못할 뿐 친구들처럼 말하고 활동하는 데 큰 어려움은 없다”고 밝혔다. 김양은 대학에서 자신의 병에 대해 연구한 후 화장품 연구원이 되고 싶다고 했다. “모든 사람들이 화장품을 안심하고 사용할 수 있도록 건강한 화장품을 만들고 싶어요. 그리고 저 때문에 고생한 가족에게도 꼭 보답하고 싶어요.” 이성원 기자 lsw1469@seoul.co.kr

택시기사·윤락업 종사도 대체…운전 25년 내 완전 자동화 전망 인공지능(AI)의 발달로 로봇이 인간의 일자리를 대체하면서 향후 30년 안에 두 명 가운데 한 명은 실업자가 된다는 암울한 전망이 나왔다. 세계적 물리학자 스티븐 호킹과 전기차 제조업체 테슬라의 일론 머스크 회장이 인공지능을 인류 최대의 위협이라고 한 경고가 현실화되고 있다. 모셰 바르디 미국 라이스대 컴퓨터공학 교수는 지난 13일(현지시간) 워싱턴DC에서 열린 미국과학진흥협회(AAAS) 연례회의에서 “기계가 모든 분야에서 인간을 능가하는 시대가 다가오고 있다”며 30년 후 실업률이 50%까지 치솟을 것이라고 예측했다. 바르디 교수에 따르면 미국 산업 현장에 자동화가 확산되면서 노동생산성과 국민총생산(GDP)은 크게 늘었으나 일자리 수는 1980년대 정점을 찍은 후 현재 1950년대 수준을 밑돌고 있다. 바르디 교수는 “지금까지 미국에 25만대의 산업 로봇이 현장에 투입됐으며 로봇 대수는 매년 두 자릿수의 증가율을 보이고 있다”며 자동화에 따른 일자리 감소 추세가 가속화될 것이라고 전망했다. 그는 “윤락업에 종사하는 로봇도 나올 것”이라며 “어떠한 일자리도 인공지능으로부터 안전하지 않다”고 말했다. 옥스퍼드대 컴퓨터공학 교수인 칼 프레이 역시 2013년 발표한 논문에서 미국 근로자의 47%가 자동화될 확률이 70%가 넘는 직업에 종사한다고 분석했다. 프레이 교수가 분석한 702개의 직업 중 레크리에이션 치료사의 자동화 확률은 0.28%로 인공지능과 로봇이 대체하기 가장 어려운 직업으로 나타났다. 반면 텔레마케터, 재봉사, 개인보험업자 등의 직업이 인공지능과 로봇의 손으로 넘어갈 확률은 99%에 이른다. 현재 개발된 기술로도 충분히 다양한 직업들을 자동화할 수 있다는 연구 결과도 나왔다. 지난해 컨설팅업체 매킨지는 현재의 인공지능 기술이 최고경영자(CEO) 업무의 20%, 문서관리원 업무의 80%를 충분히 수행할 수 있으며, 평균적으로 전체 근로자 업무의 45%를 너끈히 처리할 수 있다고 분석했다. 바르디 교수는 운전도 25년 안에 완전히 자동화될 것이라고 전망했다. 그는 인공지능이 운전하는 자율주행차가 인간이 운전하는 차량에 비해 사고 발생 확률이 10% 미만이라고 분석했다. 바르디 교수는 “자율주행차가 수많은 생명을 살리고 부상을 막을 수 있다면, 운전 자동화에 반대하기는 도덕적으로 어려울 것”이라고 주장했다. 이날 회의에 참석한 바트 셀먼 코넬대 컴퓨터공학 교수는 “인공지능과 로봇이 일상화될수록 인간은 그들과 공생하는 법을 배워야 한다”며 “인간은 그들을 신뢰하고 그들과 협력해야 한다”고 말했다. 박기석 기자 kisukpark@seoul.co.kr

아무리 멀리 떨어져 있어도 동시에 반응한다 남녀간이나 혈육 사이의 사랑을 얘기할 때 사람들은 눈에 보이지 않는 신비한 어떤 연결 같은 것을 곧잘 화제에 올리곤 한다. 거리의 멀고 가까움에 상관없이 서로 마음이 통하는 그 무엇 말이다. 누구에게나 그런 경험이 더러 있을 것이다. 그런데 이런 연결이 아원자의 세계에도 존재한다는 것이 양자론자들의 주장이다. 아니, 주장의 수준을 넘어 이미 검증된 사실로 받아들여지고 있다. 이런 비직관적이고 기묘한 양자 세계의 현상을 '양자 얽힘'이라고 한다. 말 그대로 양자끼리 얽혀 있다는 얘기다. 그 기본적인 개념은 한 근원에서 태어난 한 쌍의 입자는 아무리 멀리 떨어져 있다 하더라도, 심지어 수십억 광년 거리로 서로 떨어져 있더라도 얽힌 상태는 풀어지지 않는다는 것이다. 그러니까 한쪽 입자에 어떤 변화가 일어나면 즉각적으로 10억 광년 바깥에 있는 다른 입자에게도 그 변화가 나타난다는 말이다. 이런 섬찟한 현상이 정말 사실일까? 그 양자들 사이의 공간은 없는 것이나 다름없다는 뜻일까? 1964년 물리학자 존 벨은 얽힌 상태의 두 입자가 아무리 멀리 떨어져 있더라도 즉각 서로 반응한다는 가설을 증명하는 데 성공했다. 이것을 벨의 정리라 하는데, 현대 물리학에서 중요하게 다루어지는 개념이다. 그러나 아인슈타인은 이 양자 얽힘에 대해 끝까지 반대하는 입장에 있었다. 왜냐하면 그의 특수상대성 이론에 따르면, 우주에서 빛보다 빠른 것은 없는데, 양자 얽힘은 이 원칙을 무너뜨리는 것이라고 보았기 때문이다. 그래서 그는 양자론자들이 '유령 같은 원격작용'을 주장한다고 비판하며, 그들이 '숨은 변수'를 찾아내지 못해 터무니없는 가설을 세웠다고 주장했다. 지난 반세기에 걸쳐 많은 과학자들이 벨의 정리를 증명하기 위한 실험에 매달렸다. 그러나 실험을 수행할 만한 민감한 장치를 설계하고 만드는 일이 너무나 어려운 나머지 모두 실패하고 말았다. ​그런데 지난해 이변이 일어났다. 3개의 연구팀이 각기 벨의 정리를 증명하는 실험에 도전한 끝에 모두 성공을 거두었던 것이다. 세 실험팀의 결론는 모두 벨의 증리가 옳았고, 아인슈타인이 틀렸다는 것으로 귀결되었다. '양자 얽힘'은 거부할 수 없는 진리로 드러난 것이다. 한 근원에서 태어난 한 쌍의 입자는 서로가 우주 양쪽에 있더라도 한쪽이 변화하면 즉각적으로 다른 쪽에 영향을 미친다! 이들 사이의 공간은 아무런 의미가 없다. 이런 상황을 일컬어 우주의 '비국소성'이라 한다. 어떤 과학자는 부부가 서로 아무리 멀리 떨어져 있더라도 부부인 것처럼 한 쌍의 입자도 그렇다고 설명했다. 세 실험팀 중 하나는 콜로라도 주 볼더에 있는 미국 국립표준기술연구원의 지원을 받은 물리학자 크리스터 섈름이 이끄는 연구진이었다. 샐름과 그의 동료들은 실험에서 극저온으로 냉각시킨 금속 조각을 사용했다. 이 상태의 금속은 초전도체가 되어 전기 저항이 사라진다. 빛알갱이, 즉 광자가 이 금속을 때리면 금속은 짧은 순간 보통의 전도체로 되돌아가는데, 과학자들은 그 다음 어떤 일이 벌어지는가를 주시했다. 그 결과 한 광자를 측정하는 순간 얽힌 상태의 다른 광자가 즉각 영향을 받는다는 사실을 확인했다. '피지컬 리뷰 레터스'에 발표된 실험 결과는 벨의 정리를 강력히 뒷받침해주는 내용이다. "우리 논문을 포함해 지난해 발표된 세 논문은 모두 벨이 옳았다는 것을 보여주었다. 아인슈타인이 말한 '숨은 변수'는 없으며, 얽힌 상태의 두 입자는 아무리 거리가 멀리 떨어져 있더라도 서로 즉각적으로 반응한다는 것을 실험적으로 확인할 수 있었다"고 공동저자인 프란세스코 마실리 NASA 제트추진연구소 연구원이 밝혔다. 이광식 통신원 joand999@naver.com​

중국의 대표적인 반체제 인사이자 2010년 노벨평화상 수상자인 류샤오보(劉曉波)가 다시 미국과 중국 간 갈등의 한복판으로 들어왔다. 14일 로이터 통신에 따르면 미국 상원은 지난 12일 워싱턴에 있는 주미 중국대사관 앞 광장과 도로 일대의 명칭을 ‘국제 광장’에서 ‘류샤오보 광장’으로 바꾸는 법안을 만장일치로 통과시켰다. 해당 법안은 공화당 대선 후보인 테드 크루즈(텍사스) 상원의원이 발의한 것으로, 민주당은 크루즈 의원이 버락 오바마 대통령이 지명한 노르웨이와 스웨덴 대사 인준안 반대를 철회하자 광장 명칭 변경 법안에 찬성했다. 미국 의회는 1984년 소련의 대사관 앞 광장도 소련의 핵물리학자이자 반체제 인사였던 안드레이 사하로프의 이름을 따 ‘사하로프 광장’으로 바꾼 적이 있다. 이에 대해 주미 중국대사관은 “광장 명칭 변경은 중국에 대한 도발로 기대한 것과 정반대의 결과를 초래할 것”이라고 반발했다. 관영 환구시보도 사설을 통해 “미국이 중국대사관 앞 광장의 이름을 중국의 범죄자 이름으로 바꾸면 중국이 화낼 것이라고 생각한 것 같다”면서 “미국이 군사·경제적으로 중국을 어떻게 할 방법이 없으니 치졸한 방식으로 중국을 역겹게 한다”고 비난했다. 이 법안은 하원을 거친 뒤 오바마 대통령이 서명해야 발효된다. AP는 “오바마 대통령이 대사 임명 반대를 철회한 크루즈 의원에게 감사의 표시로 법안에 사인할 것 같지는 않다”면서 “백악관 참모들도 미·중 마찰을 우려해 대통령에게 거부권 행사를 건의했다”고 보도했다. 류샤오보는 컬럼비아대에서 방문학자로 지내던 1989년 6월 4일 톈안먼(天安門) 민주화 운동이 발발하자 곧바로 중국으로 돌아와 민주개혁을 요구하는 운동에 동참했다. 이후 중국 민주화 운동의 핵심 인물이 됐다. 복역과 가택 연금을 거듭하다가 2009년 12월 25일 국가 전복선동죄로 11년형을 선고받고 현재 랴오닝성 진저우의 한 감옥에 수감돼 있다. 베이징 이창구 특파원 window2@seoul.co.kr

내가 예견했던 수많은 현상 중 100년 동안 유일하게 수수께끼로 남아 있던 ‘중력파’(重力波)가 드디어 발견됐다지? 나는 알베르트 아인슈타인일세.●NSF 공식 발표… 한국 연구진도 참여 미국과학재단(NSF)이 11일 오전 10시 30분(현지시간) 중력파 발견을 공식화했더군. 이번에 중력파를 발견한 연구진은 미국과 한국, 독일, 영국, 이탈리아, 프랑스 등 15개국 83개 연구소 과학자 1006명이 참여한 대규모 연구 집단이라네. 이들은 미국 루이지애나주 리빙스턴과 워싱턴주 핸퍼드에 ‘레이저 간섭계 중력파 관측소’(LIGO)를 만들어 중력파를 측정했어. LIGO는 길이가 4㎞에 이르는 진공 터널을 2개 이어 붙이고 양끝에 거울을 달아 그 사이에 레이저가 오가도록 한 장치야. 중력파가 터널을 지나가면 거울이 출렁이면서 거울이 비뚤어져 레이저의 위치가 변하게 되는 거지. 물론 변화의 폭이라고 해야 원자 하나의 100만분의 1 정도밖에는 안 되지만 말이야.●중력, 시공간의 휘어짐 때문에 발생 이번에 발견된 중력파는 각각 태양의 29배와 36배 질량을 가진 블랙홀 2개가 충돌해 새로운 블랙홀이 되면서 만들어진 것이라더군. 중력파의 존재는 내가 1915년 11월 25일 ‘프로이센 과학 아카데미’에 발표한 ‘중력장 방정식’(일반상대성이론)이란 제목의 논문 발표 때로 거슬러 올라간다네. 위대한 물리학자 아이작 뉴턴은 중력이란 두 물체 사이에 나타나는 만유인력이라는 힘 때문이고, 시공간과 물체는 아무런 영향을 주고받지 않는 것으로 봤다네. 그렇지만 일반상대성이론에 따르면 시공간은 물체의 분포로 인해 휘어지고, 중력은 시공간의 휘어짐 때문에 발생하는 것이지. 푹신한 소파를 상상해 보게. 거기에 앉거나 무거운 물건을 올려놓으면 아래로 움푹 들어가겠지. 그 주변에 조그만 구슬을 올려놓으면 휘어진 표면을 따라 구슬이 굴러가지 않겠나. 내가 생각한 우주도 마찬가지네. 크기가 크거나 중력이 큰 별 주변은 시공간이 굴절되고, 그 굴절된 시공간을 따라 물체가 움직이게 되는 거지.●블랙홀 충돌에 시공간 흔들리며 파동 별이 폭발하거나 블랙홀끼리 충돌하는 등 급격한 변화가 발생하면 시공간이 흔들리면서 파동의 형태로 퍼져 나가게 되는데 이것이 바로 중력파일세. 빛의 속도로 전달되는 중력파를 관측하면 먼 우주까지 보는 것이 가능하지만 문제는 파동의 세기가 아주 약해서 측정이 쉽지는 않다는 거야. 미국 메릴랜드대 조지프 웨버 박사가 1969년 초기 형태의 검출 장치를 만들어 중력파를 찾아 나서기 시작한 이후 지금까지 많은 연구자가 중력파란 물리학의 성배를 찾아 나섰다네. 2014년 3월에도 미국 하버드·스미스소니언 천체물리센터가 ‘바이셉2’라는 특수망원경으로 중력파 검출에 성공했다고 발표했지만 재검증 결과 ‘우주 먼지’로 판명됐지. ●‘엑스레이’처럼 우주 내부 관측 기대 어쨌든 이번 중력파 발견은 우주 깊숙한 곳에서 일어나는 일을 좀 더 잘 알 수 있는 계기가 될 것으로 기대된다네. 지금까지는 우주를 관측하는 데 주로 전자기파를 사용했는데, 전자기파로는 천체 표면에 대한 정보밖에 얻을 수 없었지. 엑스선이 사람의 몸속을 더 잘 알게 해 줬듯이 중력파는 별의 내부 사정을 잘 알 수 있게 해 줄 거라 생각하네. 만약 빅뱅 초기에 발생한 중력파를 측정할 수만 있다면 우주의 진화에 대해 더 많은 정보를 얻을 수 있겠지. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

11일 발표… 우주탄생 비밀 열쇠 100년 전 알베르트 아인슈타인(1879~1955)에 의해 존재가 주장됐으나 실제로 측정된 적은 없는 중력파의 관측에 관한 주요 발표가 미국에서 11일(현지시간) 이뤄질 예정이다. 전문가들은 중력파를 최초로 발견했다는 ‘세기적 사실’이 깜짝 발표될 것으로 전망하면서 흥분하고 있다. 아인슈타인은 1916년 발표한 일반상대성이론에서 빅뱅 이후 우주 공간 전체에 전자기파가 퍼지는 과정에서 지구 등 거대한 질량을 가진 천체에 의해 중력이 변하면서 시공간도 함께 휘어진다고 주장했다. 이때 휘어진 시공간이 질량과 중력 사이에 파동을 일으키는 중력파를 만들어냈다. 중력파는 우주에서 수백만 광년을 여행하며 전자기파에 의해 어떠한 왜곡과 변화도 받지 않기 때문에 초신성 폭발 등 중력파 방출 당시의 정보를 온전히 담고 있다. 중력파가 1세기 만에 발견된다면 우리 시대의 가장 큰 과학 발견 중 하나가 될 것이며, 우주의 탄생을 이해하는 데 크게 기여할 수 있다고 AFP가 전했다. 중력파를 관측하면 ‘금세기 최고의 발견’이라거나 ‘노벨 물리학상 수상감’이라는 평가가 나온다. 미국의 국립과학재단(NSF)은 8일 성명에서 “캘리포니아공과대(칼텍), 매사추세츠공과대(MIT), 레이저간섭계중력파관측소(LIGO) 과학협력단의 과학자들이 11일 오전 10시 30분(한국시간 12일 0시 30분) 워싱턴DC에서 기자회견을 갖고 중력파 발견 활동에 대한 현황을 보고할 것”이라고 밝혔다. LIGO는 지구를 지나가는 중력파가 만드는 매우 미세한 진동을 감지하기 위해 칼텍과 MIT의 과학자들이 NSF의 지원을 받아 만든 시설로, 루이지애나주 리빙스턴과 워싱턴주 핸퍼드에 설치돼 있다. NSF가 발표한 성명은 매우 모호해 11일 어떤 내용이 발표될지 추측하기 어렵다. 하지만 LIGO가 중력파를 발견했다는 소문은 지난달부터 돌고 있었다. 지난 3일 맥매스터대의 이론물리학자 클리프 버게스는 독립된 소스를 통해 LIGO가 두 개의 블랙홀이 합쳐질 때 방출된 중력파를 발견했으며 이 발견은 네이처에 실릴 예정임을 확인했다고 밝힌 것으로 과학전문매체 사이언스가 보도했다. 박기석 기자 kisukpark@seoul.co.kr

블랙홀은 우주에서 가장 기이하고도 환상적인 천체라 할 수 있다. 물질밀도가 극도로 높은 나머지 빛마저도 빠져나갈 수 없는 엄청난 중력을 가진 존재다. ​ 이 괴이쩍은 존재를 최초로 예언한 사람은 1783년, 영국의 과학자 존 미첼이었다. 그는 뉴턴 역학을 기반으로, 충분히 무거운 별의 경우 탈출 속도가 광속보다 더 커, 빛마저도 탈출할 수 없을 것이라고 추측했다. 13년 뒤 피에르시몽 라플라스도 비슷한 제안을 한 데 이어, 그로부터 1세기를 훌쩍 뛰어넘어 1916년, 아인슈타인이 일반상대성 이론에서 블랙홀을 이론적으로 선보였다. ​일반 상대성 이론은 중력을 구부려진 시공간으로 간주하며, 질량을 가진 천체는 주변 시공간을 휘게 만든다는 이론이다. 사실 이전에는 ‘블랙홀’이란 이름조차 없었다. 그 대신 ‘얼어붙은 별’, ‘붕괴한 별’ 등의 이상한 이름으로 불려왔다. '블랙홀'이란 용어를 최초로 쓴 사람은 미국 물리학자 존 휠러로, 1967년에야 처음으로 일반에 소개되었으며, 블랙홀의 실체가 발견된 것은 1971년이었다. 그 존재가 예측된 지 거의 60년이 지나서야 이름을 얻고 실체가 발견되었으니, 그 또한 심상한 일은 아니다. 블랙홀에도 종류가 있다 그런데 이 블랙홀에도 종류가 있다는 사실을 일반 사람들은 잘 모르고 있는 듯하다. 블랙홀이라고 다 같은 것은 아니고, 세 가지 유형이 있는데, 곧 항성 블랙홀과 초대질량 블랙홀 그리고 중간질량 블랙홀이 그것들이다. ♦항성 블랙홀— 작지만 강하다 항성이 생애의 마지막에 이르러 남은 연료를 다 태우고 나면 중력붕괴를 일으킨다. 내부에서 더이상 에너지가 생성되지 않기 때문에 천체 자체의 압력을 감당하지 못해 내부로 무너지는 것이다. 이때 태양 질량의 약 3배가 못되는 별은 중성자별이 되거나 백색왜성이 된다. 하지만 그보다 덩치가 큰 별들은 중력붕괴가 극도로 진행되어 항성 블랙홀을 만든다. 개별적인 별이 중력붕괴를 일으켜 만들어지는 블랙홀은 대체로 작지만 물질밀도는 놀라울 정도로 높다. 태양질량의 3배 정도 되는 별이 한 도시 크기 로 압축된다. 이 천체의 중력은 끔찍할 정도로 강해서 주위의 모든 가스와 먼지들을 끌어당겨 삼킴으로써 덩치를 키워간다. 하버드-스미소니언 천체물리학 센터에 따르면, 우리은하에 이러한 항성 블랙홀이 수억 개 정도는 된다고 한다. ♦거대질량 블랙홀— 어떤 가설이 맞을까?작은 블랙홀들은 은하의 곳곳에 존재하지만, 거대질량 블랙홀은 은하 중심부에 자리잡고 그 은하를 중력적으로 지배한다. 그 덩치는 놀랍게도 태양 질량의 수백만 배 또는 수십억 배에 달하기도 한다. 그러나 지름의 크기는 우리 태양과 비슷하다. 어마어마한 물질 밀도를 가지고 있다는 뜻이다. 이러한 블랙홀이 거의 모든 은하의 중심부에 있는 것으로 보이며, 우리 은하의 중심부에도 똬리를 틀고 있다. 이런 거대질량의 블랙홀이 어떻게 생성되었는가에 대해서 과학자들은 아직까지 정확한 답안을 작성하지 못하고 있다. 어쨌든 이런 블랙홀이 은하 중심에 자리잡고 나면 주변에 풍부한 물질들을 닥치는 대로 탐식하고, 그 결과 엄청난 질량의 블랙홀로 성장한다는 정도만 알려져 있다. 과학자들은 이 같은 거대질량 블랙홀이 무수히 많은 작은 불랙홀들의 합병 결과물이 아닐까 하고 생각하고 있다. 또는 거대한 가스 구름이 급격한 중력붕괴를 일으켜 이런 블랙홀로 발전한 것일 수도 있다고 본다. 세번째 가능성은 성단을 이루던 별들이 한 점으로 대함몰을 일으켜 블랙홀이 되었다는 가설이다. 나라면 어떤 가설에 손을 들어줄까 생각해보는 것도 재미있는 일이다. ♦중간질량 블랙홀— 블랙홀도 中庸의 미덕이?원래 과학자들은 블랙홀이 아주 작은 것과 엄청 큰 것, 두 종류만 있다고 생각해왔다. 그런데 최근 블랙홀에도 미디엄 사이즈(IMBHs)가 있다는 사실이 발견되었다. 이런 블랙홀은 성단 안에서 별들이 연쇄충돌을 일으킨 결과 태어나는 것으로 알려졌다. 이런 블랙홀들이 같은 지역에서 여럿 만들어지면 결국에는 합병과정을 밟게 되는데, 은하 중심의 거대질량 블랙홀은 이 같은 경로를 거쳐 생성된 것으로 보고 있다. 2014년에 마침내 천문학자들은 한 나선은하의 팔에서 중간질량 블랙홀이 탄생하는 것을 발견했다. 그들의 존재는 알고 있었지만 오랫동안 물증을 찾지 못했던 천문학자들이 애타게 기다리던 발견이었다. 블랙홀 존재 — 어떻게 알 수 있나?블랙홀은 엄청난 질량을 갖고 있지만 덩치는 아주 작다. 그만큼 물질밀도가 극도로 높다는 뜻이다. 따라서 중력이 극강이어서 어떤 것도 블랙홀을 탈출할 수가 없다. ​ 지구 탈출속도는 초속 11.2km이며, 빛의 초속은 30만km다. 블랙홀의 중력이 너무나 강해 탈출속도가 30만km를 넘기 때문에 빛도 여기서 탈출할 수가 없는 것이다. 따라서 우리는 블랙홀을 볼 수가 없다. 그런데 과학자들은 블랙홀의 존재를 확인할 수가 있다. 어떻게? 블랙홀이 주변의 가스와 먼지를 강력히 빨아들일 때 방출하는 X-선 복사로 그 존재를 알 수 있는 것이다. 우리 은하 중심부에 있는 거대질량 블랙홀은 두터운 먼지와 가스로 뒤덮여 있어 X-선 방출을 막고 있다. 물질이 블랙홀로 빨려들어갈 때 블랙홀의 사건지평선 입구에서 안으로 들어가지 않고 스쳐지나가는 경우도 더러 있다. 블랙홀이 직접 보이지는 않지만, 물질이 함입될 때 발생하는 강력한 제트 분출은 아주 먼 거리에서도 볼 있다. 블랙홀은 특이점과 안팎의 사건 지평선으로 구성된다. 특이점이란 블랙홀 중심에 중력의 고유 세기가 무한대로 발산하는 시공간의 영역으로, 여기서는 물리법칙이 성립되지 않는다. 즉, 사건의 인과적 관계가 보장되지 않는다는 뜻이다. 이 특이점을 둘러싸고 있는 것이 안팎의 사건 지평선으로, 바깥 사건지평선은 물질이 탈출이 가능한 경계이지만, 안쪽의 사건 지평선은 어떤 물질이라도 탈출이 불가능한 경계다. 기존의 고전 역학에서 볼 때 빛까지도 이 중력장에서 벗어날 수가 없다는 결론을 내렸지만, 양자역학으로 오면 사정이 좀 달라진다. 블랙홀도 무언가를 조금씩 내놓을 수 있다는 것이다. '블랙홀이 완전히 검지는 않다'​ 1970년대 영국의 물리학자 스티븐 호킹은 블랙홀이 양자 요동(quantum fluctuation)으로 인해 무언가를 내놓는다는 것을 보여주는 이론을 완성했다. 양자론에 따르면, 아무것도 없는 진공에서 난데없이 입자와 반입자(antiparticle)로 이루어진 가상 입자 한 쌍이 나타날 수 있으며, 이 한 쌍은 매우 짧은 시간 존재하다가 쌍소멸된다. 대부분의 상황에서 이들 입자 쌍은 관측하기 힘들 정도로 매우 빠르게 생겼다가 소멸는데, 이를 양자 요동 또는 진공 요동이라 한다. 과학자들은 실제로 이 양자 요동의 존재를 실험적으로 확인했다. ​이 양자 요동 가운데 하나가 블랙홀의 사건 지평선 근처에서 일어난다면, 한 쌍의 입자가 사건 지평선 근처에서 생겨날 때는 블랙홀의 강한 기조력 때문에 헤어지기 쉽다. 즉, 두 입자 중 하나는 지평선을 가로질러 떨어지는 반면, 다른 하나는 밖으로 탈출하는 일이 발생할 수도 있다. 탈출한 입자는 블랙홀에서 에너지를 가지고 나간 것으로, 이 과정이 반복적으로 일어나면 외부의 관측자는 블랙홀에서 나오는 빛의 연속적인 흐름을 보게 된다. 호킹의 주장에 따르면, 이 같은 양자 요동 효과 때문에 블랙홀이 빛을 방출한다는 것이다. 이를 '블랙홀 증발'이라 하고, 이때 빠져나오는 빛을 '호킹 복사(Hawking radiation)'라 한다. 그래서 호킹은 '블랙홀이 실제로는 완전히 검지 않다'는 말로 이 상황을 표현했다. 호킹의 이론대로 블랙홀이 계속 증발한다면, 수조 년의 시간이 흐르면 블랙홀 자체가 완전히 사라질 수도 있다는 얘기가 된다. 블랙홀에는 질량과 전하, 각운동량 외에는 아무 정보도 얻을 수 없다. 그래서 흔히들 블랙홀에는 세 가닥의 털밖에 없다고 말한다. 이처럼 인류는 아직까지 블랙홀에 대해 아는 것보다 모르는 것이 더 많은만큼 블랙홀은 21세기 천문학과 물리학에서도 여전히 화두가 될 것으로 보인다. 이광식 통신원 joand999@naver.com

세계적인 물리학자인 스티븐 호킹 박사가 한 프로그램 강연을 통해 ‘미니 블랙홀’과 전력생산과의 관계를 설명해 학계의 관심이 쏠렸다. 호킹 박사는 BBC 라디오 방송 ‘리스 강의(Reith Lecture)’에서 블랙홀의 입자와 성질을 고려해 봤을 때, 크기가 비교적 작은 ‘미니 블랙홀’이 존재한다면 이를 이용해 전 세계인들이 함께 이용할 수 있을 만한 전기를 생산해내는 것이 이론적으로 가능하다고 설명했다. 호킹 박사의 이론에 따르면, 일반적으로 블랙홀은 수많은 ‘가상 미립자’(Virtual praticle)로 이뤄져 있으며, 이러한 가상 미립자는 블랙홀 안팎에서 합쳐지거나 서로 소멸시키는 과정을 거치게 된다. 이러한 미립자는 육안으로 확인하거나 입자 탐지기로도 탐색이 어렵다는 단점이 있지만, 과학자들은 블랙홀에서 이 미립자들이 이동하다가 블랙홀에 의해 방사선이 방출되는 지점으로 미립자들이 빠져나가는 것으로 보고 있다. 일반적으로 블랙홀은 태양 수준의 질량을 가졌으며 매우 낮은 속도로 입자를 방출하는데, 이런 과정에서는 입자를 눈으로 관찰하는 것이 불가능하다. 하지만 호킹 박사는 “산 정도 크기의 ‘미니 블랙홀’이라면 블랙홀에서 뿜어져 나오거나 이동하는 입자와 방사선을 관측하는 것이 가능하다”고 설명했다. 그의 이론에 따르면 블랙홀이 X선과 감마선을 방출할 때 발생하는 에너지는 1000만 메가와트 정도로, 이는 전 세계에 전기를 충분히 공급할 수 있는 양이다. 다만 호킹 박사는 이처럼 미니 블랙홀을 이용해 지구에 전력을 공급하기 위해서는 엄청난 에너지를 소화할 수 있는 발전소가 있어야 하는데 현재 기술로서는 이를 감당할 만한 발전소 건립이 어려운 상황이라고 분석했다. 무엇보다도 지구를 집어삼키지 않을 정도의 소규모 블랙홀이 있어야 하는데, 아직까지 이러한 블랙홀의 흔적을 찾지 못했다는 점이 안타깝다고 밝혔다. 한편 스티븐 호킹 박사는 영국 이론물리학자로, 루게릭병에도 불구하고 블랙홀 연구 등에서 뛰어난 업적을 남긴 천재 과학자다.　 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

세계적인 물리학자인 스티븐 호킹 박사가 한 프로그램 강연을 통해 ‘미니 블랙홀’과 전력생산과의 관계를 설명해 학계의 관심이 쏠렸다. 호킹 박사는 BBC 라디오 방송 ‘리스 강의(Reith Lecture)’에서 블랙홀의 입자와 성질을 고려해 봤을 때, 크기가 비교적 작은 ‘미니 블랙홀’이 존재한다면 이를 이용해 전 세계인들이 함께 이용할 수 있을 만한 전기를 생산해내는 것이 이론적으로 가능하다고 설명했다. 호킹 박사의 이론에 따르면, 일반적으로 블랙홀은 수많은 ‘가상 미립자’(Virtual praticle)로 이뤄져 있으며, 이러한 가상 미립자는 블랙홀 안팎에서 합쳐지거나 서로 소멸시키는 과정을 거치게 된다. 이러한 미립자는 육안으로 확인하거나 입자 탐지기로도 탐색이 어렵다는 단점이 있지만, 과학자들은 블랙홀에서 이 미립자들이 이동하다가 블랙홀에 의해 방사선이 방출되는 지점으로 미립자들이 빠져나가는 것으로 보고 있다. 일반적으로 블랙홀은 태양 수준의 질량을 가졌으며 매우 낮은 속도로 입자를 방출하는데, 이런 과정에서는 입자를 눈으로 관찰하는 것이 불가능하다. 하지만 호킹 박사는 “산 정도 크기의 ‘미니 블랙홀’이라면 블랙홀에서 뿜어져 나오거나 이동하는 입자와 방사선을 관측하는 것이 가능하다”고 설명했다. 그의 이론에 따르면 블랙홀이 X선과 감마선을 방출할 때 발생하는 에너지는 1000만 메가와트 정도로, 이는 전 세계에 전기를 충분히 공급할 수 있는 양이다. 다만 호킹 박사는 이처럼 미니 블랙홀을 이용해 지구에 전력을 공급하기 위해서는 엄청난 에너지를 소화할 수 있는 발전소가 있어야 하는데 현재 기술로서는 이를 감당할 만한 발전소 건립이 어려운 상황이라고 분석했다. 무엇보다도 지구를 집어삼키지 않을 정도의 소규모 블랙홀이 있어야 하는데, 아직까지 이러한 블랙홀의 흔적을 찾지 못했다는 점이 안타깝다고 밝혔다. 한편 스티븐 호킹 박사는 영국 이론물리학자로, 루게릭병에도 불구하고 블랙홀 연구 등에서 뛰어난 업적을 남긴 천재 과학자다.　 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

요리, 온도·압력 등 다루는 과학 활동 외국선 요리사·과학자 협업 연구 늘어가열 없이 독한 술로 상온서 달걀 응고 “새로운 요리의 발견은 새로운 별의 발견보다도 인간을 더 행복하게 만든다.”(18~19세기 프랑스 법관이자 미식가인 장 앙텔름 브리야사바랭) “금성과 화성의 온도를 잴 수 있는 기술을 갖고도 수플레 내부를 들여다보지 않는 것은 이상하지 않은가.”(영국 옥스퍼드대 물리학자 니컬러스 커티) 평소 맛보기 어려운 음식과 유명 맛집, 요리법 등을 다루는 이른바 ‘쿡방’(요리하는 방송), ‘먹방’(먹는 방송)이 넘쳐나고 있다. 그 영향으로 요리학원에 사람들이 넘쳐나고, ‘요리사’가 초등학생의 장래 희망 3위로 뛰어올랐다. 일반인들의 요리에 대한 관심이 높아지면서 ‘새롭고 맛있는 요리’에 대한 직업 요리사들의 고민도 깊어지고 있다. 이와 더불어 최근 음식의 질감과 조직, 조리 과정에서 발생하는 현상을 과학적인 시각으로 접근해 새로운 음식을 만들어 내는 ‘분자요리학’이 주목받고 있다. 분자요리학은 영국 옥스퍼드대의 물리학자 니컬러스 커티와 프랑스 국립농학연구소(INRA)의 화학자 에르베 디스가 처음 주장한 개념이다. 요리와 조리과학, 식품과학을 총괄해 음식뿐만 아니라 음식을 만드는 조리 과정을 과학적 연구와 실험을 통해 철저히 분석함으로써 음식의 다양성과 조리 방식에 새로운 변화를 일으키자는 것이다. 요리는 음식을 만드는 과정을 말하는 것이고, 식품과학은 음식보다는 음식이나 식재료를 분석하는 과학 분야이며, 조리과학은 조리를 하는 과정을 다루는 기술 분야다. 분자요리라고 하면 흔히 요리사들이 화학 실험실 같은 주방에서 과학자처럼 스포이트나 사이펀 같은 실험기구로 이상한 음식을 만들어 내는 것을 떠올린다. 그렇지만 화학자들은 요리 자체가 열로 단백질 분자를 응고시키거나 물질을 혼합해 이온화시키는 전형적인 물질의 변화 과정이기 때문에 ‘분자요리’는 한때의 유행이 아니라 요리가 처음 생길 때부터 시작된 것이라고 지적하고 있다. 실제로 외국에서는 요리사와 과학자의 협업이 늘고 있는 추세다. 분자요리의 대가로 알려진 프랑스 요리사 티에리 막스는 파리11대학 화학과 라파엘 오몽 교수와 함께 ‘요리혁신센터’를 만들었다. 이를 통해 물리화학적 지식과 도구를 요리에 적용해 보기 좋고 맛도 있는 음식을 만드는 연구를 하고 있다. 그 성과는 ‘부엌의 화학자’ ‘부엌의 꼬마화학자’ 등의 책으로 나오기도 했다. 요리는 식재료를 먹기 좋게 변형하는 화학적·물리적 과정이다. 식재료는 과일과 채소 같은 식물 계열과 생선, 육류, 유제품 등 동물 계열로 나뉜다. 식재료에는 다량의 수분이 들어 있는데 이 때문에 요리를 할 때는 산도, 확산, 용해, 흡수, 투과 등 물과 관련된 화학현상이 중요하다. 요리할 때에는 무엇보다도 시간과 온도, 압력이 중요한데 이는 재료 속 수분을 조절하는 데 필수적인 변수이기 때문이다. 우리가 맛을 느끼는 것은 맛 분자가 혀의 미뢰, 입천장, 뺨 안쪽 벽, 목구멍 안쪽의 수용체를 자극하고, 거기에서 나온 정보가 전기신호로 바뀌어 뇌에 전달됨으로써 가능하다. 음식에서 향을 풍기는 분자는 바로 코로 들어가는 경우도 있지만, 입으로 들어간 뒤 목으로 삼켜지는 과정에서 코로 전달되는 ‘역후각’ 과정을 통해 전달되기도 한다. 어려서 처음 맛본 음식에 대한 기억이 강렬한 이유도 이렇게 전달받은 다양한 자극이 뇌에 이미지와 감정, 감각의 형태로 기록하기 때문이다. 요리의 대가들이 음식에 대해 강렬한 자극을 남기기 위해 지금도 노력하고 있는 이유가 여기에 있다. 달걀 하나를 삶을 때에도 시간과 온도에 따라 다양한 결과가 나타난다. 달걀을 지나치게 익히면 황화철이 생겨 노른자 표면이 푸르스름하게 변하거나 수분이 완전히 빠져나가 퍽퍽해진다. 단백질이 분해되면서 황화수소가 발생하면 냄새가 심하게 날 수 있다. 일반적으로 달걀을 삶을 때 펄펄 끓는 100도에서 10분 이상 삶는데, 과학자들이 말하는 달걀 삶기에 가장 이상적인 온도는 72도다. 삶은 달걀이나 달걀 프라이는 모두 열을 이용해 노른자와 흰자를 굳히는 것이다. ‘익힌다는 것=응고시킨다는 것’으로 개념을 확장하면 일반 상온에서도 달걀을 익힐 수 있다. 독한 술이나 에탄올을 날달걀의 흰자나 노른자에 붓고 어느 정도 시간이 지나면 이것들은 열에 익힌 것처럼 굳게 된다. 분자 요리사들은 이런 현상을 이용해 독주로 달걀을 요리하기도 한다. 다이어트 음식으로도 각광받고 있는 한천(우뭇가사리)과 칵테일용 술을 섞어 끓이면 액체가 고체 사이에 분산돼 있는 젤 상태로 변하게 되는데, 틀에 넣고 부은 뒤 식히면 씹어 먹는 칵테일이 만들어진다. 이처럼 요리 속 과학을 이해할 수 있다면 음식점에서 이런 식으로 주문할 수도 있지 않을까. “사카로스와 안토시안이 고농도로 함유된 그물 구조의 다당류와 에어로젤 상태의 글루텐 덩어리를 좀 주시겠습니까.” 언뜻 복잡해 보이지만 “블루베리잼과 비스코트(두 번 구워 딱딱하고 바삭한 빵) 주세요”라는 얘기다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

용감한 걸까 무모한 걸까? 노르웨이의 한 물리학자가 물속에서 자신에게 기관총을 쏘는 도전을 감행해 눈길을 끌고 있다. 다양한 과학 실험을 실행에 옮기는 유튜브 채널 ‘NRK Viten’에는 최근 ‘수중 총’(Skutt under vann)이라는 제목의 영상이 올라왔다. 영상을 보면, 물리학자이자 물리교사 안드레아스 왈(Andreas Wahl)이 수영장에 들어가 기관총에 로프를 연결하고 나서 자신에게 총의 방아쇠를 당기는 아찔한 실험을 진행한다. 공기보다 물이 분자간의 거리가 가깝기 때문에 저항을 만들어낸다는 과학적 원리를 학생들과 대중에게 직접 입증하기 위해서다. 실험이 시작되고, 왈은 총과 거리를 두고 초읽기와 함께 로프를 잡아당긴다. 바로 그 순간, 발사된 총알이 조금 앞으로 나아가는 듯하더니 급격히 속도가 줄어들며 바닥에 가라앉는다. 왈은 내심 불안했었는지 가라앉는 총알을 보며 안도의 한숨을 내쉰다. 지난 24일 유튜브에 올라온 해당 영상은 4일 만에 244만 건 이상의 높은 조회 수를 기록하고 있다. 사진·영상=NRK Viten/유튜브 영상팀 seoultv@seoul.co.kr

숟가락보다 스마트폰을 먼저 잡는 시대다. 영유아 시기에 스마트폰을 접할 기회가 늘어났다는 이야기다. 초,중,고등학생은 물론 이제 어린이집, 유치원생까지도 스마트폰을 가까이 하는 경우가 많아졌다. 스마트폰이 아이들에게 미치는 영향은 여러 가지가 있지만 시각적인 영향보다도 더 우려해야 할 것이 바로 전자파다. 전자파는 우리가 사용하는 대부분의 전자제품에서 발생되고 있지만 스마트폰의 경우 몸에 닿아있는 시간이 길기 때문에 각별한 주의가 필요하다. 지난 2011년에는 세계보건기구(WHO) 산하 국제암연구소(IARC)가 무선주파수 전자파, 즉 스마트폰 전자파를 인체발암가능물질 2B 등급으로 분류한 바 있으며, 특히 집중력을 저하시키는 데 전자파가 악영향을 끼치는 것으로 나타났다. PC나 스마트폰 전자파에 지속적으로 노출되면 철분 성분을 포함하는 적혈구가 양극화되면서 적혈구 응집현상을 일으키게 되는데, 응집된 적혈구가 집중력이 높을 때 나타나는 뇌 혈류 집중과 증가를 방해하는 것이다. 일찍이 전자파 위험 사실을 인지한 학부모들은 부랴부랴 전자파 차폐에 좋다는 제품을 구입해 스마트폰에 부착해주는 등 여러 노력을 기울여왔지만, 국립전파연구원은 선인장이나 숯, 시중에 판매 중인 전자파 차폐 제품 등은 전자파 차단 효과가 없다고 발표한 바 있다. 이렇듯 전자파에 대한 관심이 점차 높아지는 가운데 스위스에서 발명된 제품인 바이오실드(EMF Bioshield)가 인기를 끌고 있다. 전자파 중화 제품 바이오실드는 생물리학 기반의 전자파 중화기술을 바탕으로 생물리학자 Jack Surbeck 박사가 개발했으며, 전자파를 인체에 무해한 파장으로 바꿔주는 역할을 수행한다. 스마트폰 통신 품질에는 전혀 영향을 미치지 않으면서도 주기율표 57번에서 71번에 해당하는 란탄계열 원소의 나노 입자가 지닌 자기 공명 속성을 통해 인체에 해로운 전자파 파장에 공진을 일으켜 무해 파장으로 중화시키는 것이 특징이다. 공간적으로 전자파를 중화하는 방식이기 때문에 직선거리의 전자파만 차단하던 기존 차폐 제품과는 차별화된다. 바이오실드 관계자는 “그 동안 전자파에 대한 우려를 하면서도 아이들의 학습 욕구와 흥미를 돋워주기 위해 스마트폰이나 스마트기기, PC 등을 내줄 수 밖에 없었던 부모들에게 바이오실드가 특히 호평을 받고 있다”면서 “그 어느 때보다도 중요한 시기를 보내고 있는 수험생 집중력 문제를 개선하기 위해 바이오실드를 구입하려는 이들도 적지 않다”고 전했다. 스위스, 프랑스, 이탈리아, 독일, 미국, 러시아, 헝가리, 우크라이나의 유럽 8개국으로부터 효과 검증을 마친 바이오실드는 스위스 정부의 까다로운 인증 과정을 거쳐 한국으로 정식 수입되고 있다. 바이오실드에 대한 더 자세한 정보는 홈페이지(www.emfbioshield.kr)를 통해 얻을 수 있다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

여러분 죽을 준비 됐나요/스터즈 터클 지음/김지선 옮김/이매진/544쪽/2만 1500원 미국의 물리학자 드미트리 미할리스는 심한 조울증을 앓다가 권총 자살까지 생각했다. 한 번은 큰 교통사고로, 또 한 번은 약물 치료로 인한 리튬 중독으로, 모두 네 차례나 죽음의 문턱까지 갔다 되돌아왔다. 그는 아침에 눈을 뜰 때마다 하루를 공짜로 더 얻었다고 되뇌인다. 그리고 다시 찾은 삶을 선물로 생각하고 살아간다. 죽음에 대한 사람들의 태도는 다양하다. 중증 외상 환자를 맞은 의사에게는 극복해야 할 도전 과제다. 늘 지켜봐야 하는 간호사에게는 외면 대상이다. 죽음 직전의 순간을 접하는 응급구조사는 죽음을 논하기에는 사치스러운 입장이라고 이야기한다. 한 교사는 죽음을 축제처럼 여기고, 자신이 살던 집에서 죽음을 맞던 19세기에는 누구나 죽음을 알았지만 병원과 요양원에서 온갖 기계 장치를 단 채 죽어가는 20세기에는 죽음을 아는 사람이 없다며 안타까워한다. 19세기에는 아무도 몰랐던 섹스를 20세기에는 모두가 알게 된 것처럼, 죽음이 우리 시대의 새로운 포르노그래피가 됐다는 것이다. 제2차 세계대전에 대한 기억을 서술한 ‘선한 전쟁’으로 퓰리처상을 받았던 작가이자 라디오 진행자, 인터뷰 진행자로 이름난 저자가 죽음을 지켜본, 또는 죽음 앞에 섰던 64명을 만나 그들의 이야기를 들었다. 저자는 이들의 입을 빌려 독자에게 죽음이 무엇인지 어렴풋하게 나마 이야기하고 있다. 또 현대 사회에서 죽음이 더 좋은 삶을 위한 회고와 성찰의 계기가 아니라 일상다반사가 됐다고 지적하며 삶을 충실하게 끝까지 살고 나서 죽음에 맞서라고 조언한다. 이 책은 저자가 아흔여섯에 세상을 뜨기 7년 전인 2001년 출간됐다. 홍지민 기자 icarus@seoul.co.kr

천재 과학자인 스티븐 호킹 박사가 발전한 과학기술이 결국 인류를 위협하는 최대의 위험요소가 될 수 있으며, 이로 인해 지구와 인류는 1만 년 내 심각한 위기에 처할 것이라고 경고했다. 호킹 박사는 최근 녹화를 마친 영국 BBC 라디오 강연 프로그램에서 “인류는 핵무기, 유전자 조작 바이러스, 치명적인 지구온난화 등 발달한 과학기술로 인해 큰 위험에 직면할 것이다. 특히 향후 100년간은 이러한 위험이 최대가 될 것으로 보이기 때문에 매우 유의해야 한다”고 밝혔다. 이어 “1000~1만년 사이 인류의 멸망을 유발할 수 있는 대재난이 닥칠 것으로 예측되지만 인류가 지구 밖에서 자급자족할 만한 식민지를 건설하려면 최소 100년의 시간이 더 필요하다”면서 “인류는 과학기술의 발전을 멈추거나 되돌리지 않을 것이기 때문에, 결국 위험요소에 대해 인정하고 이를 제어하는 것이 중요하다”고 강조했다. 전체 강연 내용은 다음달 7일 영국 BBC 라디오에서 방송될 예정이다. 호킹 박사는 이 과정에서 다시 한 번 인류의 ‘식민지 행성’ 개발의 중요성을 피력했다. 지난 해 인류의 첫 명왕성 탐사를 축하하는 메시지에서, 우주탐사는 미래의 인류생존을 위한 ‘생명보험’과도 같다는 의미심장한 발언을 해 주목을 끈 바 있다. 또 2013년에는 “향후 1000년 내에 인류는 생존을 위해 지구를 떠나야 한다. 점점 망가져가는 지구를 떠나지 않고서는 인류의 새천년은 없다”고 주장하기도 했다. 뿐만 아니라 호킹 박사가 인류의 지나친 과학 발전이 결국 미래에 해를 끼칠 것이라고 ‘예언’한 것은 이번이 처음은 아니다. 호킹 박사는 살인기계나 다름없는 킬러 로봇이 인류의 재앙을 초래할 것이라고 경고하기도 했다. 이러한 의견에는 민간 우주업체 스페이스X를 이끄는 테슬라 모터스의 대표 앨론 머스크, 애플의 공동 창업자인 스티브 워즈니악 등도 뜻을 함께 했다. 스티븐 호킹 박사는 영국 이론물리학자로, 루게릭병에도 불구하고 블랙홀의 연구 등에서 뛰어난 업적을 남긴 천재 학자로 알려져 있다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

안녕, 난 ‘블랙홀’이야, 반가워. 요즘은 현대 물리학과 천문학 분야의 대표적인 상징으로 인정받고 있지만 출생과 성장 과정을 들어보면 그 어떤 드라마나 영화보다 재미있을 거야.내가 태어난 건 1915년 알베르트 아인슈타인 박사님이 발표한 ‘일반 상대성이론’ 덕분이야. 중력에 의해 공간이 휜다는 내용인데, 당시 상대성이론의 중력장 방정식은 물리학 역사상 가장 어려운 방정식이어서 완전히 풀어낼 수 있을지 다들 의문이었대. 내가 태어나기는 했지만 살아남을 수 있을지가 불투명했던 상황이었지. 그런데 예상보다 빨리 1916년 독일 천체물리학자 칼 슈바르츠실트 박사님이 회전하지 않는 천체의 중력장 방정식의 해답을 구했어. 그 답에 따르면 중력이 큰 태양 바로 주변에서 빛이 휘어야 한다는 것이었지. 빛은 직진한다고 알고 있던 사람들은 그 답에 반신반의했대. 그 사실이 밝혀지지 않으면 나는 실제로 태어난 것이 아니라 머릿속에서 상상으로만 태어난 아이가 되는 거였어. 그런데 1919년 영국 천문학자 아서 에딩턴 경께서 아프리카에서 발생한 개기일식 때 빛이 휘는 것을 관측하는 데 성공해서 내가 실제로 존재한다는 사실을 밝혀내셨지. 좀 부끄러운 얘기지만 1969년까지 난 이름이 없었어. 무려 54년을 이름 없이 살았던 거야. 그러다가 1969년 미국 이론물리학자 존 아치볼드 휠러 박사님께서 ‘블랙홀’이라는 멋진 이름을 지어주셨지. 그 이전까지는 ‘얼어붙은 별’, ‘빛까지 빨아들이는 지옥별’ 등으로 불렸어. 멋진 이름을 갖기는 했지만, 사람들에게 나는 모든 것을 빨아들여 파괴하는 나쁜 이미지로 각인됐지. 그런데 영국의 스티븐 호킹 박사님이 “블랙홀은 생각만큼 검지도 않고 영원한 감옥도 아니다”라고 선언하시고 “빛보다 빠르게 에너지를 방출하기도 한다”고 발표하셔서 파괴자의 이미지를 버릴 수 있게 됐어. 이제 과학계에서는 ‘블랙홀이 있나 없나’가 아니라 ‘블랙홀은 얼마나 많이, 어떻게 만들어지나’를 궁금해하고 있대. 최근에 일본 게이오대 천문학자들이 나가노의 노베아먀 전파천문대에 있는 지름 45m 전파망원경으로 우리 은하를 관측한 결과, ‘궁수자리A’ 별에서 200광년 떨어져 있는 거리에서 태양 질량보다 10만배 더 큰 블랙홀을 발견했대. 천문학 분야 국제학술지인 ‘천체 물리학 레터’ 1월호에 발표된 이번 연구결과 덕분에 천문학자들은 태양의 수백~10만배 정도의 중간 형태 블랙홀이 결합을 반복하면서 거대한 블랙홀을 만드는 과정을 이해할 수 있게 됐다고 하네. 내 얘기에 과학자들만 관심을 갖는다는 건 오해야. 우리 덕분에 ‘웜홀을 통한 시간여행’처럼 SF 작가들의 작품 소재가 훨씬 풍부해졌잖아. 사실 내 자신에 대해서 내가 모르는 이야기들은 아직도, 여전히 많아. 그게 무엇일지 궁금하지 않아? 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

셜록홈스, 기호학자를 만나다(움베르토 에코·토머스 세벅 엮음, 김주환·한은경 옮김, 이마 펴냄) 기호학과 추리소설의 구조적, 방법론적 유사성에 주목한 책이다. 현대 기호학의 체계를 수립한 찰스 퍼스의 난해한 기호학과 논리학의 핵심 내용을 셜록 홈스와 뒤팽 등 탐정·추리소설에 나오는 논리학과 비교 분석한 책이다. 이탈리아 사상가이자 소설 ‘장미의 이름’으로 유명한 움베르토 에코와 기호학자 토머스 세벅을 비롯해 언어학, 기호학, 역사학 등 각 분야 권위자들이 쓴 10편의 글을 통해 추리소설에 등장하는 기호학적 단서를 찾아 나갈 수 있다. 440쪽. 1만 7000원. 고독한 나에서 함께하는 우리로(유범상 외, 지식의 날개 펴냄) 각자 따로 살아가고 있는 한국 사회에 대한 인문학적 소통과 상상을 그려냈다. 전공이 다른 대학교수 14인이 함께 집필해 독립적인 주제의 담론을 펼치면서 나와 나를 둘러싼 공동체의 의미를 묻는다. 1부는 개인 차원에서 고민해야 할 주제들을, 2부는 건강 격차와 사회적 고통 등 공동체를 성찰해 볼 수 있는 주제를 다룬다. 3부에서는 100세 시대를 맞아 베이비부머의 가족 관계, 제2의 인생과 협동조합 등 미래 사회에 대해 탐구한다. 부조리한 상황을 회피하거나 순응할 게 아니라 스스로와 공동체에 대해 더 나은 삶을 질문해야 한다는 메시지를 담았다. 416쪽. 1만 8000원. 인터넷 플러스 혁명(마화텅·장샤오평 외, 강영희·김근정 옮김, 비즈니스북스 펴냄) 차이나 파워의 실체와 향후 경제 전략을 분석한 2025년 중국에 대한 미래보고서다. 지난해 3월 중국 최대 정치 행사인 양회(兩會)에서 주창된 중국 경제의 차세대 성장동력인 인터넷 플러스 계획을 소개하고 있다. 전통 산업에 인터넷을 접목시키는 인터넷 플러스 전략을 중국이 국가적으로 전개하게 된 배경과 텐센트 등 개별 기업의 추진 과정, 노동집약형 제조업 국가에서 기술집약형 스마트 제조업 강국으로 발전하겠다는 향후 10년간의 구상을 낱낱이 해부해 놓았다. 544쪽. 3만 5000원. 스페이스 크로니클(닐 디그래스 타이슨 지음, 박병철 옮김, 부키 펴냄) 뉴욕 헤이든 천문관의 천체물리학자인 저자는 인류가 왜 우주를 동경하게 되는지, 왜 우주로 나가야 하는지 등 근원적인 질문을 던지며 우주 탐험의 과거와 현재 그리고 미래를 조망한다. 현존하는 최고의 우주 스토리텔러로 꼽히는 저자는 과학적 사례와 대중문화를 섞어 가며 활기찬 화법과 유머 감각으로 어려운 과학 얘기를 풀어 나간다. 저자는 2029년 4월 12일 통신 위성보다 가까운 거리에서 지구를 스쳐 지나가는 대형 축구 경기장 크기만 한 소행성을 향후 인류의 생존을 가장 위협하는 존재로 지목한다. 448쪽. 1만 8000원. 문화로 읽는 세계사(주경철 지음, 사계절출판사 펴냄) 주경철 서울대 서양사학과 교수가 10년 만에 개정·증보판을 냈다. 판면 디자인을 바꾸고 100여컷이 넘는 컬러 도판을 담아 가독성을 높였다. 내용 측면에서는 루이 14세의 절대왕권을 문화적으로 조명한 ‘베르사유’ 장을 추가했고, 선사 시대부터 근현대에 이르기까지 역사 속에서 인간이 어떤 문화를 일궈 왔는지를 36가지 주제에 나눠 담았다. 저자는 “문화는 가장 폭넓고 다양한 광경을 보여주는 창일 것이다. 문화는 결국 사람들이 살아가고 생각하며 느끼는 방식을 가리키므로, 문화로 보는 역사는 인간과 사회를 가장 넓게 이해하는 틀” 이라고 말한다. 412쪽. 1만 8900원.

나이 듦 수업/고미숙 외 지음/서해문집/240쪽/1만 3500원 나는 별일 없이 늙고 싶다/다비드 구트만 지음/배성민 옮김/청아출판사/392쪽/1만 6000원 ‘100세 시대’ ‘회색 쇼크’ ‘인생 2막’…. 노인 삶에 초점을 맞춘 말들이 홍수를 이룬다. 평균 수명 80세를 넘은 이 땅에서 이제 노인 문제는 노인에게 국한되지 않는다. 젊은 층과 중장년층 또한 고령화 사회를 향한 불안과 고민이 많다. ‘100세 시대’의 주연이라 할 수 있는 노인을 바라보는 연령대 간 인식 차 또한 현격하다. 노인은 무엇이고 어떻게 살아야 하는 걸까. 한국 노인 자살률은 인구 10만명당 81.9명. 경제협력개발기구(OECD) 평균의 10배로 세계 1위 수준이다. 노인 생활고와 스트레스는 그 수치에 비례한다. ‘나이 듦 수업’은 고통의 노인, 위기의 노인을 촘촘하게 들춰냈다. 고전인문학자 고미숙, 여성학 연구자 정희진, 심리학자 김태형, 물리학자 장회익, 서울시 인생이모작지원단장 남경아, 사회복지사 유경씨 등 논객 6명의 원인 찾기와 해결 모색이 도드라진다. 고미숙, 정희진, 김태형씨가 사회적 차원에서 진단해 ‘노년을 두려워하는 이유’를 밝혔다면 장회익, 남경아, 유경씨는 ‘노년 문화’를 만들기 위한 개인 차원의 노력들을 제시해 비교된다. 이 가운데 고씨는 자본주의 문화와 정신적 빈곤에서 고령화 사회와 장수에 대한 불안 원인을 찾아낸다. 인간 삶은 계절 순환처럼 봄―여름(유년기―청년기) 발산, 가을―겨울(중년기―노년기) 수렴의 특성을 갖는데 자본주의 문화는 끊임없는 성장과 소비를 종용하며 청춘에 머물 것을 강요한다는 것이다. “나이에 걸맞게 성숙하지 못하고 ‘애송이’로 남아 있다가 덜컥 노년기를 맞아 늙음과 죽음을 두려워하게 됐다”는 고씨는 그래서 ‘청춘’에서 해방되고 ‘어른’으로 늙어 갈 수 있도록 스스로 용기를 갖자고 말한다. 김씨는 한국 노인 세대가 ‘꼰대’ 취급을 받게 된 배경을 탐색해 흥미롭다. 노인들이 혐오 대상으로 전락한 건 꼰대가 됐기 때문이라는 김씨는 전쟁과 독재정권을 겪으며 ‘반복적으로 패배’하고 지배 집단에 순종해 살아온 우리 노인들의 내면적 아픔을 콕 짚는다. 그에 따르면 권위주의, 보수적 성격의 지금 노인 세대는 ‘나쁜 분’들이 아니라 ‘아픈 분’들이다. 그래서 노인 세대는 자기 치유 과정을 통해 분열적 ‘꼰대’가 아닌 통합적 ‘꽃대’로 다시 태어나도록 해야 한단다. 올해 78세의 장씨는 “낙엽이 떨어져야 나목의 모습이 온전히 보이듯 나이 듦 없이는 세상을 명료하게 볼 수 없다”며 노년의 가치가 지혜에 있음을 역설한다. 유씨는 “노년의 행복을 결정하는 중요한 열쇠 중 하나가 바로 관계”라며 인간관계의 소중함을 힘주어 말한다. 그래서 체면을 내려놓고 부드러운 말, 먼저 내미는 손, 어려울 때 직접 찾아가고 챙겨 주는 정성이 중요하며 소통을 위해 무관심, 무신경, 무표정의 ‘3무(無)’부터 버리라고 일갈한다. 그런가 하면 남씨는 “삶의 후반전에도 소득만을 목적으로 일하기보다는 그동안 쌓은 경험과 능력으로 사회에 공헌할 수 있는 일을 준비하는 게 훨씬 보람 있고 현실적”이라며 이제 ‘일자리’에서 ‘일거리’의 개념으로 인식을 바꿔야 할 때라고 주장한다. 그에 비해 ‘나는 별일 없이 늙고 싶다’는 총인구 중 65세 이상 인구 비율이 13%인 고령화 사회 한국의 중장년층 입장에서 ‘어떻게 행복한 노년을 맞고 보낼지’를 조언한다. 인생의 의미를 발견해 자신의 존재 가치를 되새기게 하는 심리치료기법인 로고테라피를 통한 접근과 조언이 흥미롭다. 저자는 무엇보다 나와 남을 함께 높이는 인간 존엄을 존중하면서 선택의 자유를 즐기라고 말한다. 그러면서 제 인생을 선택하고 만들어 갈 권리를 소중하게 여길 것을 거듭 강조한다. 특히 ‘인생의 의미’에 대한 질문을 중시한다. 분명한 목적이 없는 인생, 즉 ‘실존적 공허’ 속에 사는 사람은 인생의 의미를 찾도록 반드시 도와줄 것을 당부하기도 한다. 분명한 목적이 있어야 인생의 의미가 생기는 법. 저자는 “인생에서 받은 선물은 모두 인생의 핵심 의미를 깨닫기 위한 것”이라며 “노화를 겪는 개인은 제대로 나이 드는 기술부터 배워야 한다”고 매듭짓는다. 김성호 선임기자 kimus@seoul.co.kr

사람들이 보통 우주에 관해 갖고 있는 궁금증 중 가장 상위를 차지하는 다음의 것들이 ‘톱 5’로 꼽힌다고 우주 전문사이트 스페이스닷컴이 발표했다. 　　1. 우리 태양계 근처에서 초신성이 폭발하면 우리는 어떻게 되나?　2. 정말 외계인들이 있어 지구를 침략할 가능성이 있는가?　3. 우리가 실험실에서 만드는 블랙홀은 정말 위험할까?　4. 웜홀을 통한 우주여행은 정말 가능할까?　5. 인류가 우주에 대해 완벽하게 알게 되는 날이 과연 올까?　이에 대해 알기 쉽고 명쾌한 해답지를 한번 작성해보도록 하자. 1. 초신성 폭발은 우리에게 위험한가?​ 초신성 폭발은 그 거리가 얼마인가에 따라 인류에게 치명적인 사건이 될 수도 있다. 질량이 태양보다 10배 이상 무거운 별들이 항성진화의 마지막 단계에서 대폭발로 생애를 마감하는 방식이 바로 초신성 폭발이다. 말하자면, 새로운 별이 아니라, 늙은 별의 임종인 셈이다. 이 별의 폭발은 태양 밝기의 수십억 배나 되는 광휘로 우주공간을 밝혀, 우리은하 부근이라면 대낮에도 맨눈으로 볼 수 있을 정도다. 때로는 전 은하가 내는 빛보다 더 강력한 빛을 발하는 초신성 폭발은 우주에서 가장 극적인 드라마라 할 수 있다. 우리 태양계도 이런 초신성의 폭발로 비롯되었다. 46억 년 전 가스와 분자들로 이루어진 몇 광년 크기의 원시 구름들이 떠돌던 한 우주공간 부근에서 초신성이 폭발이 일어났고, 그 충격파로 원시구름의 중력 균형이 무너져 한 점으로 붕괴하기 시작함으로써 태양계 형성의 첫발을 내딛었다. 초신성 폭발은 한 은하당 100년에 한 번 꼴로 일어나는데, 우리은하에서 가장 최근에 일어난 초신성 폭발은 약 400년 전 케플러가 본 초신성 폭발이었다. 그래서 그 초신성은 ‘케플러의 초신성’이라 불린다. 그후 400년 동안 조용했던 우리은하에 초신성 폭발 후보가 하나 떠올랐다. 과학자들에 따르면, 오리온자리의 적색 초거성인 ‘베텔게우스’가 조만간에 수명이 다해 초신성으로 폭발할 거라 한다. 천문학에서 조만간이라 하면, 오늘 내일일 수도 있고 수만 년일 수도 있지만, 이쨌든 태양의 900배에 달하는 이 베텔게우스가 폭발하면 지구에는 최소한 1~2주간 밤이 없는 상태가 계속될 거라 한다. 하지만 베텔게우스는 지구로부터 640광년이나 떨어져 있어 지구에 미치는 영향은 미미할 것으로 보인다. 그러나 이런 초신성이 태양계 가까이에서 터진다면 인류와 지구의 운명은 누구도 예측할 수가 없게 될 것이다. 베텔게우스만 한 거리가 아니라, 상당히 가까운 우주공간에서 초신성 폭발이 일어난다면, 폭발시에 방출되는 X선과 감마선이 인체에 아주 나쁜 영향을 미칠 수도 있다. 감마선은 특히 사람의 유전인자를 파괴할 수 있는 고에너지 전자기파다. ​이러한 전자기파는 시간이 흐름에 따라 급격히 감소한다. 어쨌든 초신성이 폭발한 부근의 우주공간은 은하적인 체르노빌 지역이 되어 유해한 고에너지 방사선으로 가득 차게 된다. 그러니까 여러분은 절대로 초신성 부근에서 어슬렁거리지 말기 바란다. 2. 외계인들이 정말 지구를 침략할까? 상상 속에서는 무슨 일이든지 일어날 수 있다. 외계인 문제를 얘기하기에 앞서 우선 ‘거리’라는 걸 생각해보자. 사람들은 별들 사이의 거리가 얼마나 먼지 잘 알 수 없을 것이다. 피아노 크기의 뉴호라이즌스가 10년 동안 날아간 끝에 2015년 7월 명왕성에 도착했다. 뉴호라이즌스가 발사될 때의 탈출속도는 초속 16.26 km로, 지금까지 인간이 만들어낸 물체 중 가장 빠르게 지구를 탈출했다. 그리고 가는 길에 목성의 중력을 도움 받아서 속도를 초속 23 km까지 끌어올렸다. 이로 인해 명왕성으로 가는 시간이 약 3년 단축되었다. 초속 23km는 보통 총알 속도의 23배란 뜻이다. 지구에서 가장 가까운 별이 프록시마 센타우리인데, 4.2광년 거리에 있다. 초속 23km의 속도로 날아가더라도 무려 5만 5천 년이 걸린다. 이것이 바로 별과 별 사이의 ‘거리’다. 만약 외계인이 있어 이 성간 거리를 마음대로 이동할 수 있다고 치자. 그렇다면 그들은 우리가 상상할 수 없는 자원과 에너지를 가지고 있다는 말인데, 그런 외계인이 지구 같은 데에 눈을 돌릴 이유가 있을까? 여기엔 그런 것들이 전혀 없지 않은가. 지구의 물질은 다 어디서 온것인가? 모두 우주에서 온 것이다. 따라서 외계인이 지구를 침략한다는 것은 별로 수지가 맞는 일이 아닐 것이다. 다른 문제도 있다. 지구상에 인류가 나타난 것은 겨우 20만 년 전이었고,​ 문명을 일구어온 것은 1만 년이 채 안된다. 이는 우주 138억 년의 역사에 비교해 볼 때 거의 찰나에 지나지 않는다는 뜻이다. 다른 외계문명이 있다면 그 역시 찰나일 텐데, 두 ‘찰나’가 동시에 존재할 확률은 거의 0에 수렴하지 않을까. 그러니 외계인 얘기는 별로 영양가가 없다. 그만 접어두고 다른 데, 예컨대 지구 보호 같은 데나 신경쓰는 게 낫지 않을까? 3. 우리가 만든 블랙홀이 위험할까? “입자 가속기 안에서 빛의 속도로 돌던 양성자가 반대 방향에서 달려오는 다른 양성자와 충돌, 우주의 빅뱅 순간을 재현한다. 지금까지 누구도 본 적이 없는 이상한 입자들이 쏟아져나오면서 미니 블랙홀이 생성된다. 이 블랙홀은 갑자기 주변 물질을 삼키기 시작하더니 삽시에 연구소 전체와 스위스, 유럽 대륙을 차례로 먹어치우고 결국 지구까지 집어삼킨다.” 유럽입자물리연구소(CERN)가 80억 달러를 들여 스위스 제네바와 프랑스 국경지대 땅속에 완공한 거대강입자가속기(Large Hardron Collider·LHC)의 가동을 앞두고 일부 물리학자들이 우려한 시나리오다. 이들은 거대강입자가속기가 가동되면 ‘가속기 내에서 양성자가 충돌할 때 아주 작은 인공 블랙홀이 만들어져 지구를 삼키지 않을까’ 하고 노심초사했지만, 결론적으로 말해 그런 일은 없었다. 그러나 미국 하와이에선 지구 안전성을 위협한다는 이유로 가동 중단 연방소송이 제기되기도 했다. 거대강입자가속기는 매초마다 수많은 미니 블랙홀을 만든다. 1년에 1천만 개 정도다. 1천만 개에 이르는 수많은 블랙홀의 대부분은 바로 사라지지만 어떤 것은 잘못돼 지구 전체를 삼킬 가능성이 있다는 것이다. 그러나 과학계에서는 ‘인공 블랙홀 생성-지구 멸망’ 시나리오에 대해 ‘완전한 허구’라고 일축하고 다음과 같은 설명을 내놓았다. “양성자끼리의 충돌에 의해 미니 블랙홀이 만들어지더라도 이 블랙홀은 나노(1나노초는 10의 -9승초)의 나노의 나노초만큼 존재한다. 어떤 영향도 미치지 않는다.” 지구나 태양계를 집어삼킬 만한 거대한 블랙홀이 만들어지는 데는 수십억 년, 심지어 수백억 년이 걸린다. 인류가 문명을 일구어온 지가 고작 1만 년인데, 수십억 년 단위의 걱정을 한다는 것은 마치 하루살이가 겨울나기 걱정을 하는 것과 다를 바가 없지 않을까?​ 4. 웜홀을 통한 우주여행이 가능할까?​ 물론 할 수 있고 말고다. 그런데 문제는 그 웜홀이 있어야 한다는 거다. 이 대목에서 우리는 헷갈린다. 웜홀이란 알다시피 아인슈타인의 일반상대성 이론에서 나왔다. 중력이 극도로 강해지면 시공간이 휘다 못해 구멍이 뚫린다는 하나의 가설이다. 즉, ​시공간의 좁은 통로가 생길 수 있다는 뜻이다. ‘벌레구멍’이란 이름도 벌레가 과일의 표면을 기어 반대쪽에 도달하는 것보다 구멍을 파고 직행하면 더 빨리 반대편에 닿는다는 뜻에서 붙인 것이다. 성간여행이나 은하간 여행을 할 때, 이 웜홀을 통해 훨씬 짧은 시간 안에 우주의 한 쪽에서 다른 쪽으로 도달할 수 있다고 웜홀 이론의 주창자 킵 손은 주장한다. 그래서 ‘인터스텔라’ 영화에도 조언했고 소개되었다. 하지만 문제는 블랙홀의 엄청난 기조력 때문에 진입하는 모든 물체가 콩가루가 되는데, 과연 웜홀을 무사히 빠져나올 수 있는가 하는 점이다. 웜홀 여행은 되도록 사양하고 싶다고 한 스티븐 호킹의 말만 보더라도 웜홀 여행이란 그냥 이론 좋아하는 물리학자들이 머리 짜낸 가설로, 다만 수학적으로만 가능한 여행일 뿐일 거라는 강한 의혹을 받고 있다. 세상에는 상상과 가설로만 존재하는 것들이 더러 있다. 신의 존재나, 다중우주 같은 것도 결코 증명되지 않는 가설일 뿐이다. 웜홀도 그중 하나라는 것이다. 결론적으로 웜홀 여행은 가능한가 물음에 대한 답은 이렇다. 가능하다. 단, 그런 웜홀이 존재하고, 우리가 무사히 빠져나갈 수만 있다면. 5. 인류가 우주를 완벽히 아는 날이 올까?​ 이 질문은 참으로 유서 깊은 것이다. 어느 과학자나 철학자도 이 같은 의문을 갖고 이런 질문을 스스에게, 또는 다른 사람에게 던져보았을 것이다. 예컨대 다음과 같은 질문이다. “언젠가 과학의 모든 문제들이 해결되고, 우리가 우주의 모든 것에 대해 완벽하게 알게 되어 더이상 풀 문제가 없는 날이 올까? 아니면 우리가 모든 것을 알게 되는 그런 상황은 결코 영원히 오지 않을까?” 이에 대해 지금까지 제시된 답안 중에서 가장 설득력 있는 답안을 작성한 이는 공상과학 소설가 아이작 아시모프가 아닐까 싶다. 그는 친구 과학자의 물음에 이렇게 답했다. “우주는 본질적으로 매우 복잡한 프랙탈적 성질을 지니고 있으며, 과학이 연구하는 대상도 이러한 성질을 공유하고 있다는 것이 내 신념이다. 따라서 우주의 어떤 일부분이 이해되지 않은 채 남아 있고, 과학이 탐구하는 도정에 어떤 일부가 밝혀지지 않은 채 남아 있다면, 그것이 이해되고 해결된 부분에 비해 아무리 작은 부분이라 하더라도, 그 속에는 원래의 것과 다름없는 모든 복잡성이 들어 있다고 본다. 따라서 우리는 결코 그 끝에 도달할 수 없을 것이다. 우리가 아무리 멀리 나아가더라도 우리 앞에 남아 있는 길은 여전히 처음과 마찬가지로 먼 길일 것이다. 이것이 우주의 신비다.” 프랙탈이란 차원 분열 도형을 일컫는 말로, 작은 구조가 전체 구조와 닮은 형태로 끝없이 되풀이되는 구조를 말한다. 자연에서 쉽게 찾을 수 있는 예로는 고사리와 같은 양치류 식물, 구름과 산, 리아스식 해안, 나뭇가지, 은하의 모습 등이다. 아시모프의 우주관은 우주 자체가 프랙탈이라는 것이다. 그 속성은 무한반복이다. 하나를 알게 되면 열 개의 수수께끼가 튀어나오는 구조인 것이다. 이처럼 우주는 우리 인간에겐 결코 풀리지 않는 신비다. 하긴 풀리는 거라면 신비도 아니겠지만. 이광식 통신원 joand999@naver.com　　

-우주팽창이 생명체 탄생에 필수적 만약 블랙홀이 우주를 지배한다면, 거기에는 '한 번의 찬스'가 있었을 수 있다. 바로 지구 같은 복잡한 생명체들을 품을 수 있는 행성의 스위치를 켤 한 번의 찬스가 있었을 수 있다는 연구결과가 발표되었다고 우주전문 웹사이트 스페이스닷컴이 7일(현지시간) 보도했다. 블랙홀에서 나오는 초고에너지 입자와 초신성 폭발에 대해 연구하고 있는 천체물리학자 폴 메이슨의 작업은 이 같은 가능성이 필연적으로 일어남을 보여주고 있다. 지구에서 생명이 출현하기 이전에 지구 행성은 젊고 힘 좋은 태양이 뿜어내는 치명적인 방사선뿐만 아니라, 초신성 폭발과 은하 중심의 거대 블랙홀에서 방출되는 고에너지 입자, 곧 우주선으로 멱을 감고 있었다. 어느 시점에 우주선 폭풍은 지구에서 생명체가 태동할 수 있을 정도로 잦아들었다. 물론 은하 속의 다른 지구형 행성들에서도 그런 현상이 일어났을 것이다. "전 우주에 걸쳐서 우주선의 강도가 떨어지고 초신성 폭발 같은 사건이 감소함으로써 생명이 태동할 수 있는 환경이 조성되기 시작했다"고 메이슨 박사는 '디스커버리 뉴스'와의 회견에서 밝혔다. 메이슨 박사는 현재 라스크루케스에 있는 뉴멕시코 주립대학 교수로 있으며, 이번 연구는 지난 수요일 플로리다 주 키시미 시에서 열린 미국천문학협의회 연례회의에서 발표되었다. 생명서식 환경에 배치되는 사건들, 예컨대 적색거성 같은 별들의 종말인 초신성 폭발 같은 사건들이 별들의 생성비율이 높았던 우주 초창기에는 아주 빈번하게 일어났다. 이에 못지않게 생명탄생에 유해했던 것은 은하 중심에서 거대 블랙홀이 물질을 집어삼킬 때 방출하는 고에너지의 방사선 폭풍이었다. 이 같은 블랙홀의 발작적인 방사선 방출은 초창기 우주에서 흔히 일어난 사건으로서, 은하 내의 친생명환경들을 거의 불모화시킬 정도로 강력한 것이었다고 메이슨 교수는 밝혔다. 지금도 심우주의 원시은하들이 그러한 현상을 보여주고 있는 것을 천문학자들은 확인하고 있다. 생명과 관련된 초창기 우주의 핵심적인 문제는 아주 작은 우주공간 안에 물질들이 극도로 밀집되어 있었다는 사실이다. 따라서 작고 젊은 우주 안에서는 강력한 우주선의 세례에서 피할 수 있는 공간이 없었다. 우주가 팽창하여 넓은 공간을 품어 우주선 수프가 충분히 묽어지기까지에는 수십억 년의 시간이 더 필요했다. "이는 곧, 생명의 탄생에 우주 팽창이 필수적이라는 사실을 시사해주는 것"이라고 메이슨 교수는 설명한다. 우주가 팽창하지 않았다면 방사선 샤워를 피할 수 없었을 것이고, 따라서 생명체도 나타날 수가 없었을 것이라는 얘기다. 생명체 탄생에 또 하나의 결정적인 역할을 한 것은 초신성이 폭발하고 남긴 잔해들이다. 별들은 우주의 주방이라 할 수 있다. 철 이하의 원소들, 곧 산소, 탄소 같은 원소들은 모두 별의 핵융합으로 만들어지며, 철보다 무거운 중원소들은 초신성이 폭발할 때 그 엄청난 온도와 압력으로 만들어진다. 산소와 질소 같은 원소들은 지구 대기를 구성하는 물질들로, 강력한 우주선으로부터 지구를 보호해주는 기능을 한다. 여기서 하나의 흥미로운 의문이 제기되는데, 지구가 과연 우주에서 최초의 생명을 잉태한 행성인가 하는 문제다. 메이슨 박사는 그에 대해 "아직까지 지구가 최초의 생명체 행성인가 하는 문제에 대해서는 전혀 밝혀진 게 없지만, 연구해볼 만한 아주 흥미로운 주제인 것만은 틀림없다"고 덧붙였다. 이광식 통신원 joand999@naver.com