공상과학영화 ‘블레이드 러너’(Blade Runner)와 ‘인터스텔라’(Interstella). 1982년에 만들어진 ‘블레이드 러너’의 시대적 배경은 2년 앞으로 다가온 2019년이다. 최근 30년 뒤인 2049년을 배경으로 속편 제작에 들어갔다는 소식이다. 핵전쟁으로 지구 환경이 파괴되자 인류가 우주 식민지 건설을 위해 로봇인간을 동원하지만 결국 이들은 인간보다 우월한 면을 보이는 등 초월적 존재로 묘사된다. 2014년 상영된 인터스텔라는 인류가 황폐화된 지구를 버리고 새로운 정착지로 떠나는 모습을 그리고 있다. 미국 대통령 당선자 도널드 트럼프와 영국의 우주 물리학자 스티븐 호킹 박사는 전혀 닮은 데가 없다. 하지만 두 사람이 공상과학영화 속으로 들어가면 대척점에선 주인공의 모습이다. 두 영화에서 핵폭발과 방사능에 의한 환경오염이 지구 종말의 원인이다. 핵에 의한 지구 종말 가능성은 일본의 원전 사고, 각국의 핵무기 보유량에서도 충분히 확인할 수 있다. 미국 헤리티지재단은 전 세계 핵무기 보유량은 북한의 8개를 포함, 최소 3582개라고 밝혔다. 지구를 몇 번이고 파괴하고 남을 양이다. 여기에 온실가스에 의한 지구온난화 우려는 어제오늘의 얘기가 아니다. 이와는 반대로 얼음이 녹으면서 해수 온도가 낮아져 빙하기가 덮칠 것이라는 주장도 있다. 트럼프는 대선 기간에 지구온난화는 미국의 제조업 경쟁력을 약화시키려고 만들어 낸 사기극이라고 주장했다. 그는 지난해 12월 오바마 대통령이 서명한 파리기후협정을 철회하겠다는 의사도 밝혔다. 화석연료 채굴을 확대하는 등 탄소 배출량을 줄이려는 세계의 흐름을 거스르고 있다. 반기문 유엔 사무총장을 비롯한 여러 나라 지도자들이 트럼프의 당선으로 지구온난화가 가속되고, 인류가 재앙을 향해 더욱 빠르게 질주하게 됐다고 경고하고 나섰다. 화석연료 사용을 옹호하고 파리협정 철회를 공언한 마이런 에벨 기업경쟁력연구소장이 인수위원에 들어가면서 이러한 우려는 현실이 되고 있다. 트럼프의 역주행을 나무라기라도 하듯 스티븐 호킹 박사는 지난 15일 옥스퍼드대에서 ‘우주의 기원과 인간의 역사’에 대해 강의하던 중 1000년 후에는 지구의 오염으로 인류가 살아남기 위해 영화 속 인터스텔라처럼 다른 행성을 찾아 떠나야 할 것이라고 말했다. 또 지난달 19일에는 인공지능(AI)은 인류에게 최고의 선물이거나 최악의 재앙이 될 수도 있다고 우려했다. 많은 사람이 AI를 긍정적으로 보지만 호킹은 경고에 무게를 싣는다. 누구의 얘기가 옳은지는 알 수 없다. 하지만 어떤 길을 선택하든 ‘경고’에 귀를 기울이는 게 맞지 않을까 한다. 우리는 주의와 경고를 무시하다 패가망신하고 뒤늦게 후회하는 사람들을 종종 목격하게 된다. 세상사나 나랏일도 마찬가지다. 강동형 논설위원 yunbin@seoul.co.kr

인프라처럼 길게 봐야 혁신 기여 질문하는 인재 확보가 가장 중요 “현대사회의 변화 속도는 정말 빠릅니다. 사회 변화의 관점으로 기초과학을 바라보면 거북이걸음보다 더 느리게 느껴질 겁니다. 그런 느린 걸음으로 가는 기초과학이 바로 미래 혁신의 밑바탕이 됩니다.” ‘한국 기초과학 발전을 위한 기초과학연구원(IBS)의 역할’이란 주제로 17일 대전 롯데시티호텔에서 열린 ‘기초과학 라운드테이블 토론’에 참석한 마쓰모토 히로시(왼쪽) 일본 이화학연구소(리켄) 이사장은 “기초과학이 혁신에 어떻게 기여할 것인가”라는 질문에 이같이 답했다. 이날 라운드테이블에는 마쓰모토 이사장을 비롯해 필리프 코도네(가운데) 프랑스 국립과학연구원(CNRS) 도쿄사무소장, 디트마 베스트베버 독일 막스플랑크 분자의학연구소장, 조지 사와츠키(오른쪽) 캐나다 브리티시컬럼비아대 교수 등 기초과학 분야 석학들이 참석해 기초과학의 역할과 혁신에 대해 토론했다. 사와츠키 교수도 “기초과학은 도로나 교량처럼 응용연구를 위한 인프라”라며 “내일을 위한 혁신을 준비하기 위해서는 반드시 기초과학 발전이 필요하고 기초과학 발전을 견인하는 첫 번째 덕목은 다름 아닌 인내”라고 강조했다. 기초과학은 자연을 이해하기 위해 생겨난 학문 분야이기 때문에 그 결과가 인류에게 도움이 되는 기술로 개발되기까지는 시간이 걸리는 만큼 공학 분야와는 달리 장기적 시각으로 바라볼 필요가 있다는 말이다. 또 참석자들은 기초과학 발전을 위해 가장 중요한 것은 인재 확보라고 입을 모았다. 베스트베버 소장은 “기초과학 분야에서 우수한 인재란 답을 빨리 찾는 사람이 아닌 자신만의 시각을 갖고 질문에 대한 답을 다양한 각도로 생각할 수 있는 호기심 많은 사람”이라며 “답을 제시하는 사람보다 질문을 많이 하는 연구자가 장기적으로 새로운 아이디어를 만들어 낼 수 있다”고 설명했다. 한편 석학들은 연구자들에게 ‘자신만의 연구 분야에 갇혀 있지 말고 열린 사고를 가져 달라’고 주문하기도 했다. 마쓰모토 이사장은 “연구자들은 여러 사안에 대해 다른 전문적 식견을 가진 학자들과 대화를 해야 하며 사회적 이슈에 대해서도 무관심해서는 안 된다”면서 “생물학, 물리학, 수학, 화학, 사회과학의 여러 학자가 한곳에 모여 자신의 연구뿐만 아니라 다양한 이슈에 대해 토론하는 가운데 연구의 아이디어와 혁신의 원동력을 얻을 수 있다”고 말했다. 이번 라운드테이블 토론은 IBS 개원 5주년을 맞아 1박 2일 일정으로 열리는 ‘2016년 IBS 연례회의’ 행사 중 하나로 개최됐다. IBS는 18일까지 대전에서 해외 석학들의 대중강연, 국제학술콘퍼런스, 아트 인 사이언스 등을 진행한다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

마야 문명의 피라미드가 여러 겹으로 돼 있다는 사실이 처음으로 확인됐다. 이는 마치 러시아의 목각인형 같다고 관련 학자들은 설명했다. 17일(현지시간) AP통신에 따르면, 멕시코 유카탄주(州) 치첸이차 유적에 있는 높이 30m짜리 쿠쿨칸 피라미드는 삼중구조로 돼 있었다. 지금까지 이 피라미드 내부에는 높이 20m 피라미드가 하나 더 존재한다는 것은 알려져 있었지만, 새로운 연구에서 다시 그 내부에 높이 10m 새로운 피라미드가 있는 것이 확인된 것이다. 관련 연구진에 따르면, 이번에 확인된 가장 작은 피라미드의 건설 시기는 550~800년으로 보이며, 1930년대 발견된 중간 크기의 피라미드는 800~1000년, 가장 큰 피라미드는 1050~1300년에 각각 완성된 것으로 추정되고 있다. 이번 발견은 ‘엘 카스티요’(El Castillo·스페인어로 ‘성’의 뜻)로 알려진 이 피라미드가 세 차례에 거쳐 건설됐다는 것을 시사한다. 이번 조사 연구의 책임자인 멕시코국립자치대의 지구물리학자 르네 차베스 세구로는 “피라미드의 구조는 러시아 목각인형과 같다”면서 “큰 것 아래에 다른 것이 있고 그 아래에 또 다른 것이 있다”고 말했다. 또 다른 전문가인 멕시코 국립인류역사연구소(INAH)의 데니스 로레니아 아르고테는 “각 구조물이 중첩 상태에 있는 이유는 구조물의 손상과 지도자의 교체 등 여러 가지가 있을 가능성이 있다”고 설명했다. 이번 발견은 피라미드 구조물의 손상 없이 내부에 빛을 조사해 관찰하는 비침습성 기술을 사용해 이뤄졌다. 이에 대해 아르고테 연구원은 “이번 발견으로 멕시코 중부에 들어온 사람들의 영향을 받기 전인 초기 마야인들의 문명을 밝혀낼 수 있을 것”이라며 기대감을 표했다. 사진=ⓒ Premium Collection / Fotolia(위), 아즈테카 노티시아스(azteca noticias) 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

최근 뉴질랜드를 강타한 규모 7.8의 강진이 원자폭탄 400개의 위력과 맞먹는다는 분석이 나왔다고 뉴질랜드해럴드가 17일 보도했다. 뉴질랜드 캔터베리대학 물리학자 존 홀더웨이 교수는 지난 14일 새벽 12시2분즘 뉴질랜드 남섬에서 일어난 강진 당시 방출된 에너지가 지난 7년 간 뉴질랜드에서 일어난 모든 지진 에너지의 70%를 넘어서는 수준이라며 이같이 밝혔다. 홀더웨이 교수는 “이번 지진이 방출한 에너지가 애초 생각했던 것보다 3배 가량 더 크다”며 “에너지 단위로 말하면 약 3만2000조 줄(joule)의 에너지가 2분 동안 방출된 것”이라고 설명했다. 이는 TNT로 환산하면 800만t 분량이며 원자폭탄으로 말하면 400개를 동시에 터트린 것과 같다고 그는 덧붙였다. 그는 “그 정도의 에너지라면 뉴질랜드 남섬 최대 도시인 크라이스트처치에 전기를 3년 동안 공급할 수 있으며 뉴질랜드 전체 가구에 전기를 공급한다면 3개월 동안 가능하다”고 덧붙였다. 지난 2011년 185명의 인명을 앗아간 크라이스트처치 지진은 6.3 규모로 위력이 TNT 1만5000t 분량이었다. 홀더웨이 교수는 강진 이후 3일 동안 발생한 여진의 위력만도 800조 줄로 지난해 뉴질랜드에서 일어난 모든 지진의 에너지보다 더 크다고 밝혔다. 이제훈 기자 parti98@seoul.co.kr

영화 ‘스타트렉’의 세계에서는 ‘워프 항법’(워프 드라이브)라는 유명한 기술로 먼 은하까지도 손쉽게 여행할 수 있다. 즉 이 기술만 있으면, 우리 인류는 다른 항성계의 문명과 수백 년이 아닌 단 며칠 만에 접촉할 수 있는 것이다. 하지만 현실 세계에서는 그렇게까지 빠르게 이동할 수 없다. 왜냐하면 우주의 구조를 설명하는 아인슈타인의 특수 상대성 이론에서는 빛의 속도보다 빠르게 이동하는 것은 존재하지 않기 때문이다. 즉 현재의 로켓 추진 시스템은 이 법칙에 묶여 있는 것이다. 하지만 수많은 기술자와 물리학자들은 ‘스타트렉’ 속 우주 이동에 조금이라도 다가가기 위한 개념을 세우기 위해 야심 차게 노력하고 있다. “현재 가장 진보한 성간 여행(interstellar travel)에 관한 아이디어조차도 가장 가까운 항성까지 이동하는 데 수십 년에서 수백 년이 걸린다. 이는 아인슈타인의 특수 상대성 이론은 물론 초고속으로 이동하는 데 필요한 기술의 부족이 벽이 되는 것”이라고 성간 비행을 위한 대책 마련을 전문으로 하는 비영리단체 ‘이카루스 인터스텔라’의 창립자 리처드 오부시는 말했다. 또한 그는 “빛의 속도보다 빨리 이동할 수 있는 우주선을 만들 수 있다면 은하 탐사는 물론 인류 이주를 가능하게 할 것”이라고 설명했다. • 원자력 엔진과 레이저 추진 우주는 너무나 광대하므로, 천문학자들은 일반적으로 빛이 1년간 진행하는 거리를 뜻하는 ‘광년’으로 거리를 표현한다. 1광년은 약 9조4541억㎞에 해당한다. 현재 태양계에 가장 가까운 별은 4.23광년 떨어진 ‘센타우루스자리 프록시마’로 알려졌다. 즉, 광속으로 이동하더라도 편도만 4.23년이 걸리는 셈. 매우 느리게 느껴질 수도 있지만, 그래도 광속의 꿈이 이뤄진다면 현대 기술보다는 엄청난 발전이라고 할 수 있는 것이다. 지금까지 지구에서 발사된 가장 빠른 우주선은 보이저 1호로, 시속 약 6만 2120㎞로 비행하고 있다. 이 속도라면 센타우루스자리 프록시마 별까지 7만 년 이상이 걸린다. 과거에도 여러 연구팀은 적어도 광속의 일부 속도에 도달하는 법과 우리가 성간 공간을 탐사하는 것을 앞당길 방법을 제안해왔다. 1950년대, 미국의 방위업체 ‘제너럴 아토믹스’(General Atomics)의 연구자들은 ‘오리온 계획’(Project Orion)을 고안했다. 이는 우주선이 근본적으로 핵폭탄의 힘으로 움직이는 것이다. 연속 핵폭발을 제어함으로써 우주선을 빠르게 추진해 수백 톤의 화물과 8명의 우주 비행사를 화성과 태양계 밖으로 빠르게 나른다는 내용이었다. 또한 이 기술을 성간 여행에 적응하는 방법을 나타낸 청사진도 만들어졌지만, 핵 펄스 추진(nuclear-pulse propulsion)라고 명명된 이 방법은 1963년 핵실험 금지 조약으로 그때까지 행해진 모든 실험이 취소됐다. 그런데 지난 4월, ‘브레이크스루 스타샷’(Breakthrough Starshot)이라는 프로젝트가 발표돼 세간의 관심을 끌었다. 이는 비교적 폭발이 적은 방법을 사용해 성간 비행을 실현하는 노력이다. 이론 물리학자 스티븐 호킹과 일론 머스크 등 억만장자들이 운영하고 있는 이 프로젝트는 4.3광년 떨어진 삼중성계 ‘센타우루스자리 알파’(Alpha Centauri) 별로 우표 크기의 우주선단을 보내는 것을 목표로 하고 있다. 이들이 꿈꾸는 작은 우주선에는 얇고 가벼운 돛이 장착된다. 여기에 지구 궤도에서 레이저를 비춰 추진시키는 기술을 사용해 우주 비행을 실현하는 것이다. 또한 이 기술이 적용된 우주선은 레이저의 힘이 더해져 광속의 20%까지 가속할 수 있다고 한다. 20년 정도면 목적지까지 도착할 수 있는 것이다. 물론 이 작은 우주선단이 대부분은 센타우루스자리 알파 별에 도달할 수 없을지도 모른다. 하지만 일부라도 살아남는다면 저 멀리 있는 삼중별의 궤도를 도는 행성 주위로 날아가 미지의 데이터를 보내올 것이다. 이에 대해 리처드 오부시는 “성간 비행 분야를 단번에 추진할 생각으로 민간 자본이 사용된다는 점은 어쨌든 흥미로운 것이다. 앞으로도 이런 일이 계속되면 좋을 것이다. 브레이크스루 스타샷에는 공학적인 과제가 여럿 존재하지만, 어느 것 하나도 극복할 수 없다고는 생각하지 않는다”고 말했다. • 초광속을 가능하게 하는 이론도 물론 진정한 돌파구는 워프 항법이 실현되는 것이다. 하지만 여기에는 이론적인 설계와 이를 유지할 기술이 필요하다. 지난 1994년, 멕시코의 이론 물리학자 미구엘 알쿠비에르는 ‘스타트렉’ 팬들에게 희망의 메시지를 전달했다. 그는 아인슈타인의 특수 상대성 이론에 어긋나지 않는 급진적인 ‘초광속 우주선 추진설’(theory of hyper-fast space propulsion)을 제창한 것이다. ‘우주선 자체를 광속까지 가속하는 대신, 우주선 주변의 시공간 구조를 왜곡해 버리면 되지 않을까?’라는 생각으로, 알쿠비에르는 시공간에 거품을 만드는 계산을 제시했다. 이 거품은 그 후방이 확대해 전방으로 수축하는 것으로 추진한다. 이 이론에 따르면 우주선은 거품을 따라 옮겨져 광속의 10배 이상 속도까지 올릴 수 있다. 이는 이론적으로는 간단하지만, 실현하려면 반물질 등 아직 밝혀지지 않은 물체를 이용해야 한다. 앞서서 해결해야할 만만치 않은 난제가 존재하는 셈이다. 또 워프를 위한 거품을 만들어 조종하기 위해서는 아직 해결되지 않은 문제가 많이 있다고 오부시는 말했다. 이에 대해 그는 “이 중 한 가지 문제는 인과관계의 단절이라는 아이디어로, 예를 들어 거품 안에 있는 어떤 우주선이 거품 밖으로 ‘통신’할 수 없다는 점에서 우주선이 일단 거품 안으로 들어가면 거품을 없앨 수 없다는 것”이라고 지적했다. 우주여행 분야에서는 흔히 있는 일이지만, ‘스타 트렉’에서 우리가 봤던 것처럼 성간 여행을 하기 위한 개발에는 비용과 에너지의 측면에서 커다란 변화를 요구한다. 그는 “현재, 유인 성간 여행의 개념을 실현하는 데 필요한 에너지와 자금은 세계적인 지출이 되고 있다”면서 “구체적으로는 매년 여러 선진국에서 10조 달러가 넘는 돈을 들이고 있는 것”이라고 말했다. 그런데도 그는 “15세기에 아무리 뛰어난 생각이라도 21세기의 기술 우수성을 예상할 수 없었을 것”이라면서 “이와 마찬가지로 우리는 향후 27세기의 인류가 어떤 기술을 갖고 있을지 알 수 없는 것”이라고 덧붙였다. 사진=ⓒ memory-alpha.wikia(위), NASA/ESA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

“정원감축 이행 여부가 100점 만점에 3점이다. 1, 2점에 수십억원이 오락가락하는데 대학으로선 무조건 따를 수밖에 없지 않겠나.” 지방의 한 사립대 기획처장은 10일 정부의 대학구조개혁 평가에 대해 불만을 쏟아냈다. 무엇보다 교육부의 굵직한 재정지원 사업에 입학정원을 줄이는 ‘구조감축 이행’이 지표로 들어가 있는 데 대한 불만이 컸다. 그는 “정부가 제대로 된 방향도 제시하지 않고 무조건 줄이라고 강압적으로 몰아붙인다”고 했다. 대학 구조개혁 1주기 3년에 대한 평가 이후 대학 곳곳에서 불만의 목소리가 터져 나온다. 정부가 대학 구조개혁의 방향은 제대로 제시하지 않은 채 목돈을 쥐고 대학들의 구조개혁을 좌지우지한다는 비판이다. 아우성은 더 커질 전망이다. 2014년부터 올해까지 구조개혁 1주기 3년간 4만 3000명을 줄인 정부는 2주기인 2017년부터 2019년까지는 5만명, 3주기인 2020년부터 2022년까지는 7만명을 더 줄이는 식으로 모두 16만명의 입학정원을 감축할 계획이다. 일선 대학들은 구조개혁의 필요성은 인정한다. 오히려 “대학이 아직 정신을 못 차렸다”고 말하는 이들도 적잖다. 당장 2018년부터 대학입학 정원(55만 9000여명)이 고등학교 졸업생(55만여명)보다 많아진다. 교육부 한 관계자는 “16만명이면 2000명 정원 대학이 앞으로 80여개나 없어진다는 것인데, 대학들의 구조개혁 속도가 더딘 감이 있다”고 했다. 대학 구조개혁을 부른 대학의 무분별한 양적 팽창의 시발점은 1996년 김영삼 정부의 ‘대학설립 준칙주의’에서 찾을 수 있다. 교사(校舍), 교지(校地), 교원, 수익용 기본재산의 4가지 최소 요건만 갖추면 비수도권 지역에서 누구나 대학을 설립할 수 있었다. 정부가 1995년 도입해 이듬해부터 시행한 첫해에 2년 동안 무려 21개 대학이 생겨났다. 교육부가 2013년 대학설립 준칙주의를 17년 만에 폐지하고 허가제로 돌릴 때까지 사립대가 무려 47개나 늘었다. 박거용 상명대 교수는 “교육 철학이나 장기 운영 계획이 없는 부실 대학들이 양산된 것은 당연했다”면서 “만들기는 쉽지만, 사립학교법 등에 따라 없애기는 어려운 구조가 됐다”고 했다. 대학의 자율성을 최대한 허용한 결과 대학의 질적 팽창은 양적 팽창을 따라가지 못했다. 급격히 많아진 대학들은 결국 학생의 등록금에 의존할 수밖에 없게 됐다. 하지만 고교 졸업생이 급격하게 감소하게 될 처지가 되자, 수입원이 떨어지게 된 대학은 결국 정부가 주도하는 사업만 바라보는 상황이다. 현재 2017년 교육부 예산안에 따르면 산업연계교육 활성화 선도대학사업(PRIME), 대학 인문역량 강화사업(CORE), 수도권 대학 특성화 사업(CK)을 비롯한 11개 주요대학재정지원사업 예산이 2675억원에 이른다. 정부가 이를 무기로 대학 구조개혁을 강하게 드라이브하면서 대학에서 볼멘소리가 나오자, 일각에서는 “국민 세금으로 부실 대학까지 지원해야 하느냐”, “아예 지원을 끊으면 경쟁력이 약한 대학은 자연도태될 것”이라고도 주장한다. 하지만 시장에 맡길 경우 경쟁력 있는 지방 대학이 상대적으로 타격을 입고, 수도권에 있다는 이유만으로 부실 대학이 반사이익을 얻을 수 있다는 지적도 만만찮다. 이런 문제를 고려할 때 내년부터 시작될 2주기 대학 구조개혁 평가에서는 평가 지표를 좀더 세밀하게 다듬어야 한다는 지적이 나온다. 우선 교육부가 대학 구조개혁의 지향점으로 몇 개의 대학모델을 큰 그림으로 내놓고, 대학 구조개혁 평가에서 교육 여건이나 역량과 무관한 지표를 포함하거나, 정량 지표만으로 평가하는 방식을 줄여 대학의 혁신 노력에 대한 정성평가를 늘려야 한다는 주장이다. 예컨대 인문학이나 기초과학은 대학을 선정하기보다 일정 점수를 넘으면 지원해 주는 방식도 있다. 임재홍 한국방송통신대 법학과 교수는 “취업률이 상대적으로 낮은 인문학이나 기초과학은 일부 대학만 선정하면 탈락한 대학은 필연적으로 구조조정에 내몰릴 수밖에 없다”면서 “일정한 점수를 넘은 대학에 맞춰 지원하는 ‘포뮬러 지원 방식’ 등도 다양하게 고려해 볼 만하다”고 했다. 대학은 대학대로 구성원들 간의 소통을 적극적으로 해야 한다는 목소리도 높다. 예컨대 서울시립대 물리학과의 경우 다른 대학들이 순수 물리학에 매달릴 때 계산물리를 목표로 삼아 구조조정을 단행하고 특성화를 기해 성공한 사례다. 박인규 물리학과 교수는 “특성화 사업을 신청하면서 학과를 어떤 식으로 키워 나갈지를 교수들 간의 치열한 브레인스토밍 등을 거친 이후 학과의 발전이 도드라졌다”면서 “규모가 작은 대학이 대형 대학과 똑같이 간다면 이길 수가 없다. 대학 구조개혁 과정에서 특성화를 반드시 고려해야 한다”고 했다. 지방의 한 사립대 기획처장은 “3년간 6000억원을 주는 프라임사업을 위해 75개 대학이 지원했는데, 선정된 21개 대학 외에 나머지 대학들은 구조조정을 하겠다고 해 놓고 사업에 탈락하자 아무런 조치도 하지 않았다”면서 “대학들이 돈을 따내려고 형식적인 논의만 했다는 것”이라고 비판했다. 무엇보다 일관된 대학 구조개혁을 위한 제반 시설도 속히 갖춰야 한다는 지적도 나온다. 배상훈 성균관대 교수는 “정부 입김과 영향력에서 벗어난 대학평가 전담기구를 설립하는 것도 진지하게 고민할 때”라며 “현재 국회에 계류 중인 대학 구조개혁 법안 통과 등을 통해 정부가 바뀌더라도 대학 구조개혁이 이어지도록 해야 한다”고 강조했다. 김기중 기자 gjkim@seoul.co.kr

영화 ‘스타트렉’의 세계에서는 ‘워프 항법’(워프 드라이브)라는 유명한 기술로 먼 은하까지도 손쉽게 여행할 수 있다. 즉 이 기술만 있으면, 우리 인류는 다른 항성계의 문명과 수백 년이 아닌 단 며칠 만에 접촉할 수 있는 것이다. 하지만 현실 세계에서는 그렇게까지 빠르게 이동할 수 없다. 왜냐하면 우주의 구조를 설명하는 아인슈타인의 특수 상대성 이론에서는 빛의 속도보다 빠르게 이동하는 것은 존재하지 않기 때문이다. 즉 현재의 로켓 추진 시스템은 이 법칙에 묶여 있는 것이다. 하지만 수많은 기술자와 물리학자들은 ‘스타트렉’ 속 우주 이동에 조금이라도 다가가기 위한 개념을 세우기 위해 야심 차게 노력하고 있다. “현재 가장 진보한 성간 여행(interstellar travel)에 관한 아이디어조차도 가장 가까운 항성까지 이동하는 데 수십 년에서 수백 년이 걸린다. 이는 아인슈타인의 특수 상대성 이론은 물론 초고속으로 이동하는 데 필요한 기술의 부족이 벽이 되는 것”이라고 성간 비행을 위한 대책 마련을 전문으로 하는 비영리단체 ‘이카루스 인터스텔라’의 창립자 리처드 오부시는 말했다. 또한 그는 “빛의 속도보다 빨리 이동할 수 있는 우주선을 만들 수 있다면 은하 탐사는 물론 인류 이주를 가능하게 할 것”이라고 설명했다. • 원자력 엔진과 레이저 추진 우주는 너무나 광대하므로, 천문학자들은 일반적으로 빛이 1년간 진행하는 거리를 뜻하는 ‘광년’으로 거리를 표현한다. 1광년은 약 9조4541억㎞에 해당한다. 현재 태양계에 가장 가까운 별은 4.23광년 떨어진 ‘센타우루스자리 프록시마’로 알려졌다. 즉, 광속으로 이동하더라도 편도만 4.23년이 걸리는 셈. 매우 느리게 느껴질 수도 있지만, 그래도 광속의 꿈이 이뤄진다면 현대 기술보다는 엄청난 발전이라고 할 수 있는 것이다. 지금까지 지구에서 발사된 가장 빠른 우주선은 보이저 1호로, 시속 약 6만 2120㎞로 비행하고 있다. 이 속도라면 센타우루스자리 프록시마 별까지 7만 년 이상이 걸린다. 과거에도 여러 연구팀은 적어도 광속의 일부 속도에 도달하는 법과 우리가 성간 공간을 탐사하는 것을 앞당길 방법을 제안해왔다. 1950년대, 미국의 방위업체 ‘제너럴 아토믹스’(General Atomics)의 연구자들은 ‘오리온 계획’(Project Orion)을 고안했다. 이는 우주선이 근본적으로 핵폭탄의 힘으로 움직이는 것이다. 연속 핵폭발을 제어함으로써 우주선을 빠르게 추진해 수백 톤의 화물과 8명의 우주 비행사를 화성과 태양계 밖으로 빠르게 나른다는 내용이었다. 또한 이 기술을 성간 여행에 적응하는 방법을 나타낸 청사진도 만들어졌지만, 핵 펄스 추진(nuclear-pulse propulsion)라고 명명된 이 방법은 1963년 핵실험 금지 조약으로 그때까지 행해진 모든 실험이 취소됐다. 그런데 지난 4월, ‘브레이크스루 스타샷’(Breakthrough Starshot)이라는 프로젝트가 발표돼 세간의 관심을 끌었다. 이는 비교적 폭발이 적은 방법을 사용해 성간 비행을 실현하는 노력이다. 이론 물리학자 스티븐 호킹과 일론 머스크 등 억만장자들이 운영하고 있는 이 프로젝트는 4.3광년 떨어진 삼중성계 ‘센타우루스자리 알파’(Alpha Centauri) 별로 우표 크기의 우주선단을 보내는 것을 목표로 하고 있다. 이들이 꿈꾸는 작은 우주선에는 얇고 가벼운 돛이 장착된다. 여기에 지구 궤도에서 레이저를 비춰 추진시키는 기술을 사용해 우주 비행을 실현하는 것이다. 또한 이 기술이 적용된 우주선은 레이저의 힘이 더해져 광속의 20%까지 가속할 수 있다고 한다. 20년 정도면 목적지까지 도착할 수 있는 것이다. 물론 이 작은 우주선단이 대부분은 센타우루스자리 알파 별에 도달할 수 없을지도 모른다. 하지만 일부라도 살아남는다면 저 멀리 있는 삼중별의 궤도를 도는 행성 주위로 날아가 미지의 데이터를 보내올 것이다. 이에 대해 리처드 오부시는 “성간 비행 분야를 단번에 추진할 생각으로 민간 자본이 사용된다는 점은 어쨌든 흥미로운 것이다. 앞으로도 이런 일이 계속되면 좋을 것이다. 브레이크스루 스타샷에는 공학적인 과제가 여럿 존재하지만, 어느 것 하나도 극복할 수 없다고는 생각하지 않는다”고 말했다. • 초광속을 가능하게 하는 이론도 물론 진정한 돌파구는 워프 항법이 실현되는 것이다. 하지만 여기에는 이론적인 설계와 이를 유지할 기술이 필요하다. 지난 1994년, 멕시코의 이론 물리학자 미구엘 알쿠비에르는 ‘스타트렉’ 팬들에게 희망의 메시지를 전달했다. 그는 아인슈타인의 특수 상대성 이론에 어긋나지 않는 급진적인 ‘초광속 우주선 추진설’(theory of hyper-fast space propulsion)을 제창한 것이다. ‘우주선 자체를 광속까지 가속하는 대신, 우주선 주변의 시공간 구조를 왜곡해 버리면 되지 않을까?’라는 생각으로, 알쿠비에르는 시공간에 거품을 만드는 계산을 제시했다. 이 거품은 그 후방이 확대해 전방으로 수축하는 것으로 추진한다. 이 이론에 따르면 우주선은 거품을 따라 옮겨져 광속의 10배 이상 속도까지 올릴 수 있다. 이는 이론적으로는 간단하지만, 실현하려면 반물질 등 아직 밝혀지지 않은 물체를 이용해야 한다. 앞서서 해결해야할 만만치 않은 난제가 존재하는 셈이다. 또 워프를 위한 거품을 만들어 조종하기 위해서는 아직 해결되지 않은 문제가 많이 있다고 오부시는 말했다. 이에 대해 그는 “이 중 한 가지 문제는 인과관계의 단절이라는 아이디어로, 예를 들어 거품 안에 있는 어떤 우주선이 거품 밖으로 ‘통신’할 수 없다는 점에서 우주선이 일단 거품 안으로 들어가면 거품을 없앨 수 없다는 것”이라고 지적했다. 우주여행 분야에서는 흔히 있는 일이지만, ‘스타 트렉’에서 우리가 봤던 것처럼 성간 여행을 하기 위한 개발에는 비용과 에너지의 측면에서 커다란 변화를 요구한다. 그는 “현재, 유인 성간 여행의 개념을 실현하는 데 필요한 에너지와 자금은 세계적인 지출이 되고 있다”면서 “구체적으로는 매년 여러 선진국에서 10조 달러가 넘는 돈을 들이고 있는 것”이라고 말했다. 그런데도 그는 “15세기에 아무리 뛰어난 생각이라도 21세기의 기술 우수성을 예상할 수 없었을 것”이라면서 “이와 마찬가지로 우리는 향후 27세기의 인류가 어떤 기술을 갖고 있을지 알 수 없는 것”이라고 덧붙였다. 사진=ⓒ memory-alpha.wikia(위), NASA/ESA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

블랙홀은 한마디로 우주의 괴물이다. 은하계를 어슬렁거리고 돌아다니면서 주위에 있는 모든 물질들을 게걸스럽게 집어삼킨다. 그들이 하는 짓을 보면 블랙홀이란 이름에 값한다. 만약 당신이 블랙홀의 사건 지평선 안으로 미끌어진다면, 결코 다시는 바깥으로 나올 수가 없다. 거기서는 빛조차 탈출할 수 없기 때문이다. 하지만 영화에서는 무시무시한 블랙홀이 약점을 보이기도 한다. 은하계의 괴물 블랙홀도 취약점을 갖고 있다는 말이다. 1970년대에 이론물리학자인 스티븐 호킹이 중력과 양자역학이 만나는 지점의 복잡한 수학 속에 숨겨진 놀라운 사실을 발견했다. 블랙홀도 빛을 방출하며, 오랜 시간이 지나면 증발해 사라진다는 것이다. 이것은 정말 놀라운 사실이 아닐 수 없다. 천하무적 블랙홀도 죽을 수 있다는 말이니 말이다. 과연 블랙홀은 어떻게 죽는가? 호킹이 내놓은 해답은 이른바 '호킹 복사'라는 것이다. 호킹 복사란 대체 뭘까? 블랙홀도 이길 수 없는 막강한 상대인가? 일반 상대성 이론은 아주 복잡한 수학적 이론이다. 양자역학 역시 마찬가지다. 복잡한 수학과 호킹 복사 간에는 만족스럽지 못한 문제점이 약간 존재한다. 그에 대한 표준적인 설명은 다음과 같다. 먼저 '가상 입자'에 대해 알아보자. 이 가상 입자는 실제도 아니고 입자도 아니다. 입자와 힘에 관한 현대적 개념인 양자장 이론에 따르면, 어떤 종류의 입자이든 시공간에 가득한 양자장의 영향 속에 있다고 한다. 아무것도 없는 진공이라 하더라도 양자장이 가득 차 있으며, 양자 요동으로 끊임없이 가상 입자들의 쌍생성과 쌍소멸이 일어나는 역동적인 공간인 것이다. 우주의 진공은 이러한 가상입자로 가득 차 있다. 양자요동으로 인해 한 쌍의 입자들이 진공에서 에너지를 얻어 태어나는가 하면 극히 짧은 시간 동안 존재하다가 서로 충돌하여 쌍소멸한다. 진공은 이러한 가상 입자들의 탄생과 소멸로 들끓고 있는 것이다. 때로는 블랙홀의 사건 지평선 근처에서 입자와 반입자의 쌍생성이 일어난다. 그 때 발생한 두 입자 중 반입자가 블랙홀의 사건 지평선을 향해 떨어지고, 입자는 외부로 방출된다. 블랙홀로 떨어진 반입자는 블랙홀 내부의 입자와 충돌하여 쌍소멸하여, 에너지를 방출하며 질량이 감소하게 된다. 이때 블랙홀 밖으로 방출된 입자는 일반물질의 입자로서 소멸을 피하게 되는데, 이 방사선이 바로 호킹 복사다. 시간 앞에 영원한 것은 없다 호킹 복사가 일어날 경우 이 과정에서 블랙홀이 질량을 잃게 되므로, 흡수하는 질량보다 잃는 질량이 많은 블랙홀은 점점 줄어들다가 결국 증발되어 사라질 것으로 예상된다. 이론에 따르면, 블랙홀은 작으면 작을수록 더 많은 열복사를 방출하는 것으로 알려져 있다. 블랙홀도 이렇게 빛을 방출하는 것으로 보인다. 그래서 가상입자 쌍을 분리해 그중 하나를 일반입자로 변화시킴으로써 ​자신의 질량을 서서히 잃어간다. 물론 이런 복사로 블랙홀 하나가 완전히 증발하는 데는 거의 영겁에 가까운 시간이 흘러야 할 것이다. 그래도 어쨌든 불랙홀도 불사는 아니란 사실이 중요하다. 블랙혹도 결국엔 죽는다. 그래서 호킹은 '블랙홀도 그다지 검지는 않다'고 말했다. 어쨌든 이런 식으로 블랙홀도 해체될 수 있다는 것이 현재까지의 연구 결과다. 그러나 해체되기까지는 엄청난 시간이 걸린다. 태양 질량만한 블랙홀이 완전히 증발하는 데는 무려 10^67(10의 67승)년이 걸린다. 우리 우주의 나이는 고작 10^10(10의 10승, 100억)년 남짓 정도임을 비추어볼 때, 이렇게 어마어마하게 긴 시간 동안을 버틸 수 있는 물질이 현실세계에 존재한다는 것이 참으로 신기한 일이다. 만약 에펠탑을 블랙홀 방식대로 증발시킬 수 있다면 단 하루 만에 사라지고 말 것이다. 이것이 인간세상과 우주의 차이라고 이해해야 할까? 어쨌든 블랙홀도 죽음을 피할 수는 없다. 시간 앞에 영원한 것은 없다. 블랙홀의 증발 정도는 그 질량이 작을수록 빨라진다. 처음에는 천천히 증발하다가 오랜 시간이 지나면 질량이 감소하는 정도가 심해지고 증발 속도는 점차 빨라진다. 그러다가 이윽고 소멸 단계에 이르면 거의 폭발하다시피 격렬한 증발로 소멸할 것으로 예측되고 있다. 하지만 그것을 볼 수 있는 사람은 결코 없을 것이다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

허원제 신임 청와대 정무수석은 언론인 출신으로 18대 국회의원을 지낸 친박계 인사다. 허 정무수석은 부산 출신으로 부산고와 서울대 물리학과·정치학과를 졸업한 뒤 국제신문에서 기자 생활을 시작했다. 이후 경향신문과 KBS를 거쳐 1991년부터 SBS에서 정치부 차장, 독일 특파원, 전국부장, 선거방송기획단장, 비서실장(이사) 등을 역임했다. 2007년 당시 한나라당 대선후보 경선에서 박근혜 후보 캠프에서 특보 겸 방송단장으로 활동하면서 정치에 입문했다. 경선에서 이명박 후보로 확정된 뒤에는 이 후보의 방송특보를 거쳐 대통령직 인수위원회에서 자문위원을 지냈고 18대 총선에서 부산진갑 지역 공천을 받아 당선됐다. 국회의원 재임 시절에는 국회 문화체육관광방송통신위에서 주로 활동했다. 19대, 20대 총선에서는 새누리당에서 공천을 받지 못했고 2014년부터 지난해까지 방송통신위원회 상임위원과 부위원장을 지냈다. 허 정무수석은 최근 새로 임명된 배성례 청와대 홍보수석과 KBS와 SBS에서 함께 일했고 김성우 전 홍보수석과도 SBS에서 함께 몸담았던 인연이 있다. 허백윤 기자 baikyoon@seoul.co.kr

3일 청와대 정무수석으로 내정된 허원제(66) 전 한나라당 의원은 언론인 출신으로 2007년 한나라당 경선 당시 박근혜 경선후보의 특보를 맡은 ‘원조 친박’이다. 그의 블로그 상단에는 박근혜 대통령과 함께 찍은 사진과 함께 “진짜 대통령의 사람, 허원제!”라는 문구가 적혀 있다. 　 1951년 부산 출신으로 부산고등학교와 서울대 물리학과, 정치학과를 각각 1974년, 1978년 졸업했다. 허 내정자는 물리학과를 졸업한 뒤 사회에 눈을 떠 군 복무를 마치고 정치학과로 학사 편입했다고 스스로 밝히고 있다. 1978년 국제신문에서 기자 생활을 시작해 부산일보와 경향신문, KBS를 거쳐 SBS에서 사회부장과 정치부장을 역임했다. 2007년 한나라당 경선 당시 박근혜 후보의 특보 겸 방송단장을 맡으며 정계에 발을 들다. 대선에서는 이명박 한나라당 대통령 후보 특보를 맡았다. 이어 2012년 대선 당시 박근혜 후보 캠프에서 직능총괄본부 미디어발전본부장을 맡으며 박 대통령과의 인연을 이어갔다. 2008년 18대 총선에 부산 부산진구갑에 출마, 한나라당 의원으로 국회에서 활동했다. 한나라당에선 부산시당 수석부위원장, 홍보기획본부장 등을 맡았으며 2014년부터 지난해까지 방송통신위원회 상임위원을 지냈다. 19대, 20대 총선에서는 공천을 받지 못했다. 정연국 청와대 대변인은 허 내정자에 대해 “언론과 국회, 정부에서 다양한 활동을 했다”면서 “현 상황에서 국회 및 각계 각층과 긴밀하게 소통하고 협조하는 가교 역할을 충실히 수행할 것으로 기대돼 발탁했다”고 밝혔다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

위상(位相)이 뭐지? 일단 고개가 갸우뚱했다면 걱정하지 않아도 된다. 보통 사람의 지극히 정상적인 반응이니까. 10년 전에 수학의 최고상인 필즈상 수상을 거부해 세간의 화제가 됐던 그리고리 페렐만의 업적이 위상수학 분야였다. 최근엔 위상적 빅데이터(TDA)의 성공담이 화제가 됐다. 여배우 앤절리나 졸리가 유방암과 난소암에 걸리지도 않았는데 가슴과 난소 제거 수술을 받은 일을 기억하는가? 자신의 각종 생체 데이터를 측정하고 엄마와 이모의 암 병력까지 고려했더니 미래의 발암 확률이 높다고 계산됐기 때문이다. 당시만 해도 통계적 방식에 의존했지만, 스탠퍼드대학 수학자 구나 칼손이 만든 스타트업 기업 아야스디는 위상수학을 사용한 빅데이터 분석법을 개발해 계산의 정확도를 훨씬 높였다. 같은 방법으로 당뇨병 유형2의 진단과 처방법까지 내놔서 센세이션을 일으켰다. 그러더니 맙소사. 올해의 노벨물리학상이 위상물리학이라는 듣도 보도 못한 분야에 돌아갔다. 이색적인 물질의 위상적 상태 변화를 규명한 업적이다. 너무 생소하고 어려워 보이는 탓일까. 예년보다 관련 보도가 적고 속 시원히 설명해 주는 기사가 안 보인다고 투덜대는 소리도 들린다. 아마도 역사상 가장 수학적인 노벨물리학상인지도 모르겠다. 위상수학은 물체의 모양을 다루는 수학 분야다. 기하학과 뭐가 다르냐고? 외형의 변화와 무관한 물체의 본질이 핵심 질문이다. 진흙을 뭉쳐서 공 모양을 만들자. 이 공을 툭툭 치면 박스 모양으로도, 피라미드 모양으로도 바꿀 수 있다. 위상적으로 이런 모양들은 모두 동등하다. 하지만 이런 부드러운 과정으로 도넛을 만들어 낼 방법은 없다. 손가락을 공 가운데에 찔러서 진흙 일부가 없어지는 걸 무릅써야 도넛이 나온다. 파괴는 본질을 바꾸니 구와 도넛은 위상적으로 다르다. 두 번의 파괴 과정을 거치면 구멍 두 개가 뚫린 도넛이 나온다. 이건 공과도 다르고 보통 도넛과도 위상적으로 다르다. 여기에서 도넛 구멍의 개수는 지너스라고 하는 본질적인 수로서 위상적 불변량의 예다. 공의 지너스는 0이고 도넛의 지너스는 1인데, 진흙을 툭툭 쳐서는 모양의 본질적인 변화가 생기지 않고 따라서 지너스도 안 변한다. 파괴의 과정을 거쳐 구멍을 만들어 내면 지너스가 변하는데, 이는 모양의 본질적인 변화를 의미한다. 위상적 불변량이 물리적 통찰을 표현한다는 관점이 탄생시킨 게 위상물리학이다. 스웨덴 왕립과학원은 “이번 연구는 미지 세계의 문을 연 것이며, 수학과 물리학의 아름다운 연계를 보여 줬다”고 평했다. 보통의 물질은 온도에 따라 고체, 액체, 기체라는 세 가지 상태로 존재한다. 얼음을 가열하면 원자의 운동이 활발해져서 액체가 되고, 더 가열해 원자가 미친 듯이 뛰면 기체가 된다. 그런데 엄청나게 얇은 판은 다르다. 원자 하나 정도의 얇은 판이라면 2차원 물질인데, 가열해도 원자가 맘대로 뛰어다닐 수 없다. 뻔한 2차원 판 위에서 어디로 갈 것인가. 그래서 예전엔 이런 2차원 물질은 상태가 바뀌지 못할 거라고 여겼다. 올해의 노벨물리학상 수상자 3명은 이 견해에 반기를 들었다. 이런 얇은 판에서도 원자의 회전 같은 제한적인 방식을 통해 상태의 변화가 가능하고, 이런 본질적인 상태 변화가 위상적 불변량의 변화로 설명됨을 보인 것이다. 추상적으로 보이기만 하던 위상수학이 이곳저곳에서 튀어나오는 걸 보니 신기하다고? 수학 밖으로 나다니는 위상수학을 지켜보는 수학자들은 더 놀라는 중이다.

‘영원한 사랑’의 상징처럼 여겨지는 다이아몬드가 기존의 그 어떤 장비보다 더 오래도록 정보를 보관할 수 있는 도구가 될 수 있다는 내용의 연구결과가 최근 국제 학술 과학 잡지인 ‘사이언스 어드밴스’에 발표됐다. 미국 뉴욕시립대학교 물리학과 연구진에 따르면 다이아몬드의 탄소 구조에 질소 원자가 들어가 탄소 원자를 대체할 때 생기는 ‘질소공동센터’에 데이터를 부호화하고 이를 읽어들이는 실험을 실시했다. 일반적으로 컴퓨터가 데이터를 읽을 때 0과 1을 사용하는데, 다이아몬드는 0과 1 대신 빛의 유무로 데이터의 존재를 확인한다. 질소공동센터에 데이터를 ‘삽입’하는 역할은 레이저가 맡는다. DVD나 하드드라이브 등 정보를 저장하는 기기들은 정보 저장 및 삭제를 반복할 경우 특정 부품이 마모돼 데이터가 불시에 삭제되거나 아예 데이터를 저장할 수 없게 망가질 수 있다. 하지만, 다이아몬드의 경우 마모 등의 훼손이 거의 없이 불변하기 때문에 데이터 저장의 안정성이 높아진다는 장점이 있다. 뿐만 아니라 다이아몬드는 내부가 여러 층으로 나뉘어져 있기 때문에, 저장 용량이 높아진다는 것 역시 장점이다. 연구진은 다이아몬드가 현재 시판 중인 고용량 DVD의 100배에 달하는 데이터를 저장할 수 있을 것으로 내다봤다. 반면 다이아몬드의 가격이 비싸다는 것은 단점으로 지적됐다. 연구진은 다이아몬드에 데이터를 영구 저장하는 기술이 실용화되는 데에는 약 10년 정도가 걸릴 것으로 보고 있으며, 비교적 값이 싼 인조 다이아몬드가 차세대 데이터 저장 기기로서 우선적으로 주목받을 것이라고 예측했다. 신개념 데이터 저장기기의 개발은 다이아몬드에서 그치지 않는다. 지난해 스위스취리히공과대학 연구진은 생명체의 DNA를 이용할 경우 2000년 동안이나 안전하게 데이터를 보관할 수 있다고 주장했다. 연구진은 “하드드라이브 같은 컴퓨터 기기는 ‘0’과 ‘1’로 이뤄진 이진법코드를 사용한다. DNA 저장은 4가지 형태의 DNA염기를 ‘0’과 ‘1’로 바꾸는 방식을 이용한다”면서 “DNA는 더 작은 공간에 더 많은 정보를 담을 수 있으며, 내구성이 훨씬 뛰어나다는 장점이 있다”고 설명했다. 연구진은 중세시대 당시 숨진 사람의 유골에서 추출한 DNA에는 수백 년이 흐른 뒤에도 파괴되지 않은 유골 주인의 ‘정보’가 기록돼 있고, 이같은 성질을 토대로 특정 데이터를 장기간 보존하는 것이 가능하다고 주장한 바 있다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

공부 잘하는 방법을 가르쳐 준다는 책이나 입시전문가들이 공통적으로 이야기하는 것 중 하나가 ‘다른 사람에게 설명하기’라는 것이 있습니다. 상대성이론으로 유명한 20세기 위대한 과학자 알베르트 아인슈타인도 “무언가를 이웃집 아이나 할머니에게 설명할 수 없다면 제대로 알고 있는 것이 아니다”라고 말했듯이 자신이 배운 것을 정확하게 이해하고 있지 않다면 다른 사람에게 설명하는 것은 쉽지 않습니다.●‘박사학위 춤으로’ 대회 12개팀 참가 그렇다면 어려운 수학식이나 거북이 등껍질 같은 화학식으로 가득찬 과학논문들은 어떨까요. 쉬운 용어나 표현으로 설명하는 것은 쉽지 않을 것 같습니다. 그렇다면 신체를 이용해 자신의 생각을 표현하는 창작행위인 춤을 이용한다면 일반인들이 좀더 쉽게 이해할 수 있지는 않을까요. 이런 생각을 바탕으로 시작된 것이 바로 ‘당신의 박사학위를 춤으로’(Dance Your Ph.D.)라는 대회입니다. 세계적인 과학저널 ‘사이언스’를 발행하는 미국과학진흥협회(AAAS) 과학자들은 딱딱하고 재미없다는 편견을 깨고 과학에 대한 대중의 관심을 높이기 위해 2008년부터 연구자가 자신의 연구를 춤으로 표현하는 행사를 열고 있습니다. 참가 요건은 ▲박사학위를 소지했거나 박사학위 과정에 재학 중일 것 ▲사회과학을 포함한 과학과 관련된 학위과정일 것 ▲연구자가 꼭 직접 춤을 출 것입니다. 종합 우승자에게는 1000달러의 상금과 내년 초 AAAS 연례회의가 열리는 미국 보스턴 여행권이, 각 분야 우승자에게는 500달러가 주어집니다. 또 우승자들의 작품은 전문 안무가들과 협의를 거쳐 다듬어진 뒤 AAAS 연례회의에서 공연될 예정이라고도 합니다. ●인공심장 판막 원리, 살사댄스로 설명 매년 10~30개 정도의 연구자들이 지원하고 있는데 올해도 전 세계 12개 팀이 참가해 전공 분야의 최신 연구내용을 다양한 춤으로 표현해 경쟁을 벌였습니다. 그 결과 생물학, 화학, 사회과학 3개 분야와 인기상 수상자가 선정됐습니다. 원래 이 대회는 물리, 화학, 생물, 사회과학 4개 분야에서 수상자를 뽑는데 이번에는 아쉽게 물리학 분야는 선정되지 못했습니다. 올해의 최우수상 수상작품은 영국 케임브리지대 의생명공학 박사과정에 재학 중인 제이컵 브루버트와 동료들에게 돌아갔습니다. 이들은 소와 돼지, 독특한 외과의사 복장을 하고 훌라후프와 다양한 플라스틱 제품을 이용해 살사댄스와 탭댄스를 추면서 복잡한 인공심장 판막 구조와 원리를 효과적으로 설명했다는 평가를 받았습니다. 생물학 분야 우승은 항생제 내성을 갖는 박테리아가 어떻게 형성되고 확산되는지를 현대무용으로 표현한 영국 글래스고대 칼라 브라운 박사에게 돌아갔습니다. 사회과학 분야에서는 미국 노스웨스턴대 의대에 재학 중인 마거릿 다닐로비치에게 우승의 영광이 돌아갔습니다. 다닐로비치는 나이를 먹을수록 근육이 퇴화되는 원리와 전 세계적으로도 문제가 되고 있는 고령화 인구 증가에 따른 적응 문제를 사회적으로 어떻게 해결할지 펑키댄스로 잘 표현했다는 평가를 받았습니다. 과학은 점잖은 학문의 세계라고만 생각하는 이들에겐 이런 행사나 매년 9월 중순에 열리는 이그노벨상 시상식이 장난 같고 과학의 권위를 떨어뜨린다고 여길 수도 있을 겁니다. 그렇지만 어렵고 근엄하기만 한 과학을 재미의 영역으로 끌어들여 웃고 즐길 수 있다는 것은 과학이 학문의 영역을 떠나 문화나 사회의 한 영역으로도 확고히 자리잡았다는 의미 아닐까요. 우리 사회 역시 항상 과학적이고 합리적인 사고를 강조하기는 하지만 최근 일어나고 있는 사건사고들을 보다 보면 여전히 과학은 먼 나라 얘기이고 머릿속 사변으로만 남아 있는 것 아닌가 싶어 씁쓸한 생각이 듭니다. edmondy@seoul.co.kr

AI로봇 자율성 ‘핫이슈’로 부상 도덕성 기준·안전성 적용 이견 커 “수학적 발견의 원동력은 논리적 추론이 아니고 상상력이다.”(수학자 오거스트 드모르간, 1806~1871) “나는 상상력을 자유롭게 이용한 예술가다. 상상력은 지식보다 중요하다. 지식은 한계가 있지만 상상력은 세상의 모든 것을 끌어안을 수 있다.” (물리학자 알베르트 아인슈타인, 1879~1955) 과학사를 살펴보면 과학의 발전을 이끌어 온 원동력은 ‘상상력’이었다. 상상력은 보다 나은 미래를 그려내고 그 미래를 향해 나갈 수 있도록 현실을 이끌어 내기 때문이다. 1985년 개봉한 SF영화 ‘백 투 더 퓨쳐’에서는 2015년을 무인자동주유소, 다중채널TV, 지문인식 시스템, 화상통화, 나는 호버보드, 자동건조 점퍼, 가정 내 과일재배 기술 등으로 가득한 세상으로 그렸다. 이 중 아직 나오지 않거나 개발 중인 기술들도 있지만 화상통화나 지문인식 시스템 같은 기술은 이미 보편화돼 있다. 현대 SF의 창시자로 알려진 프랑스 대중소설가 쥘 베른의 ‘지구 속 여행’, ‘지구에서 달까지’, ‘달나라 탐험’, ‘해저 2만리’도 당시로서는 불가능해 보이는 잠수함, 입체영상, 해상도시, 텔레비전, 우주여행 등의 개념을 처음으로 제시했다. 특히 1867년 ‘지구에서 달까지’라는 작품을 통해 달 탐사에 대한 가능성을 예측하기도 했는데 실제로 100년 뒤인 1969년 7월 20일 미국 아폴로 11호가 달 표면에 착륙했다. 상상력이 과학기술 발전을 끌어낸 대표적 사례다. SF 3대 거장으로 불리는 아서 클라크도 ‘가능성을 확인해 보려면 불가능의 영역으로 한발 들어가 봐야 하며 고도로 발전된 기술은 마법과 구분할 수 없다’고 주장했다. 미래에 나타날 기술은 현재의 과학기술로는 예측이 쉽지 않기 때문에 무한한 상상력을 바탕으로 새로운 개념을 일깨우는 SF가 그 방향타 역할을 할 수 있다는 것을 강조하기 위한 것이다. 그런데 베른이 활동했던 19세기 중후반은 과학이 모든 문제를 해결할 수 있을 것이라는 ‘과학적 낙관주의·만능주의’가 팽배해 있던 시기였기 때문에 갖가지 과학논문과 잡지가 창간되는 등 일반인들도 최신 과학기술을 접할 수 있는 기회가 많았다. 베른 이후 많은 SF 작품들도 당대 첨단 과학기술을 바탕으로 하고 있다. 이처럼 과학기술과 SF는 상호 피드백을 주고받는 관계다. 지난 주말 국립과천과학관에서는 ‘로봇과 공존하는 미래’라는 주제로 한 SF포럼이 열렸다. 올 초 인간과의 바둑대결로 대중의 관심을 받게 된 인공지능(AI) 기술은 인공지능이라는 용어가 사용되기 시작한 1950년대 훨씬 이전부터 SF 소설과 영화의 단골 소재로 쓰여 왔다. 영화에서 최초로 등장한 인공지능은 1927년 독일영화 ‘메트로폴리스’다. 독일의 대표적인 표현주의 감독 프리츠 랑이 만든 흑백무성영화 메트로폴리스에 나오는 AI로봇 ‘마리아’는 인간들의 폭력을 부추기는 역할을 한다. 최근 인간과 공존하거나 도움을 주는 역할로 등장하기도 하지만 SF에 등장하는 AI는 마리아처럼 디스토피아적 미래관을 보여주는 소재로 주로 등장하고 있다. 알파고와 같은 딥러닝 방식의 우수한 인공지능과 스마트한 로봇들의 개발 속도가 빨라지면서 인공지능의 자율성은 과학기술계에서 중요한 이슈가 되고 있다. 전문가들은 “기술 진화의 속도가 빨라지면서 SF에서나 볼 수 있었던 인간 대 AI뿐만 아니라 AI 간 경쟁에서 발생할 수 있는 문제가 현실로 다가왔다”며 “첨단 기술이 등장할 때마다 이야기되는 윤리적 기준, 안전성이라는 문제를 AI에 어떻게 적용시킬 것인지에 대한 논의의 단초는 SF를 통해 얻을 수 있을 것”이라고 입을 모았다. 현재 인공지능이나 로봇은 주변 환경을 관측하고 판단해서 결심한 뒤 행동하는 의사결정과정을 거치도록 설계되고 있다. 단계별로 인공지능이 스스로 결정하는 비율이 높아질수록 자율성의 수준도 높아지게 된다. 문제는 자율성이 높아질수록 인간 사용자의 기대와 통제를 벗어난 행동을 할 가능성도 높아지고 사고로 연결될 개연성도 커진다는 것이다. 이 때문에 많은 연구자들이 AI에 ‘도덕성’이라는 개념을 입력해야 한다고 주장하고 있지만 도덕성의 기준과 방법론에 대한 이견이 크다. SF포럼 발제자로 나선 한상기 소셜컴퓨팅연구소 대표는 “흔히 AI의 도덕성 기준이라고 하면 아시모프가 주장한 ‘로봇 3원칙’을 떠올리지만 원칙에 포함된 개념들이 모호하기 때문에 AI 전문가들 사이에서는 논외로 하고 있다”며 “‘로봇은 인간에게 해를 입혀서는 안 된다’라고 할 때 인간의 기준과 범위는 무엇이고 해를 가한다를 판단하기 위해서는 행동의 결과가 누구에게 해가 될 것인지를 알아야 하는데 모든 상황을 정확히 판단한다는 것은 AI에게는 무리”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

세포 리보솜 입체 구조 등 규명… 2009년도 노벨 화학상 수상 “연구자들, 대중과 소통 필요” “물리학 박사 학위까지 받았지만 생물학을 공부하고 싶다는 생각에 학부과정부터 다시 시작했습니다. 막 입학한 대학생들과 기초 생물학 수업을 들으면서 ‘박사 학위도 있는 내가…’라는 생각도 여러 번 했죠. 그렇지만 내가 좋아하는 것, 재미있어 하는 일을 할 수 있다는 것에 기운을 냈고 결국 노벨상까지 받게 됐습니다.” 기초과학연구원(IBS)의 초청으로 처음 방한한 벤카트라만 라마크리슈난(64) 영국 왕립학회장은 기자들과 만나 “과학자는 자신이 흥미를 갖는 분야가 무엇인지를 찾고 무엇을 연구할지 명확히 정해 한길을 파는 것이 중요하다”고 말했다. 특히 기초과학 분야에서는 성과가 나오기까지 시간이 오래 걸리고 힘든 과정을 거치기 때문에 연구자가 ‘재미’를 느끼지 못하면 쉽게 포기하고 유행만 좇게 된다는 것이다. 영국국립의학연구소 분자생물학연구소 교수이기도 한 라마크리슈난 회장은 세포 안에서 단백질을 만드는 소기관인 리보솜의 입체 구조와 기능을 원자 수준에서 규명하면서 2009년도 노벨 화학상을 받았다. 이때 토머스 스타이츠 미국 예일대 교수, 아다 요나트 이스라엘 와이즈만연구소 박사가 함께 수상했다. 그는 지난해부터 왕립학회장을 맡았다. 1660년에 설립된 학회는 아이작 뉴턴, 찰스 다윈, 알베르트 아인슈타인 등 유명 과학자들이 회원이었고, 리처드 도킨스, 스티븐 호킹, 팀 버너스 리 같은 세계적 과학자들이 회원으로 등록돼 있다. 역대 회원들 중 노벨상 수상자만도 80명에 이르는 영국의 과학 중심기관이다. 라마크리슈난 회장은 왕립학회가 과학기술 대중화를 위해 다양한 형태의 대중강연과 과학교양서 발간을 지원하는 점을 소개하면서, 일반인들이 첨단 과학을 이해할 수 있도록 현장 과학자들이 더 많이 나서야 한다고 강조했다. 그는 “연구자의 연구비는 국민의 세금이니 그것이 어떻게 쓰이는지 알리는 것이 연구자들의 당연한 의무”라며 “과학이 한 사회의 문화로 정착하기 위해서는 연구자들이 좀더 노력해야 한다”고 설명했다. 그는 “과학계에서도 대중강연을 하거나 언론 기고, 교양서적을 쓰는 과학자들에 대해 ‘연구를 열심히 안 하는 사람’이라는 생각을 갖는 경우가 많은데 과학이 대중과 좀더 친근하게 다가서기 위해서는 반드시 사라져야 하는 편견”이라고 했다. 이와 함께 현재 우리의 삶을 둘러싸고 있는 많은 정책결정들이 과학기술과 관련돼 있기 때문에 제대로 된 정책이 시행되고 있는지를 알기 위해서 대중도 과학에 관심을 가져야 한다고 충고했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

희귀병으로 투병 중인 배우 신동욱이 소설을 출간하고 작가로 변신한다. 28일 한 매체는 관계자의 말을 빌려 신동욱이 최근 우주를 소재로 한 장편소설 작업을 마치고 다음달 발간을 앞두고 있다고 밝혔다. 신동욱이 집필한 소설은 괴팍한 천재 사업가와 천재 이론물리학자의 사랑을 그린 작품. 해당 소설은 출간을 앞두고 예비 독자들을 상대로 현재 제목 공모를 진행 중이다. ‘씁니다, 우주일지’와 ‘우주 엘리베이터’가 최종 후보에 올랐다. 신동욱의 첫 소설은 제목이 확정되는 대로 세상에 공개될 예정이다. 2003년 KBS 20기 공채 탤런트로 데뷔한 신동욱은 드라마 ‘소울메이트’로 많은 사랑을 받았다. 하지만 2010년 현역으로 입대해 훈련받던 중 CRPS(복합부위 통증 증후군) 판정을 받아 2011년 의병 제대했다. 이후 투병생활을 하며 회복을 위해 힘쓰고 있다. 사진=스포츠서울 연예팀 seoulen@seoul.co.kr

새로운 연구에 따르면 우주는 가속팽창을 하지 않고 있을지도 모른다. 이는 곧 가속팽창의 페달 역할을 하는 '암흑 에너지'가 존재하지 않을 수도 있다는 뜻이다. 이것이 새 연구가 주장하는 핵심이다. 2011년 두 연구팀에 속하는 3명의 우주론자들은 '독립적으로 멀리 있는 1a형 초신성들이 가까이 있는 초신성들에 비해 더욱 빨리 후퇴하고 있다'는 관측사실에 근거해 우주의 가속팽창을 증명함으로써 노벨물리학상을 받았다. 초신성의 질량이 무거운 별이 폭발로 종말을 맞는 현상으로, 특히 1a형 초신성은 일정한 광도를 가지고 있어 우주의 거리를 알려주는 지표로, 표준촛불이라고 한다. 1990년대 말에 발표된 이 놀라운 관측결과는 우주의 가속팽창을 이끄는 어떤 힘이 전 우주공간에 퍼져 있음을 강력하게 시사하는 것이었다. 만약 그러한 힘이 없다면 138억 년 전 빅뱅에서 출발한 우주가 그처럼 가속팽창을 할 이유가 없는 것이다. 오히려 은하와 블랙홀 그리고 우주를 채우고 있는 다른 물질들의 중력으로 인해 팽창속도가 점차 느려져야 한다는 게 정상이다. 우주를 가속 팽창시키고 있는 것으로 믿어지는 이 정체불명의 힘을 과학자들은 '암흑 에너지'라 불렀다. 아직까지도 이 암흑 에너지의 정체는 밝혀지지 않고 있는데, 물리학자나 천문학자들에게 이보다 갑갑한 문제는 없을 것이다. 그런데 지난 21일(현지시간) 사이언스리포트 온라인판에 발표된 새 연구는 노벨상을 받은 우주 가속팽창 연구에 대해 의문을 제시하고 있다. 덴마크 코펜하겐 대학 닐스 보어 연구소 소속의 J. T. 닐슨 대표저자와 그의 동료들은 740개의 초신성에 대해 앞의 연구자들이 사용했던 것과는 다른 이론 틀로 분석했다. 닐슨 팀은 노벨상을 받은 앞의 연구자들은 70개 남짓한 1a형 초신성을 대상으로 관측했을 뿐이라고 지적했다. 새 연구가 분석한 결과, "암흑 에너지와 가속팽창을 연결한 앞선 연구자들의 결론은 '미약한 증거'에 기초하고 있다. 앞선 연구자들이 내놓은 가속팽창의 증거는 기껏해야 '3 시그마'에 지나지 않는데, 이는 새 발견의 기본 중요도의 기준인 '5 시그마'에 훨씬 미치지 못하는 것"이라고 옥스퍼드 대학의 수비르 사르카르 공동저자가 주장했다. 그는 이어서 "물론 우리의 분석이 틀릴 수도 있지만, 가속팽창이 암흑 에너지가 유발하는 것이라고 단정짓는 것은 지난 1930년대에 확립된 지나치게 단순화한 이론 모델로 데이터를 분석한 결과 빚어진 오류일 가능성이 많다."고 덧붙이면서 앞으로 후속 연구에 의해 보다 확실한 사실이 밝혀질 것이라고 전망했다. 이에 대한 첫 반론은 미국 오하이오 주립대학 천체물리학자인 폴 서터에게서 나왔다. 그는 1a형 초신성의 움직임이 암흑 에너지 존재를 증명하는 유일한 증거는 아니라고 강조하면서, "우주 전역에서 관측되는 우주배경복사의 진동이나, 물질밀도의 변화를 보여주는 바리온 음향 진동 등은 암흑 에너지가 없었다면 오래 전에 사라졌을 것"이라고 주장했다. 그는 또 "암흑 에너지가 존재한다는 증거는 이밖에도 많다"면서 새 연구의 저자들이 이러한 요소를 의도적으로 회피하고 있다"고 지적했다. 그러나 서터 교수는 이 논문이 암흑 에너지를 연구하는 데 있어 초신성 데이터를 사용하는 방법을 개선하는 성과를 거두었다고 긍정적으로 평가했다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

모든 국민은 헌법 제39조 1항에 의해 법률이 정한 바에 따라 국방의 의무를 진다. 이에 63만 군 장병과 290만 예비군을 관리하고 있는 국방부는 ‘작은 행정부’의 역할을 수행한다. 국방부에는 정책, 외교, 교육, 예산, 조직, 국토, 복지 등 군사에 관한 사무를 관장하기 위한 다양한 행정부처의 기능들이 집약돼 있다. 국방은 더이상 현역과 예비역 출신 직업군인들이 담당하는 군사 안보의 측면만이 아니라 일관성 있는 군사 행정과 정책 수립을 통해 미래 안보환경에 대응해 나가야 하는 ‘국방 문민화’의 영역이 됐다. 국방 문민화는 단순히 군인들의 쿠데타를 막고 방산 비리 등을 감시, 통제하는 차원이 아니라 전문화된 국방 행정관료를 양성해 각 군의 이해관계에서 벗어난 합리적인 미래 안보환경을 구축해 나가는 데 목적이 있다. ‘미국 국방부, 펜타곤에는 군인이 없다’는 말처럼 군의 문민통제 전통이 확립된 미국에서 국방부는 정책 군정 집행기구로서의 역할에 충실할 뿐, 현역 군인들의 역할은 그다지 크지 않다. 애슈턴 카터 미 국방장관은 이론물리학자 출신이고 두 번이나 국방장관을 지냈던 도널드 럼즈펠드나 딕 체니, 로버트 게이츠 등도 정치인이나 교수, 사업가 출신이다. 미국은 전역 후 10년이 지나야 국방장관에 임명될 수 있을 만큼 국방 문민화가 정착된 나라다. 유럽이나 중남미 등 대부분 국가의 국방장관들도 민간 출신이며 일본, 독일, 이탈리아 등은 여성 국방장관을 선임하고 있다. 우리 국방부도 국방개혁에 관한 법률 시행령 제7조 1항에 의해 직급별 소속 공무원의 70% 이상을 군인이 아닌 공무원으로 배정하는 것을 목표로 하고 있다. 그러나 국방부의 실·국장급 공무원 22명 중 현역·예비역 출신이 아닌 민간 공무원은 6명에 그친다. 그중 직위공모제에 의해 외교부 소속 공무원이 파견되는 국제정책관직을 제외하면 국방부 출신은 5명뿐이다. 10년, 20년 후의 미래안보환경을 내다보고 국방정책을 이끌어 갈 전문화된 국방 행정관료의 양성은 향후 국방부가 갖게 된 과제이기도 하다. 김윤석(50·행시 33회) 주한미군기지이전사업단 기획지원부장은 행정고시 출신 국방부 국장들 중 제일 ‘맏형’이다. 1990년부터 국방부 근무를 해 온 그는 신중하고 차분한 업무스타일로 각 군의 이해관계를 부드럽게 조율하는 역할을 해 왔다. 지난해 메르스(중동호흡기증후군) 사태 때는 보건복지관으로서 군내 메르스 유입과 전파를 차단하고 민관군 협업 등을 추진해 메르스 확산 방지에 기여했다. 2012년 홍조근정훈장을 받기도 한 그는 내년이면 마무리될 주한미군기지이전사업의 막바지 업무를 담당하고 있다. 이남우(49·행시 35회) 기획관리관은 국방부의 대(對)국회 업무와 함께 박근혜 정부의 국정과제인 대통령 공약사업들을 총괄 지휘하는 국방부 내 ‘에이스’이다. 서울대 법학과 출신으로 미국 캘리포니아대에서 국제관계학 석사 학위를 취득한 그는 청와대 안보실 행정관과 국제정책관실 동북아정책과장, 조직관리과장 등을 역임하며 국방부의 주요 업무를 담당해 왔다. 국방부 내에서 세파에 휩쓸리지 않고 중심을 지킨다는 평을 받는 그는 후배 공무원들이 믿고 따를 수 있는 믿음직한 선배란 평가를 받는다. 김정섭(47·행시 36회) 계획예산관은 국방부 내 주요 직위뿐 아니라 청와대 NSC 전략기획실, 국가안보실 등에서 다년간 근무한 외교안보 전문가이다. 서울대 정치학과 출신인 그는 미국 하버드대 케네디스쿨에서 국제안보 분야 정책학 석사 학위를, 영국 옥스퍼드대에서 국제관계학 박사 학위를 취득했다. 최근 외교안보의 역사와 이론을 바탕으로 현장에서 직접 체험하고 공부한 내용을 담은 ‘외교상상력-지나간 백년 다가올 미래’라는 책을 발간하기도 했다. 기획재정부 소속인 형 김완섭(48·행시 36회) 국장과는 지난해 청와대 근무를 함께 할 정도로 집안 대대로 공직생활을 오래해 왔다. 스마트한 ‘젠틀맨’이라는 평가를 받는 그는 민감한 군사외교 분야를 다룰 국방부 출신 최초의 국제정책관이 나온다면 군사외교 분야에 정평이 난 적임자로 그 물망에 오른다. 박재민(49·행시 36회) 군사시설기획관은 최근 주한미군의 사드 부지 공여 절차와 군공항 이전사업 등 굵직한 사업들을 총괄하고 있다. 국방부 내에서 유일하게 예산편성과장과 조직관리과장을 모두 경험해 본 그는 예산과 조직 두 분야 모두에서 업무능력을 인정받았다. 서강대 정치외교학과 출신으로 미국 존스홉킨스대에서 국제관계학 석사를 받은 그는 웬만한 실장급 업무에 버금가는 8~9개 과의 업무를 총괄하면서도 항상 웃음과 유머러스함을 잃지 않는 ‘스마일맨’으로 불린다. 유균혜(45·행시 39기) 보건복지관은 국방부 내에서 늘 ‘최초’라는 수식어가 붙는 혁신의 아이콘이다. 1996년 국방부 최초의 행시 출신 여성 사무관으로 임용된 그는 2012년 국방부 최초의 여성 부이사관에 이어 지난해 국장급 고위공무원단에 이름을 올렸다. 남성 중심의 국방부 문화 속에서도 늘 주눅 들지 않는 쾌활한 모습을 보이는 그는 ‘여걸’이라 불리며 군 출신들의 견제와 질투의 대상이 되기도 했다. 국군중증외상센터 건립을 비롯한 군 복지 분야의 혁신을 위해 노력하고 있다. 강윤혁 기자 yes@seoul.co.kr

5. 우주는 어떻게 끝날까? 많은 이론 물리학자들은 우주가 언젠가 종말에 이를 것이며, 그 과정은 이미 시작되었다고 믿고 있다. 우주가 어떻게 끝날 것인지는 확실히 알 수 없지만, 대략 다음과 같은 3개의 시나리오를 뽑아놓고 있다. 이른바 대함몰(big crunch), 대파열(big rip), 대동결(big freeze) 시나리오다. 그들의 주장에 따르면, 우주는 결국 스스로 붕괴를 일으켜 완전히 소멸하거나, 우주 팽창 속도가 가속됨에 따라 결국엔 은하를 비롯한 천체들과 원자, 아원자 입자 등 모든 물질이 찢겨져 종말을 맞을 것이라 한다. '대파열' 시나리오에 따르면, 강력해진 암흑 에너지가 우주의 구조를 뒤틀어 처음에는 은하들을 갈가리 찢고, 블랙홀과 행성, 별들을 차례로 찢을 것이다. 이러한 대파열은 우주를 팽창시키는 힘이 은하를 결속시키는 중력보다 더 세질 때 일어나는 파국이다. 그 결과 우주는 무엇에도 결합되지 않은 입자들만 캄캄한 우주 공간을 떠도는 적막한 무덤이 될 것이라고 과학자들은 말한다. 또 다른 종말 시나리오는 '대함몰'이다. 이것은 우주가 팽창을 계속하다가 점점 힘이 부쳐 속도가 떨어지면, 어느 순간 팽창하는 힘보다 중력의 힘 쪽으로 무게의 추가 기울어져 우주는 수축으로 되돌아서게 된다. 수축 속도는 시간이 지남에 따라 점점 더 빨라져 은하와 별, 블랙홀들이 충돌하고 마침내 빅뱅의 한 점이었던 태초의 우주로 대함몰하게 된다. 마지막 시나리오는 '열사망'으로도 불리는 '대동결'이다. 이것이 현대 물리학적 지식으로 볼 때 가장 가능성 높은 우주 임종의 모습이다. 대동결설에 따르면, 우주 팽창에 따라 물질이 서서히 복사하여 소멸의 길을 걷게 되는데, 별들은 차츰 빛을 잃어 희미하게 깜빡이다가 하나둘씩 스러지고, 약 1조 년 후면 블랙홀과 은하 등 우주의 모든 물질이 사라지게 된다. 심지어 원자까지도 붕괴를 피할 길이 없다. 그러면 어떠한 에너지도 운동도 존재하지 않게 되어 우주는 하나의 완벽한 무덤이 된다. 이것을 '열사망'이라 한다. 4. 우리가 사는 우주 너머 다른 우주가 있나? 우리가 사는 우주가 수많은 우주 중에서 하나일 뿐일지도 모른다는 가설이 바로 다중 우주론이다. 다중 우주론은 지금 이 순간에도 우주는 빅뱅 이후에 시작된 ‘영구적인 인플레이션(Eternal Inflation)’ 과정에 있다고 본다. 다중 우주론을 배태시킨 인플레이션 우주론은 우주가 밀도가 무한한 한 공간에서 시작됐으며, 초창기에 우주가 기하급수적으로 팽창하는 시기가 있었다고 설명하는 인플레이션 이론을 바탕으로 한다. 이 인플레이션 과정에서 우주 안팎에 각각 다른 물리법칙들이 지배하는 새끼 우주들이 계속 생겨났다는 것이다. 다중우주론자들은 우주의 지평선 너머에 우리 우주와는 또 다른 우주가 밤하늘 별처럼 셀 수 없을 정도로 존재한다는 가설을 내놓고 있다. 그들은 우리 우주도 하나의 거품 형태로 존재한다고 보며, 그런 거품이 수도 없이 많다는 것이다. 그리고 각각의 우주는 따로 분리되어 있기는 하지만 물리법칙은 엇비슷하다고 가정한다. 이 같은 다중우주론은 그동안 수많은 논란을 불러일으켰으며, 아직까지 순전한 가설의 영역을 벗어나지 못하고 있다. 이것을 부정적인 시각으로 보는 사람들은 대부분 우리 우주에 어떤 영향도 주지 않으며, 어떠한 소통과 관측도 불가능한 이상, ‘관측할 수 없는 것이 존재하고 있다’는 것은 합당하지 않다고 주장한다. 다중우주론자들은 우주배경복사에서 우주 충돌의 단서를 열심히 찾고 있고, 또한 찾았다고 주장하지만, 증명까지 성공한 것은 아니다. 다중우주론이 신의 존재 증명처럼 영원히 증명할 수 없는 가설로 끝날지, 아니면 어떤 단서가 밝혀질지 현재로선 아무도 장담할 수 없다. 3. 내가 블랙홀 안으로 떨어지면 어떻게 될까? ​​ 블랙홀이란 엄청난 중력으로 주위의 모든 물질을 집어삼키며, 일단 여기에 한번 끌려들면 빛조차도 탈출할 수 없다는 무시무시한 존재다. 우주 속의 다양한 천체들 중에서 블랙홀만큼 흥미로운 대상도 없을 것이다. 얼마 전 블랙홀의 충돌로 빚어진 중력파를 역사상 최초로 검출하는 데 성공함으로써 블랙홀은 다시 한번 지구 행성인들에게 주목받는 존재가 되었다. 블랙홀에 관해서 사람들이 공통적으로 가장 궁금하게 여기는 점은 만약 내가 블랙홀 안으로 떨어진다면 어떻게 될까 하는 것이다. 무시무시한 상상이긴 하지만, 이 문제는 변함없이 사람들의 가장 큰 관심사다. 먼저 당신의 발이 블랙홀로 접근한다고 상상해보자. 그러면 블랙홀의 가공스러운 중력이 머리보다는 발 쪽에 더 강하게 작용할 것이다. 발끝과 머리에 가해지는 조석력의 차이는 이윽고 지구의 총중력과 동일하게 된다. 이 상황은 마치 두 대의 크레인이 당신의 머리와 발을 잡고 힘껏 끌어당기는 형국이나 비슷하다. 블랙홀 안으로 떨어진 당신은 블랙홀 중심에 이르기 전에 국수가락처럼 한정없이 늘어지다가 마침내는 낱낱의 원자 단위로 분해되고 말 것이다. 이것이 바로 블랙홀의 '스파게티화(spaghettification)'라고 불리는 현상이다. 일단 블랙홀 안으로 떨어지면 외롭겠지만, 당신은 스파게티가 되어 한정없이 블랙홀의 중심, 특이점으로 떨어져내릴 것이다. 그것을 멈출 수 있는 존재는 우주 안 어디에도 없다. 하지만 당신이 블랙홀 안에서 낱낱이 분해되기까지 걸리는 시간이 겨우 10분의 1초밖에 안된다는 사실이 조금은 위안이 될 수 있을지도 모른다. 2. 빅뱅은 왜 일어났는가? 빅뱅은 왜 일어났는가? 빅뱅 이전에는 무엇이 있었나? ​위의 두 질문보다 과학자들을 골치 아프게 하는 것도 없을 것이다. 첫째 질문에 대한 과학자들의 모범 답안은 이렇다. "과학은 '왜'라는 물음에 답하는 것이 아니라, '어떻게'라는 물음에 답하는 학문이다." ​요컨대 빅뱅이 왜 일어났는가에 대한 답을 추구하는 게 아니라, 어떻게 일어났는가를 연구하는 것이 과학이라는 주장이다. 일견 맞는 말인 듯하지만, 그래도 어쩐지 개운치는 않다. ​두번째 질문에 대한 모범 답안은 "빅뱅과 함께 시간과 공간이 창조되었으므로, 그 전이란 말은 의미가 없는 것이다. 그것은 마치 북극점에 서서 북쪽이 어디인가를 묻는 것과 같다." 이 답안은 상상은 잘 안 되지만, 반론을 펴기도 만만찮은 게 사실이다. ​어쨌든 빅뱅이 왜 일어났는가 하는 질문에 대해 보다 진전된 답안을 작성해본다면 다음과 같다. ​우주는 에너지가 무한대의 밀도로 응축된 초고온의 ​극미점(極微點), 곧 특이점에서 시작되었다. 그 특이점 역시 '무(無)'에서 나타났다고 과학자들은 말한다. 그러니까 우주가 무에서 생겨났다는 것이다. ​그런데 극미의 세계를 지배하는 법칙은 양자론인데, 양자론에서 볼 때 '무'의 상태란 있을 수가 없다. 아무리 빈 공간이라 하더라도 거기에는 불확정성 원리에 따른 양자 요동, 곧 가상입자들이 끊임없이 쌍생성과 쌍소멸을 하는 들끓는 곳이다. 실제로 진공 속에 금속판 2장의 마주 보게 두면 진공 에너지를 검출할 수 있다. 이것이 카시미르 효과라는 현상이다. ​또 극미 세계에서는 매우 짧은 시간에 입자가 확률적으로 에너지 벽을 뚫을 수 있는데 이를 터널 효과라 한다. 호킹에 의하면, 유한한 우주가 시간도 공간도, 에너지도 0인 '무'의 상태에서 이 터널 효과로 에너지의 벽을 뚫고서 돌연 태어났다고 한다. 따라서 빅뱅은 왜 일어났는가 하는 질문에 대해 현시점까지 작성된 모범 답안은 이렇다. ​"빅뱅은 무에서 양자 요동과 터널 효과에 의해 돌연 일어났다. 빅뱅은 모든 것의 기원이므로 그 이전의 과거 따위는 없다. 즉 우주가 시작된 방법을 파악할 '원인'이란 건 존재하지 않는다." ​ 1. 우주는 끝이 있을까? 사람들이 우주에 대해 가장 궁금해하는 것이 우주는 과연 끝이 있을까 하는 점이다. 이것은 인류의 두뇌를 아주 오랫동안 괴롭혀온 질문이다. 무릇 끝이란 말은 시작이 있다는 뜻이며, 그 끝에서 또 다른 무엇이 시작된다는 의미를 내포하고 있다. 현실 세계에 존재하는, 그리고 우리가 체험하는 모든 사물에는 시작과 끝이 있다. 즉 유한하다는 말이다. 무한이란 상상 속에 존재하는 관념일 뿐이다. 일찍이 아리스토텔레스는 무한이 실재하지 않은 것임을 이렇게 명쾌히 증명했다. -무한이라 해도 결국 유한한 것들의 집합일 뿐이다. 그런데 유한한 것들은 아무리 모아봐야 유한하다. 고로 무한이란 존재하지 않는다. 그렇다면 우주란 과연 어떤가? 우주는 유한하지 않고 끝이 있을까? 우선 우리의 경험칙으로 볼 때, 우주에 끝이 있다는 것도 모순이요, 끝이 없다는 것도 모순으로 보인다. 또한 끝이 없다는 상태는 상상하기 어렵다. 끝이 있다면 또 그 바깥은 무엇이란 말인가? 이 우주라는 시공간이 시작된 것이 약 138억 년 전이라는 계산서는 이미 나와 있다. 138억 년 전 ‘원시의 알’이 대폭발을 일으켰고, 그것이 팽창을 거듭하여 오늘에 이르고 있다는 이른바 빅뱅 우주론이다. 여기에 딴죽을 거는 과학자들은 거의 없다. 우주의 나이가 138억 년이지만, 초창기에는 빛보다 더욱 빠른 속도로 공간이 팽창했기 때문에 지금 우주의 지름은 약 940억 광년에 이른다. 여기서 당연히 이런 의문이 고개를 들 것이다. 그렇다면 우주도 유한하다는 얘기네. 그렇다. 현대천문학은 우주의 구조에 대해 이렇게 말한다. 우주는 유한하지만, 그 끝은 없다. 이게 무슨 뜻인가? 우주의 지름이 940억 광년으로 유한하지만, 그 경계는 딱히 없다는 뜻이다. 곧, 아무리 가더라도 그 끝에 닿을 수가 없다. 왜? 우주는 거대한 스케일로 휘어져 있어 가장자리란 게 존재하지 않으니까. 이런 얘기를 들으면, 누구나 ‘어찌 그럴 수가?’ 하는 의문을 갖지 않을 수 없다. 현대 우주론자들은 다음과 같이 답한다. 우주는 3차원 공간에 시간 1차원이 더해진 4차원의 시공간으로 휘어져 있어 중심도 경계도 없다. 2차원 구면이 중심이나 경계가 없는 것과 같은 이치다. 뫼비우스 띠만 해도 그렇다. ​종이 띠를 한 바퀴 비튼 후 이어붙이면 뫼비우스의 띠가 된다. 개미가 뫼비우스의 띠를 따라 표면을 이동하면 경계를 넘지 않고도 반대면에 이를 수 있다. 우주는 3차원의 뫼비우스 띠 같은 구조라는 것이다. 이처럼 우주의 시공간은 휘어져 있기 때문에 무한 사정거리의 총을 발사하면 그 총알은 우주를 한 바퀴 돌아 쏜 사람의 뒤통수를 때린다는 것이다. 그 사람이 그때까지 살아 있기만 한다면 말이다. 우주 공간이 평탄하게 보이는 것은 3차원의 존재인 우리가 휘어져 있는 4차원 시공간을 감득치 못해서 그렇다는 얘기다. 이처럼 우주는 중심도 가장자리도 없는 4차원 시공간이다. 내가 있는 이 공간이 우주의 중심이래도 틀린 말은 아닌 셈이다. 공간 속의 모든 지점은 동등하다. 신 앞에 모든 것은 공평하다고 하는 것이 바로 이를 두고 한 말인지도 모른다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

최근 인공지능(AI) 기술의 급격한 발달로 AI에 대한 두려움도 커지고 있다. 영화 ‘터미네이터’와 같이 인간의 능력과 통제를 넘어서는 인공지능 로봇들이 나타나지 않을까 하는 우려다. 영국의 우주물리학자 스티븐 호킹 박사는 강력한 인공지능을 개발하는 것이 인류에 위협이 될 가능성이 있다고 경고했다. 영국 일간 가디언과 텔레그래프에 따르면 호킹 박사는 19일(현지시간) 케임브리지대학 리버흄미래지능센터(LCFI) 개소식 연설에서 “강력한 AI의 등장은 인류에게 일어나는 최고의 일도, 최악의 일도 될 수 있다”며 “AI 창조는 인류 문명사에 일어나는 가장 큰 사건이 될 것”이라고 말했다. 호킹 박사는 “어리석은 역사를 연구하는 것보다 사람들이 지능의 미래를 연구하는 것은 환영할 만한 변화“라고 평했다. 이어 ”(인공) 지능을 창출함으로써 잠재적으로 가져올 이익은 엄청나다. 우리의 생각이 AI에 의해 증폭됐을 때 성취할 수 있는 것이 무엇일지 예측할 수도 없다”면서 “산업화에 따른 자연계 파괴를 복구할 수 있을지 모르고 질병과 빈곤을 뿌리 뽑을 수도 있다”고 긍정적 측면을 설명했다. 그러나 반대로 위협과 탄압의 새로운 수단이자 주체가 될 위험성도 제기했다. 호킹 박사는 “AI가 다수가 소수를 탄압하는 수단이나 강력한 자율적 무기가 될 수도 있다”면서 “우리의 뜻과 충돌하는 자체적 의지를 키울 수도 있다”고 영화 같은 현실이 나타날 가능성을 경고했다. 호킹 박사는 최근 AI가 스스로 진화해 인류에 반하는 목표를 지니게 되거나 각국이 AI를 군사적으로 잘못 활용함으로써 인류에게 재앙이 될 수도 있음을 경고해 왔다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr