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  • 물과 생명 존재 가능성…21광년 거리 슈퍼 지구 발견

    물과 생명 존재 가능성…21광년 거리 슈퍼 지구 발견

    지구에서 21광년 떨어진 곳에 ‘슈퍼 지구’가 존재한다는 것을 과학자들이 발견해냈다. 슈퍼 지구는 물과 생명체가 존재할 가능성이 제기된 지구형 행성으로, 질량이 지구보다 큰 천체를 말한다. 카나리아 제도 천체물리학연구소(IAC·Instituto de Astrofísica de Canarias) 연구진은 M형 왜성이자 적색왜성인 글리제625(GJ625)에서 약 0.08천문단위(AU·1AU는 지구-태양 간 거리) 떨어져 있는 곳에서 새로운 암석 행성 GJ625 b를 발견했다. 이 암석행성이 바로 슈퍼지구의 0순위 후보로 떠오른 것이다. 이들 천문학자는 카나리아 제도에 있는 로크 데 로스 무차초스 천문대의 3.6m 구경 갈릴레오국립망원경(TNG·Telescopio Nazionale Galileo)의 북반구용 고정밀 시선속도측정 행성탐사기(HARPS-N·High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher for the Northern Hemisphere)를 사용해 3년 6개월 동안 스펙트럼 151개를 얻었다. 연구진은 이 중에서 시선속도(천체가 관측자의 시선 방향에 가까워지거나 멀어지는 속도)에 생긴 작은 변화를 찾아내 슈퍼 지구의 존재를 밝혀냈다. 이 행성은 분석 결과, 질량은 지구의 약 2.8배로, 생명거주가능구역(HZ·habitable zone)에서 안쪽 가장자리를 따라 약 14일을 주기로 공전하고 있어 액체 상태의 물을 유지하기에 충분한 서늘한 온도를 가진 암석 세상일 가능성이 큰 것으로 나타났다. 이에 대해 연구를 이끈 알레한드로 수아레스 마스카레뇨 연구원은 “GJ625(이번에 발견된 슈퍼 지구의 모성)는 비교적 서늘한 별이므로, 이 행성은 생명거주 가능구역 가장자리에 있어 표면에는 액체 상태의 물이 존재할 수 있다”면서 “사실, 이 행성의 대기를 덮는 구름과 자전 속도를 살펴봐도 이 행성은 잠재적으로 생명체가 거주할 수 있는 곳”이라고 설명했다. 특히 이번 행성은 지구에서 약 21광년 거리에 있어 태양계와 비교적 가깝고 지금까지 발견된 슈퍼 지구들 중 가장 적은 질량을 갖고 있다고 연구진은 말한다. 이 말은 지구와 가장 유사하다는 것. 또 다른 연구 저자인 라파엘 레볼로 교수에 따르면, 앞으로 과학자들은 이 행성이 다시 모성(GJ625) 앞을 지날 때를 자세히 관측해 밀도와 반지름은 물론 대기 특성 등 더 상세한 정보를 알아낼 계획이다. 이에 대해 레볼로 교수는 “카나리아 대형망원경(GTC·Gran Telescopio Canarias)의 고정밀 고안정 분광기나 30m 망원경(TMT·Thirty Meter Telescope)과 같은 북반구의 차세대 망원경을 사용하면 된다”고 말했다. 또한 공동 저자 중 한 명인 조네 곤살레스 에르난데스 박사는 “앞으로 측광 관측을 진행할 때 새로운 관측 연구는 모성을 가로지르는 행성 통과를 탐지하는 것이 필수적”이라면서 “GJ625 주변 생명거주가능지역에 암석 행성이 더 있을 가능성이 있으므로 계속해서 탐사를 진행할 것”이라고 말했다. 이번 연구 성과는 지난 18일 미국 코넬대학 도서관이 운영하는 물리학 분야의 권위있는 온라인 논문저장 사이트인 ‘아카이브’(ArXiv.org)에 공개됐으며, 조만간 국제 천문학술지 ‘천문학과 천체물리학’(Astronomy & Astrophysics)에 실릴 예정이다. 사진=IAC 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr
  • FOOD, 과학 만나니 더 맛있네

    FOOD, 과학 만나니 더 맛있네

    “새로운 요리를 발견한다는 것은 새로운 별을 발견하는 것보다 인간을 더 행복하게 만든다.” 미식가로 유명했던 19세기 프랑스 법관 장앙텔름 브리야사바랭의 이 말은 방송 채널을 몇 번 돌리다 보면 금세 만고불변의 진리임을 깨닫게 된다. 지상파와 케이블을 가릴 것 없이 ‘쿡방’(요리하는 방송), ‘먹방’(먹는 방송)이 넘쳐난다. 이들 프로그램에서 비쳐지는 출연자들의 ‘먹부림’(먹는 것을 과도하게 자랑하는 조어)은 지상 최대의 행복감이 저런 게 아닐까 싶을 정도다. 전국 방방곡곡은 말할 것 없고 지구촌 곳곳을 헤집고 다니며 유명 맛집을 찾아 소개한다. 별별 형태로 요리 대결을 벌이는 프로그램도 적지 않다. 이런 먹방 신드롬은 ‘요리사’를 초등학생 장래희망 3위에 올려놓기도 했다. 사실 우리가 맛있게 먹는 음식들은 과일과 채소 같은 식물계열과 생선, 육류, 유제품 같은 동물 계열의 식재료를 먹기 좋게 변형시키고 섞는 화학적, 물리적 과정을 거쳐 탄생한 것들이다. 주방과 음식 속에는 어떤 과학적 현상들이 숨어 있을까. 만약 요리의 과학을 조금 깊이 있게 이해한다면 레스토랑에서 이런 식의 재미있는 주문도 가능하지 않을까 싶다. 물론 ‘진상’ 취급을 받을 위험성을 감수하면서 말이다. “사카로스와 안토시안이 고농도로 함유된 그물구조의 다당류와 에어로젤 상태의 글루텐 덩어리를 주세요.” → “블루베리 잼과 비스코트(두 번 구워 딱딱하고 바삭한 빵)를 주세요.”●분자요리학 = 조리과학 + 식품과학 ‘분자요리’라고 하면 흔히 요리사들이 주방을 스포이트나 피펫, 사이펀 같은 실험기구로 가득 채워 놓고 이상한 음식을 만들어 내는 것으로 생각한다. 분자요리학은 영국 옥스퍼드대 물리학자 니컬러스 커티와 프랑스 국립농학연구소(INRA) 화학자 에르베 디스가 처음 주창한 개념으로, 음식의 질감과 조직 그리고 조리과정에서 발생하는 현상 등을 좀더 과학적인 시각으로 접근해 음식의 다양성과 조리방식에 변화를 만들어 보자는 취지를 담고 있다. 그렇지만 요리 자체가 열로 단백질 분자를 응고시키거나 물질을 혼합해 이온화시키는 전형적인 물리적, 화학적 변화 과정이기 때문에 분자요리는 인류가 불을 사용해 음식을 조리해 먹기 시작한 때부터 시작됐다고 과학자들은 지적하고 있다. 요리를 할 때 시간과 온도, 압력을 고려하는 이유도 식재료 속에 포함된 수분의 분포와 양을 조절하기 위한 과학적 과정이라는 설명이다.●어려서 먹은 음식이 기억나는 이유는 우리가 맛을 느끼는 것은 맛 분자가 혀의 미뢰(맛을 인식하는 감각세포), 입천장, 뺨 안쪽 벽, 목구멍 안쪽의 수용체를 자극하면 그 정보를 전기신호로 바꿔 뇌에 전달하기 때문이다. 음식에서 향을 풍기는 분자는 바로 콧속 후각세포를 자극해 들어가는 경우도 있지만 입으로 들어간 뒤 목으로 삼켜지는 과정에서 코로 전달되는 ‘역(逆)후각’ 과정을 통해 전달되기도 한다. 포도주 맛을 음미할 때 한 모금 머금은 다음에 입안에서 이리저리 굴려 보는 것도 역후각을 이용하기 위한 것이다. 어려서 처음 맛본 음식에 대한 기억이 강렬한 이유도 이렇게 전달받은 다양한 자극이 뇌에 이미지와 감정, 감각의 형태로 기록되기 때문이다. 요리의 대가들이 음식에 대한 강렬한 자극을 남기기 위해 노력하는 이유도 이 때문이다.●달걀 삶기는 누워서 떡 먹기? No! 과학자들은 달걀을 삶는 과정은 분자요리의 방식이 어떤 것인지를 알 수 있게 해 준다고 입을 모은다. 달걀을 잘 삶으려면 시간과 온도를 적당히 조절하는 것이 중요한데 생각만큼 쉽지 않다. 대개는 펄펄 끓는 섭씨 100도의 물에다 10분 이상 삶는데, 이래선 과학자들에게 좋은 점수를 받지 못한다. 섭씨 72도로 10~12분 정도 익혀 주는 것이 최적의 달걀 삶기라는 것이다. 만약 달걀을 지나치게 익히면 황화철이 생겨 노른자 표면이 푸르스름하게 변하거나 수분이 완전히 빠져나가 퍽퍽해져 식감이 떨어진다. 게다가 단백질이 분해되면서 황화수소가 발생해 달걀 특유의 냄새가 심하게 날 수 있다. 달걀을 삶거나 프라이를 하는 것은 모두 열을 이용해 노른자와 흰자를 굳히는 것이다. 그런데 이 ‘익힌다’는 것을 ‘단백질 응고’라는 개념으로 확장할 경우 일반 상온에서도 달걀을 익힐 수 있다. 독한 술이나 에탄올을 날달걀의 흰자나 노른자에 붓고 어느 정도 시간이 지나면 열에 익힌 것처럼 굳게 된다. 실제로 분자요리사들은 이런 응고현상을 이용해 독주로 달걀을 요리하는 경우도 많다.●육즙이 살아 있는 고기를 먹으려면 고기를 조리하면 고기의 향과 영양성분이 포함된 액체, 소위 육즙이 나온다. 일반적으로 스테이크나 꽃등심구이가 가장 맛있을 때는 씹었을 때 입안에 육즙의 일부가 나와 촉촉하고 부드러운 식감과 맛있는 향이 느껴지는 ‘육즙이 살아 있는’ 때다. 육즙의 양은 고기 근육을 이루는 섬유질 조직이 수분을 얼마나 잡아둘 수 있는가에 따라 달라진다. 62도가 넘어가면 동식물의 세포질과 조직에 존재하는 수용성 단백질인 알부민이 그물 구조를 이루면서 수분을 가둔다. 그러나 68도가 넘어가면 고기 자체 단백질이 응고하면서 수분이 완전히 빠져나가 딱딱해지게 된다. 따라서 고기를 맛있게 굽는 방법은 너무 바싹 굽지 않는 것이다. 고기의 맛과 색을 내기 위해서는 일단 센 불에서 앞뒤로 노릇노릇하게 구워 ‘마이야르 반응’이라는 화학반응을 일으키도록 해야 한다. 마이야르 반응은 단백질과 당분이 포함된 식품이 열을 만나면 갈색으로 변하면서 맛과 향이 풍부해지는 화학반응으로, ‘캐러멜화 반응’이라고 부르기도 한다. 마이야르 반응이 나타나면 곧바로 70도 이하의 낮은 온도에서 원하는 상태로 서서히 구우면 된다.●향신료나 허브 언제 넣어야 할까 음식의 맛과 향을 더해 주는 향신료는 요리를 시작할 때 넣어야 할까, 아니면 요리 중간에 넣어야 할까, 그것도 아니라면 요리가 끝날 무렵에 넣어야 할까. 음식의 맛을 더해 주는 보조재료일 뿐인 만큼 언제 넣어도 상관없지 않겠냐는 생각을 할 수 있지만 넣는 순서에 따라 그 효과는 확연히 달라진다. 이유는 식물이 주원료인 향신료에는 고유의 휘발성 기름성분(에센셜 오일) 때문이다. 간 것이나 분말 상태의 향신료는 너무 일찍 넣으면 에센셜 오일이 빨리 증발한다. 따라서 요리가 마무리되는 시점에 넣는 것이 음식을 더 향기롭게 만들 수 있다. 통후추처럼 과립 형태로 된 향신료는 에센셜 오일을 천천히 내놓기 때문에 조리를 시작할 때 넣는 것이 좋다. 에센셜 오일은 휘발성이 강해 오래 그리고 높은 온도에서 보관하면 향이 금방 사라진다. 때문에 향신료는 필요할 때마다 사서 쓰는 것이 좋고 오래 보관해야 할 경우는 시원하고 그늘진 곳에 두는 것이 좋다. ●채소를 익혀서 먹는 이유는? 육류에 있는 콜라겐은 고기의 구조를 형성하고 지탱하는데, 채소의 경우 셀룰로오스라는 세포벽이 콜라겐과 같은 역할을 한다. 식물의 세포벽을 이루는 셀룰로오스 분자들은 판데르발스의 힘과 수소결합으로 미세섬유를 형성하고 이것들이 다시 모여 거대섬유 단계를 거쳐 섬유질 그리고 세포벽을 만드는 것이다. 채소의 영양분을 쉽게 흡수하기 위해서는 셀룰로오스로 형성된 세포벽을 무너뜨리는 것이 좋다. 채소를 익히는 것은 복잡하게 짜여 있는 구조를 느슨하게 해 벽을 쉽게 무너뜨리도록 만들어 주는 것이다. 셀룰로오스는 수소결합으로 강하게 연결돼 있기 때문에 수산화이온이 들어 있는 염기성 용액을 사용하면 좀더 쉽게 익힐 수 있다. 채소를 데치거나 익힐 때 천연탄산수를 넣으면 탄산이온이 나오면서 낮은 온도에서 더 짧은 시간에 익힐 수 있다. 열에 의해 영양소가 파괴되는 시간이 줄어들기 때문에 채소의 향과 비타민을 더 많이 보존하면서 익힐 수 있다는 것이다. 말린 채소는 셀룰로오스 조직이 경화돼 조리시간이 길어지는데 이때 탄산수를 넣고 익히면 조리시간을 단축할 수 있다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • [아하! 우주] 은하 속 괴천체 발견… ‘괴물 블랙홀’ 충돌 코스로 돌진

    [아하! 우주] 은하 속 괴천체 발견… ‘괴물 블랙홀’ 충돌 코스로 돌진

    가까운 은하 중심 부근에 있는 두 개의 ‘괴물 블랙홀’이 충돌 코스에 진입한 것이 확실시된다는 새 연구가 발표되었다. 천문학자들은 백조자리 A 중심에 있는 알려진 초질량 블랙홀에서 1500광년 떨어진 거리에 있는 엄청난 광도의 천체를 발견했다. 백조자리 A는 지구로부터 8억 광년 떨어진 은하로, 천문학자들에게 가장 흥미로운 연구 대상이 되고 있는 은하 중 하나다. 미국 국립전파천문대(NRAO) 소속 크리스 카릴리 논문 공동 저자는 발표문을 통해 “우리는 이 은하에서 제2의 초질량 블랙홀을 발견한 것으로 생각하고 있다”면서 “이 블랙홀은 천문학적으로는 비교적 가까운 과거에 이 은하에 다른 은하가 합병되었음을 말해주는 것”이라고 밝혔다. 이 전파천문대는 미국 국립 과학재단에서 운영하는 전파천문 연구시설로 뉴멕시코에 소재하고 있다. 그는 “이 두 블랙홀은 지금껏 발견된 블랙홀들 중 가장 가까운 거리에 위치한 것으로 머지않은 미래에 충돌, 합병될 것으로 보인다”고 덧붙였다. 논문을 집필한 연구자들은 2015년에서 2016년까지 이 천문대의 장기선 간섭계(Very Large Array; VLA)를 이용해 백조자리 A 은하를 연구했다. 전파망원경에 의해 발견된 이 수수께끼 같은 밝은 천체는 1980년대와 90년대의 백조자리 A 이미지에서는 발견되지 않은 것이었다. 1994년에서 2002년 사이에 허블 우주망원경과 하와이의 케크 망원경의 자외선 이미지로 잡은 이미지를 보면 같은 지점에서 희미한 빛을 내는 천체가 잡혀 있다. 이 수수께끼의 천체는 처음에는 무리지은 별들의 집단으로 추정되었지만, 최근 급격히 밝아지기 시작한 것으로 보아 다른 가능성이 제기된 것이다. 연구자들은 두 개의 가능성을 놓고 저울질하고 있는데, 폭발 단계에 들어선 초신성이거나 아니면 초질량 블랙홀일 거라고 연구자들은 보고 있다. 연구팀이 선호하는 가설은 초질량 블랙홀이다. 왜냐하면, 어떤 초신성 타입도 그토록 오래 밝게 빛난 사례가 없었기 때문이다. 제2의 초질량 블랙홀이 지금처럼 활동적인 된 것은 주변의 별이나 가스를 엄청나게 폭식한 탓으로 보인다고 연구자들은 덧붙였다. 영국 리버풀 존 무어스 대학 천체물리학 연구소 소속 대니얼 펄리 논문 대표저자는 “아직까지 풀리지 않은 의문들은 앞으로 계속될 관측에서 실마리를 얻을 수 있을 것으로 본다”면서 “만약 이것이 제2의 블랙홀로 밝혀진다면 우리는 다른 은하에서도 이 같은 예를 발견할 수 있을 것”이라고 말했다. 새 연구는 조만간 천문학 분야 권위지 '천체물리학 저널'에 발표될 예정이다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com
  • “내가 죽거든 양지바른 우주에…” 우주장례 시대 열렸다

    “내가 죽거든 양지바른 우주에…” 우주장례 시대 열렸다

    이제는 화장한 유골을 땅이나 강이 아닌 우주에 뿌리는 시대에 접어든 것 같다. 지난 16일(현지시간) 미국 샌프란시스코에 위치한 엘리시움 스페이스 측은 조만간 유골을 우주로 보내는 장례서비스를 시작할 것이라고 밝혔다. 양지바른 무덤이 아닌 지구 궤도를 돌게 될 특별한 장례서비스의 이름은 '메모리얼 스페이스플라이트'(memorial spaceflight). 지구 밖으로 눈을 돌린 ‘우주장’(宇宙葬) 방식은 이렇다. 전직 미 항공우주국(NASA) 직원과 장의 전문가들로 구성된 엘리시움은 우주장이라는 꿈을 실현하기 위해 작은 인공위성을 만들었다. 이 위성에 실리는 것이 바로 수백여 명의 유골이 담긴 캡슐이다. 이를 우주로 보낼 로켓에 싣기 위해 엘리시움 측은 일론 머스크가 이끄는 민간 우주개발사 스페이스X와 손을 잡았다. 엘리시움 CEO 토마스 시베이트는 "우리의 장의 위성은 2년 간 평화롭게 지구 궤도를 돌게 될 것"이라면서 "이후 우주선은 지구 대기권으로 떨어지면서 별똥별이 될 것"이라고 밝혔다. 이어 "유족들과 고인의 친구들은 스마트폰을 통해 현재 위성의 위치를 파악하며 추모할 수 있다"고 덧붙였다. 보도에 따르면 현재 회사 측은 이미 100명의 예약자를 받은 상태로 최저 가격은 예상보다는 싼 2490달러(약 280만원)다.   한편 최초의 우주 장례는 지난 1997년에 있었다. 민간 우주항공사 오비털 사이언스(Orbital Sciences)의 처녀 비행 때 페가수스 로켓에 실린 캡슐에 24명의 유골이 지구 궤도에 올려진 바 있다. 그 면면을 보면, ‘스타 트랙’의 제작자 진 로든버리, 작가이자 심리학자인 티모시 리어리, 물리학자로서 우주탐사에 참여했던 제러드 오닐 등등이다. 이 캡슐은 2002년 지구 대기권으로 진입하면서 재가 됐다.   박종익 기자 pji@seoul.co.kr
  • [박형주 세상 속 수학] 수학도 흩어지고 모인다

    [박형주 세상 속 수학] 수학도 흩어지고 모인다

    고대에서 계몽시대까지도 수학은 철학과 동일시되며 지성사의 큰 부분을 담당했다. 특히 고대 아테네의 수학은 거의 기하학을 의미하는 것이어서 플라톤 철학에서는 피안의 세계를 들여다보는 창구로 간주했다. 수의 간단한 연산조차도 기하학적으로 이해했다. 예를 들면 1+1이라는 숫자는 1의 길이를 가진 두 개의 직선을 연결해서 생기는 직선의 길이로 간주했다.하지만 영원한 게 무엇이 있으랴. 러셀 같은 수학자는 수학을 논리학으로 보았는데, 논리학조차도 이제는 대학의 철학과에서 담당하거나 협동과정으로 운영되는 경우가 많다. 언어적 성격이 부각되던 논리학에서 모델 이론이 부상하며 새로운 수학적 발견을 이끄는 사례도 출현했다. 수학이 세분화와 전문화된 사례는 많다. 이론적 측면이 강한 확률론은 아직도 수학과에서 대부분 다루지만, 통계학은 데이터를 다루는 실험적 성격이 커지면서 독자성이 대세가 됐다. 최근 빅데이터 붐이 일자 데이터 사이언스라는 이름이 등장했다. 통계학의 다른 이름으로 보는 견해도 있지만, 전산학과 IT의 측면도 있고 위상수학 같은 순수수학 이론도 역할을 하면서 나름의 독자성을 갖는 새로운 융합 분야로 간주된다. 거대 분야였던 수학의 가지치기는 다발적으로 일어났다. 예전의 러시아 대학에는 대수학과 해석학과 기하학과 또는 유체역학과 같은 학과명이 있는 경우가 있었다. 수학과 물리학의 경계도 분명치 않아서 역학과나 수리물리학과에도 많은 수학자가 채용됐다. 지금도 이런 학과명이 일부 남아 있는데, 수학의 전통적인 분야인 대수학, 해석학, 통계학 등이 성장하고 규모가 커지면서 독자적인 분야로 간주할 정도가 됐다는 견해를 반영한다. 이런 세분화의 흐름이 모든 시기에 모든 곳에서 일어나는 것은 아니어서 국가 간, 지역 간의 문화적 차이가 상당히 있다. 일본의 경우는 수학과 또는 수리과학과라는 이름으로 대부분의 수학 분야를 커버하고 통계학과가 독립된 경우는 드물다. 반면에 경제학과나 경영대 등에 통계학이나 수학 분야의 교수가 채용되는 경우는 잦다. 러시아 정도의 세분화는 아니지만, 미국 대학에서는 수치 해석을 중심으로 하는 응용수학과가 따로 있는 경우가 흔하다. 캐나다의 워털루대학에는 최적화 이론을 중심으로 하는 최적화학과가 있는데, 150명 이상의 교수진을 보유한 거대 학과다. 미적분 이론과 조합론의 활용 분야인 최적화 이론은 전통적으로 물류 산업 등에서 중요 역할을 하면서 산업공학과의 가장 중요한 과목으로 자리 잡았었다. 최적화 이론의 중요성이나 활용이 경영학 등으로 확대되자 국내외 대학에서도 산업공학과를 경영학과나 수학과와 합치는 경우도 빈번하다. 최적화 이론은 빅데이터의 부상과 함께 그 근간 이론으로서의 중요성이 재발견되면서 이제는 데이터 사이언스 학과의 주요 과목이 됐다. 전통적으로 응용수학의 근간은 수치 해석이었지만, 디지털 시대가 도래하자 정수론이나 조합론 또는 위상수학 같은 순수수학 분야가 응용되는 사례가 급속히 늘었다. 그래서 수학과와 응용수학과의 분리가 타당한지에 대한 논의가 활발해졌다. 국내에서도 카이스트의 수학과와 응용수학과가 통합돼 수리과학과가 된 지 꽤 됐다. 이렇게 수학의 역사에서는 세분화 뒤에 연결과 융합의 중요성이 등장하곤 했다. 그러니 수학의 가지치기는 세분화의 일방향성이 아니라 ‘모이고 흩어지기가 거듭되며 발전하는’ 이합집산에 가깝지 않을까.
  • 수백㎞ 밖 방사능 탐지 기술 개발

    수백㎞ 밖 방사능 탐지 기술 개발

    수십에서 수백㎞ 떨어진 곳에서 발생한 방사성물질을 탐지할 수 있는 기술이 최초로 개발됐다. 한국연구재단은 울산과학기술원(UNIST) 물리학과 최은미 교수 연구팀이 고출력 전자기파를 이용해 원거리에서도 방사성물질을 실시간으로 탐지할 수 있는 기법을 실험적으로 증명했다고 16일 밝혔다.연구팀은 가시광선, 적외선, 자외선, 엑스선 등 전자기적 과정에 방사되는 에너지인 ‘전자기파’를 발생시키는 장치를 개발해 방사성물질 주변에 쪼였다. 이어 방사성물질로부터 나오는 플라스마 생성 시간을 분석해 방사성물질의 유무를 파악했다. 이는 방사성물질로부터 방출된 고에너지 감마선, 알파선 등이 계수기에 도달하는 시간을 측정해 분석하는 기존의 방사능 탐지 기술인 가이거 계수기와 다르다. 기존의 가이거 계수기는 탐지 거리를 늘리는 데 한계가 있었다. 하지만 원거리까지 방사할 수 있는 전자기파를 이용하면 수십∼수백㎞ 거리에서도 방사능을 탐지할 수 있다. 또 기존 이론에서 예측한 것보다 민감도가 4800배 높아 극소량의 방사성물질도 찾아낼 수 있다. 이런 탐지 방식은 2010년 미국 메릴랜드대학에서 이론적으로 처음 제안했지만, 실험적으로 증명한 것은 처음이다. 원거리에서도 방사능 유출, 핵무기 개발, 핵무기 테러 등 방사능 비상사태에 신속하게 대응할 수 있을 것으로 기대된다. 최 교수는 “로봇도 접근하기 어려운 일본 후쿠시마와 같은 고방사성 환경에서의 탐지, 방사성물질을 이용한 테러활동 감시, 원전 비상사태 등에 적용할 수 있을 것”이라고 말했다. 이번 연구 성과는 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 9일 자에 실렸다. 울산 박정훈 기자 jhp@seoul.co.kr
  • [과학계는 지금]

    ●만성 신장병 치료 프로바이오틱스 개발 한국식품연구원(원장 박용곤) 장내미생물연구단과 가톨릭관동대 국제성모병원 신장내과 공동연구팀은 만성 신장질환 치료용 프로바이오틱스 개발에 성공했다고 16일 밝혔다. 만성 신장질환은 동맥경화와 혈관 석회화를 유발하기 때문에 칼슘(Ca)과 인(P) 성분 조절이 필요한데 연구팀은 혈액 내 인 조절기능이 탁월한 프로바이오틱스를 선별해 동물실험한 결과 효능을 확인했다. 이번에 개발된 물질은 혈중 인 농도를 22.3%, 요독증 유발 물질을 39.5% 낮추는 것으로 밝혀졌다. ●은하 진화 밝힐 해파리형 은하 발견 한국천문연구원(원장 한인우) 신윤경 박사팀이 참여한 국제공동연구진은 지구로부터 약 11억 광년 떨어진 곳에 위치한 거대은하단에서 해파리 은하를 발견하고 천문학 분야 국제학술지 ‘천체물리학 저널 레터스’ 최신호에 발표했다. 나선형 은하가 아니라 타원 형태의 은하에서 가스의 꼬리가 나온 형태의 해파리 은하가 발견된 것은 이번이 처음이다. 연구팀은 칠레 VLT 8.2m급 망원경에 장착된 3차원 분광관측기기를 활용했다. 이번 발견은 은하 주변 환경이 은하의 진화 과정에 미치는 영향을 밝혀내는 데 도움을 줄 것으로 예상된다. ●UNIST-헬름홀츠 공동연구센터 설립 울산과학기술원(UNIST·총장 정무영)이 독일 헬름홀츠 율리히 연구소와 공동연구센터를 설립했다고 16일 밝혔다. UNIST는 16일 ‘UNIST-헬름홀츠 율리히 미래에너지 혁신 연구센터’ 개소식을 갖고 산업화가 가능한 수준의 차세대 에너지 원천기술 공동개발에 나선다. 이번 공동연구센터 개소로 UNIST는 독일 3대 연구기관인 헬름홀츠, 막스플랑크, 프라운호퍼 연구회와 공동연구센터를 모두 구축한 유일한 국내 대학이 됐다.
  • [IT 신트렌드] 양자컴퓨터의 현재와 미래/추형석 소프트웨어정책연구소 선임연구원

    [IT 신트렌드] 양자컴퓨터의 현재와 미래/추형석 소프트웨어정책연구소 선임연구원

    양자컴퓨터는 미시세계의 물리 현상을 표현하는 양자역학에 기반한 차세대 계산 장치다. 양자컴퓨터의 가능성은 1982년 노벨 물리학상 수상자로 유명한 미국의 물리학자 리처드 파인먼이 처음으로 제안했다. 그로부터 35년이 흐른 지금, 양자컴퓨터의 일부가 구현됐으나 상용화까지는 아직 커다란 숙제로 남아 있다. 현대 컴퓨터의 성능은 몇 년 안에 공정상의 물리적 한계로 인해 성능 발전의 정체기가 도래할 것이라고 한다. 이러한 이유로 양자컴퓨터를 비롯한 차세대 컴퓨터 기술이 우리가 지향해야 할 미래기술로 다시 조명받고 있다. 양자컴퓨터의 특성은 정보를 저장하는 단위로부터 설명할 수 있다. 현대의 컴퓨터는 0과 1로 이루어진 ‘비트’가 단위이다. 반면 양자컴퓨터는 00, 01, 10, 11과 같이 두 개의 이진수로 정보 저장이 가능하고 3개 이상의 이진수로도 표현할 수 있다. 이것이 ‘큐비트’라는 단위인데, 정보 저장과 처리의 관점에서 기존의 컴퓨터 대비 곱절 이상의 효율을 달성할 수 있다는 것이다. 양자컴퓨터의 대표적인 적용 분야는 소인수분해이다. 소인수분해를 계산하기 위한 컴퓨터 알고리즘은 우리가 중학교 때 배웠던 방식과 크게 다르지 않다. 소수를 일일이 대입해 보고 나눠지는지를 판단하는 작업의 반복이기 때문에 상당한 계산 능력을 요구한다. 실제로 193자리의 수를 소인수분해하는 데에 80개의 연산처리장치(CPU)를 사용해 5개월이나 걸렸다. 양자컴퓨터를 활용한 소인수분해 알고리즘은 1994년 처음으로 소개됐는데, 계산에 소요되는 시간을 수백분의1로 줄일 수 있다는 것을 이론적으로 증명했다. 양자컴퓨터가 상용화되면 소수 기반의 암호체계가 모두 무용지물이 될 것이라는 우려는 바로 이러한 알고리즘 때문이다. 지금까지 양자컴퓨터가 소인수분해에 성공한 가장 큰 수는 2014년의 ‘56153’이었다. 더 큰 수의 해석은 아직 이뤄지지 못했다. 이 사실을 보면 양자컴퓨터 기술은 아직 갈 길이 멀다. 양자컴퓨터의 양자적 특성은 외부환경에 매우 민감하고 극저온 환경에서 동작하기 때문에 현실과 과학기술의 장벽이 여전히 높은 분야이다. 우리나라에서도 양자컴퓨터에 대해 적극적인 관심을 갖고 지원하고 있다. 기초과학연구원에서는 양자컴퓨터의 원천기술 확보를 위한 연구를 진행 중이고 미래창조과학부도 올해 업무계획에서 양자컴퓨터 연구개발 지원을 언급했다. 여기서 우리가 추가적으로 지향해야 할 방향은 양자컴퓨터의 소프트웨어 기술이다. 양자컴퓨터상에서의 코딩은 큐비트를 다뤄야 하기 때문에 일반적인 코딩과 그 범주를 달리한다. 원천기술 확보와 더불어 양자컴퓨터 시대에 대비한 소프트웨어 기술 육성이 중요한 이유다.
  • [남순건의 과학의 눈] 인간의 뇌를 다시 생각한다

    [남순건의 과학의 눈] 인간의 뇌를 다시 생각한다

    지난 수십년 동안 인간 사회 발전에 컴퓨터가 기여한 바는 지대하다. 커다란 방 크기의 컴퓨터가 지니고 있던 능력을 뛰어넘는 스마트폰이 이제 거의 모든 사람의 삶의 중심에 있다 해도 과언이 아니다. 나아가 여러 장치가 서로 연결된 4차 산업혁명, 빅데이터에 의한 인공지능 등 하루가 다르게 새로운 발전이 있을 것 같다.그런데 컴퓨터의 하드웨어적 한계는 예정돼 있다. 비트라 불리는 0과 1을 다루는 매우 간단한 연산자들의 집적으로 이루어져 있는 하드웨어 소자는 이제 거의 원자 크기에 근접할 정도로 작아졌다. 원자의 세계를 지배하는 양자역학에 따르면 이런 고전적 튜링 방식의 연산은 더이상 발전할 수 없다.기존 컴퓨터에 대한 대안은 무엇이 있을까. 물리학자들은 오래전부터 양자컴퓨터라는 완전히 새로운 방식의 컴퓨터를 꿈꿔 왔다. 양자물리학의 세계에서는 0과 1의 분명한 구분이 없고 0과 1의 값을 가질 확률만이 의미가 있는 것이다. 이런 확률적 최소 단위를 큐비트라 부른다. 작은 자석처럼 행동하는 원자를 활용하면 큐비트를 구현할 수 있다. 큐비트가 2개 있으면 2의 제곱만큼 많은 정보가 있게 되고 큐비트의 수가 커짐에 따라 정보량이 기하급수적으로 많아지게 된다. 원자 20개만 있어도 20배가 아닌 백만배로 커진다. 따라서 50큐비트만 있더라도 기존 컴퓨터의 능력을 이미 상회하고 300큐비트만 있으면 우주 전체의 원자수보다도 큰 정보를 다룰 수 있게 된다는 말이다. 양자컴퓨터는 대규모 데이터 검색이나 나노물질의 디자인 등에 탁월한 능력을 보일 것으로 예측되고 있다. 소인수분해는 자릿수가 커지면 기하급수적으로 하기 어려워진다. 232자리를 가진 수를 소인수분해 하려면 현재로선 기존 컴퓨터 수백대를 2년 동안 돌려야 한다. 그렇기 때문에 소인수분해는 컴퓨터의 암호화에 활용되고 있다. 그러면 현재 실제 작동하는 양자컴퓨터는 어디까지 발전했을까. 2012년 4개의 큐비트를 가진 양자컴퓨터는 15를 3과 5로 소인수분해 했다. 5년이 지난 지금은 이보다 낫지만 기존의 컴퓨터를 뛰어넘는 계산 능력은 아직 발휘하지 못하고 있다. 또 외부 온도가 높아지면 에러가 나기 때문에 섭씨 영하 270도 이하의 극저온에 장치를 넣어야 하는 문제도 안고 있다. 기본적으로 원자나 광자 하나를 제어할 정도로 정밀함이 필요하기 때문에 장치의 크기도 훨씬 크고 복잡하다. 상업적으로 나와 있는 것들은 아직 본격적 양자컴퓨터라 부르기엔 이르다. 이런 문제를 곰곰이 생각하고 있는 나의 뇌를 떠올려 보면 훨씬 작고 다양한 기능을 수행하는 컴퓨터는 얼마든지 가능해 보인다. 물론 단순하게 빠른 계산에서는 컴퓨터보다 느릴지 모르나 서번트 증후군이 있는 레인맨 같은 사례를 보면 인간의 뇌에는 아직 활용되지 않는 부분이 있을 것이다. 뇌가 과연 양자컴퓨터일까. ‘황제의 새 마음’이란 책을 낸 천재 수리물리학자 로저 펜로즈는 ‘마이크로 튜블’이라는 새로운 단백질 구조가 뇌를 양자컴퓨터로 만들고 인간의 자의식을 만들어 낸다고 주장한 바 있다. 물론 그의 주장은 잘 받아들여지지 않았다. 양자컴퓨터란 외부의 잡음이 차폐돼야 하는데 인간의 체온은 양자컴퓨터를 유지하기에는 너무 높다는 지적도 있다. 그럼에도 불구하고 최근 매우 재미있는 연구 결과를 매슈 피셔라는 이론물리학자가 발표했다. 그는 안정제로 사용되는 리튬이 화학적으로는 동일한 동위원소에 따라 결과가 전혀 다르게 나온 1986년의 쥐에 대한 실험 결과를 유심히 살펴본 뒤 리튬 핵의 자성이 뇌에 영향을 미칠 수 있는 가능성에 착안, 뇌 속 인(P)에 의한 양자컴퓨터의 가능성을 제안하게 됐다. 정신과에서 사용하는 약이 어떤 메커니즘으로 작용하는지 전혀 모르면서 사용되고 있는 현실에 새로운 빛을 던지고 궁극적으로 뇌에 대해 이해하게 하는 한편 인간의 뇌를 닮은 컴퓨터를 상상하게 만드는 재미있는 연구 결과다. 과학은 항상 경이로움을 준다.
  • 리들리 스콧, “외계인과 만남, 비극적 종말 가능성 커”

    리들리 스콧, “외계인과 만남, 비극적 종말 가능성 커”

    공포와 SF를 믹스한 영화로 인기몰이를 하고 있는 영화감독 리들리 스콧이 최근 한 인터뷰에서 호전적인 외계인이 지구를 침공한다면 공상 과학소설을 능가하는 참사가 벌어질 수도 있다는 섬뜩한 전망을 내놓았다. '마션'을 감독하기도 한 스콧의 주장에 따르면, 수백 종의 외계인들이 '먼 우주 어느 곳'에 존재하는데, 지구인들은 그들의 침공에 대비해야 할 필요가 있다고 한다. 그러나 한 과학자는 호전적인 외계인에 관한 그 같은 스콧의 주장은 아무런 근거가 없는 것이라고 반박했다. 리들리 스콧은 AFP와의 인터뷰에서 오는 19일(현지시간) 미국에서 개봉될 예정인 그의 최근작 '에이리언: 커버넌트'에 관해 설명하면서 우리보다 '우월한 존재'인 외계인에 관한 자신의 생각을 밝혔다. 만약 성간 여행을 할 수 있는 외계인이 지구에 도래한다면 그들은 틀림없이 기술적으로 우리보다 월등할 것이며, 아주 호전적일 가능성이 높다고 스콧은 경고했다. 그는 또한 만약 인류가 그들과 맞서 싸운다면 헐리우드 영화와는 달리 승리자가 되기는 어려울 것이라고 전망했다. 스콧은 "만약 당신이 어리석게도 그들에게 도전한다면 3초 내에 제거되고 말 것"이라면서 "우주에는 100에서 200개 정도의 고도로 발달된 문명의 행성들이 존재하는데, 이들은 우리와 비슷한 진화과정을 밟았지만, 우리보다 월등한 수준에 도달해 우리는 결코 그들의 상대가 되지 못할 것"이라고 말했다. 비록 스콧이 숙련된 SF 영화감독이긴 하지만, 그 역시 대본 개작 전문가의 도움을 받고 있다. 외계 지성체를 찾는 프로젝트를 진행 하는 SETI 연구소의 천문학자인 세트 쇼스택에 따르면, 스콧이 주장하는 외계문명의 수는 전혀 입증되지 않은 사실이라고 밝혔다. "외계문명이 몇 개나 되는지에 관해서 우리는 아무런 정보도 갖고 있지 못합니다." 사실 우주에 존재하는 은하와 행성의 개수를 생각하면 상당한 수의 외계문명이 존재할 확률이 얻어진다는 것은 널리 알려진 사실이다. 우리은하에만 해도 1조 개의 행성이 있는데, 우주에는 은하가 2000억 개나 있다. 여기에서 '페르미의 역설'이 나온다. 이탈리아의 천재 물리학자로 노벨 상을 받은 엔리코 페르미는 1950년 4명의 물리학자들과 식사를 하던 중 우연히 외계인에 대한 얘기를 하게 되었는데, 그들은 우주의 나이와 크기에 비추어볼 때 외계인들이 존재할 것이라는 데 의견 일치를 보았다. 그러자 페르미는 그 자리에서 방정식을 계산해 무려 100만 개의 문명이 우주에 존재해야 한다는 계산서를 내놓았다. 그런데 수많은 외계문명이 존재한다면 어째서 인류 앞에 외계인이 나타나지 않았는가 라면서,"대체 그들은 어디 있는 거야?"라는 질문을 던졌는데, 이를 '페르미 역설'이라고 한다. 어쨌든 스콧의 경고는 좀 오버한 감이 있긴 하지만, 한 가지 점만은 정곡을 찔렀다고 쇼스택은 설명한다. 만약 외계인이 성간여행을 할 수 있는 우주선을 만들어 우리 지구까지 올 수 있다면, 우리 인류보다 기술적으로 훨씬 우원한 존재들일 거라는 사실이다. 어느 날 갑자기 외계인들의 우주선이 지구 상공에 나타난다면 스콧이 말한 대로 인류는 결코 그들의 상대가 되지 못할 거라고 쇼스택은 인정했다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com
  • 소화하기 쉬운 일상 속 과학

    소화하기 쉬운 일상 속 과학

    사이언스 브런치/이종필 지음/글항아리/364쪽/1만 5000원물리학 박사인 저자가 정치, 문화, 스포츠 등 각 분야에서 우리의 일상 속 과학을 알기 쉽게 설명한다. 대통령 후보에 대한 지지층의 변화를 과학적 원리로 살펴보고 요즘 드라마에서 유행하는 타임 슬립을 과거의 내가 다른 선택을 해서 다른 시공간에 살고 있다는 가설의 평행 우주와 양자역학 이론으로 설명한다. 또한 프로야구에서 4할대 타자가 나오지 않고 3할대에서 멈추는 이유를 상향 평준화에 의한 변이의 감소라는 진화론으로 설명한다. 모든 선수의 실력이 상승하면서 그만큼 독보적인 기록이 나올 확률이 줄어들었다는 것이다. 이은주 기자 erin@seoul.co.kr
  • 박인배 전 세종문화회관 사장 별세

    박인배 전 세종문화회관 사장 별세

    연극연출가 박인배 전 세종문화회관 사장이 3일 뇌경색으로 별세했다. 64세.부산 출신인 고인은 서울 경복고와 서울대 물리학과를 졸업했다. 대학 시절 우연히 연극에 출연한 것을 계기로 연극과 인연을 맺었다. 대학 시절 학생회 간부로 학생운동을 하다 1975년 긴급조치 위반 등으로 세 차례 구속됐다. 법원은 지난해 재심에서 고인의 긴급조치 위반 혐의에 대해 무죄를 선고했다. 1980년대 초반 노동 현장에서 연극반 지도를 하며 민중문화운동을 시작한 고인은 1988년 극단 ‘현장’을 창단해 대표와 예술감독으로 활동했다. 연출작으로 노래판굿 ‘꽃다지’, 노래극 ‘노동의 새벽’ 등이 있다. 고인은 한국문화예술진흥원 이사, 한국민족예술인총연합 기획실장·사무총장·상임이사, 한국민족극운동협회 이사장 등을 거쳐 2012년부터 3년간 세종문화회관 사장을 지냈다. 유족으로는 부인인 연극평론가 이영미 성공회대 교수가 있다. 빈소는 서울 신촌 세브란스 연세장례식장 6호실에 마련됐다. 발인은 5일 오전 8시. (02)2227-7566. 조희선 기자 hsncho@seoul.co.kr
  • 238년 묵은 미스터리 ‘고리 성운’ 발견자 밝혀졌다

    238년 묵은 미스터리 ‘고리 성운’ 발견자 밝혀졌다

    밤하늘의 유명 천체 고리성운의 발견자가 18세기 혜성 사냥꾼 샤를 메시에임이 밝혀졌다고 2일(현지시간) 우주전문 사이트 스페이스닷컴이 보도했다. 메시에 57 또는 NGC 6720으로 불리는 이 유명한 성운은 지금까지 천문학사에서는 18세기 프랑스의 천문학자 앙투안 다르키에르가 발견한 것으로 나와 있다. 어쨌든 천문학자 도널드 올슨, 텍사스 주립대의 한 물리학자, 이탈리아의 조반니 마리아가 메시에와 다르키에르의 관측기록을 검토해본 결과 238년 만에 작은 차이점 하나를 밝혀냈다. 연구자들은 1779년 1월 31일자 메시에 관측 노트에 보데의 혜성 경로 가까이에서 '작은 빛뭉치' 하나를 발견했다는 기록이 있는 것을 찾아냈다. "오늘 아침 혜성을 거문고자리 베타(β) 별과 비교해 보던 중 망원경 시야에 작은 빛뭉치 하나가 떠 있는 걸 보았다. 둥근 형태를 한 이 빛뭉치는 거문고자리 베타별과 감마별 사이에 있었다." 새 연구는 이 둥근 빛뭉치가 1779년 2월에 다르키에르가 발견한 성운과 같은 것이라고 밝혔다. 그러나 메시에가 고리성운을 최초로 본 사람이지만 역사는 다르키에르가 고리성운의 발견자로 기록하고 있다. 왜냐하면 '메시에 목록'의 M57 항목에서 메시에는 "툴루즈의 다르키에르가 보데의 혜성을 관측하던 중 그 성운을 발견했다"고 써놓았기 때문이다. 바로 이 기록 때문에 고리성운의 최초 발견자가 메시에가 아닌 다르키에르로 역사에 기록되게 된 것이라고 연구자들은 밝혔다. 다르키에르는 1779년 9월 자신의 관측기록을 편지와 함께 메시에에게 보냈는데, 여기서도 다르키에르가 고리성운의 최초 발견자가 아니라는 사실을 확인할 수 있다. 다르키에르는 "2월 둘쨋 주 이전에는 보데의 혜성 경로 주변을 관측하지 않았다"고 쓰여 있다. 다르키에르가 거문고자리의 베타별과 감마별 사이 구역을 관측하기 시작한 것은 메시에의 혜성 관측기를 읽은 이후의 일이었다고 새 연구는 밝히고 있다. 고리성운은 '메시에 목록'에 올라 있는 심우주 천체 110개 중 하나인 M57을 가리킨다. 메시에 목록은 18세기 프랑스 천문학자이자 혜성 사냥꾼인 샤를 메시에가 혜성을 발견하는 데 혼란을 주는 천체들을 정리한 목록으로, 메시에는 이 목록 하나로 천문학사에 길이 이름을 남기게 되었다. 후대 천문가들은 모두 이 목록에 의지해 천체관측을 했기 때문이다. 고리성운은 지구로부터 약 2000광년 떨어진 거문고자리의 행성상 성운으로, 지름이 1광년에 이른다. 우리 태양 같은 중간치 크기 별이 생애의 마지막에 폭발하면 저런 행성상 성운을 만들게 된다. 천체관측에 입문한 사람 치고 이 고리성운을 보지 않은 이가 없을 정도로 별지기들에게 사랑받는 관측대상이다. 이와 관련된 새 연구는 '하늘과 망원경' 7월호에 발표될 예정이다. -------------------------- 1. 2. 3. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com
  • 다른 우주엔 또다른 내가 살고 있을까

    다른 우주엔 또다른 내가 살고 있을까

    1993년 개봉한 로맨스 코미디 ‘사랑의 블랙홀’, 톰 크루즈 주연의 ‘엣지 오브 투모로우’(2014), SF 최초로 1000만 관객을 돌파한 ‘인터스텔라’(2014), 그리고 마블 만화를 원작으로 한 ‘닥터 스트레인지’(2016)의 공통점은 무엇일까.우선 ‘영화’라는 점, 그리고 우리가 살고 있는 우주와는 다른 차원의 우주가 존재할 수 있다는 ‘평행우주론’을 다룬다는 것이다. 평행우주론은 과거를 바꾸면 현재의 상황이 일어나지 않는 ‘시간여행의 역설’이 발생하지 않기 때문에 SF에서 선호하는 과학 주제다. 영화 ‘백 투 더 퓨처’에서 과거로 간 주인공에게 젊은 시절 어머니가 사랑을 느끼기 시작하자 이를 피하기 위해 고군분투하는 모습은 시간여행의 역설을 잘 묘사한다. 만약 어머니가 주인공을 사랑하게 된다면 자신은 존재할 수 없는 논리적 오류에 빠진다. 평행우주론에서는 과거로 돌아가 어떤 영향을 줬다고 하더라도 그 우주와 관계 없는 우주가 평행으로 진행되기 때문에 이런 오류가 성립하지 않는다. 2000년대 들어 과학계는 평행우주를 다양한 다중우주가설로 재정립하고 있다. 브라이언 그린 미국 컬럼비아대 수학·물리학과 교수의 ‘멀티 유니버스’, 리사 랜들 하버드대 물리학과 교수의 ‘숨겨진 우주’ 등의 책으로 대중에 알려졌다. 최근에는 다중우주론의 거장 맥스 테그마크 MIT 물리학과 교수의 ‘우리의 수학적 우주’라는 책이 번역되면서 다중우주에 대한 대중의 관심이 높아지고 있다.●테그마크 교수 4단계 분류법 유명 아직 관측되지 않았기 때문에 학자들마다 예측하는 다중우주의 구조는 다르다. 일반적으로 평행우주와 다중우주를 섞어 쓰지만, 엄격하게 구분하자면 평행우주는 다중우주의 하위 개념에 속한다. 실제로 다중우주에 관한 가설들은 매우 다양하다. 이 때문에 이들을 체계적으로 분류하려는 노력이 있었는데 현재 가장 널리 알려진 분류법은 바로 테그마크 교수가 2003년 1월 ‘평행우주’라는 논문을 통해 제안한 4단계 분류법이다. 1단계는 관측 범위 밖에 독립 우주들이 존재하며 우리는 각각의 우주를 관측하지 못하고 있다는 개념이다. 개별 우주에서 적용되는 물리법칙들은 현재 우리가 알고 있는 것과 같다. 2단계는 인플레이션 우주론과 관계된 것으로 우리 우주와는 전혀 다른 물리법칙이 적용되는 우주들이 있다는 것이다. 끈이론과 관련한 다중우주이론이 여기에 속한다. 3단계 다중우주는 양자역학적 다중우주론이다. ‘슈뢰딩거의 고양이’ 역설처럼 확률론적 결정에 따라 무수히 많은 우주들이 존재할 수 있다는 가설로 우리는 여러 가지 우주 중 단 하나의 우주만 보고 있을 뿐이라는 설명이다. 4단계는 테그마크 교수의 독자적 아이디어로 수학 속에서 존재하는 우주다. 물질을 구성하는 입자와 입자가 만들어 내는 장(field)을 방정식과 함수로 표현할 수 있으므로 ‘물리적 우주와 수학은 같다’고 주장한다. 3단계 다중우주까지는 많은 학자들이 동의하고 있지만 4단계 다중우주론에 대해서는 이견이 있다. 남순건 경희대 물리학과 교수는 “영화나 소설에서 나오는 다중우주는 상상력의 산물”이라며 “양자역학적 평행우주론의 경우 확률에 의해 순간적으로 여러 개의 우주로 갈라지는데 완전히 서로 다른 우주이기 때문에 SF에서처럼 넘나들기 힘들다”고 설명했다. ●“검증·관측 어려워 상상력의 영역” 남 교수는 “물리학자들은 4차원 시공간을 넘어선 5차원 방향에 우리가 생각지 못한 우주가 존재할 수 있다고 생각한다”며 “만약 다중우주가 있다면 이 세상에서 수행하는 각종 실험 연구 결과에도 영향을 미칠 수 있기 때문에 연구자들이 다중우주론에 관심을 갖는 것”이라고 말했다. 그러나 일부에서는 ‘관측할 수 없는 것이 존재한다고 주장하는 것은 어불성설’이라며 다중우주론을 여전히 상상력의 한 부분으로 취급하기도 한다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • 다른 우주 속에 또다른 내가 있을까?

     1993년 개봉한 로맨스 코미디 ‘사랑의 블랙홀’, 톰 크루즈 주연의 ‘엣지 오브 투모로우’(2014), SF 최초로 1000만 관객을 돌파한 ‘인터스텔라’(2014), 그리고 마블 만화를 원작으로 한 ‘닥터 스트레인지’(2016)의 공통점은 무엇일까.  물론 ‘영화’라는 점, 그리고 우리가 살고 있는 우주와는 다른 차원의 우주가 존재할 수 있다는 ‘평행우주론’을 다룬다는 것이다. 평행우주론은 현재의 상황이 일어날 수 없도록 과거를 바꿔서 발생하는 ‘시간여행의 역설’이 일어나지 않기 때문에 SF에서 선호하는 과학 주제다. 영화 ‘백 투 더 퓨처’에서 과거로 간 주인공에게 젊은 시절 어머니가 사랑을 느끼기 시작하자 이를 피하기 위해 고군분투하는 모습은 시간여행의 역설을 잘 묘사한다. 만약 어머니가 주인공을 사랑하게 된다면 자신은 존재할 수 없는 논리적 오류에 빠진다. 평행우주론에서는 과거로 돌아가 어떤 영향을 줬다고 하더라도 그 우주와 관계 없는 우주가 평행으로 진행되기 때문에 이런 오류가 성립하지 않는다.  2000년대 들어 과학계는 평행우주를 다양한 다중우주가설로 재정립하고 있다. 일반인들에게는 브라이언 그린 미국 컬럼비아대 수학·물리학과 교수의 ‘멀티 유니버스’, 리사 랜들 하버드대 물리학과 교수의 ‘숨겨진 우주’ 등의 책으로 알려졌다. 최근에는 다중우주론의 거장 맥스 테그마크 MIT 물리학과 교수의 ‘우리의 수학적 우주’라는 책이 번역되면서 다중우주에 대한 일반인들의 관심이 높아지고 있다.  아직 관측되지 않았기 때문에 학자들마다 예측하는 다중우주의 구조는 다르다. 일반적으로 평행우주와 다중우주를 섞어 쓰지만, 엄격하게 구분하자면 평행우주는 다중우주의 하위 개념에 속한다.  실제로 다중우주에 관한 가설들은 매우 다양하다. 이 때문에 이들을 체계적으로 분류하려는 노력이 있었는데 현재 가장 널리 알려진 분류법은 바로 테그마크 교수가 2003년 1월 ‘평행우주’라는 논문을 통해 제안한 4단계 분류법이다.  1단계는 관측 범위 밖에 독립 우주들이 존재하며 우리는 각각의 우주를 관측하지 못하고 있다는 개념이다. 개별 우주에서 적용되는 물리법칙들은 현재 우리가 알고 있는 것과 같다.  2단계는 인플레이션 우주론과 관계된 것으로 우리 우주와는 전혀 다른 물리법칙이 적용되는 우주들이 있다는 것이다. 끈이론과 관련한 다중우주이론이 여기에 속한다.  3단계 다중우주는 양자역학적 다중우주론이다. ‘슈뢰딩거의 고양이’ 역설처럼 확률론적 결정에 따라 무수히 많은 우주들이 존재할 수 있다는 가설로 우리는 여러 가지 우주 중 단 하나의 우주만 보고 있을 뿐이라는 설명이다.  4단계는 테그마크 교수의 독자적 아이디어로 수학 속에서 존재하는 우주다. 물질을 구성하는 입자와 입자가 만들어 내는 장(field)을 방정식과 함수로 표현할 수 있으므로 ‘물리적 우주와 수학은 같다’고 주장한다. 3단계 다중우주까지는 많은 학자들이 동의하고 있지만 4단계 다중우주론에 대해서는 이견이 있다.  남순건 경희대 물리학과 교수는 “영화나 소설에서 나오는 다중우주는 상상력의 산물”이라며 “양자역학적 평행우주론의 경우 확률에 의해 순간적으로 여러 개의 우주로 갈라지는데 완전히 서로 다른 우주이기 때문에 SF에서처럼 넘나들기 힘들다”고 설명했다. 남 교수는 “물리학자들은 4차원 시공간을 넘어선 5차원 방향에 우리가 생각지 못한 우주가 존재할 수 있다고 생각한다”며 “만약 다중우주가 있다면 이 세상에서 수행하는 각종 실험 연구 결과에도 영향을 미칠 수 있기 때문에 연구자들이 다중우주론에 관심을 갖는 것”이라고 말했다.  그러나 일부에서는 ‘관측할 수 없는 것이 존재한다고 주장하는 것은 어불성설’이라며 다중우주론을 여전히 상상력의 한 부분으로 취급하기도 한다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • 지구상 모든 포유류의 볼일 보는 시간은 평균 12초(연구)

    지구상 모든 포유류의 볼일 보는 시간은 평균 12초(연구)

    야생이든 길들었든 작든 크든 간에 모든 포유동물은 배변을 봐야 한다. 그런데 작은 고양이부터 커다란 코끼리까지, 심지어 인간도 한 번 배변하는데 걸리는 시간은 평균 12초라는 연구 결과가 나왔다. 26일(현지시간) 뉴사이언티스트에 따르면, 미국 조지아공대 연구진이 위와 같은 이색 연구 결과를 국제 학술지 ‘연성물질 저널’(Journal Soft Matter) 최신호에 발표했다. 배설물의 유체역학을 조사 중인 이들 연구자는 모든 포유류가 점액층을 이용해 대장 속 배설물을 신속하게 배출할 수 있는 것을 발견했다. 연구진은 대변 배설에 관한 물리학은 여전히 자세히 알려지지 않은 분야라고 설명했다. 이에 따라 연구진은 미국 애틀랜타 동물원을 통해 코끼리와 대왕판다, 그리고 혹멧돼지와 같은 다양한 생물종을 관찰했다. 이때 연구원 중 한 명이 키우는 반려견 한 마리도 이번 실험에 참여했다. 또 연구진은 동물들의 평균 배변 시간을 비교하기 위해 동영상 사이트 유튜브에 올라온 여러 영상을 관찰했다. 이를 통해 23종에 달하는 동물의 배변 시간을 분석할 수 있었다. 이런 과정에서 연구진은 직장의 지름과 배설물의 길이 사이의 비율 등 여러 지속적인 인자를 밝혀냈다. 또한 동물들은 일반적으로 비슷하게 낮은 수준의 압력을 가해 스스로 배변하며, 모든 포유류에게서 발견되는 점액층은 배설에 중요한 역할을 한다는 것도 발견했다. 연구진은 연구논문에서 “고양이부터 코끼리까지 직장의 길이는 4~40㎝까지로 차이가 있지만 모든 포유류는 12±7초라는 거의 일정한 시간 안에 볼일을 봤다”고 밝혔다. 또한 “우리는 이 놀라운 경향을 마치 썰매를 타고 미끄러지는 것처럼 배설물이 점액층에 의해 대장을 따라 미끄러지는 것을 모형화를 통해 확인했다”고 말했다. 그렇다면 왜 동물들의 배변 시간은 신속한 것일까. 연구에 참여한 퍼트리샤 양 박사과정 연구원은 “배설물 냄새는 동물에게 있어 위험한 포식자를 끌어들인다”면서 “볼일을 보기 위해 더 오래 머물게 되면 자신을 드러내 포식자에게 발견될 위험이 크다”고 말했다. 이번 연구에서는 배변 시간 측정 외에도 대변의 밀도도 분석했다. 34종의 동물원 동물은 섭취한 먹이에 따라 물에 뜨거나 가라앉는 대변을 보는 것으로 나타났다. 이때 코끼리와 판다같이 섬유질이 많은 먹이를 먹는 초식동물은 곰과 호랑이같이 털과 뼈를 함께 먹게 되는 육식동물보다 더 가벼운 대변을 보는 것으로 확인됐다. 사진=ⓒ Click Images / Fotolia 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr
  • 태양이 빚어낸 빛… 빛으로 빚어낸 색… ‘공존’의 스펙트럼

    태양이 빚어낸 빛… 빛으로 빚어낸 색… ‘공존’의 스펙트럼

    지난해 10월부터 올해 2월까지 삼성미술관 리움에서 대규모 개인전을 가진 세계적인 작가 올라푸르 엘리아손(50)이 2개월 만에 신작과 함께 한국 팬들과 만난다.●세계적 설치미술가 2개월 만에 또 개인전 아이슬란드계 덴마크 출신의 작가 엘리아손은 자연현상에 주목하며 수학과 과학, 건축 등 다른 분야와 융합한 다양한 설치작업을 선보여 왔다. 서울 종로구 삼청동 PKM 갤러리에서 열리고 있는 개인전 ‘공존을 위한 모델들’에서 엘리아손은 빛과 거울 이미지, 색의 변화와 반사를 이용한 ‘태양의 중심 탐험’을 선보이고 있다. 이번 전시는 PKM 갤러리에서 갖는 네 번째 개인전이다. 1층 메인 홀에 걸린 작품은 천장과 바닥, 사방의 벽면에 반사돼 환상적인 공간을 연출한다. 옥상에 설치된 태양광 패널을 통해 태양에너지를 받고 그에 연결된 케이블에서 생산되는 전기에 의한 광선과 그림자의 스펙트럼을 보여 주는 작품이다. 빛의 강도는 햇빛의 양에 따라 달라진다. 기존 태양광 패널에 유리를 합성한 태양광 패널은 덴마크의 물리학자와 협업해 만든 것으로 기존 패널보다 태양광을 더욱 효율적으로 받아들인다.●태양광 패널에 유리 덧댄 ‘색의 향연’ 단단한 유리구슬들을 한데 모아 지름 약 230㎝의 커다란 원을 이룬 ‘시각적 조정’도 빛과 이미지의 반사를 이용한 작품이다. 스테인리스 파이프가 전체 지름 2m의 고리구조를 이루는 ‘끊임없는 도넛’은 무한반복의 아름다움을 보여 준다. 15가지 색의 패턴 마루를 조합한 ‘해변의 조약돌들’은 시각적 유희를 통해 관람객들의 패턴 질서에 대한 즉각적 이해를 지연시키는 작품이다. 별관에 전시된 ‘색채 실험’(2010년 작)은 나노 단위로 빛을 쪼개 볼 수 있는 도구를 이용해 눈으로는 볼 수 없는 낮의 색을 표현했다. 작가는 “예술이란 눈에 보이는 오브제들을 비물질화하는 것”이라며 “덧없이 사라지는 빛과 거울 이미지가 바로 그런 비물질적 요소를 갖고 있기 때문에 특별히 관심을 두고 있다”고 설명했다. 한편 엘리아손은 ‘그린 라이트’라는 작품으로 5월 개막하는 베니스 비엔날레 본전시에도 참여한다. 작가는 유럽과 전 세계가 겪고 있는 난민 문제를 다룬 작품이라고 소개했다. 전시는 6월 20일까지. 글 사진 함혜리 선임기자 lotus@seoul.co.kr
  • “시간 낭비하는 삶? 사소한 순간에도 의미는 있다”

    “시간 낭비하는 삶? 사소한 순간에도 의미는 있다”

    사건의 진실, 타인의 진심은 결코 100% 해독될 수 없다. 하지만 해독되지 않는다고 해서 무의미한 것은 아니다. 진실과 진심에 가닿으려는 노력은 매번 미끄러지고 어긋나지만 문을 두드리는 행위 그 자체만으로도 우리 삶은 전과 후로 극명하게 나뉜다.소설가 손보미(37)의 첫 장편 ‘디어 랄프 로렌’(문학동네)은 이런 불가해하지만 의미 있는 여정을 보여 주는 작품이다. 뉴욕대 물리학과 대학원생인 종수는 인생의 탄탄대로에서 무참하게 나가떨어진 참이다. 그의 지도교수가 학교에서 나가 줄 것을 통보한 것. 그는 ‘이제 내 방의 문을 두드릴 사람은 아무도 없을 거라는 생각’에 스스로를 유폐한다. 그때 고교 시절 친구인 수영이 몇 년 전 보낸 청첩장을 우연히 발견하면서 그는 질문 하나를 품고 새로운 목표에 골몰한다.10년 전 수영은 ‘머리부터 발끝까지 랄프 로렌으로 꾸미고 싶어’ 하던 여고생이었다. 하지만 랄프 로렌은 시계를 만들지 않았던 것. 수영은 랄프 로렌에게 시계를 만들어 달라는 편지를 보낼 거라며 종수에게 번역을 요청한다. 10년 뒤 처음으로 정상적인 인생 진로에서 탈락한 종수는 랄프 로렌이 왜 시계를 만들지 않았는지 알아 내기 위해 랄프 로렌이 남긴 기록과 주변 인물들의 증언을 채집해 나간다. 제목에서, 소설의 시작에서 독자들은 언뜻 1990~2000년대 유행했던 ‘폴로’의 창업주 랄프 로렌에 대한 문화사적 의미를 기대할 법하다. 하지만 소설은 이 예상을 보기 좋게 배반(?)한 채 종수가 만나는 ‘보통 사람’들, 그들의 삶의 순간순간들이 엮어 낸 매혹적인 서사로 솜씨 좋게 독자들을 이끈다. 랄프 로렌이 구두닦이 소년이던 시절 그를 데려와 키운 시계공 조셉 프랭클, 조셉 프랭클의 오랜 이웃이던 백네 살 할머니 레이철 잭슨, 잭슨 여사를 돌봐 주는 입주 간호사 섀넌 헤이스 등 ‘랄프 로렌’을 매개로 한 연결고리라 생각했던 인물들은 불현듯 주인공이 된다. 우리는 이 예상치 못한 주인공들의 목소리에 어느새 골똘히 귀를 기울이게 된다. 어찌 보면 ‘거대한 시간낭비’이자 ‘쓸데없는 짓’인 이 작업엔 어떤 의미가 있는 걸까. 작가는 “소설의 주인공이 될 법한 극적인 삶에만 의미가 있는 것은 아니라는 걸 일러주고 싶었다”고 했다. “우리는 다들 매일 의미 없이 시간을 낭비하며 살아간다고 생각하잖아요. 하지만 스치는 사소한 순간순간들을 되돌아보면 살고 싶게 하고 행복을 느끼게 하는 순간들이 있어요. 반대로 슬픔과 비참을 안기는 순간들도 있고요. 특별하지도 극적이지도 않다며 가치를 부정하는 우리의 삶에 그런 귀중한 순간들이 있다는 걸 자각했으면 했어요.” 사람들의 목소리를 기록하고, 그들과 교감하며 자신의 이야기를 하게 되는 종수의 변화는 눈치채지 못할 정도로 미세하지만 드라마틱한 차이를 이룬다. ‘실패자’로 전락한 채 “이제 내 방의 문을 두드릴 사람은 온 우주에 단 한 명도 없을 것”이라고 여기던 그는 이제 타인에게 이렇게 말하는 사람이 된다. “섀넌, 이 세상의 누군가는 당신의 문을 두드리고 있을 거예요. 그냥 잘 들으려고 노력만 하면 돼요. 그냥 당신은 귀를 기울이기만 하면 돼요.”(270쪽) 그때 우리는 나의 진심도, 타인의 진심도 불현듯 건져올릴 수 있을 테다. 무용하다고 여기던 과정을 통과하며 수영의 진심을 알아채게 되는 종수처럼. 누군가의 문을 두드리는 사람은 작가 자신이기도 하다. 작가는 자신이 가장 좋아하는 미드(미국 드라마) 주인공의 말을 빌려 “소설가란 굉장히 좋은 망원경을 갖고 낯선 행성의 타인을 관찰하는 우주인”이라고 말한다. “우주인처럼 계속 낯선 행성의 사람들을 바라보고 그들의 삶의 일부를 글로 옮기는 직업이 소설가가 아닐까 싶어요. 그들의 표정에 마음 아파하고 안도하고 화를 내는 것, 그들의 닫힌 문을 두드리는 것이 제가 할 수 있는 최선의 행위 같아요. 소설 속 인물들이 평행우주처럼 어디선가 계속 살아가고 있길 바라면서요.” 정서린 기자 rin@seoul.co.kr
  • [유용하 기자의 사이언스 브런치] 대선 주자들이여, 과학 책 좀 보시죠

    [유용하 기자의 사이언스 브런치] 대선 주자들이여, 과학 책 좀 보시죠

    대통령을 위한 과학은 없다. 아니 대통령이 과학을 알 필요는 없다.앙겔라 메르켈 독일 총리나 버락 오바마 전 미국 대통령은 세계적으로도 무척 예외 사례다. 메르켈 총리는 물리학 박사이고 오바마 전 대통령은 의학 분야 국제학술지 ‘미국의학협회저널’과 세계적인 과학저널 ‘사이언스’에 논문과 보고서를 발표했으니까. 사실 비전문가인 대통령이 과학책 몇 권을 읽었다고 과학자만큼 전문가가 될 수는 없다. 나라 안에서 벌어지는 수많은 대소사에 관여해야 하는 대통령이 물리나 화학법칙, 수학 공식을 모른다고 흠이 된 적도 없다. 심지어 ‘백신이 자폐증의 원인’이라든지 ‘돈을 못 버는 과학은 필요없다’는 식의 반(反)과학적 이야기를 공공연히 떠드는 도널드 트럼프도 세계 최강국 대통령직을 수행하고 있다. 지난해 미국 대선 기간은 물론 대통령 취임 이후에도 트럼프는 유독 과학기술에 대한 관심을 보이지 않았다. 심지어 꾸준히 반과학적 발언들을 쏟아낸다. 세계적 과학 저널의 양대 산맥인 ‘사이언스’와 ‘네이처’는 그를 두고 “역대 미국 대통령 중 최악의 반과학적 대통령”이라고 혹평하면서 그의 과학관을 공격하고 있다. 우연찮게도 과학기술에 대한 이해도가 높은 메르켈이나 오바마의 대중적 인기는 높은 반면 트럼프는 역대 최악의 지지율을 보이고 있다. 한국의 역대 대통령들도 과학기술에 대한 관심이 높았던 이들의 인기 순위가 높은 편이다. 그런데 19대 대통령 선거일을 20일가량 남겨 둔 현재 대통령 후보들의 공약에서 과학기술 분야를 찾아보기는 쉽지 않다. 과학 이슈가 주목받지 못한다는 것은 과학기술이 국가 철학으로 확고히 자리잡고 있어서 권력의 변화에도 흔들리지 않기 때문이거나, 표에 도움이 되지 않기 때문이거나 둘 중 하나일 것이다. 우리나라는 후자에 더 가깝다. 사실 역대 대선 기간에 과학 이슈가 부각된 적이 거의 없었다는 것을 생각한다면 괜시리 흥분할 필요는 없다. 그렇지만 경제, 산업 공약인 ‘4차 산업혁명’을 과학기술 공약이라고 앞다퉈 주장하는 것을 보면 코미디를 보는 느낌이다. 세상은 하루가 멀다 하고 빠르게 변하고 있으며 국민소득 2만 달러 시대가 열린 지 10년이 훌쩍 넘도록 3만 달러의 벽을 넘지 못하고 있기 때문에 4차 산업혁명의 물결에 빨리 몸을 맡겨야 한다는 전문가들의 목소리를 별 생각 없이 앵무새처럼 반복하고 있기 때문이다. 선진국들이 이미 만들어 놓은 4차 산업혁명의 흐름에 무작정 몸을 맡겨 봐야 선진국의 뒤를 따라가는 ‘패스트 팔로어’가 될 뿐 ‘퍼스트 무버’는 될 수 없다. ‘새로운 세계, 더 나은 세계’를 꿈꾼다는 정치인들이라면 그 흐름에 올라타기만 하면 되는지, 그 방향이 맞는지에 대한 근본적 질문을 던질 수 있어야 한다. 새 대통령이 선진국으로 가는 문을 열고자 한다면 인류의 역사와 과학기술의 발전이 어떻게 상호작용을 맺어 왔고, 기초과학이 왜 중요한지에 대한 인식은 필수적이다. 그런 차원에서 5월 10일 취임하는 새 대통령에게 한 가지 부탁하고 싶은 것이 있다. “대통령이시여, 과학사 책을 좀 읽으십시오.”
  • 소원 들어주는 ‘별똥별’…혹시, 속삭임도 들어봤니?

    소원 들어주는 ‘별똥별’…혹시, 속삭임도 들어봤니?

    별똥별 떨어질 때 금속성 소리 단순 환청 아닌 극저주파 진동 “전자기파·대기 마찰 현상 때문” ‘음파 전환’ 가설이 가장 설득력 日은 인공 별똥별 프로젝트 진행“별똥별이 떨어지는 순간에/ 내가 너를 생각하는 줄/ 넌 모르지/ 떨어지는 별똥별을 바라보는 순간에/ 내가 너의 눈물을 생각하는 줄/ 넌 모르지 /내가 너의 눈물이 되어 떨어지는 줄/ 넌 모르지” (정호승 시인의 ‘별똥별’) 별똥별(유성)은 각종 문학작품이나 예술작품에서 다양하게 쓰인다. 시인 정호승은 별똥별이 떨어질 때 ‘너’를 그리고, 알퐁스 도데는 소설 ‘별’에서 유성으로 순수한 사랑을 지킨다. 별똥별은 혜성이나 소행성에서 떨어져 나온 잔해인 유성체가 지구 중력에 이끌려 들어오면서 대기와 마찰로 불타는 현상이다. 별똥별을 보면서 소원을 빌면 이루어진다는 속설이 있다. 하지만 유성체가 빛을 내는 시간은 0.01초~수 초에 불과하다. 소원을 빌기엔 턱없이 부족하다. 때문에 유성들이 비처럼 쏟아지는 유성우를 기다리는 이들도 있다. 지난 1월 3일 밤에는 ‘사분의자리 유성우’가 쏟아지는 장관이 벌어지기도 했다.유성은 지구가 탄생하면서부터 시작된 우주현상이지만 여전히 풀리지 않은 비밀을 품고 있다. ‘유성 음악’(music of the meteors)이 대표적이다. 유성 음악은 유성이 하늘을 지나갈 때 ‘쉬익’ 하고 나는 금속성 소리를 말한다. 수십㎞ 상공에서 나온 빛은 수천분의1초 만에 관측자가 볼 수 있지만 소리의 속도는 빛보다 느리기 때문에 유성이 지나간 한참 후에야 소리를 듣는 것이 물리학적으로 맞다. 이 때문에 유성이 지나가는 동시에 들리는 소리는 단순한 ‘환청’으로 치부됐다. 그러나 2000년대 초반 호주 과학자들은 유성 소리가 ‘전자음향 효과’ 때문에 생기는 것이라고 주장했다. 유성이 떨어지면서 지나가는 궤적에는 눈에 보이는 가시광선뿐만 아니라 극저주파가 함께 발생한다. 극저주파가 지표 근처에 있는 가느다란 철사, 솔잎, 머리카락 등을 진동시키는데, 극저주파 속도는 빛의 속도와 비슷해 극저주파가 일으킨 소리가 유성의 움직임과 거의 동시에 나타난다는 설명이다. 지난 2월에는 미국 샌디아 국립연구소와 체코 국립과학원 천문학연구소 공동연구팀이 유성 소리에 대한 연구결과를 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘사이언티픽 리포츠’에 발표했다. 이들은 유성에서 나오는 가시광선이 머리카락이나 안경, 침엽수 잎 등을 가열시켜 열(熱) 진동을 일으키고 음파를 만든다는 가설을 제시했다. 하지만 이들의 가설은 유성의 빛이 ‘슈퍼 보름달’보다 밝아야 가능하다는 반론에 부딪혔다. 최근 또 다른 연구가 나왔다. 미국 코넬대 전자컴퓨터공학부 마이클 켈리 교수와 이스라엘 텔아비브대 지구과학과 콜린 프라이스 교수 공동연구팀은 유성의 음악은 극지방에서 볼 수 있는 오로라처럼 전자기파와 대기의 마찰 현상 때문이라는 연구 결과를 냈다. 이는 물리학 분야 국제학술지 ‘지오피지컬 리서치 레터’ 9일자에 실렸다. 유성은 지구 대기와 부딪치면서 주변 공기를 이온화시켜 무겁고 양전하를 띤 이온과 음전하를 띤 전자로 분리시킨다. 이온은 유성을 따라 움직이고 전자는 지구 자기장에 끌려간다. 이 과정에서 전자가 음파로 전환된다는 설명이다. 음파의 주파수는 유성의 크기와 낙하 속도에 따라 달라질 수 있다고도 연구진은 가정했다. 미국 보스턴대 천문학자 미어스 오펜하이머 박사를 비롯한 연구자들은 “프라이스와 켈리 박사의 가설은 유성의 소리에 대한 가장 합리적 가설”이라면서도 “유성이 내는 소리의 원인을 정확하게 파악하는 것은 쉽지 않은 일”이라고 분석했다. 유성 음악의 원인을 파악하기도 전에 인공 유성이 세상에 나올 수도 있다. 일본의 우주벤처기업 ‘ALE’과 도호쿠대, 도쿄메트로폴리탄대 등 5개 대학 공동연구팀은 6년 전부터 인공위성을 활용해 지구 상공에 인공 별똥별을 만드는 프로젝트를 진행하고 있다. 지상 80㎞ 상공에 있는 인공위성에서 작은 알갱이를 분사하면 이것들이 대기권으로 들어와 고속 낙하하면서 불타 ‘별똥별 쇼’를 만든다는 구상이다. 내년에 인공 별똥별 발사용 소형 인공위성을 쏘아 올리고 2019년에 인공 별똥별 쇼를 처음 선보일 예정이다. 계획이 성공하면 2020년 도쿄 올림픽 개막식 때도 별똥별 쇼를 볼 수 있다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
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