“우리 태양이 조용해졌다. 지나치게 조용해졌다” 태양의 흑점 활동 주기는 11년이며, 가장 최근의 최대주기는 지난 2013년 이었다. 비록 올해 태양 활동이 최고치에 달하지는 않았으나, 과거보다 놀라운 활동성을 보여 전문가들의 눈길을 사로잡은 바 있다. 하지만 이런 태양이 최근 조용해졌다. 몇 주 전까지 쉴 새 없이 폭발하던 흑점이 흔적을 찾아보기 어려운 상황이다. 미국항공우주국(이하 NASA)의 ‘태양활동관측위성’(solar dynamics observatory)이 지난 18일 찍은 사진을 자세히 보면 아주 적은 양의 흑점 폭발을 확인할 수 있지만 과거에 비하면 미미한 정도. 심지어 18일 이전에 촬영한 사진 중에는 미미한 활동조차도 없는 ‘지극히 고요한’ 태양의 모습도 볼 수 있다. 전문가들은 최근의 현상을 두고 ‘올 콰이엇 이벤트’(All Quiet Event)라고 칭했다. 태양물리학자인 토니 필립스는 “태양활동이 최대치인 기간 동안 태양이 티끌하나 없이 ‘깨끗한’ 것은 매우 특이하고 이상한 일”이라고 설명했다. 이어 “태양활동이 매우 저조하거나 흑점이 아예 없는 날은 거의 찾아보기 힘들다”면서 “지금 많은 태양 물리학 전문가들은 이를 어떻게 해석해야 할지 난감해 하고 있다”고 덧붙였다. 태양의 흑점은 태양을 관찰하는 사람들에게 언제나 호기심의 대상이 되어왔다. 태양 표면의 폭발 또는 거대한 코로나의 질량 방출 등의 현상이 발생하는 가장 근본이 바로 태양의 흑점이기 때문이다. NASA 고더드 우주비행센터 소속 물리학자인 알렉스 영 역시 “지금 태양에서 일어나고 있는 일에 대해 확실히 설명하기가 어렵다”면서 “역사상 가장 디테일하게 태양을 관찰하는 방법 밖에는 없는 상황”이라고 설명했다. 일부에서는 ‘고요한 태양’이 관측된 것이 이번이 처음은 아니기 때문에 특별히 염려할 것은 아니라고 설명하고 있지만, 활발했던 태양 활동이 갑자기 멈춘 이유에 대해서는 어느 누구도 명확한 해석을 내놓지 못하고 있다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

미국의 물리학자들이 다이아몬드를 납(Pb)보다 고밀도로 압축하는 데 성공했다고 AFP통신 등 외신이 16일(현지시간) 보도했다. 이는 거대 행성의 비밀을 푸는 열쇠가 되는 기술적인 위업이라고 한다. 지구 상에서 가장 단단한 다이아몬드는 지금까지 밝혀진 물질 중에서 가장 압축하기 까다로운 것으로 알려져 왔다. 이에 연구팀은 작은 인조 다이아몬드 표본에 176개의 레이저 광선을 일제히 조사해 압력파를 발생, 정상 밀도보다 4배에 달하도록 순차적으로 압축하는 데 성공했다고 세계적인 학술지 네이처 16일 자로 발표했다. 연구팀에 따르면 다이아몬드 표본에 레이저를 20나노초(1나노초는 10억분의 1초)로 조사해 5테라파스칼(1테라파스칼은 10의 12제곱 파스칼)의 압력을 가했다. 이는 지구 표면 대기압의 5000만 배, 지구 중심 압력의 14배에 해당한다. 이는 미국 캘리포니아주(州) 로렌스 리버모어 국립연구소에 있는 세계 최대 레이저 핵융합장치인 국립점화시설(NIF)을 사용해 가능했다. 이 장치는 2메가줄(1메가줄은 10의 6제곱 줄)이라는 고출력을 낼 수 있다. 핵융합 실험을 목적으로 설계된 이 장치는 지름 10m짜리 구(球) 중심에 설치된 크기 1mm짜리 표적에 초점을 맞춰 레이저를 조사할 수 있다. 연구팀은 이번 실험은 토성의 중심 핵에 필적하는 고압 상태를 재현한 것으로 별이나 거대 행성의 형성 과정에 대한 추론을 검토하고 다시 제안하는 데 도움이 된다고 설명했다. 이는 이런 천체가 완자를 압축하고 융합시키는 강력한 중력의 압력으로 형성되기 때문이다. 지금까지 외계행성은 1000여 개가 발견됐다. 이들 대부분은 태양계 최대 행성인 목성보다 훨씬 크다. 따라서 이번 연구는 행성 형성의 비밀을 풀 열쇠가 될 것이라고 외신들은 전했다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

평소 출·퇴근 때 음악을 많이 듣는 사람들이라면 한번 쯤, 이리저리 꼬여버린 이어폰(또는 헤드폰) 줄을 푸느라 정신없던 기억이 있을 것이다. 아무리 생각해도 잘 감아서 넣어놨는데 다시 음악을 들으려고 가방을 뒤져보면 어김없이 꼬여있는 이어폰 줄을 절대 엉키지 않도록 보관하는 방법은 무엇일까? 이와 관련해 프랑스 매체 프렌치트리뷴은 영국 애스턴 대학 물리학자 로버트 매튜스가 고안한 ‘절대 이어폰 줄이 안 꼬이게 하는 법’을 7일(현지시각) 소개했다. 먼저 필요한 준비물은 두 개의 클립이다. 아래 제시된 그림처럼 첫 번째로 할 일은 왼쪽, 오른쪽 이어폰 줄 2개를 한 개의 클립으로 고정시키는 것이다. 이후 두 번째로 해야 할 것은 이어폰 줄의 맨 끝 부분이 오디오 잭 연결 부위를 두 개의 이어버드 쪽으로 가져와 남은 한 개의 클립으로 함께 고리 매듭모양으로 고정시키는 것이다. 이렇게 두 개의 클립으로 고정시킨 이어폰 줄은 그냥 가방에 집어넣어놔도 절대 엉키지 않아 나중에 꺼낼 때 유용하게 사용될 수 있다. 그런데 의문점이 한 가지 남는다. 왜 이어폰 줄을 잘 엉키지 않게 넣어놔도 나중에 찾아보면 꼭 꼬여있는 것처럼 느껴질까? 매튜스의 설명에 따르면, 끈 또는 줄 자체가 자발적으로 엉키려는 성질이 있기 때문이다. 매튜스는 본인의 이론을 증명하기 위해 최근 영국 코번트리 지역 학교 학생들을 대상으로 한가지 실험을 진행했다. 55~183㎝ 길이의 끈을 가지고 잘 정리해 가방에 넣었을 때, 엉키는 경우가 얼마나 많이 발생하는데 테스트 해본 것이다. 수차례의 실험 결과, 끈들은 가방이나 호주머니에 들어갔을 때 쉽게 엉키는 것으로 나타났는데 특히 길이가 긴 끈일수록 더 자연스럽게 꼬이는 것으로 확인됐다. 또한 여기서 맨 처음 매튜스가 제시한 고리 매듭형태로 이어폰 줄을 고정시켰을 때, 엉킴이 더 이상 발생하지 않는 것도 함께 증명됐다. 매튜스가 제시한 고리 매듭 형태는 수학에서 쓰이는 ‘매듭 이론’ 개념과 매우 흡사한데 수학적인 매듭은 줄의 양 끝을 붙이는 것을 뜻한다. 이 이론은 줄 간의 ‘동등성’을 의미하는데 해당 실험에서도 이어폰 줄 양끝을 고리처럼 연결하는 것만으로도 엉킴 현상이 사라진 것은 이 이론을 뒷받침해주는 좋은 예다. 매튜스는 “모든 일상에서 발생하는 문제 속에는 과학적, 수학적 원리가 숨어있다”며 “이를 잘 활용하면 골칫거리는 생각보다 쉽게 해결 된다”고 설명했다. 자료사진=포토리아 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

배터리나 충전기 또는 기타 전기전원 공급 장치 없이 오로지 ‘촛불’만 있으면 작동되는 스마트 스피커가 등장해 화제를 모으고 있다. 영국 IT전문매체 기키가젯(geeky-gadgets)은 이탈리아 밀라노 기반 전기공학연구팀이 개발한 촛불전원 블루투스 스피커 ‘펠티’(Pelty)를 26일(현지시각) 소개했다. 투명한 유리 몸체에 검은 색 세라믹이 섞인 고급스러운 디자인이 인상적인 펠티는 작동방식도 우아하다. 배터리를 넣을 필요도, 충전 케이블을 연결할 필요도, 그 밖에 다른 전기 전원 장치를 찾을 필요가 없다. 그냥 촛불만 살짝 켜주면 집안 가득 은은한 음악이 울려 퍼지게 만들 수 있다. 이 우아한 펠티의 작동방식에는 과학적 원리가 숨겨져 있다. 스피커 실린더 안 심지에 촛불을 붙여주면 내부에 온도차가 발생하면서 스피커에 전원을 공급할 전기에너지가 자연스럽게 얻어지는 것인데 이는 서로 다른 두 종류의 금속의 접점에 전류가 흐르면, 금속 간 접합부에서 온도차가 발생된다는 펠티에 효과(Peltier effect)를 응용한 것이다. 이 원리는 1834년 프랑스 물리학자 J.C.A 펠티에가 처음 발견했는데 ‘펠티’라는 제품 이름도 여기서 따온 것이다. 개발자 잔루카 감바는 약혼자와 저녁식사를 하면서 음악 재생 뿐 아니라 분위기 자체를 품격 있고 낭만적으로 연출해줄 블루투스 스피커가 없다는 것을 깨달았고, 작동 방식부터 차별화된 ‘펠티’를 만들게 됐다고 전한다. 펠티는 실내, 야외, 산간, 해변 등 각종 장소를 막론하고 활용가능하며 한번 촛불을 붙여주면 최대 5시간 동안 음악을 감상할 수 있다. 현재 펠티 개발진은 아이디어 소셜펀딩사이트 인디고고(Indiegogo)를 통해 개발자금 10만 달러(약 1억 135만 원)를 모금 중이며 출시 가격은 269달러(약 27만 2,600원)로 예정 중이다. 동영상·사진=Youtube/Indiegogo 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

1905년 아인슈타인이 특수상대성이론에 도입한 광속불변의 원리는 진공 상태에서 빛의 속도는 항상 초속 29만 9792km라고 정의한다. 이 이론은 지난 1세기에 걸쳐 널리 인정돼 왔지만, 미국 메릴랜드대학 볼티모어 캠퍼스의 물리학자 제임스 프랜슨 박사의 최근 연구에서는 이런 이론에 의문을 제기하고 있다. 그 의문은 빛의 속도가 지금까지 생각했던 것보다 느릴 가능성이 있다는 것으로 그는 연구를 통해 이를 설명하고 있다. 프랜슨 박사의 연구는 초신성 SN 1987A의 폭발로 발생한 빛이 예측보다 4.7시간 늦게 지구에 도달한 이유를 검토한 것이다. 1987년에 관측된 이 초신성 폭발은 별의 붕괴 과정에서 빛의 양자인 광자와 함께 전하를 띠지 않은 미세한 입자인 중성미자를 방출했다. 이론에 따르면 중성미자가 도달한지 약 3시간 뒤에 광자가 관측되야 했다. 하지만 실제 빛이 도달한 시간은 중성미자가 도달한지 약 7.7시간이 지난 뒤였다. 즉 빛이 예상 시간보다 약 4.7시간 늦게 도착한 것이다. 프랜슨 박사는 빛의 도달이 늦은 이유가 빛의 이동에 있어서 ‘진공분극’(vacuum polarization)이라고 불리는 현상 때문에 실제로 빛의 속도가 늦어졌을 수 있다고 추정하고 있다. 진공분극 현상은 광자가 일단 전자·양전자쌍을 생성하고, 그 후에 전자·양전자쌍이 재소멸해 광자로 돌아온다. 전자·양전자쌍의 생성 과정에서는 양자 역학 작용으로 가상 입자인 전자·양전자쌍 사이에서 중력포텐셜이 생긴다. 이 과정이 광자의 이동 속도가 느려지도록 영향을 줬을 수 있다고 프랜슨 박사는 주장하고 있다. 이 영향으로 빛이 16만 8000광년의 거리를 이동하는 동안 5시간 가까이 지연이 생긴 것이라고 한다. 만약 이 이론이 옳다고 하면 지구~태양 간 거리와 다른 은하계에서 관측된 가장 먼 천체까지의 거리 등 모든 것을 다시 계산해야하는 것이다. 한편 프랜슨 박사팀의 이 논문은 물리학계 권위지인 ‘뉴 저널 오브 피직스’(New Journal of Physics)에 제출돼 현재 심사 중이며 영국 일간 데일리메일 등 외신을 통해 소개됐다. 사진=NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

경관, 공간에 남은 삶의 흔적(정기호 지음, 집 펴냄) 조경학자인 저자가 독일 유학시절이던 1986년 지도교수였던 하노버 대학 건축학과의 란트체텔 교수와 함께 답사했던 이야기다. 한국의 전통 문화와 전통 마을을 란트체텔 교수가 찍은 사진들을 곁들여 보여준다. 저자는 고민 끝에 우리 도시의 단면을 가장 잘 보여주는 마포대로와 가든호텔 인근 청암동에서 답사를 시작해 서울을 한눈에 조망할 수 있는 남산에 올라가 지형 지세를 설명한다. 경복궁, 창덕궁과 같은 궁궐과 종묘를 답사하며 유교 이념이 어떻게 구현됐는지를 보여주고, 조선의 대표적인 계획도시인 수원화성, 차경의 교과서인 안압지, 인공과 자연의 교직이 만들어낸 최고의 아름다움을 간직한 석굴암 등으로 답사는 이어진다. 1986년은 아시안게임이 임박하고 1988년 서울올림픽을 준비하며 국민소득 1만 달러를 목표로 활기차게 성장하던 시기였다. 당시의 모습과 현재의 우리 모습을 같은 장소에서 찍은 사진을 비교하며 볼 수 있는 점이 흥미를 더한다. 236쪽. 1만 4000원. 매달린 절벽에서 손을 뗄 수 있는가?(강신주 지음, 동녘 펴냄) 직설적 화법으로 대중적인 인기를 누리고 있는 철학자 강신주가 무문 스님이 정리한 화두집 ‘무문관’(無門關)에 나오는 48개의 화두를 놓고 나름의 해석을 붙였다. 바람에 나부끼는 깃발을 두고 바람이 움직이네, 깃발이 움직이네 다투는 제자들에게 “움직이는 것은 마음뿐”이라고 가르친 육조 혜능의 고사 등 곱씹을수록 의미가 다가오는 흥미로운 화두들을 소개한 뒤 그 안에 담긴 불교의 핵심 사상을 동서양 철학을 종횡하며 설명한다. 그는 ‘프롤로그’에서 화두에 대해 “자신만의 삶을 살아내려면 반드시 통과해야만 하는 관문 같은 것”이라며 독자들에게 “계단이나 사다리에 의존해 절벽에 매달려 있을 것인지, 그 계단과 사다리를 걷어차고 스스로 설 것인지” 고민하라고 또 다른 화두를 던진다. ‘법보신문’에 연재했던 글을 다듬어서 엮었다. 480쪽. 1만 9500원. 그리스 신화의 변천사(김봉철 지음, 도서출판 길 펴냄) 서양 정신문화의 기원이자 근원인 그리스신화는 원래의 그 모습이 아니라 장시간 시대별 축적과정을 통해 만들어진 산물이다. 서양사학자인 저자는 그리스 신화의 시대별 변천과정을 시대와 신화의 관계를 규명하는 데 초점을 맞춰 설명했다. 폴리스 성립 이후 그리스의 역사를 상고기, 고전기, 헬레니즘 시대로 구분하고 그리스 신화의 주요자료를 시기별로 구분한 뒤 각 시기의 자료들을 바탕으로 그리스 최고의 신 제우스와 바다의 신 포세이돈, 곡물경작을 주관하는 대표적인 농경신 데메테르의 신화가 어떻게 전승됐는지를 살핀다. 신들의 출생, 양육, 결혼과 자녀, 출현과 모습, 주요 신성, 호칭과 수식어, 특별행적을 꼼꼼히 분석했다. 762쪽. 4만 5000원. 우리는 모두 별이 남긴 먼지입니다(슈테판 클라인 지음, 전대호 옮김, 청어람미디어 펴냄) 자연의 섭리를 알고자 했던 위대한 과학자들은 인간의 삶과 철학, 종교를 파고들었고 신과 절대적 존재까지 끝없는 사유를 펼쳤다. 독일의 과학 저널리스트인 저자가 최고로 손꼽히는 과학자 13명을 만나 그들의 전공에 따라 아름다움, 세계의 시작과 끝, 이타심, 인간 유전체, 역사의 우연과 필연, 과학과 종교 등을 주제로 대화를 나눈 이유다. 저자는 노벨화학상 수상자 로알드 호프만, 노벨 물리학상을 받은 물리학자이자 자연철학자인 스티븐 와인버그, ‘총·균·쇠’의 저자 재러드 다이아몬드, 독일 최고의 신경생물학자 한나 모니어, 이탈리아 르네상스를 대표하는 예술가 레오나르도 다빈치까지 시대와 분야를 불문한 대화의 장을 펼친다. 추상적 개념에 대해 명확한 답을 제시하는 대신 색다른 관점과 삶에 관한 통찰을 건네면서 우리 존재의 수수께끼를 풀어낸다. 328쪽. 1만 7000원.

외발 자전거는 분명 맞는데 페달이 없다? 이 기묘한 형태의 이동수단이 최근 온라인에서 화제를 모으고 있다. 영국 스코틀랜드 STV(Scottish television channel)는 한 60대 발명가가 개발한 無페달 외발자전거 벨로피트(Velofeet)의 자세한 모습을 최근 소개했다. 한 남성이 외발 자전거로 한적한 영국 스코틀랜드 오솔길을 이동 중이다. 그런데 이상하다. 이 남성은 페달을 돌리지 않고 그냥 터벅터벅 발을 내딛으며 외발 자전거를 타고 있다. 그런데 일반 외발 자전거에서 느낄 수 있는 불안정함이 전혀 보이질 않는다. 비밀은 뒷부분에 있다. 이 외발 자전거의 안장 뒤는 몸을 지탱해 줄 등받이가 있고 이는 다시 밑의 조그만 보조바퀴로 이어져 있다. 뭐가 됐던 넘어질 걱정은 없는 것 같다. 벨로피트라는 이름의 이 외발 자전거는 스코틀랜드 인버네스에 거주 중인 발명가 마누엘 알바레즈-이카자(61)에 의해 개발됐다. 은퇴한 물리학자이기도 한 그는 평소 좁은 도심과 짧은 거리를 여행하는 가벼운 이동수단을 구상하다 이 외발자전거를 만들게 됐다. 벨로피트가 기존 자전거에 비해 가지는 장점은 ‘효율성’이다. 일반 두 바퀴 자전거보다 훨씬 작기에 공간을 별로 차지하지 않으며 등을 뒤로 젖히는 방식으로 방향과 브레이크를 동작할 수 있어 간편하다. 그리고 속도는 페달이 아닌 발로 직접 제어할 수 있어 상당한 안전성을 지닌다. 전체적으로 장거리 여행에는 알맞지 않지만 단거리나 출퇴근용으로 쓰기에는 적당해 보이는 벨로피트는 사람의 가벼운 조깅 속도를 평균속력으로 삼고 있다. 마누엘의 설명에 따르면, 벨로피트는 스포츠 버전이 따로 있는데 이는 기동성이 강화되어 있어 농구, 축구같은 운동경기에도 응용할 수 있다. 벨로피트는 가볍고 안전해 두 바퀴 자전거보다 가지고 다니기 쉽고 공간절약성도 뛰어나며 도난위험도 적다. 단, 오르막이나 내리막에서 속도조절이 어렵다는 것이 단점이다. 마누엘은 이점을 개선해나갈 예정이라고 밝혔다. ☞☞동영상 보러가기 동영상·사진=Youtube/STV 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

북반구 지표 밑에 뉴욕면적에 육박하는 초대형 얼음 층이 존재하는 것으로 확인돼 학계의 관심이 집중되고 있다. 미국 과학전문매체 라이브 사이언스닷컴은 컬럼비아대학 라몽-도헤르티 지표 관측소(Lamont-Doherty Earth Observatory) 연구진이 그린란드 북반구 지표 밑에 뉴욕 맨해튼에 맞먹는 대규모 얼음 층이 존재하는 것을 확인했다고 16일(현지시각) 보도했다. 연구진은 최첨단 물리 탐사기법인 지표 투과 레이더(ground penetrating radar)를 이용해 그린란드 북부 지표 밑에 자리 잡고 있는 두꺼운 얼음 층을 영상화 할 수 있었다. 이 기술은 광대역 전자기파를 지표면에 입사시켜 매질 경계면에서 연속적으로 반사되는 파장을 수신해 다시 시각화함으로써 인간이 목격할 수 없는 지하 대상물의 위치, 크기, 경계를 찾아낸다. 그린란드 땅 밑 1~2.5㎞에 위치해있는 해당 얼음 층은 총 면적이 1,710,000㎢에 달하는데 이는 미국 뉴욕 맨해튼이나 그린란드 전 국토의 80%에 육박하는 엄청난 크기다. 연구진에 따르면, 해당 얼음 층의 형성연대는 120,000년 정도며 가장 높은 지역은 높이가 1,000m에 육박한다. 이는 남극에 이어 세계에서 2번째로 질량이 큰 얼음 층이다. 실제로 해당 얼음 층을 볼 수 있다고 가정하면 그 단면은 우리가 흔히 먹는 롤 케이크와 흡사할 것으로 여겨지는데 마치 전설로만 전해지는 땅 밑 ‘잃어버린 세계’를 연상 시킨다. 해당 연구는 지난 2009년부터 미 항공 우주국(NASA)에 의해 진행 중인 오퍼레이션 아이스브리지(Operation IceBridge) 프로젝트에서 활용되는 장비 중 일부를 이용해 이뤄졌다. 아이스브리지 계획은 지구환경탐사위성인 ‘ICESat’을 통해 북극 얼음 층의 변화를 지속적으로 확인하는 프로젝트다. 연구진은 북극 빙하에서 얼음이 녹으며 유입된 대량의 바닷물이 그린란드 지표 밑에 스며들어 다시 냉각되는 방식으로 얼음 층이 형성된 것으로 보는데 생각보다 해당 방식과 같은 얼음 층 생성이 오랫동안 광범위하게 이뤄졌을 가능성을 제시한다. 연구를 주도한 컬럼비아대학 지구 물리학자 로벤 벨 박사는 “이 얼음 층은 지구 온난화에 극지방 빙하가 어떻게 대처하는지 그 방법을 생생히 보여주고 있다”고 설명했다. 한편 이 연구결과는 이 연구 결과는 국제 학술지 ‘네이처 지오사이언스(Nature Geoscience)’에 15일(현지시각) 발표됐다. 자료사진=Mike Wolovick/라이브 사이언스닷컴 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

지구내부에 무척 풍부한 것으로 알려져 있지만 위치가 지표 밑 수천㎞ 부분이라 확인할 수 없었던 희귀 광물질의 실체가 공개돼 화제를 모으고 있다. 미국 과학 전문매체 라이브 사이언스닷컴은 캘리포니아공과대학·라스베이거스 네바다 대학 공동 연구진이 호주 퀸즐랜드에 떨어진 운석파편에서 자연 상태의 광물질 실리케이트 페로브스카이트(silicate perovskite)를 추출해내는데 성공했다고 16일(현지시간) 보도했다. 회티타늄석이라고도 불리는 실리케이트 페로브스카이트는 초전도성을 가지는 특수 광물질로 지구 내부에 무척 풍부한 것으로 알려져 있다. 하지만 그 위치가 지구 지표 밑 670~2,900㎞ 하부 맨틀이기에 실제 모습을 확인하는 것은 불가능에 가까웠다. 연구진은 지난 1879년 호주 서부 퀸즐랜드에 떨어진 생성연대가 45억년에 육박하는 운석조각을 분석하는 과정에서 이 광물질을 발견할 수 있었다. 연구진은 고해상도 전자현미경과 전자를 빛의 속도로 가속시키는 싱크로트론 X선 산란장치(synchrotron x-ray scattering)를 이용, 운석파편에서 자연 상태의 실리케이트 페로브스카이트를 추출할 수 있었다. 지구 내부에는 풍부하지만 너무 깊이 묻혀있어 발견할 수 없는 광물질을 정작 우주를 통해 발견한 셈이다. 지난 5년간의 심도 깊은 추출작업을 거친 끝에 형태가 드러난 실리케이트 페로브스카이트는 지난 2일 국제광물학협회(IMA) 산하 신종광물 명명 분류 위원회(CNMNC)에 의해 새로운 광물질로 등록됐다. 실리케이트 페로브스카이트의 정식 학명은 ‘브리지머나이트(bridgmanite)’로 정해졌는데 미국 지구물리학회(American Geophysical Union) 블로그에 따르면, 이 명칭은 지난 1946년 노벨상을 받은 미국 실험 물리학자 퍼시 윌리엄스 브리지먼의 이름에서 유래한다. 사진=Chi Ma/Caltech 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

현존하는 가장 정확한 시계는 바로 원자 시계다. 이는 원자 고유의 공명주파수를 기준으로 하기 때문에 그 오차는 1천~수억년에 1초 차이밖에 안 날 정도로 정확하다. 하지만 지구 각지에 있는 이런 시계를 동기화시키는 것은 생각보다 쉬운 일이 아니라고 한다. 과학자들이 양자 역학 기술을 이용하면 기존의 어떠한 단일 원자 시계보다 정확한 양자 네트워크 시계를 구축할 수 있다고 세계적인 학술지 네이처 물리학(Nature Physics) 15일 자로 발표했다. 이 네트워크는 각국의 표준시를 완벽하게 동기화하고 위성측위 시스템의 정확도를 향상시키며 ‘시공간의 물결’로 여겨지는 중력장의 파동인 중력파와 같은 물리학 개념을 탐구하는 데도 도움이 될 수 있다. 연구에 참여한 미국 하버드대학의 물리학자 에릭 케슬러 박사는 “양자 역학의 활용에 대한 약간의 상상을 시도했다”면서 “이에 대한 모든 기본 원칙은 이미 입증되고 있고 우리는 이 모든 분야를 융합시킨 다가올 미래를 상상해봤다”고 말했다. 하버드대학 미하일 루킨 박사가 이끈 연구팀은 최근 발표되고 있는 두 연구를 통해 이런 아이디어를 떠올렸다. 이중 첫번째는 하전 입자나 원자의 에너지 상태에 대한 초고속 변동을 측정하는 방법이 개선될 때마다 정확도가 상승하는 원자 시계에 대한 연구이며, 두 번째는 양자 얽힘에 대한 연구다. 양자 얽힘은 매우 멀리 떨어진 입자 중 한 입자의 상태가 다른 입자의 상태에 즉시 영향을 주는 연결된 상태를 나타낸다. 연구팀은 이런 원자 얽힘 상태를 이용해 많은 원자 시계를 하나의 네트워크로 구성하는 것을 제안하고 있다. 케슬러 박사는 “지구를 공전하는 10대의 위성이 있고 각각에는 원자 시계가 있다고 상상해보라”고 말했다. 이 네트워크의 중심이 되는 한 위성은 처음에 자신이 가진 시계의 입자들이 양자 얽힘 상태가 되도록 만든다. 다음 그옆 위성과 통신해 얽힘 상태를 그곳까지 연장시킨다. 이런 연결은 궁극적으로 모든 계기로 퍼져 모든 위성을 하나의 양자 네트워크로 통합시킨다. 양자 얽힘은 측정되는 노이즈값을 줄임으로써 원자 시계의 정확도를 향상시킨다. 따라서 네트워크상에 있는 모든 시계는 각각의 시계로 있을 때보다 성능이 훨씬 뛰어나다고 케슬러는 말했다. 그는 “이 시계들은 마치 단 하나의 거대한 진자를 가진 것처럼 정확하게 움직이며 정보를 공유해 시계를 보다 안정화한다”고 설명했다. 또한 메릴랜드대학의 물리학자 크리스토퍼 먼로는 “네트워크상의 시계를 늘린다면 한층 더 성능을 높일 수 있다”고 말한다. 예를 들어, 시계의 정밀도가 상승하면 세계 금융 시장을 거의 완벽하게 동기화해 운용할 수 있으며, 전지구측위시스템(GPS) 위성의 성능 향상에도 이용할 수 있다. 또한 일반 상대성 이론의 효과를 탐구하는 데도 이용될 수 있다. 네트워크화된 양자 시계는 공유 주파수를 기준으로 시공의 미묘한 변화까지도 감지할 수도 있기 때문이다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

외형은 적색 초거성이지만, 그 중심에는 삼켜진 중성자별이 존재하는 ‘손-지트코프 천체’(Thorne-Zytkow object, TZO). 이 이상한 별은 40년 전쯤 나온 이론상의 존재였지만, 그에 해당하는 후보가 처음으로 발견돼 학계가 주목하고 있다. TZO는 1975년에 물리학자 킵 쏜과 천문학자 안나 지트코프가 발표한 적색 초거성과 중성자별이 합쳐진 일종의 하이브리드 별이다. 겉으로는 오리온자리의 베텔게우스와 같은 적색 초거성과 비슷하지만 이 천체 내부에서 일어나고 있는 독특한 활동을 짐작하게 하는 스펙트럼은 일반적인 적색 초거성과는 확실히 다르다. TZO의 생성 메커니즘은 명확하게 밝혀지지 않지만, 일반적으로 받아들여지고 있는 이론은 발달 단계에서 2종의 천체가 서로 영향을 주고 훨씬 더 큰 적색 초거성이 중성자별을 삼켰다는 것이다. 즉 중성자별이 적색 초거성의 중심으로 나선형을 그리며 떨어졌다는 것. 보통 적색 초거성이 핵융합 반응으로 에너지를 생산하지만, TZO는 삼켜진 중성자별의 특이한 활동을 에너지원으로 삼고 있다. 따라서 이 TZO의 발견은 이전까지는 천문학자들에게 발견되지 않았던 항성 내부 모형의 증거를 제공한다. 미국 콜로라도대학 볼더캠퍼스의 에밀리 레베스크 박사가 이끈 연구팀은 칠레 라스 칸파나스 천문대에 설치된 구경 6.5m 마젤란 클레이 망원경을 사용해 TZO 후보를 발견했다. 여러 적색 초거성의 스펙트럼을 관측해 어떤 원소가 존재하는가를 조사한 결과, 소 마젤란구름에 존재하는 ‘HV 2112’의 스펙트럼 특성이 매우 특이한 것으로 밝혀졌다. 희미한 스펙트럼 선상에 루비듐과 리튬, 몰리브데넘이 과도하게 포함돼 있었다. 보통 항성에서도 이들 원소는 생성되지만, 일반적인 적색 초거성의 온도에서 이들 원소가 많다는 것은 모두 TZO의 증거가 된다. 하지만 HV 2112 스펙트럼의 특징은 이론 모델과 완전히 일치하지 않는다. 연구에 참여한 로웰 천문대의 필립 매시 박사는 “당연히 이번 관측이 오류일 수도 있다. 이번 데이터와 이론에서의 예측 사이에는 작은 차이가 있지만, 이론은 꽤 오래됐고 많은 개선이 필요했으므로 이번 발견이 이론적 연구를 더욱 진전시킬 수도 있다”고 말했다. 한편 이번 관측 결과는 국제 학술지인 ‘영국 왕립천문학회 월간보고’(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society) 최신호에 게재됐다. 사진=손-지트코프 천체 상상도(NASA) 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

비밀 속에 쌓여 있던 달의 ‘어두운 뒷면’에 대한 미스터리가 마침내 풀렸다. 미국 펜실페이니아주립대의 천체물리학자들이 달의 반대편에 ‘바다’(Maria)가 거의 없는 이유를 밝혀냈다고 외신들이 보도했다. 여기서 달의 바다는 평탄하고 어두워 보이는 지형을 말한다. 연구팀은 달의 뒷면에 바다가 없는 이유가 달의 형성과 진화의 과정에서 나타난 앞면과 뒷면의 지각 두께에 대한 차이 때문이라고 설명했다. 연구에 참여한 제이슨 라이트 부교수는 “어린 시절, 달의 모형을 처음 봤을 때 앞뒤 양면이 너무 달라 놀랐었다”고 회상하며 “달의 뒷면에 산과 크레이터(충돌구 혹은 운석공)로만 이뤄진 것은 지난 1950년대부터 수수께끼였다”고 말했다. 이런 의문은 옛소련의 탐사선 ‘루나 3호’가 달 뒷면을 최초로 관측하면서 불거졌다. 천문학자들은 이를 ‘달의 반대편에 있는 고지에 대한 의문’(Lunar Farside Highlands Problem)이나, 그 이유를 규명할 수 없다는 이유로 ‘달의 어두운 이면’이라고 불렀다. 오늘날 달의 기원은 지구가 형성된 지 얼마 되지 않은 시기에 화성 크기의 천체 ‘테이아’가 지구에 충돌해 부서지면서 나온 파편으로부터 탄생했다는 ‘달 거대 충돌설’이 널리 받아들여지고 있다. 이에 대해 연구를 주관한 스타인 시구르드손 교수는 “이 충돌로 곧 지구와 달은 엄청나게 뜨거워졌다”고 말했다. 물론 이 충돌로 두 천체가 녹지는 않았지만, 암석과 마그마 등의 파편 일부가 증발해 지구를 원반 구조로 둘러쌓았다는 것이다. 이 시점의 달은 오늘날보다 10~20배 정도 지구와 가까웠던 것으로 추정된다고 이번 연구를 이끈 석사과정의 아르피타 로이 연구원은 말했다. 연구팀은 오늘날 달이 항상 얼굴이 되는 앞면을 지구로 향한 채 자전하며 지구를 공전하는 일정한 궤도주기에서 아이디어를 얻었다. 달은 지구보다 훨씬 작아서 충돌 이후 식는 것도 빨랐으며 지구를 향해 한쪽 면(앞면)을 처음부터 향하고 있었던 것으로 여겨지므로 달의 앞면만 섭씨 2500도 이상의 고온이었다고 한다. 이는 지구로부터 복사열을 받아 걸쭉하게 녹은 상태였던 것. 이 앞면과 뒷면의 온도 변화가 달의 지각이 형성하는 데 중요한 역할을 했다고 연구팀은 보고 있다. 달의 표면에는 알루미늄이나 칼슘 등 증발하기 어려운 물질이 밀집해 있는 데 “증기가 식기 시작하면서 먼저 쌓인 물질은 알루미늄과 칼슘이었다”고 시구르드손 교수는 설명했다. 이런 물질은 상대적으로 빠르게 식어가는 달 뒷면의 대기 중에서 응축했다. 이후 수천 만 년에서 수백만 년이 지난 끝에 달의 맨틀 중에 있는 규산염과 결합해 사장석을 형성했고 결국 표면으로 이동해 지각을 형성하게 됐다. 즉 달 뒷면의 지각은 앞면보다 광물이 많아 더 두꺼워진 것이다. 지금은 달이 완전히 식어 표면 아래도 굳어버렸지만, 형성된 지 얼마 되지 않은 무렵에는 큰 천체가 달의 앞면에 충돌하고 심지어 지각에까지 도달해 대량의 현무암질 용암을 방출하도록 만들어 오늘날 볼 수 있는 달의 바다를 형성한 것이다. 반면 뒷면에 충돌한 대부분 천체는 두꺼운 지각을 관통할 수 없었고 따라서 현무암질 용암이 분출하지 않아 크레이터와 계곡, 고지대가 형성됐을 뿐이라고 연구팀은 설명했다. 이번 연구성과는 ‘아스트로피지컬 저널 레터스’(Astrophysical Journal Letters) 9일 자로 게재됐다. 사진=NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

달의 뒷면에 대한 미스터리가 마침내 풀린 듯하다. 미국 펜실페이니아주립대의 천체물리학자들이 달의 반대편에 ‘바다’(Maria)가 거의 없는 이유를 밝혀냈다고 ‘아스트로피지컬 저널 레터스’(Astrophysical Journal Letters) 9일 자로 발표했다. 여기서 달의 바다는 평탄하고 어두워 보이는 지형을 말한다. 연구팀은 달의 뒷면에 바다가 없는 이유가 달의 형성과 진화의 과정에서 나타난 앞면과 뒷면의 지각 두께에 대한 차이 때문이라고 설명했다. 연구에 참여한 제이슨 라이트 부교수는 “어린 시절, 달의 모형을 처음 봤을 때 앞뒤 양면이 너무 달라 놀랐었다”고 회상하며 “달의 뒷면에 산과 크레이터(충돌구 혹은 운석공)로만 이뤄진 것은 지난 1950년대부터 수수께끼였다”고 말했다. 이런 의문은 옛소련의 탐사선 ‘루나 3호’가 달 뒷면을 최초로 관측하면서 불거졌다. 천문학자들은 이를 ‘달의 반대편에 있는 고지에 대한 의문’(Lunar Farside Highlands Problem)이나, 그 이유를 규명할 수 없다는 이유로 ‘달의 어두운 이면’이라고 불렀다. 오늘날 달의 기원은 지구가 형성된 지 얼마 되지 않은 시기에 화성 크기의 천체 ‘테이아’가 지구에 충돌해 부서지면서 나온 파편으로부터 탄생했다는 ‘달 거대 충돌설’이 널리 받아들여지고 있다. 이에 대해 연구를 주관한 스타인 시구르드손 교수는 “이 충돌로 곧 지구와 달은 엄청나게 뜨거워졌다”고 말했다. 물론 이 충돌로 두 천체가 녹지는 않았지만, 암석과 마그마 등의 파편 일부가 증발해 지구를 원반 구조로 둘러쌓았다는 것이다. 이 시점의 달은 오늘날보다 10~20배 정도 지구와 가까웠던 것으로 추정된다고 이번 연구를 이끈 석사과정의 아르피타 로이 연구원은 말했다. 연구팀은 오늘날 달이 항상 얼굴이 되는 앞면을 지구로 향한 채 자전하며 지구를 공전하는 일정한 궤도주기에서 아이디어를 얻었다. 달은 지구보다 훨씬 작아서 충돌 이후 식는 것도 빨랐으며 지구를 향해 한쪽 면(앞면)을 처음부터 향하고 있었던 것으로 여겨지므로 달의 앞면만 섭씨 2500도 이상의 고온이었다고 한다. 이는 지구로부터 복사열을 받아 걸쭉하게 녹은 상태였던 것. 이 앞면과 뒷면의 온도 변화가 달의 지각이 형성하는 데 중요한 역할을 했다고 연구팀은 보고 있다. 달의 표면에는 알루미늄이나 칼슘 등 증발하기 어려운 물질이 밀집해 있는 데 “증기가 식기 시작하면서 먼저 쌓인 물질은 알루미늄과 칼슘이었다”고 시구르드손 교수는 설명했다. 이런 물질은 상대적으로 빠르게 식어가는 달 뒷면의 대기 중에서 응축했다. 이후 수천 만 년에서 수백만 년이 지난 끝에 달의 맨틀 중에 있는 규산염과 결합해 사장석을 형성했고 결국 표면으로 이동해 지각을 형성하게 됐다. 즉 달 뒷면의 지각은 앞면보다 광물이 많아 더 두꺼워진 것이다. 지금은 달이 완전히 식어 표면 아래도 굳어버렸지만, 형성된 지 얼마 되지 않은 무렵에는 큰 천체가 달의 앞면에 충돌하고 심지어 지각에까지 도달해 대량의 현무암질 용암을 방출하도록 만들어 오늘날 볼 수 있는 달의 바다를 형성한 것이다. 반면 뒷면에 충돌한 대부분 천체는 두꺼운 지각을 관통할 수 없었고 따라서 현무암질 용암이 분출하지 않아 크레이터와 계곡, 고지대가 형성됐을 뿐이라고 연구팀은 설명했다. 사진=NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

이론상으로만 존재하고 실체는 확인되지 않았던 미스터리별의 정체가 40년 만에 규명될 것으로 보여 관심이 집중되고 있다. 미국 우주과학전문매체 스페이스닷컴은 미국 콜로라도 대학 보더 캠퍼스·영국 캠브리지 대학·로웰 천문대·카네기 천문대 공동 연구진이 이론 속에만 존재해왔던 하이브리드 항성의 실체를 포착하는데 성공했다고 6일(현지시간) 보도했다. 연구진에 따르면, ‘HV2112’라고 불리는 이 항성은 지구로부터 20만 광년 떨어진 왜소은하-소 마젤란 성운에 위치해있으며 칠레 천문대의 6.5m급 광학 망원경인 ‘마젤란 클레이 망원경’에 포착됐다. 이 항성의 겉모습은 오리온자리에 위치한 태양질량 20배 크기 적색 거성인 베텔기우스와 유사하지만 세부적으로 살펴보면 적색항성, 중성자 별로 나뉘는 2개의 천체가 함께 공존하고 있는 기이한 모습을 하고 있다. 쉽게 말해 태양 속에 또 하나의 태양이 있는 형태인데 우주에서도 극히 드문 형태다. 본래 이 항성은 지난 1975년, 영국 캠브리지 대학 천문학자 안나 지트코프와 물리학자 킵 쏜에 의해 이미 이론화된 바 있다. 이들은 당시 우주에 존재하는 거대 질량의 두 항성이 공존하다 질량이 더 큰 항성이 초신성 폭발(슈퍼노바)로 최후를 맞이한 뒤, 남은 중성자별을 흡수한 형태가 존재할 것이라 예측하고 이를 ‘쏜-지트코프 천체’라 이름 붙였다. 그 뒤, 40년 간 이론 속에만 존재했던 미스터리 천체는 최근 지구로부터 20만 광년 떨어진 곳에 실제로 살아 숨쉬고 있던 것이다. 해당 항성은 이중 천체인 만큼 타 항성과 차원이 다른 강렬한 스펙트럼 광선을 우주로 전파하는데 ‘HV2112’는 거대한 양의 루비듐, 리튬 광선을 내뿜는 것으로 드러나 최초로 실체가 규명된 제1호 쏜-지트코프 천체로 확인됐다. 이를 처음 이론화한 뒤, 40년 후 관측에 성공한 영국 캠브리지 대학 천문학과 안나 지트코프 박사는 “과거 우리의 이론적 예측이 사실로 규명된 것에 대해 매우 기쁘게 생각한다”며 “해당 항성에 대한 정확한 모델링 구축을 위한 추가 연구를 진행할 것”이라 전했다. 한편 이 연구결과는 국제 학술지인 ‘영국왕립천문학회월간보고’(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)에 게재될 예정이다. 사진=Penn State University/Phil Massey, Lowell Observatory 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

이론상으로만 존재하고 실체는 확인되지 않았던 미스터리별의 정체가 40년 만에 규명될 것으로 보여 관심이 집중되고 있다. 미국 우주과학전문매체 스페이스닷컴은 미국 콜로라도 대학 보더 캠퍼스·영국 캠브리지 대학·로웰 천문대·카네기 천문대 공동 연구진이 이론 속에만 존재해왔던 하이브리드 항성의 실체를 포착하는데 성공했다고 6일(현지시간) 보도했다. 연구진에 따르면, ‘HV2112’라고 불리는 이 항성은 지구로부터 20만 광년 떨어진 왜소은하-소 마젤란 성운에 위치해있으며 칠레 천문대의 6.5m급 광학 망원경인 ‘마젤란 클레이 망원경’에 포착됐다. 이 항성의 겉모습은 오리온자리에 위치한 태양질량 20배 크기 적색 거성인 베텔기우스와 유사하지만 세부적으로 살펴보면 적색항성, 중성자 별로 나뉘는 2개의 천체가 함께 공존하고 있는 기이한 모습을 하고 있다. 쉽게 말해 태양 속에 또 하나의 태양이 있는 형태인데 우주에서도 극히 드문 형태다. 본래 이 항성은 지난 1975년, 영국 캠브리지 대학 천문학자 안나 지트코프와 물리학자 킵 쏜에 의해 이미 이론화된 바 있다. 이들은 당시 우주에 존재하는 거대 질량의 두 항성이 공존하다 질량이 더 큰 항성이 초신성 폭발(슈퍼노바)로 최후를 맞이한 뒤, 남은 중성자별을 흡수한 형태가 존재할 것이라 예측하고 이를 ‘쏜-지트코프 천체’라 이름 붙였다. 그 뒤, 40년 간 이론 속에만 존재했던 미스터리 천체는 최근 지구로부터 20만 광년 떨어진 곳에 실제로 살아 숨쉬고 있던 것이다. 해당 항성은 이중 천체인 만큼 타 항성과 차원이 다른 강렬한 스펙트럼 광선을 우주로 전파하는데 ‘HV2112’는 거대한 양의 루비듐, 리튬 광선을 내뿜는 것으로 드러나 최초로 실체가 규명된 제1호 쏜-지트코프 천체로 확인됐다. 이를 처음 이론화한 뒤, 40년 후 관측에 성공한 영국 캠브리지 대학 천문학과 안나 지트코프 박사는 “과거 우리의 이론적 예측이 사실로 규명된 것에 대해 매우 기쁘게 생각한다”며 “해당 항성에 대한 정확한 모델링 구축을 위한 추가 연구를 진행할 것”이라 전했다. 한편 이 연구결과는 국제 학술지인 ‘영국왕립천문학회월간보고’(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)에 게재될 예정이다. 사진=Penn State University/Phil Massey, Lowell Observatory 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

중심부분인 특이점의 중력이 너무 거대해 해당 경계를 지나면 빛조차 빠져나올 수 없는 시공간 영역인 블랙홀, 이론적으로만 존재해왔지 실체가 규명된 적은 없는 신비의 실마리가 잡힌 것일까? 미국 항공 우주국(NASA)은 일반 광학망원경으로 볼 수 없는 우주감마선을 관측하기 위한 망원경인 NASA 감마선 우주 망원경에 블랙홀의 잔재라 일컬어지는 거대 발광체, 즉 블레자(Blazar)의 세부 형태가 포착됐다고 3일(현지시간) 발표했다. 블레자는 블랙홀로 빨려 들어가는 물질이 많을 때, 다 흡수되지 못하고 위 아래로 분출되는 물질로 우주에서 가장 강력한 현상 중 하나로 일컬어진다. 블래자는 블랙홀이 주변 물질을 집어삼키는 에너지에 의해 형성되는 거대 발광체인 퀘이사(quasar)의 작은 형태로 이는 중심부에 블랙홀 둔 채 엄청난 전자에너지를 방출하는 전파은하의 일부분이기도 하다 이 모습을 관측한 이들은 미국 클렘슨 대학 천체 물리학자 마르코 아젤로, 이탈리아 우주 과학 데이터 센터 천문학자 다리오 가스파리니, 미국 스텐포드 대학 카빌 우주론연구소 천체물리학자 로저 로마니다. 이들은 페르미 감마선 우주 망원경에 의해 모니터링 된 2가지 형태의 전파은하를 분석하는 과정에서 블레자 현상을 발견했다. 이들 전파은하는 각각 밀집(compact), 확장(extended)된 형태로 나뉘어 관찰됐는데 스펙트럼 상에서는 강력한 감마선이 포착된 것이 특징이다. 연구진은 이것이 은하 중심부에 블랙홀이 있기 때문으로 추정한다. 블레자는 전파 은하에서 방출되는 가장 높은 에너지 유형 중 하나로 광범위한 감마 광선 스펙트럼을 통해 빛을 방출하는데 페르미 망원경이 잡아내는 감마선 소스의 절반 이상을 차지했다. 지난 3일, 미국 보스턴에서 열린 미국 천문학회 회의에서 이들 공동연구팀은 블랙홀의 특정 에너지가 이 블래자를 유지시키는 배터리 역할을 하는 것 같다고 밝혔다. 클렘슨 대학 마르코 아젤로 박사는 “포착된 블레자는 두 가지인데 비유하자면 한 가지는 에너지 효율이 높은 전기 자동차 같은 존재고 나머지 하나는 가스를 많이 소비하는 자동차 형태다”라며 “이것은 블랙홀이 일종의 하이브리드 형태로 에너지를 흡수하고 있다는 것을 보여준다”고 설명했다. 연구진에 따르면, 큰 은하와 무수히 작은 은하들이 충돌하고 합쳐지며 공간이 팽창되면 거대한 가스와 회전 에너지가 발생하고 이것이 블랙홀의 동력이 될 수 있다. 블랙홀이라는 강력한 존재가 우주에서 버티기 위해서는 지속적인 에너지 공급원이 필요한데 블래자 현상은 이런 블랙홀이 방출하는 무수한 에너지 형태 중 가장 강력한 것으로 블랙홀의 생성과 유지 방법에 대한 실마리를 제공해 줄 수 있어 이번 관측이 가지는 의미는 크다. 연구진은 “지속적인 관측을 통해서 더 많은 블래자 현상 샘플을 확보해 블랙홀 실체에 조금 더 근접해나갈 예정”이라고 전했다. ☞☞동영상 보러가기 동영상·사진=NASA Goddard Space Flight Center 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

과학자들이 마침내 데이터를 텔레포트시키는 방법을 발견해냈다. 지난달 29일(현지시간) 미국 뉴욕타임스 보도에 따르면 네덜란드 델프트공과대학 카블리 나노과학연구소 연구진이 3m 떨어진 2개의 양자비트 사이에서 신뢰할 수 있는 텔레포트를 가능하게 했다고 미국 사이언스지 최신호에 발표했다. 뉴욕타임스는 “네덜란드 과학자들이 알버트 아인슈타인이 ‘멀리서 일어나는 으스스한 행동’이라고 언급한 가장 유명한 실수를 반증하는 데 한 걸음 나아갔다”고 말했다. 이 실수는 얽힌 상태에 있는 양자들이 공간의 제약 없이 서로 영향을 준다는 양자역학에서 제안되고 있는 ‘비국지성’(Nonlocality)이란 성질을 말한다. 연구진이 시행한 양자의 순간이동은 사람이나 사물을 이동시키는 ‘스타트렉’ 방식을 말하는 것은 아니다. 이른바 ‘양자정보’(이 경우, 전자의 스핀 상태를 말함)를 이 정보가 포함된 물리적 물질의 이동 없이 해당 위치에서 다른 위치로 이동하는 것이다. 컴퓨터 연산에서 정보의 기본 단위인 기존의 비트는 두 가지 중 하나의 값(0 또는 1 중 하나) 밖에 나타낼 수 없지만, 양자비트(큐비트)는 동시에 많은 값을 표현할 수 있다. 이는 앞으로 보다 빠른 컴퓨터 연산 시스템과 완벽하게 안전한 통신 네트워크 모두를 실현할 수 있다는 것이다. 또 과학자들은 아인슈타인의 ‘양자 얽힘’ 개념에 대한 의심이 틀렸다는 것을 확실하게 입증하는 데 접근했다. ‘양자 얽힘’은 수광년이나 떨어진 입자 중에서 한 입자의 상태가 다른 입자의 상태에 즉시 영향을 주는 연결된 상태를 말한다. 연구진은 비록 짧은 거리지만 양자정보의 아주 정확한 순간이동을 달성했다고 밝혔다. 이들은 이제 이 실험을 1km 이상 거리에서 재현할 계획이다. 이 거리에서 양자 얽힘이 일어날 수 있다는 것이 반복적으로 확인되면 얽힘 현상과 양자역학 이론은 확실하게 입증된다. 더 떨어진 거리에서 성공하게 되면 ‘벨의 정리’라는 사고실험에 긍정적인 해결책을 제시하게 된다. 이 정리는 1964년 아일랜드의 물리학자 존 스튜어트 벨이 제안한 것으로 양자 얽힘으로 연결된 입자들이 광속보다 빠르게 정보를 전달할 수 있는지를 결정하는 방법이다. 이번 연구를 이끈 로날드 한슨 박사는 “아인슈타인의 실수를 반증하기 위해 5~6팀이 열띤 경쟁을 벌이고 있다”면서 “이번 연구는 가장 큰 성과일 것”이라고 말했다. 기존에 과학자들은 불완전하지만 양자정보를 순간이동하는 성과를 내왔다. 이는 물리적으로 양자비트를 얽힘 상태가 되도록해 달성한 놀라운 성과이지만 그 신뢰성은 불안했다. 예를 들어 2009년에 미국 메릴랜드대학의 물리학자들은 양자정보의 전송을 시연했지만 1억번 중 단 1번만 성공했다. 이는 단일 비트의 양자정보를 전송하는데 약 10분이 소요되는 것을 의미한다. 이와 달리 네덜란드 연구진은 양자상태에 있는 두 얽힌 전자를 정확하게 100% 텔레포트시켰다. 이는 극저온의 다이아몬드에 갇힌 전자를 사용해 만든 양자비트로 가능했다. 다이아몬드는 전자를 유지하는 ‘미니 감옥’을 효과적으로 만든다고 한슨 박사는 설명했다. 연구진은 전자에 스핀(값)을 설정하고 신뢰할 수 있는 방법으로 그 값을 읽어내는 데 성공했다. 이는 강력한 양자인터넷의 가능성 외에 양자컴퓨터 네트워크의 가능성을 기약한다고 연구진은 말한다. 하지만 특정한 클래스에 있는 문제를 가장 강력한 슈퍼컴퓨터보다 훨씬 빠르게 해결할 수 있는 양자컴퓨터의 실용화는 아직 머나먼 목표다. 기능적으로 양자컴퓨터는 다수의 양자비트를 얽힘 상태로 만들고 해당 얽힘 상태를 비교적 오랜 기간 유지해야할 필요성이 있다. 이는 아직 달성하기에는 머나먼 과제인 것이다. 또한 한슨 박사는 양자 네트워크가 보급화되면 새로운 형태의 개인정보 보호가 실현될 것이라고 말한다. 즉 이런 네트워크는 원격의 사용자가 양자 계산을 하나의 서버에서 실행할 때 그 서버의 운영자는 그 계산의 본질을 측정할 수 없도록 하는 것이 가능해진다는 것이다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

천재 물리학자인 알버트 아인슈타인의 천재성은 남들과는 다르게 ‘생긴’ 뇌 때문이라는 의견이 지배적이었지만, 최근 “아인슈타인의 뇌는 평범하다”는 주장이 나와 눈길을 사로잡고 있다. 그간 아인슈타인의 뇌는 일반인보다 좌뇌와 우뇌가 잘 연결된 특징을 지닌 것으로 알려져 있었다. 그러나 뉴욕 페이스대학의 테렌스 하인즈 박사는 이와는 정 반대로 아인슈타인의 뇌는 일반인의 뇌와 큰 차이가 없다고 반박했다. 1955년 아인슈타인이 사망했을 당시 병리학자인 토머스 하비는 부검과정에서 그의 뇌를 적출했다. 이후 이를 240조각으로 나눠 연구해왔다. 지금까지 공개된 ‘아인슈타인 뇌가 특별한 이유’와 관련된 대부분의 연구는 이때 나눠진 아인슈타인의 작은 뇌 조각을 바탕으로 진행된 것이다. 하지만 하인즈 박사는 “1985년 아인슈타인 뇌와 일반인의 뇌를 비교분석하는 실험 28가지 중 다른점이 발견된 것은 단 1가지 실험뿐이었다”면서 ‘특히 작은 뇌 조각 한 개, 또는 몇 개만 가지고 이 뇌의 특별한 인지발달 능력을 결론내리는 것은 전문적 지식과 거리가 멀다“고 강조했다. 이어 “아인슈타인의 뇌가 진짜 특별하다는 것을 밝히고자 한다면 일반인의 뇌와 나란히 두고 ‘블라인드 테스트’를 해야 공평하다”며 실험방법론에 문제를 제기했다. 실제로 아인슈타인 뇌의 총중량이 1230g으로 평균치 수준인데다, 고등동물일수록 뇌 주름이 많다는 가정 하에 봤을 때 아인슈타인의 뇌 주름수 역시 일반인과 크게 다르지 않다는 연구결과가 나온 바 있다. 생전 발휘한 천재성으로 후대 연구에 막대한 영향을 끼친 아인슈타인은 사후에도 여전히 연구와 논란의 중심이 되고 있다. 한편 이번 주장은 미국 과학 전문 잡지인 ‘디스커버 매거진’에 실렸다. /나우뉴스부

이른바 시간여행을 가능하게 해준다는 ‘웜홀’ 을 통해 과연 미래 혹은 과거로 메시지를 보낼 수 있을까? 최근 영국 케임브리지 대학 물리학자 루키 버처 교수가 웜홀에 대한 흥미로운 연구결과를 내놔 관심을 끌고있다. 그간 SF영화의 단골 소재로 등장해 일반인들에게도 익숙한 웜홀(worm hole)은 블랙홀과 화이트홀을 연결하는 우주의 시간과 공간의 벽에 생긴 구멍을 의미한다. 따라서 이를 통과하면 적어도 수학적으로는 시간여행이 가능하다는 것이 관련 학자들의 주장이었다. 그러나 웜홀이 존재한다고 해도 가장 큰 난제는 바로 인간은 물론 작은 물질 자체도 통과하기 어렵다는 것이다. 이는 무엇인가를 통과 시킬만큼 웜홀이 길지않고 금방 붕괴되기 때문이다. 그러나 버처 교수는 이에대한 새로운 주장을 제기했다. 바로 웜홀이 그 넓이만큼 길다면 펄스(pulse) 정도는 통과시킬 수 있다는 것이다. 이같은 주장은 과거 미국의 이론 물리학자 킵 손 박사의 이론에 근거한다. 손 박사는 음에너지인 카시미르 에너지를 사용하면 매우 불안정한 터널같은 웜홀을 보다 안정되게 만들 수 있다는 이론을 발표한 바 있다. 버처 교수는 “만약 카시미르 에너지의 양이 웜홀 내부에 충분히 존재한다면 웜홀이 그 넓이만큼 길 수 있다” 면서 “내 계산으로는 일부의 웜홀 내부에 충분한 카시미르 에너지가 존재할 수 있다”고 설명했다. 이어 “이같은 조건이 구비된 웜홀이라면 펄스에 메시지를 담아 과거 혹은 미래로 웜홀이 붕괴되기 전에 보낼 수 있을 것”이라고 덧붙였다.　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

이른바 시간여행을 가능하게 해준다는 ‘웜홀’ 을 통해 과연 미래 혹은 과거로 메시지를 보낼 수 있을까? 최근 영국 케임브리지 대학 물리학자 루키 버처 교수가 웜홀에 대한 흥미로운 연구결과를 내놔 관심을 끌고있다. 그간 SF영화의 단골 소재로 등장해 일반인들에게도 익숙한 웜홀(worm hole)은 블랙홀과 화이트홀을 연결하는 우주의 시간과 공간의 벽에 생긴 구멍을 의미한다. 따라서 이를 통과하면 적어도 수학적으로는 시간여행이 가능하다는 것이 관련 학자들의 주장이었다. 그러나 웜홀이 존재한다고 해도 가장 큰 난제는 바로 인간은 물론 작은 물질 자체도 통과하기 어렵다는 것이다. 이는 무엇인가를 통과 시킬만큼 웜홀이 길지않고 금방 붕괴되기 때문이다. 그러나 버처 교수는 이에대한 새로운 주장을 제기했다. 바로 웜홀이 그 넓이만큼 길다면 펄스(pulse) 정도는 통과시킬 수 있다는 것이다. 이같은 주장은 과거 미국의 이론 물리학자 킵 손 박사의 이론에 근거한다. 손 박사는 음에너지인 카시미르 에너지를 사용하면 매우 불안정한 터널같은 웜홀을 보다 안정되게 만들 수 있다는 이론을 발표한 바 있다. 버처 교수는 “만약 카시미르 에너지의 양이 웜홀 내부에 충분히 존재한다면 웜홀이 그 넓이만큼 길 수 있다” 면서 “내 계산으로는 일부의 웜홀 내부에 충분한 카시미르 에너지가 존재할 수 있다”고 설명했다. 이어 “이같은 조건이 구비된 웜홀이라면 펄스에 메시지를 담아 과거 혹은 미래로 웜홀이 붕괴되기 전에 보낼 수 있을 것”이라고 덧붙였다.　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr