흔히들 "천문학은 구름 없는 밤하늘에서 탄생했다"고 한다. 구름이 없어야 별을 볼 수 있기 때문이다. 우리가 현재 우주에 대해 알고 있는 거의 모든 지식은 알고 보면 별들이 가르쳐준 것이다. 만약 밤하늘에 별들이 없다면 세상은 얼마나 적막할 것인가. 수천 수만 광년의 거리를 가로질러 우리 눈에 비치는 이 별빛이야말로 참으로 심오하다. 별에 대해 꼭 기억해야 할 점은 오늘날 우리가 가지고 있는 천문학과 우주에 관한 지식은 그 대부분이 별빛이 가져다준 것이란 점이다. 우주의 모든 정보들은 별빛 속에 담겨 있었던 것이다. 우리는 별빛으로 별과의 거리를 재고, 별의 성분을 알아낸다. 우리은하의 모양과 크기를 가르쳐준 것도 그 별빛이요, 우주가 빅뱅으로 출발하여 지금 이 순간에도 계속 팽창하고 있다는 사실을 인류에게 알려준 것도 따지고 보면 별빛이 아닌가. 이 심오하기 짝이 없는 별빛에 대해 지금부터 한번 살펴보기로 하자. '광속'도 별빛이 알려준 것이다 지구-태양 간 거리, 곧 1AU는 1억 5000km다. 지구 행성에서 살아가는 우리로서는 이 거리가 얼마나 먼 거리인지 가늠이 잘 안 된다. 시속 100km의 차로 밤낮 없이 달려도 170년이 걸리는 거리라면 그래도 조금은 감이 잡힐 것이다. 이 먼 거리를 빛은 8분 20초 만에 주파한다. 이 빠른 빛이 1년간 달리는 거리를 1광년(Light Year 또는 LY)이라 한다. 미터 단위로는 약 10조km쯤 된다. 그런데 카시니 시대에 이르도록 빛이 입자인지 파동인지, 또는 속도가 있는 건지 무한대인지 알려지지 않고 있었다. 인류에게 빛이 속도가 있다는 사실을 알려준 것도 역시 '별빛'이었다. 이 경우는 위성이기는 하지만. 카시니는 제자인 덴마크 출신 올레 뢰머에게 목성의 위성을 관측하는 임무를 맡겼는데, 1675년부터 목성에 의한 위성의 식(蝕)을 관측하던 올레는 식에 걸리는 시간이 지구가 목성과 가까워질 때는 이론치에 비해 짧고, 멀어질 때는 길어진다는 사실을 알게 되었다. 목성의 제1위성 이오의 식을 관측하던 중 이오가 목성에 가려졌다가 예상보다 22분이나 늦게 나타났던 것이다. 바로 그 순간, 그의 이름을 불멸의 존재로 만든 한 생각이 번개같이 스쳐지나갔다. “이것은 빛의 속도 때문이다!” 이오가 불규칙한 속도로 운동한다고 볼 수는 없었다. 그것은 분명 지구에서 목성이 더 멀리 떨어져 있을 때, 그 거리만큼 빛이 달려와야 하기 때문에 생긴 시간차였다. 뢰머는 빛이 지구 궤도의 지름을 통과하는 데 22분이 걸린다는 결론을 내렸으며, 지구 궤도 반지름은 당시 카시니에 의해 1억 4천만km로 밝혀져 있는만큼 빛의 속도 계산은 어려울 게 없었다. 그가 계산해낸 빛의 속도는 초속 21만 4300km였다. 오늘날 측정치인 29만 9800km에 비해 28% 정도의 오차를 보이지만, 당시로 보면 놀라운 정확도였다. 무엇보다 빛의 속도가 무한하다는 기존의 주장에 반해 유한하다는 사실을 최초로 증명한 것이 커다란 과학적 성과였다. 이는 물리학에서 획기적인 기반을 이룩한 쾌거였다. 1676년 광속 이론을 논문으로 발표한 뢰머는 하루아침에 광속도 발견으로 과학계의 스타로 떠올랐다. 우주의 크기를 알려준 '별빛' 그 다음으로 별빛에서 중요한 단서를 찾아낸 사람은 페루의 하버드 천문대 부속 관측소에서 사진자료를 분석하던 여류 천문학자 헨리에타 리비트였다. 1902년 변광성을 찾는 작업을 하던 리비트는 사진자료를 근거로 소마젤란 은하에서 적색거성으로 발전하고 있는 늙은 별인 세페이드 변광성 32개를 발견했다. 이 별들이 지구에서 볼 때 거의 같은 거리에 있다는 점에 주목한 그녀는 변광성들을 정리하던 중 놀라운 사실 하나를 발견했다. 한 쌍의 변광성에서 변광성의 주기와 겉보기 등급 사이에 상관관계가 있다는 점을 감지한 것이다. 곧, 별이 밝을수록 주기가 느려진다는 점이다. 레빗은 이 사실을 공책에다 "변광성 중 밝은 별이 더 긴 주기를 가진다는 사실에 주목할 필요가 있다"고 짤막하게 기록해 두었다. 이 한 문장은 후에 천문학 역사상 가장 중요한 문장으로 꼽히게 되었다. 이들 변광성은 일정한 변광 주기를 가지고 있는데, 밝은 것일수록 주기가 길다. 광도는 거리에 따라 변하지만, 주기는 거리와 관계가 없기 때문에 변광성은 우주의 거리를 재는 표준촛불이 되었다. ​이것은 우주의 크기를 잴 수 있는 잣대를 확보한 것으로, 한 과학 저술가가 말했듯이 천문학을 송두리째 바꿔버릴 대발견이었다. 이로써 인류는 연주시차가 닿지 못하는 심우주 은하들까지의 거리를 알 수 있게 되었다. 또한 천문학자들은 표준 촛불이라는 우주의 자를 갖게 됨으로써, 시차를 재던 각도기는 더 이상 필요치 않게 되었다. 리비트가 밝힌 표준 촛불은 그녀가 암으로 세상을 떠난 2년 뒤에 위력을 발휘했다. 에드윈 허블이 안드로메다 성운에 있는 변광성을 발견하고 이를 표준촛불로 삼아 성운까지의 거리를 확정함으로써, 그때까지 우리은하 내에 있는 것으로 믿어졌던 안드로메다 성운이 우리은하 밖의 외부은하임이 밝혀졌던 것이다. 이로써 우리은하가 우주 전체로 알고 있었던 인류의 우주관은 일대 혁신을 맞게 되었다. 밤하늘에서 빛나는 모든 것들이 우리 은하 안에 속해 있다고 믿고 있던 인류에게 이 발견은 청천벽력과도 같은 것이었다. 갑자기 우리 태양계는 자디잔 티끌 같은 것으로 축소되어버리고, 지구상에 살아 있는 모든 것들에게 빛을 주는 태양은 우주라는 드넓은 바닷가의 한 알갱이 모래에 지나지 않은 것이 되었다. ​따지고 보면, 우주의 팽창이라든가 빅뱅 이론 같은 것도 레빗의 표준 촛불이 있음으로써 가능한 것이었다. 리비트가 변광성의 밝기와 주기 사이의 관계를 알아냄으로써 빅뱅의 첫단추를 꿰었다고 할 수 있다. 허블은 이러한 리비트에 대해 그의 저서에서 “헨리에타 리비트가 우주의 크기를 결정할 수 있는 열쇠를 만들어냈다면, 나는 그 열쇠를 자물쇠에 쑤셔넣고 뒤이어 그 열쇠가 돌아가게끔 하는 관측사실을 제공했다”라며 그녀의 업적을 기렸다. 별은 무엇으로 이루어져 있는가? ​ 1835년, 프랑스의 실증주의 철학자 콩트는 다음과 같이 말했다. “과학자들이 지금까지 밝혀진 모든 것을 가지고 풀려고 해도 결코 해명할 수 없는 수수께끼가 있다. 그것은 별이 무엇으로 이루어져 있나 하는 문제이다.” 그러나 결론적으로, 이 철학자는 좀 신중하지 못했다. ‘절대 불가능하다’란 말은 참 위험한 말이다. 콩트가 죽은 지 2년 만인 1859년, 하이델베르크 대학 물리학자 키르히호프가 별이 어떤 물질로 이루어져 있는가 하는 계산서를 뽑아내는 데 성공했다? 무엇으로? 바로 별빛에 그 답이 있었다. 키르히호프는 태양광 스펙트럼 연구를 통해, 태양이 나트륨, 마그네슘, 철, 칼슘, 동, 아연과 같은 매우 평범한 원소들을 함유하고 있다는 사실을 발견했다. 인간이 ‘빛’의 연구를 통해 영원히 닿을 수 없는 곳의 물체까지도 무엇으로 이루어졌나 알아낼 수 있게 된 것이다. 키르히호프의 스펙트럼을 얘기하기 전에 우리는 먼저 어느 불우한 유리 연마공의 라이프 스토리에 잠시 귀 기울여보지 않으면 안된다. 왜냐하면, 이 무학의 유리 연마공이 이미 한 세대 전에 키르히호프의 길을 닦아놓았기 때문이다. 그가 요제프 프라운호퍼(1787~1826)다. 유리공장에서 일하면서 광학과 수학을 독학으로 공부하여 망원경 제작자가 된 프라운호퍼는 스펙트럼의 색들이 유리의 종류에 따라 어떻게 굴절하는지 알아보기 위해 망원경 앞에 프리즘을 달았다. 역사상 최초의 분광기라 할 수 있는 것이었다. 이 실험에서 프라운호퍼는 그의 이름을 불멸의 것으로 만든 놀라운 검은 띠들을 발견했다. 빛의 성질에서 유래한 '프라운호퍼 선'을 발견한 것이다. 그는 태양 이외의 천체에 대해서도 스펙트럼 조사를 했다. 달과 금성, 화성을 분광기에 넣었을 때도 똑같은 선을 볼 수 있었다. 그러나 망원경을 항성으로 겨누었을 때는 상황이 달랐다. 별마다 각기 특유의 스펙트럼을 보여주는 것이다. 그는 햇빛 스펙트럼의 세밀한 조사를 통해 모두 324개의 검은 선을 발견했는데, 이 선들이 무엇을 뜻하는 건지 끝내 알 수 없었지만, 이것이야말로 저 천상의 세계가 무엇으로 이루어져 있는지를 밝혀낼 수 있는 열쇠로서, 19세기 천문학상 최대의 발견이었던 것이다. 프라운호퍼의 암선이 뜻하는 것은 그로부터 한 세대 뒤 키르히호프에 의해 완벽하게 해독되었다. 태양을 해부한 사나이​ ‘별의 물질을 아는 것은 불가능하다’고 단정한 콩트의 말을 보기 좋게 뒤집은 키르히호프는 칸트가 태어난 지 꼭 백년 만인 1824년 칸트의 고향 쾨니히스베르크에서 태어났다. 그리고 쾨니히스베르크 알베르투스 대학에서 전기회로를 연구하고, 졸업 후 하이델베르크 대학 교수로 갔다. 거기서 키르히호프는 유황이나 마그네슘 등의 원소를 묻힌 백금막대를 분젠 버너 불꽃 속에 넣을 때 생기는 빛을 프리즘에 통과시키는 방법으로 여러 가지 원소의 스펙트럼 속에서 나타나는 프라운호퍼 선을 연구한 결과, 각각의 원소는 고유의 프라운호퍼 선을 갖는다는 사실을 발견했다. 말하자면 원소의 지문을 밝혀낸 셈이었다. 특정한 파장의 빛은 특정한 원소의 가스에 흡수되어 프라운호퍼 선을 만든다. 따라서 어떤 별빛을 분광기로 조사해 프라운호퍼 선을 찾암내면 바로 그 별의 성분을 알 수 있는 것이다. 그는 “해냈다!”고 외쳤다. 이것이 바로 반세기 전 프라운호퍼가 그토록 알고 싶어한 수수께끼였던 것이다. 별의 수수께끼는 모두 별빛 속에 답이 있었던 것이다. 콩트가 죽은 후 2년 뒤인 1859년, 그는 이 같은 사실을 발표했다. 이로써 키르히호프는 태양을 최초로 해부한 사람이 되었고, 항성물리학의 기초를 놓은 과학자로 기록되었다. 그러나 태양이 무엇을 태워 저처럼 막대한 에너지를 분출하는지, 그 에너지 원이 밝혀지기까지는 아직 한 세기를 더 기다려야 했다. 아시다시피 별은 천하 만물의 고향이다. 수소와 헬륨 외의 모든 원소들은 별 속에서 만들어졌으며, 초신성이 폭발할 때 생성된 것이다. 우리 인간의 몸을 만들고 있는 철, 칼슘, 요드 같은 모든 원소들도 별에서 나오지 않은 것이 없다. 그러니, 별이 없었으면 우리 인간은 존재할 수 없었을 것이다. 별이 일생을 다하고 우주공간에다 장렬히 제 몸을 흩뿌림으로써 우리는 그에서 몸을 받고 마음을 받아 지금 살고 있는 것이다. 그러므로 별은 우리 인간의 어버이다. 별은 그처럼 위대하다. 별빛은 그처럼 심오하면서 자애롭다. 지금이라도 바깥으로 나가 밤하늘의 별들을 우러러보라. 오늘밤도 무한 공간을 달려온 별빛이 바람에 스치우며 우리를 비춘다. 우리 모두는 거기서 왔다. 별이 우리의 고향이다. ​그런 마음으로 별에의 아련한 그리움을 느낀다면 당신은 우주적 사랑을 가슴에 품은 사람일이 틀림없을 것이다. 이광식 통신원 joand999@naver.com

태양계에서 지구 외에 액체 상태의 바다(호수로도 지칭)가 존재하는 것으로 추정되는 유일한 천체가 있다. 바로 토성의 가장 큰 위성인 타이탄(Titan)이다. 지난 10일(현지시간) 미 항공우주국(NASA) 카시니 연구팀은 타이탄의 협곡이 액체로 가득차 있다는 연구결과를 지구물리학 연구지(Geophysical Research Letters) 최신호에 발표했다. 그간 타이탄은 파도가 일렁일 정도의 바다가 있다는 연구결과가 나올 만큼 전문가들의 큰 관심을 받아왔다. 이 때문에 타이탄은 목성 위성 유로파와 더불어 우리 태양계 내에서 생명체가 존재할 가능성이 가장 높은 곳으로 꼽혀왔으며 NASA의 차기 탐사 대상에 올라있다. 이번에 연구대상에 오른 협곡은 타이탄에서 두 번째로 큰 바다인 ‘리지아 마레’(Ligeia Mare)에서 뻗어나온 줄기로 폭은 800m, 깊이는 240~570m, 경사는 40도 정도로 가파른 편이다. 연구팀은 이 협곡이 액체로 가득차 있다고 표현했지만 그 액체는 우리가 알고있는 물은 아니다. 리지아 마레는 남한 땅보다 더 큰 총 2000km의 해안선을 가진 바다지만 물로 가득찬 지구와는 달리 액체 탄화수소로 이루어져 있다. 연구팀은 "이 액체 탄화수소가 줄기를 따라 협곡을 가득 채우고 있다"면서 "과거 연구와의 차이점은 협곡이 액체로 가득차 있다는 '직접적인 증거'를 찾았다는 사실"이라고 설명했다. 이번에 연구에 동원된 자료는 토성탐사선 카시니호가 촬영한 레이더 사진이다. 연구팀은 지난 2013년 5월 카시니호가 타이탄에 근접비행할 당시 얻은 데이터를 분석해 이같은 결과를 얻었다. 　 한편 지름 5150㎞, 표면온도 - 170℃로 매우 낮은 타이탄은 묘하게 지구와 닮은 듯 닮지 않은 위성이다. 먼저 타이탄은 지구와 마찬가지로 구름이 있으며 비가 내리고 호수와 광대한 사구가 존재한다. 물론 이는 지구와는 성분이 다르다. 타이탄의 대기는 메탄 구름을 가진 질소가 대부분이며 역동적인 기후 시스템을 가진 것으로도 보인다. 특히 지난해 NASA 측은 타이탄 탐사에 대한 청사진을 공개해 관심을 끌기도 했다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

한양대는 김은규(59) 물리학과 교수가 최근 한국진공학회 제14대 회장으로 선출됐다고 10일 밝혔다. 임기는 내년 1월 1일부터 2년 2개월이다. 학회는 현재 4000여명의 회원이 활동하고 있다.

20대에 법학박사 학위를 받은 촉망받던 젊은 법조인이 어느 날 우연히 수학책과 물리학책을 읽었습니다. 그리고는 ‘나는 이제 평생 사람을 위한 법이 아닌 자연에 숨겨진 법칙을 연구하겠다’고 선언했습니다. 이 얘기를 듣고 어떤 생각을 하셨나요. “돈 잘 벌고 편하게 살 수 있는 법률가직을 버리고 왜 굳이 힘든 길을 가려고 하지?” 또는 “대단하네. 뭘 하든 큰일을 낼 것 같은데.” 둘 중 하나일 겁니다. 요즘 우리 사회에선 전자로 생각하는 분들이 조금 더 많으실 것 같습니다.●아보가드로 탄생 240년 이런 ‘코페르니쿠스적’ 진로 변경을 한 사람은 요즘 사람은 아닙니다. 주인공은 이탈리아의 화학자이자 물리학자입니다. 로렌초 로마노 아메데오 카를로 아보가드로 디 콰레크나 에 디 세레토 백작, 240년 전 오늘 태어난 이 사람은 역대 과학자 중 가장 이름이 길죠. 그래서 간단히 아메데오 아보가드로(1776~1856)라고 부르는 이 사람은, 화학과 물리학 분야에서 가장 중요한 업적을 남겼습니다. 중·고등학교 시절 과학 수업을 받아본 사람이라면 누구나 한 번쯤 들어본 ‘아보가드로 법칙’과 ‘아보가드로 수’를 만든 사람입니다. ●수학·물리학에 반해 전업 아보가드로 가문은 이탈리아의 전통 있는 법률가·성직자 집안으로, 아메데오 역시 어려서부터 철학과 법학 분야에 관심이 많았습니다. 스무살이 되던 1796년에 교회법에 대한 논문을 발표해 법학박사 학위를 받고 이탈리아 토리노 지방에서 청년 법조인으로 성장했습니다. 청년 법조인 아메데오는 20세 중반에 수학과 물리학 책을 접하고 ‘마치 전기에 감전된 것’처럼 충격을 받았답니다. 그는 주변 사람들에게 ‘세상의 모든 이치는 수학과 물리학에 있다’는 말을 입버릇처럼 하다가 결국 전업 과학자로 진로를 바꾸고 스물일곱 살이 되던 1803년에는 전기와 관련한 첫 과학논문을 발표했습니다. 우리에게 알려진 아보가드로 수와 아보가드로 법칙은 1811년 ‘물리학, 화학, 자연사 저널‘에 발표한 논문에서 비롯됩니다. ●‘분자’ 개념 제시 등 다양한 업적 ‘물체의 기본입자들의 상대적 질량 및 이들의 결합비를 결정하는 하나의 방법에 관한 소고’라는 논문에서 그는 ‘분자’ 개념을 제안했습니다. 돌턴의 원자설과 게이뤼삭의 기체반응 법칙을 모두 만족시키기 위해서는 새로운 개념이 필요하다고 주장합니다. 기체의 성질을 나타내기 위해서는 원자들을 붙여 하나의 구성입자인 분자를 만들면 된다는 겁니다. 이런 생각을 바탕으로 아보가드로 법칙을 설명합니다. ‘기체는 2개 또는 그 이상의 기본입자로 구성돼 있고 모든 기체는 종류에 상관없이 같은 온도, 같은 압력, 같은 부피 속에 같은 수의 분자를 포함하고 있다.’ 아보가드로 수는 어떤 물질의 원자나 분자 1몰에는 공통적으로 들어 있는 입자의 개수인 6.023×1023을 말합니다. ●‘늦깎이 과학자’ 또 나왔으면 아보가드로가 살았던 세상은 지금보다는 훨씬 세상이 단순했던 18~19세기이긴 하지만 우리에게 많은 시사점을 줍니다. 지금으로 따지면 골수 문과생이 우연히 과학을 접하고 평생 과학만을 생각하겠다며 과학기술에 투신한 것입니다. 18세기 중반 영국에서 시작된 산업혁명의 바람이 유럽 전역을 휩쓸면서 과학과 기술은 중요한 위치를 점하게 됩니다. 4차 산업혁명이 거론되는 지금도 마찬가지입니다. 과학이 중요하다는 것은 누구나 알고 이야기하고 있지만 아메데오 같은 늦깎이 과학자가 나와 자신이 하고 싶은 연구를 마음껏 할 수 있는 사회적 환경이 마련돼 있는지는 의문입니다. edmondy@seoul.co.kr

-'케플러'가 발견한 생명 서식 가능성 높은 행성들 미항공우주국(NASA)의 케플러 망원경이 지난 3년 동안 4000개가 넘는 외계행성들을 찾아냈다고 영국 일간지 데일리메일이 5일(현지시간) 보도했다. 케플러 망원경은 외계 지구형 행성을 탐사할 목적으로 나사가 지난 2009년 발사한 우주망원경이다. 천문학자들로 이루어진 나사의 연구진은 이 외계행성 목록에서 생명체가 서식할 수 있는 조건을 갖춘 유망 후보들을 선정하는 작업에 들어가 이제 마무리 과정에 있는 것으로 알려졌다. 4000개의 외계행성 중 생명체가 서식할 가능성이 가장 높은 후보 행성 20개를 선정해 집중적인 탐사를 할 예정인 나사 과학자들은 여기에는 생명 유지에 필수적인 액체 상태의 물을 가지고 있는 것이 가장 중요한 조건이라고 밝혔다. 샌프란시스코 주립대학의 물리학자들이 이끄는 연구진은 케플러 망원경이 발견한 제2지구 목록 속에서 생명서식 가능성이 가장 높은 외계행성에 대해 면밀한 검토작업에 들어갔다. 특히 연구진은 모항성의 둘레를 공전하는 216 케플러 행성이 물이 액체 상태로 존재하는 생명서식 지역 내에 위치해 있다는 사실을 발견했다. 물론 20개의 후보 행성들이 모두 생명 서식이 가능한 암석형 행성으로, 외계 생명체를 품고 있을 가능성이 가장 높은 행성들이다. 그중에는 케플러-186 f, 케플러- 62 f, 케플러-283 c, 케플러-296 f 등이 포함되어 있다. 대표 저자인 스티븐 케인 교수는 “케플러 망원경이 발견한 것으로, 모항성 둘레의 생명서식 지역에 있는 외계행성에 대한 가장 완벽한 목록을 이번에 작성했다” 라며 “이는 곧 이제 우리는 이들 행성에 포커스를 맞추고 정말 생명체가 서식하고 있는지, 후속 연구를 통해 밝혀낼 수 있게 되었음을 뜻하는 것” 이라고 덧붙였다. 또한 이 연구는 이 우주에 생명 서식 가능 지역에 존재하는 행성과 위성들이 얼마나 존재하는가를 아울러 밝혀줄 것으로 과학자들은 기대하고 있다. 연구자들은 행성을 작은 암석형 행성과 큰 가스체 행성으로 분류하는데, 이번에 특정된 20개 후보 행성들은 아주 엄격한 조건을 갖춘 것으로, 우리 지구와 흡사한 암석형 행성들로 딱딱한 표면을 갖고 있으며, 생명서식 가능 지역의 궤도를 돌고 있는 것들이다. 케인 교수는 “저 태양계 바깥의 우주공간에는 수많은 제2지구 후보 행성들이 있다. 하지만 우리들은 망원경이 찾아준 극히 일부 외계행성들에 대해서만 연구할 수 있을 뿐” 이라면서 “이 연구는 중요한 질문, 곧 우주에 생명은 얼마나 보편적인 존재인가, 그리고 우리 지구 같은 행성이 우주에 얼마나 있는가를 밝히는 참으로 기념비적인 연구가 될 것” 이라고 밝혔다. 사진=케플러-186 f, 행성 상상도. 이번에 특정된 20개 후보 행성들은 아주 엄격한 조건을 갖춘 것으로, 우리 지구와 흡사한 암석형 행성들로 딱딱한 표면을 갖고 있으며, 생명서식 가능 지역의 궤도를 돌고 있는 것들이다. 이광식 통신원 joand999@naver.com　

과거와 현재를 통틀어 인류 역사상 가장 똑똑한 사람은 누구일까? 지난 2016년 8월 미국 시카고에서 활동하는 엔지니어인 림 팀스는 전 세계에 공개된 자료를 토대로 세계에서 가장 똑똑한 사람 TOP40을 공개했다. 그는 지금까지 공개된 지능지수(IQ)의 최저점과 최고점을 각기 조사하는 동시에, 각각의 인물이 자신의 분야에 얼마나 적성을 보였는지, 얼마나 많은 분야에서 활약했는지 등을 평가하고 점수를 냈다. IQ 측정 기술이 존재하기 이전에 생존했던 사람에 대해서는, ‘콕스 아이큐’(Cox IQ) 지수를 이용했다. 콕스 아이큐 지수는 심리학자인 앤서니 버클리가 위인전기에 등장하는 다양한 자료들을 세밀하게 분석한 뒤 수많은 천재들의 아이큐를 추정해 내놓은 자료다. 림 팀스는 이밖에도 아이큐를 측정하는 다양한 공식을 동원한 뒤 평균값을 추려 천재 순위를 매겼다. 이러한 자료를 총합했을 때, 인류 역사상 가장 뛰어난 천재로 독일 문학의 최고봉을 상징하는 시인이자 정치가, 과학자였던 괴테(1749~1832)가 꼽혔다. 2위는 괴테만큼이나 익숙한 천재 과학자인 알버트 아인슈타인(1879~1955)이 차지했고 뒤를 이어 르네상스 시대에 이탈리아를 대표하는 천재 미술가이자 과학자인 레오나르도 다빈치(1452~1519), 영국의 물리학자이자 근대이론과학의 선구자로 불리는 아이작 뉴턴(1642~1727)이 각각 3위, 4위에 랭크됐다. 영국이 낳은 세계 최고의 극작가인 윌리엄 셰익스피어(1564~1616)는 15위에 올랐다. 아시아인 중 가장 높은 순위에 랭크된 인물은 1982년생인 물리학자 크리스토퍼 히라타로, 그는 13살에 국제물리학올림피아드에서 우승하고 14살 때 캘리포니아공과대학에 입학한 천재로 알려져 있다. 여성 중에서 가장 높은 순위에 오른 사람은 히파티아(Hypatia)로, 400년 무렵 활동했던 최초의 여성 수학자다. 한편 이번 리스트에는 한국인 과학자도 이름을 올렸는데, 주인공은 1962년생인 김웅용 신한대학교 교수다. 그는 4살 때 일본에서 8시간의 지능 검사를 통해서 IQ 210을 기록해 1980년판 기네스북에 ‘세계 최고 지능 지수 보유자’로 등재된 바 있다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

작년 ES·IS 통해 교수 39명 초빙 교육·연구·실천 등 창조적 결합 경희대는 바이오헬스, 미래과학, 인류문명, 문화예술, 사회체육 등 5대 연계협력 클러스터 분야에서 우수 교원과 세계 유명 석학을 초빙하여 탁월한 학술문화를 조성하고 있다. 지난 3월에는 서울캠퍼스 28명, 국제캠퍼스 12명이 신임교원으로 채용됐다. 석학초빙제도인 ‘에미넌트스칼라’(Eminent Scholar·ES)와 ‘인터내셔널스칼라’(International Scholar·IS)를 통해 지금까지 석학 39명을 초빙했다. 그동안 경희대는 지난 8년간 성장 잠재력이 있는 800여명의 신임교원을 초빙해 학문과 연구 성과를 드높여 왔다. 서울캠퍼스와 국제캠퍼스는 단과대학별 순수학문 응용과 융·복합 학술 역량을 강화해 왔다. 서울캠퍼스는 국제정치 및 빅데이터 분야 교수를 초빙, 국내외 정치분석 및 지식 경영에 대해 연구해 학생들의 사회진출과 대학의 산학협력을 지원한다. 국제캠퍼스에서는 미래융합산업에 속하는 바이오센서·그래핀·온톨로지 분야에서 교원을 초빙해 미래대학으로 발전을 도모한다. 특히 바이오센서 분야는 경희의 ‘미래과학 클러스터’와 ‘바이오헬스 클러스터’의 핵심 기술이 될 수 있는 바이오와 기기의 융합과 웨어러블 기술 연구에 주력한다. 유명 석학초빙제도인 ES와 IS는 2008년 도입돼 수월성 중심 학술문화 조성에 이바지하고 있다. ES는 세계적 수준의 학자와 실천가로서 교육·연구·실천의 창조적 결합을 통해 국제교류를 증진하는 것을 목표로 초빙된 교원이다. IS는 탁월한 연구역량을 갖춘 학자로서 경희대 교원과의 공동연구, 세미나를 통한 학생교육 등의 역할을 수행하기 위해 초빙한다. 대표적인 석학으로 세계적 철학자인 슬라보이 지제크(슬로베니아 루블라냐대), 세계 생태신학계를 주도하는 메리 터커(미국 예일대), 국제정치학자 존 아이켄베리(미국 프린스턴대), 비영리분야 연구자 램 크난(미국 펜실베이니아대), 태양물리학분야 석학인 사미 솔란키(스위스 연방공과대)와 암 전문의 김의신(미국 텍사스대 MD 앤더슨 암센터) 교수가 재직 중이다. 이런 우수 교원 확충과 ES·IS의 국내외 석학 초빙은 경희대 창학 정신의 뿌리인 ‘문화세계의 창조’의 연장선에 있다. 지은림 경희대 서울캠퍼스 교무처장은 “ES, IS를 포함한 39명 석학들은 5대 연계협력 클러스터 중 하나인 인류문명 클러스터와 협력해 다양한 융·복합 학습실천 프로그램을 진행할 계획”이라며 “이후 미래학, 인지과학, 미학 등의 분야에서 국내외 석학, 거장, 대가를 지속적으로 영입할 예정”이라고 말했다. 석학 초빙은 우주론, 미래학, 문명사, 과학철학, 인지과학, 평화학, 종교학, 미학, 예술사 분야에서 올해부터 2017학년도까지 수시로 진행한다. 김기중 기자 gjkim@seoul.co.kr

인류는 오랫동안 우주에 존재할지도 모르는 또 다른 생명체를 찾아 헤맸다. 하지만 여전히 지구를 제외한 다른 별에서 생명체를 목격하지 못했고, 인류를 포함한 모든 생명체의 시작이 어디인지 찾지 못했다. 최근 해외 연구진은 우주의 특정한 항성에 10조년이라는 시간이 주어진다면, 그 주변 행성에 생명체가 탄생할 가능성이 점차적으로 높아져 최종적으로는 현재의 1000배에 이를 수 있다는 새로운 이론을 제시했다. 미국 하버드-스미소니언 천체물리학센터와 영국 옥스퍼드대학 공동 연구진에 따르면, 일반적으로 138억 년 전 우주에서 대폭발 이론이라고도 불리는 빅뱅이 발생한 이후 3000만년 후 지구에 첫 생명체가 생겨난 것으로 알려져 있다. 행성에 생명체가 존재하기 위해서는 산소나 탄소, 철분 등 비교적 무거운 성분의 원소들이 생겨나야 하며, 표면에 생명체의 양분이 될 수 있는 빛 에너지가 도달해야 한다. 생명체의 필수 조건인 물이 존재할 수 있을 정도의 표면온도를 유지해야 하는 것도 조건이다. 문제는 이러한 조건을 충족, 유지해줄 항성들은 그 질량이 클수록 수명이 짧아진다는 점이다. 예컨대 태양 질량의 3배 이상의 항성은 생명체 탄생을 유발하기 이전에 수명을 다 할 가능성이 높다. 다른 별에 비해 더 밝게 빛나고 빠르게 타버리면서 에너지를 다 소비해 생명체 생성에 쓸 에너지가 없어져 버리기 때문이다. 하지만 태양 질량의 10% 정도에 불과한 작은 별이라면 무려 10조년을 ‘살아남을 수’ 있고, 이는 생명체가 탄생하기에 충분한 시간이다. 연구진은 이 10조년 이라는 시간에 ‘생명체 존재의 비밀’이 있을 것으로 보고 있다. 즉 우주의 나이가 138억 년, 지구의 나이는 45억년이고, 지구에서 생명체의 존재가 처음 등장한 것은 약 36억 년 전으로 알려져 있는데, 이보다 더 오래 된 또 다른 항성계의 행성이라면 생명체가 존재할 가능성이 보다 높다는 뜻이다. 그리고 시간이 지날수록 생명체의 발생 가능성은 점점 높아진다. 이러한 이론에 따르면 먼 미래에는 현재보다 우주에 생명체가 존재할 가능성이 1000배는 더 높아진다는 것이 연구진의 주장이다. 그러나 지구는 작은 항성의 곁에 위치하지도 않았으며, 연구진이 계산한 것보다 월등히 이른 시점에 생명을 탄생시켰다. 연구팀에 따르면 이를 설명할 수 있는 이론은 두 가지다. 그중 첫 번째는 지구 상에 존재하는 생명체가 전 우주적 관점에서 봤을 땐 낮은 확률을 뚫고 태어난 '조산아'에 가깝다는 것이다. 두번째 이론은 질량이 낮은 항성이 주변 환경을 생명에 부적합한 상태로 만드는 위험요소를 지니고 있기 때문이라는 가설이다. 단적이 예로 현재 우주에서 적은 질량을 지닌 대표적인 천체인 적색왜성의 경우, 초기 단계에서 강력한 플레어와 자외 복사선을 방사해 생명체 발생 가능성이 있던 행성의 대기를 제거해버렸을 수 있다. 연구팀은 이러한 두 가지 이론 중 어느 쪽이 사실인지 확인하기 위해 향후 적색왜성 주변 행성의 환경이 생명체의 탄생에 얼마나 적합한 상태인지 연구할 계획이라고 밝혔다. 우주의 생명 기원과 관련한 이번 연구는 ‘우주론과 입자물리학회지’(Journal of Cosmology and Astroparticle Physics)에 실릴 예정이다. 논문 초고 링크: http://arxiv.org/abs/1606.08448 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

韓도 기초과학硏 11위 선전… 설립 4년 만에 평점 4732%↑ 몇 년 전까지만 해도 ‘세계의 공장’으로 불리며 서방국가의 하청업체 정도로 여겨졌던 중국이 기초과학 분야에서 눈에 띄는 연구소와 대학을 가장 많이 보유한 나라로 급성장했다. 세계적인 과학저널 ‘네이처’는 28일자로 최근 4년 사이 네이처 인덱스 평점이 큰 폭으로 오른 전 세계 100대 대학과 연구기관을 추려 ‘2016 네이처 인덱스 라이징 스타’를 발표했다. 네이처 인덱스는 세계적 수준의 자연과학 학술지 68개에 우수 연구성과를 발표한 국가와 연구기관을 분석해 500개씩 순위를 매겨 발표하는 것이다. 상승폭이 가장 큰 1위부터 9위까지의 상위권을 중국의 대학과 연구기관이 싹쓸이했다. 100위 안에 들어간 중국의 대학과 연구소는 40개에 달한다. 이 수치는 전통적인 기초과학 강국으로 꼽히는 미국(11개), 영국(9개), 독일(8개)을 훨씬 웃도는 것이다. 이는 지난 5월 30일 시진핑 중국 국가주석이 주창한 ‘과학 굴기’가 허언이 아니었음을 보여 준다. 시 주석은 이때 과학자 400명을 모아 놓고 “신중국 성립 100주년인 2049년까지 중국을 전 세계 과학기술 선도국으로 만들겠다”고 공언했다. 이와 함께 네이처는 100개 기관 중 국가성장을 견인했거나 순위가 대폭 상승한 기관 25곳을 따로 뽑아 ‘할 수 있으면 잡아 봐’라는 제목의 분석기사도 내놨다. 여기서도 중국 기관이 6곳이나 선정됐다. 차두원 한국과학기술기획평가원(KISTEP) 연구위원은 “물리학, 화학, 생명과학, 지구환경과학 분야에서 중국이 내놓고 있는 연구 성과는 괄목할 만하다”며 “최근 중국이 우주개발 같은 기술발전에 대한 자신감을 바탕으로 사람이나 장비 등 기초과학 분야에 대한 막대한 투자와 지원을 하는 것을 보면 더이상 ‘떠오르는 스타’라고 부르기 어려울 정도”라고 말했다. 한국은 2011년 11월 설립된 기초과학연구원(IBS)이 10위인 영국 옥스퍼드대에 이어 11위를 기록해 선전했고 울산과학기술원(UNIST)이 50위를 기록했다. 네이처는 서문에서 “응용과학과 산업기술에만 집중해 왔던 한국이 기초과학 육성을 위해 일본 이화학연구소, 독일 막스플랑크 연구회를 본뜬 IBS를 설립해 4년 만에 인덱스 평점을 4732% 이상 끌어올렸다는 것은 주목해야 한다”고 언급했다. 한편 네이처는 기초과학 분야에서 특히 주목해야 할 10개 국가로 폴란드, 러시아, 사우디아라비아, 덴마크, 남아프리카공화국, 인도, 칠레, 싱가포르, 태국, 터키를 선정했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

태양 관측 60년의 역사를 자랑하는 미항공우주국(NASA)이 기념비적 '태양 미션'을 공개했다. 우주 전문 사이트 스페이스닷컴의 22일(현지시간) 보도에 따르면 나사는 2018년 솔라 프로브 플러스(Solar Probe Plus)라는 태양 플라스마 관측 탐사선을 발사할 계획이다. 천문학자들은 400년이 넘도록 태양에 대해 연구해 왔지만, 태양에 대해선 밝혀진 것보다는 미스터리에 싸여 있는 게 아직 더 많은 상황이다. 존스홉킨스 응용물리실험실(JHUAPL)에서 제작되고 있는 이 탐사선은 지금까지 인류가 시도한 어떤 탐사선보다 태양에 가까이(590만km) 접근해 코로나를 구성하는 플라스마가 어떻게 그처럼 막대한 에너지를 얻는지 조사할 예정이다. JHUAPL은 2008년 1월 태양에 탐사선 ‘메신저’를 보냈으며, 이 탐사선은 태양의 두 번째 행성인 금성 부근까지를 비행했다. 이때 사용된 내열 기술을 개선해 이번 태양 탐사선에 적용한다는 계획이다. 소형 자동차 크기의 솔라 프로브 플러스는 지구를 떠난 후 몇 년 동안 흥미진진한 볼거리를 제공할 것으로 알려졌다. 먼저 2018년에서 2024년 사이에 금성을 적어도 7차례(!) 플라이바이(flybys)할 예정인데, 이는 금성의 중력보조를 받아 탐사선의 속도를 높이기 위한 것이다. 이 플라이바이가 없으면 태양에 충분히 가까이 접근할 수가 없다. 탐사선은 태양에 접근해서는 태양 대기의 외부층과 그 바깥을 둘러싼 코로나에 뛰어들 계획이다. 물론 그 동안에도 탐사선이 아무것도 안 하는 것은 아니다. 보너스로 금성에 대한 탐사활동을 벌일 예정이다. 솔라 프로브 플러스는 태양의 590만㎞ 가까이까지 접근할 수 있다. 이 정도 거리라면 지구에서보다 태양이 25배나 크게 보인다. 따라서 2의 25제곱 배의 태양열을 받기 때문에 강력한 탄소복합 재료로 만든 열 차단막으로 탐사선을 보호해야 한다. 이 탐사선을 이용할 경우 태양에 관한 세 가지 큰 의문점에 대한 해답을 얻을 것으로 우주물리학자들은 기대하고 있다. 바로 코로나(태양 대기의 가장 바깥층)의 ‘이상고온’과 태양풍의 가속에 관한 것이다. 그리고 미스터리에 싸인 태양 장기장의 움직임에 대해서도 원인을 파악할 수 있기를 기대하고 있다. 태양표면 온도는 섭씨 6000도 수준인데도 태양 코로나는 매우 희박한 기체들의 모임이지만 태양 표면 온도의 수십 배가 되는 섭씨 100만 도에 달하는 고온이다. 이를 설명하기 위해 이제까지 여러 가지 이론들이 등장했지만, 확실히 검증된 이론은 아직까지 없는 실정이다. 솔라 프로브 플러스가 반드시 해결해야 할 미션이다. 연구진은 우주선이 590만㎞까지 접근하는 것은 사실상 태양의 코로나 안으로 진입하는 것이라고 보고 있다. 우주선은 각종 센서로 주변 성분들을 분석하고 특수영상 장치를 이용해 코로나 모습을 3차원으로 전달해줄 예정이다. 태양 활동은 지구상 인류의 생존과 직결되어 있는 문제이다. 화성에 대기가 희박한 것도 강력한 태양풍에 의해 깎여나간 것으로 과학자들은 보고 있다. 강력한 태양 플레어의 폭발과 태양풍은 지구에 재앙을 가져다줄 수도 있다. 이번 솔라 프로브 플러스 미션이 태양에 대해 보다 많은 진실을 밝혀줄 것이 기대되고 있는 것 그 때문이다. 이광식 통신원 joand999@naver.com

김복기 부산대 물리학과 교수(학과장)는 22일 물리학과 교수 15명이 모은 장학금 2447만원을 부산대(총장 전호환)에 전달했다. 장학금은 물리학과 교수들이 2011년부터 매월 월급에서 1만원씩 떼어 5년 동안 모은 것이다. 김 교수는 “‘1만원 장학금’은 물리학에 대한 사랑, 제자에 대한 사랑이 있기에 가능한 것”이라고 말했다.

　구글의 스타트업 컴퍼니인 ‘나이앤틱’이 개발한 스마트폰용 증강현실(AR) 게임인 ‘포켓몬 고’ 열풍이 뜨겁다. 　게임 플레이어 주변에 나타난 포켓몬에게 포켓볼을 던져 포획한 뒤 성장시키는 비교적 간단한 방식으 이 게임은 지난 6일 미국과 호주, 뉴질랜드에서 먼저 출시된 이후 16일 기준으로 전 세계 35개국에서 정식출시된 포켓몬 고는 출시되자마자 서버가 다운되기도 하고 앱 다운로드 1위를 기록하고 있다. 　세계적인 과학저널 ‘사이언스’는 포켓몬 캐릭터들을 가장 잘 포획할 수 있는 장소 9곳을 선정해 최신 뉴스로 보도했다. 22일 사이언스에 따르면 포켓몬 캐릭터들이 가장 많이 등장하는 곳은 의외로 연구소나 과학관련 기관들인 것으로 나타났다. 　포켓몬 캐릭터들이 가장 많이 나타나는 곳은 미국 텍사스 휴스턴에 있는 미국항공우주국(NASA) 존슨우주센터의 방문자 센터로 나타났다. 존슨우주센터는 나사가 가상현실(VR)기술을 이용해 국제우주정거장 체험을 제공하고 있는 곳이기도 하다. 그 다음으로 포켓몬이 많이 등장하는 장소는 메릴랜드 에드거워터에 있는 스미소니언 환경연구센터 매티아스 연구소로 알려졌다. 매티아스 연구소는 지속가능한 환경 유지를 위한 연구와 교육 등을 위해 2011년에 만들어진 연구소다. 　또 캘리포니아주 패서디나에 있는 나사의 제트추진연구소와 애리조나주 피닉스에 있는 아리조나 과학센터에도 포켓몬 캐릭터가 자주 출현하는 것으로 나타났다. 　이 밖에도 인터넷을 최초로 개발한 장소로 알려진 캘리포니아 로스앤젤레스대(UCLA) 공과대학 건물인 사뮤엘리 스쿨의 중앙홀, 일리노이주에 있는 입자물리학 연구소인 국립 페르미가속기연구소, 스위스 제네바에 있는 유럽핵입자물리연구소(CERN)의 강입자충돌기(LHC) 주변, ‘사이언스’를 발행하고 있는 워싱턴DC에 있는 미국과학진흥협회(AAAS) 건물에서도 포켓몬 캐릭터가 자주 출몰하는 것으로 알려졌다. 심지어는 우주공간에 떠 있는 국제우주정거장에서도 자주 발견된다고 사이언스는 밝혔다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

"한 인간에게는 작은 한 걸음이지만 인류에게는 위대한 도약이다."(That's one small step for man, one giant leap for mankind) 지금으로부터 정확히 47년 전인 1969년 7월 20일 아폴로 11호가 인류 최초로 달 착륙에 성공했다. 그리고 미 항공우주국(NASA)의 우주비행사 닐 암스트롱(2012년 작고)은 위같은 명언과 함께 인류 최초로 달 위에 역사적인 발자국을 남겼다. - 아폴로 11호 신화와 그 비화　 매년 이 시기만 되면 조작설이 나오는 아폴로 11호의 달 착륙은 우주경쟁에서 소련에 뒤처진 자존심을 찾기 위한 미국의 야심찬 계획에서 출발했다. 1969년 7월 16일 선장 암스트롱과 착륙선 조종사 버즈 올드린(86) 그리고 사령선 조종사 마이클 콜린스(85)는 아폴로 11호를 타고 케네디 우주센터를 이륙해 사흘 후 달 궤도에 진입했다. 그리고 다음날인 20일 사령선에서 분리된 착륙선 이글(Eagle)이 무사히 달에 내려앉았고 암스트롱은 달에 첫 발을 내딛었다. 여기까지는 일반적으로 잘 알려진 사실이지만 이에 대한 비화도 많다. 그중 왜 암스트롱이 올드린보다 먼저 달에 발을 내딛었을까? 이는 2등은 기억하지 않는 세태상 ‘인류 최초’라는 타이틀을 놓치고 싶지 않았던 두 사람의 운명이 완전히 바뀌는 것을 의미한다. 　 이에 대한 비화는 2년 전 공개됐다. NASA의 자료에 따르면 1969년 NASA는 총 29명의 우주인 후보 중 위 3명을 선발했다. 이중 콜린스는 궤도를 선회하는 우주선을 지킨 까닭에 달에 첫 발을 내딛을 수 있는 사람은 암스트롱과 올드린 두 사람으로 압축됐다. 두 사람 모두 달에 첫 발을 내딛을 자격과 조건이 되는 사람이지만 NASA의 선택은 암스트롱이었다. 이는 발사 3개월 전 이미 결정된 사항으로 우주선의 해치 역시 암스트롱이 먼저 밖으로 나갈 수 있게 설계됐다. 당초 1966년 제미니 12호에 탑승해 5시간에 걸친 우주유영도 성공시킨 바 있는 올드린이 ‘첫 발’의 영광을 차지할 것이라는 루머도 돌았으나 모두 사실무근이 됐다. NASA 측이 암스트롱을 선택한 이유는 그가 올드린 보다 1년 앞서 아폴로 11호 프로젝트에 참여했다는 점과 ‘첫 발 과업’을 더 잘 수행할 것이라는 점이 고려됐다. 그러나 달에 다녀온 후 두 사람의 대외 활동은 극과 극을 달렸다. 지구 귀환 후 부담감을 느낀 암스트롱은 대중과 점점 멀어졌으며 2012년 8월 관상동맥 협착 증세가 발견돼 심장 수술을 받았으나 합병증으로 세상을 떠났다. 이에 반해 영원한 2등이었던 올드린은 그를 대신해 지금도 우주 개발 전도사 역할을 톡톡히 수행하고 있다. 흥미로운 비화는 하나 더 있다. 암스트롱의 유명한 명언에 얽힌 진실이다. 당시 암스트롱은 “달에 첫 발을 내딛는 순간 심장이 거세게 뛰기 시작했고 갑자기 이 말이 떠올랐다”고 밝혀 전세계인들에게 큰 감동을 선사했다. 그러나 2013년 1월 암스트롱의 동생인 딘은 영국 BBC 다큐멘터리와의 인터뷰에서 이 말이 거짓이라고 밝힌 바 있다. 딘은 “형이 우주로 떠나기 몇 달 전 함께 보드게임을 즐기고 있었는데 갑자기 종이 한장을 내밀었다”면서 “종이에 바로 이 명언이 적혀 있었다”고 폭로했다. 　 - 아폴로 11호 달 착륙 음모론 달 착륙이 조작된 거짓이라는 음모론은 40여 년이 지난 지금도 이어지고 있다. 음모론 주장의 핵심은 ‘성조기가 바람에 날리듯 흔들린다’ , ‘17t 짜리 달 착륙선은 표면에 자국을 남기지 않았는데 암스트롱의 발자국은 너무나 선명하다’ 등등 그럴듯한 이유다. 이에 대해 NASA는 황당한 소리라고 일축하면서도 간혹 이를 반박하는 증거를 제시하기도 한다. 대표적으로 2년 전 NASA는 달 탐사 45주년을 맞아 달 정찰 궤도탐사선 LRO(Lunar Reconnaissance Orbiter)가 촬영한 역사적인 ‘그 장소’를 영상으로 공개한 바 있다. 학계의 반응도 NASA의 손을 들어주고 있다. 영국 맨체스터 대학교 교수이자 괴짜 물리학자로 유명한 브라이언 콕스 역시 지난해 7월 “다시 한 번 말하지만 만약 아폴로 11호의 달 착륙을 믿지 않는다면 당신은 바보이거나 새로운 뇌가 필요하다”고 트위터를 통해 일침을 가한 바 있다. 이에 대해 그 진실을 누구보다 잘아는 올드린은 이 트윗을 리트윗하며 “브라이언 콕스 교수는 정말 똑똑한 젊은이다. 만약 우리가 달에 착륙하지 않았다면 러시아가 지금까지 가만있지 않았을 것”이라고 밝힌 바 있다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

요즘 들어 창의력과 상상력을 강조하는 말들이 자주 들린다. 최근 불고 있는 인문학 열풍도 이런 차원 때문일 게다. 흔히들 인문학이 물리학 같은 ‘딱딱한’ 과학보다 훨씬 더 상상력에 도움이 된다고 생각한다. 인문학적 상상력이라는 말에 더 익숙한 이유도 과학에는 상상력이 결여되어 있다는 편견 때문이다. 상대성 이론으로 유명한 물리학자 알베르트 아인슈타인은 ‘(과학에서는)상상력이 지식보다 더 중요하다’고 이야기한 바 있다. 과학의 발전이 정확한 지식과 이성적 판단에만 의존하는 것처럼 보이지만 실제로 창의적 과학 연구는 상상력, 직관력 그리고 미적 감각에 기대는 바가 많다. 과학 분야 연구라는 것이 교과서나 참고서의 문제처럼 주어진 답을 찾아가는 것이 아니기 때문이다. 인간이 계속 던져 온 근본적인 질문들, 예를 들어 ‘우주는 어떻게 시작되었는가’에 대한 새로운 답을 찾아내는 과정이 바로 과학이다. 과학자들은 전인미답의 길을 가고 지도에 없는 새 항로를 개척하려는 탐험가들과 같다. 그래서 용기도 필요하고 상상력도 필요하다. 미국 하버드대 과학사학자 제럴드 홀튼 교수가 1970년대에 당시에는 생소한 ‘과학적 상상력’이라는 개념을 도입한 것도 그런 차원에서다. 혹자는 또 과학은 미적 감각과 가장 거리가 먼 분야라고 이야기한다. 과학에서 미적 감각이란 자연이 보여 주는 아름다움에 대해 과학자들마다 서로 다른 방식으로 각자가 다르게 해석한 형태로 표현되는 것을 의미한다. 미술에 여러 화풍이 있고 화풍마다 보이는 대상을 달리 표현하는 것과 흡사하다. 다양한 표현들 중에는 보다 많은 호응을 얻는 것도 있고 소수만이 그 가치를 아는 경우도 있다. 과학에서는 이런 방식의 창의적 연구활동들이 모여 엄청난 과학적 성과와 세계관을 만들어 왔고 상상을 초월하는 큰 혜택을 인류에게 가져다줬다. 과학에서 성공하기 위해 또 한 가지 간과하면 안 되는 것이 있다. 바로 행운이다. 비과학적 이야기 같지만 과학에서 행운은 ‘거인의 어깨 위에 앉을 수 있어 더 멀리 볼 수 있었다’는 것을 의미한다. 미 하버드대 시드니 콜먼 교수가 이야기한 ‘내 앞에 나보다 키 작은 사람들이 많이 서 있어 더 멀리 볼 수 있었다’는 것이 바로 그런 의미이다. 이런 행운은 앞서 언급한 다양한 형태의 크고 작은 창의적 연구성과들이 모일 때 가능한 것이다. 과학에서 창조적 결과를 많이 이뤄낸 경험이 있는 선진국들에서는 과학자들 스스로 연구 방향과 방법을 정하도록 하고 이를 위한 제도와 재원을 마련해 주는 방식으로 과학 정책을 운영하고 있다. 반면 우리나라는 남들이 만들어 놓은 것을 빨리, 그대로 답습하고 추격하는 형태의 연구 경험만 있어 항상 단기간에 가시적 결과만을 기대해 왔다. 물론 아무것도 없는 백지상태에서 과학을 시작할 때에는 이런 방법이 최선일 수 있다. 이제는 제대로 된 과학을 할 때가 됐다. 과학자들이 과학적 상상력을 동원해 창의적인 일을 할 수 있도록, 본연의 과학연구에 집중할 수 있도록 할 때가 됐다는 말이다. 과학적 상상력을 동원해야 겨우 찾을 수 있는 창의적 문제들은 간단하게 나오는 것이 아니다. 수많은 실패한 시도들 가운데에 몇 개만 살아남는다. 많은 재원을 투입하고 지도자가 과학적 성취기간을 정하고 선언한다고 해서 뚝딱 나오는 것이 아니다. 한국이 인류사회에 큰 족적을 남기는 과학의 산물을 내놓기를 원한다면 겨우 뿌리 내리려 하고 있는 과학생태계를 교란하는 조급한 결정은 하지 말아야 한다. 과학자 사회를 믿고 꾸준히 지원하는 국민과 정부를 가진 많은 선진국을 한번쯤 바라볼 필요가 있다. 경희대학교 물리학과 교수

​ 우리는 매일같이 밥 먹고 출근하고 일하는 나날의 평범한 일상을 살아가고 있지만 저 높은 하늘에는 아름답고 놀라운 일들이 늘 벌어지고 있다. 지난 10일(현지시간) 미항공우주국(NASA)에서 운영하는 '오늘의 천체사진(Astronomy Picture of the Day) 사이트에 달과 목성이 만나는 아름다운 장면이 올라 우주 마니아들의 눈길을 사로잡았다. 월령 26일쯤의 그믐달 바로 옆에 눈부시게 빛나는 저 천체는 바로 목성이다. 아, 목성 옆에 나란히 있는 저 네 개 별은 대체 뭐지? 그렇다. 바로 목성의 4대 위성이다. 갈릴레오 갈릴레이가 1610년 자작 망원경으로 최초로 발견했다 해서 흔히 갈릴레이 4대 위성이라고 불리는 목성의 달들이다. 갈릴레오는 태양계의 축소판 같은 이 목성계를 발견함으로써 천동설을 완전히 잠재울 수 있었다. 저 목성은 얼마 후 달의 뒤편으로 가려졌는데, 이를 천문학에서는 엄폐라 한다. 4대 위성의 이름을 들자면, 왼쪽에서부터 칼리스토, 가니메데, 목성, 이오 그리고 유로파이고, 모성에 가까운 순으로 쓰자면, 이오, 유로파, 가니메데, 칼리스토다. 공전주기는 2~16일 정도. ​각 위성의 특기할 만한 사항을 들자면, 먼저 이오는 최초로 인류에게 '광속'을 가르쳐준 위성이다. 1675년 덴마크의 천문학자 올레 뢰머는 이오의 식을 관측하던 중 이오가 목성에 가려졌다가 예상보다 22분이나 늦게 나타나는 것을 발견했다. 그 순간, 그의 이름을 불멸의 존재로 만든 한 생각이 번개같이 스쳐지나갔다. “이것은 빛의 속도 때문이다!” 그것은 분명 지구에서 목성이 더 멀리 떨어져 있을 때, 그 거리만큼 빛이 달려와야 하기 때문에 생긴 시간차였다. 뢰머는 빛이 지구 궤도의 지름을 통과하는 데 22분이 걸린다는 결론을 내렸으며, 이를 근거로 그가 계산해낸 빛의 속도는 초속 21만 4300km였다. 오늘날 측정치인 29만 9800km에 비해 28%의 오차를 보이지만, 당시로 보면 놀라운 정확도였다. 무엇보다 빛의 속도가 무한하다는 기존의 주장에 반해 유한하다는 사실을 최초로 증명한 것이 커다란 과학적 성과였다. 이는 물리학에서 가장 중요한 기반을 이룩한 쾌거였다. 1676년 광속 이론을 논문으로 발표한 뢰머는 하루아침에 과학계의 스타로 떠올랐다. 유로파는 표면에 덮인 100㎞ 두께의 얼음 아래 바다를 갖고 있는 위성이다. 물의 양은 지구 바다보다도 2~3배 많다고 한다. 그래서 태양계에서 생명이 서식할 가능성이 가장 높은 곳으로 알려져 있다. 나사에서도 언젠가 유로파에 잠수함을 보내 바다 속을 탐사할 계획이다. 이번에 목성으로 보낸 탐사선 주노의 임무에는 유로파 탐사도 포함되어 있다. 가니메데는 비록 위성이지만 지름이 5200km가 넘어 지구의 달보다도 더 크다. ​그야말로 태양계 최대 위성이다. 칼리스토 역시 두번째로 큰 목성 위성으로서 지름이 4800km로, 수성 크기와 비슷하다. ​또 하나 기억해둬야 할 사항은 희미하게 보이는 달의 어두운 부분이다. 이는 지구의 빛을 받아서 빛나는 것으로 지구조(地球照)라 한다. 지구조를 가장 먼저 발견한 사람은 이탈리아의 레오나르도 다빈치다. 역시 화가의 눈은 날카롭다. 위의 사진은 2012년 7월 15일 새벽 이탈리아의 몬테카시아노에서 크리스티안 파티난치가 찍은 것이다. 이광식 통신원 joand999@naver.com

안녕, 난 스웨덴의 식물학자 칼 폰 린네(1707~1778)야. 현대 식물학의 ‘아버지’라고 불리기도 해. 생물학 관련 책에서 흔히 볼 수 있는 학명을 처음 만든 사람이지. 학명은 속명 다음에 형용사로 된 종명을 붙인 두 개의 단어로 생물을 정의하는 방법이야.나는 어려서부터 꽃과 곤충을 좋아해서 8살 때 이미 ‘꼬마 식물학자’라고 불리기도 했지. 목사였던 아버지의 권유로 룬트대학교 의학부에서 의술을 공부했지만 성적은 좋지 않았지. 그래서 22살에 웁살라대로 옮겨 당시 저명한 식물학자였던 올로프 셀시우스 교수님을 만나게 됐어. 내 인생의 큰 전환점이었다고나 할까. 셀시우스 교수님 덕분에 식물학 강사 자리도 얻고 생물학을 집중적으로 연구할 수 있게 됐으니까 말야. 내가 이름 붙인 생물들은 식물 8000여종, 동물 4400여종에 이르지. 사람을 ‘호모사피엔스’(Homo sapiens)라고 부르기 시작한 것도 1758년 내 책에서 처음이었지. 생물들에 이름을 지어 주고 관심이 많았지만 나 역시 ‘식물=수동적 생물’이라는 생각을 갖고 있었지. 이런 생각은 현대 생명과학자들도 마찬가지일 거야. 그런데 얼마 전에 생물학 분야에서 저명한 국제학술지인 ‘커런트 바이올로지’에서 재미있는 논문을 하나 읽었어. 이스라엘 벤구리온대와 영국 옥스퍼드대 공동연구진이 ‘식물도 생존의 어려움에 처했을 때 도박을 한다’는 내용이었어. 식물이라고 하면 흔히 햇빛이나 수분이 많은 곳을 쫓아가는 수동적인 생물이라고 생각하잖아. 식량공급이 불확실한 상황에서는 모험을 하는 건 사람이나 동물들이라고 생각하고 말야. 신경계가 없는 생물이 위기에 대응하는 반응을 보인다는 사실이 밝혀진 건 이번이 처음이래. 연구진은 식물도 동물들과 똑같은 선택을 하는지 알아보기 위해서 완두콩 실험을 했어. 완두콩 뿌리를 두 개의 화분으로 나눠서 한쪽 화분은 영양분 농도가 일정하도록 하고 다른 쪽은 농도가 수시로 변하게 한 다음 두 가지 실험을 했다는군. 그 결과 완두콩도 상황에 따라 뿌리 성장을 다르게 조절했대. 첫 번째 실험은 한쪽 화분엔 고농도의 영양분이 일정하게 공급되도록 하고 다른 화분에는 영양분 제공을 제멋대로 한 거야. 그러면 완두콩은 뿌리 성장을 일정한 농도의 화분으로 집중시켜 위험을 회피했어. 낮은 농도의 영양분이 일정하게 제공되는 화분과 고농도와 저농도의 영양분이 들쭉날쭉 제공되는 화분으로 두 번째 실험을 했어. 완두콩은 생존에 도움이 되지 않는 저농도의 화분이 아닌 영양분 공급이 들쭉날쭉한 화분에 뿌리 성장을 집중했다는 거야. 운 좋으면 고농도이고, 운 나쁘면 꽝이지만 결국 그걸 선택한 거야. 과학이 발달하면서 식물이 정보를 처리하고 기억력도 갖고 있다는 사실이 속속 밝혀지고 있지만 나를 포함해 여전히 많은 사람들이 식물의 능력을 제대로 알지 못하고 과소평가하고 있잖아. 이번 연구결과에 대해 미국 미네소타대 행동생태학 연구자인 데이비드 스티븐슨 교수는 “완두콩의 위험감수성이 증명되다니 아무래도 완두콩이 올해의 ‘인지능력이 가장 발달한 생물’로 선정되지 않을까 싶다”고 농담했다잖아. 유명한 천체물리학자 칼 세이건 박사가 ‘창백한 푸른 점’이라고 부른 우리 지구에는 사람뿐만 아니라 수많은 동물과 식물이 함께하고 있잖아. 창백한 푸른 점이 지속가능한 곳이 되기 위해서는 이 점을 절대 잊어서는 안 되겠지? 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

태양계 밖에도 ‘물 구름’이 있다는 강력한 증거가 처음으로 나왔다. 미 산타크루즈 캘리포니아대(UC산타크루즈)의 앤드루 스키머 조교수(천문학·천체물리학)가 이끈 연구팀이 새로운 관측에서 태양계 밖의 한 갈색왜성 ‘WISE 0855’에서 물이나 얼음으로 된 구름이 있다고 제시했다. 지구에서 불과 7.2광년 밖에 안 떨어져 있는 이 갈색왜성은 목성보다 약 5배 더 크지만, 내부 핵융합 반응이 너무 작아 ‘실패한 별’로도 불린다. 지난 2014년 미항공우주국(NASA)의 와이즈(WISE) 망원경 데이터에서 처음 발견된 이 천체는 당시 제한된 측광 자료에서 대기에 물 구름이 존재할 수 있다는 몇 가지 증거가 나오기도 했다. 이에 따라 스키머 조교수와 그의 동료들은 미 하와이 마우나 케아 화산에 있는 제미니 노스(Gemini North) 망원경을 사용해 이 갈색왜성을 관측했다. 연구팀은 이번 관측에서 분광법을 사용했다. 이는 물질의 종류에 따라 빛의 산란 정도가 달라지는 원리를 이용한 것이다. 그 결과, 이 갈색왜성의 대기에 수증기가 존재하며 그 온도는 섭씨 영하 23도 정도 되는 것으로 나타났다. 참고로 목성의 대기 온도는 섭씨 영하 143도 정도다. 이에 대해 스키머 조교수는 “이 천체는 지상 기반의 적외선 분광법으로 감지되는 다른 어떤 천체보다 5배 더 희미하다”면서 “이제 우리가 얻을 스펙트럼으로 이 천체에 무슨 일이 있는지에 대한 생각을 시작할 수 있게 됐다”고 말했다. 또 “이 스펙트럼은 이 천체가 목성과 아주 비슷하게 전 영역에 걸쳐 수증기와 물 구름에 의해 지배돼 있는 것을 보여준다”고 설명했다. 특히, 이 천체의 스펙트럼은 목성 대기가 전파를 흡수하는 것과 같이 여러 특성이 매우 비슷한 것으로 나타났다. 이에 대해 스키머 조교수는 “한 가지 중요한 차이점은 이 천체는 목성보다 대기에 난류(폭풍)가 훨씬 적다”고 설명했다. 이번 연구성과는 ‘천체물리학 저널 레터’(The Astrophysical Journal Letters) 최신호(7월 10일자)에 실릴 예정이다. 사진=조이 폴라드, 제미니 천문대/미국 대학천문학연구협회(위), 펜실베이니아주립대 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

태양계 밖에도 ‘물 구름’이 있다는 강력한 증거가 처음으로 나왔다. 미 산타크루즈 캘리포니아대(UC산타크루즈)의 앤드루 스키머 조교수(천문학·천체물리학)가 이끈 연구팀이 새로운 관측에서 태양계 밖의 한 갈색왜성 ‘WISE 0855’에서 물이나 얼음으로 된 구름이 있다고 제시했다. 지구에서 불과 7.2광년 밖에 안 떨어져 있는 이 갈색왜성은 목성보다 약 5배 더 크지만, 내부 핵융합 반응이 너무 작아 ‘실패한 별’로도 불린다. 지난 2014년 미항공우주국(NASA)의 와이즈(WISE) 망원경 데이터에서 처음 발견된 이 천체는 당시 제한된 측광 자료에서 대기에 물 구름이 존재할 수 있다는 몇 가지 증거가 나오기도 했다. 이에 따라 스키머 조교수와 그의 동료들은 미 하와이 마우나 케아 화산에 있는 제미니 노스(Gemini North) 망원경을 사용해 13일 밤에 걸친 총 14시간 동안 이 갈색왜성을 관측했다. 연구팀은 이번 관측에서 분광법을 사용했다. 이는 물질의 종류에 따라 빛의 산란 정도가 달라지는 원리를 이용한 것이다. 그 결과, 이 갈색왜성의 대기에 수증기가 존재하며 그 온도는 섭씨 영하 23도 정도 되는 것으로 나타났다. 참고로 목성의 대기 온도는 섭씨 영하 143도 정도다. 이에 대해 스키머 조교수는 “이 천체는 지상 기반의 적외선 분광법으로 감지되는 다른 어떤 천체보다 5배 더 희미하다”면서 “이제 우리가 얻을 스펙트럼으로 이 천체에 무슨 일이 있는지에 대한 생각을 시작할 수 있게 됐다”고 말했다. 또 “이 스펙트럼은 이 천체가 목성과 아주 비슷하게 전 영역에 걸쳐 수증기와 물 구름에 의해 지배돼 있는 것을 보여준다”고 설명했다. 특히, 이 천체의 스펙트럼은 목성 대기가 전파를 흡수하는 것과 같이 여러 특성이 매우 비슷한 것으로 나타났다. 이에 대해 스키머 조교수는 “한 가지 중요한 차이점은 이 천체는 목성보다 대기에 난류(폭풍)가 훨씬 적다”고 설명했다. 이번 연구성과는 ‘천체물리학 저널 레터’(The Astrophysical Journal Letters) 최신호(7월 10일자)에 실릴 예정이다. 사진=조이 폴라드, 제미니 천문대/미국 대학천문학연구협회(위), 펜실베이니아주립대 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

우주에 관해 가장 궁금한 것 중의 하나는 과연 우주는 끝이 있을까 하는 문제일 것이다. 우주는 지금 이 순간에도 쉬지 않고 빛의 속도로 팽창하고 있다. 인류가 우주팽창을 발견한 것은 20세기 초반으로, 아직 백 년도 채 안된다. 5000 년 과학사에서 최대 발견으로 일컬어지는 이 우주의 팽창은 우리가 딛고 사는 땅덩어리뿐만 아니라 하늘도 불안정하기 짝이 없다는 황망한 사실을 인류에게 계시해준 것이었다. 우주 속의 모든 은하들은 서로로부터 하염없이 멀어지고 있다. 마치 싸우고 삐진 아이들처럼. ​우주는 가속팽창하고 있다! 그러다면 이 우주는 언제까지 이렇게 팽창을 계속할 것인가? 불과 10년 전까지만 해도 우주 안에 담긴 물질의 중력으로 인해 팽창속도가 점차 느려질 것으로 과학자들은 생각했다. 그런데 그게 아니었다. 우주의 팽창속도는 점점 더 빨라지고 있다는 놀라운 사실이 발견되었다. 말하자면 우주는 계속 가속 페달을 밟고 있다는 것이다. 우주는 지금 가속팽창을 하고 있는 중이다. 이는 지구로부터 아주 멀리 떨어진 초신성들을 우주 잣대로 하여 관측된 사실인데, 두 개의 다른 팀이 이 사실을 발견해 2011년 함께 노벨 물리학상을 받았다. ​ ​이들은 지난 1998년께 지구에서 멀리 떨어진 50개 이상의 초신성을 관찰한 결과 이들이 폭발하면서 내뿜은 빛이 예상보다 약하다는 사실을 밝혀냈다. ​스웨덴 노벨위원회는 이러한 현상이 우주의 팽창속도가 빨라지고 있음을 보여주는 것으로, 천체물리학을 뿌리부터 뒤흔든 놀라운 발견이라고 평가했다. 이와 더불어 이들이 초신성 관찰을 통해 우주의 팽창속도가 점점 더 빨라지는 사실을 규명해 "미지의 대상인 우주의 장막을 걷어내는 데 일조했다"고 선정 이유를 밝혔다. ​그렇다면, 왜 우주는 점점 더 빨리 팽창하고 있는가? 무엇이 우주 팽창의 가속 페달을 밟고 있다는 건가? 현재 과학자들은 암흑 에너지를 유력한 용의자 선상에 떠올려놓고 있다. ​그러나 암흑 에너지의 정체가 무엇인지는 아무도 모른다. 존재 자체는 의심할 바 없는데, 그 얼굴과 신상 파악은 전혀 안 되고 있다는 뜻이다. ​그래서 암흑 에너지는 암흑물질과 함께 현대 물리학의 최대 수수께끼이자 화두가 되고 있다. 현재까지 암흑 에너지에 대해 확실히 알려진 것은 우주 전체 질량의 4분의 3을 차지하고 있다는 사실뿐이다. ​이들의 발견대로 우주 팽창이 이대로 계속 가속되면 우주는 최후는 어떻게 될까? 과학자들은 결국 우주가 거대한 하나의 얼음 무덤으로 끝나게 될 것이라고 생각하고 있다. ​​안과 밖이 따로 없는 우주의 구조 그럼 팽창하고 있는 이 우주의 끝은 어디일까? 과연 우주의 끝이라고 할 만한 게 있기는 한 것일까? ​ ​우리가 볼 수 있고 관측할 수 있는 우주에 국한해 생각한다면 우주의 끝은 분명 있다. 138억 년 전에 우주가 태어났으니까, 우리는 빛이 138억 년을 달리는 거리까지만 볼 수 있을 뿐이다. 그것을 우주의 지평선이라고 한다. ​우리는 우주 지평선 너머에 있는 사건들을 볼 수가 없다. 밤하늘이 어두운 이유도 바로 거기에 있다. 아직 그 너머의 빛이 지구에까지 도착하지 못했기 때문이다. 우주가 계속 팽창하고 있기 때문에 그 너머의 빛은 영원히 우리에게 도달하지 못할 것이다. 그러니까 인류가 만일 멸망하지 않고 지구에서 영원히 살아 남는다고 해도 지구 밤하늘이 밝아지는 일은 결코 없을 거란 얘기다. ​​우주 지평선 너머에는 과연 무엇이 있을까? 우주의 등방성과 균일성을 신줏단지처럼 믿고 있는 천문학자들은 그곳의 풍경도 이쪽의 풍경과 별반 다르지 않을 거라고 생각하고 있다. 신은 공평하니까 거기라고 해서 여기와 크게 다르게 무엇을 창조해놓았을 리는 없다고 생각하는 것이다. 하지만 아무도 확신할 수는 없다. 우리는 영원히 그 너머의 풍경을 엿볼 수 없을 것이므로. ​이런 사연으로 인해 우주의 끝 문제는 그리 간단하지가 않다. 우주의 구조가 우리가 일상적으로 겪고 보는 것들과는 전혀 다른 형태를 하고 있는 것도 또 한 가지 이유이기도 하다. ​ ​한마디로 우주는 안과 밖이 따로 없는 구조를 하고 있다. 뭐? 그런 게 어디 있어? 안이 있으면 바깥도 있는 거지. 사람들은 보통 상식적으로 그렇게들 생각하지만, 안 그런 사물들도 있다. ​뫼비우스의 띠만 해도 그렇다. 한 줄의 긴 띠를 한 바퀴 틀어 서로 연결해보라. 그 띠에는 안과 밖이 따로 없다. 국소적으로는 안팎이 있지만, 전체적으로는 서로 연결된 구조다. 만약 개미가 그 띠 위를 계속 기어가면 자연 다른 면으로 이동하게 된다. ​ 클라인 병은 더 극적인 현상을 보여준다. 1882년 독일 수학자 펠릭스 클라인이 발견한 이 병은 안과 바깥의 구별이 없는 공간을 가진 구조다. 클라인 병을 따라가다 보면 뒷면으로 갈 수 있다. 그러니 안과 밖이 반드시 따로 있다는 것은 우리의 고정관념일 뿐이다. 3차원의 우주는 이런 식으로 휘어져 있다는 얘기다. ​따라서 우주에는 중심과 가장자리란 게 따로 없다. 내가 있는 이 공간이 우주의 중심이라 해도 틀린 얘기가 아니다. 우주의 모든 지점은 중심이기도 하고 가장자리이기도 하다는 뜻이다. ​우주 팽창은 나를 중심으로 ​진행되고 있다고도 볼 수 있다. 내가 만약 이웃 안드로메다 은하로 가더라도 마찬가지다. 그곳을 중심으로 모든 은하들은 나로부터 멀어져가고 있을 것이다. 우주의 모든 은하들은 이처럼 서로 후퇴하고 있는 것이다. ​이 경우 은하들이 스스로 이동하는 것은 아니다. 우주팽창은 공간 자체가 팽창하는 것이기 때문에 은하 간 공간이 늘어나고 있는 것이다. ​따라서 은하들은 늘어나는 우주의 카펫을 타고 서로 멀어져가고 있는 셈이다. ​풍선을 생각해보면 이해하기가 한결 쉽다. 풍선 위에 무수한 점들을 찍어놓고 풍선에 바람을 불어넣는다고 치자. 풍선이 무한대로 부풀어간다면 그 표면에 찍힌 점들은 서로에게서 무한히 멀어져갈 것이다. 우주의 팽창이 3차원적으로 이와 같다는 말이다. ​그렇다면 우주는 무한한가? 그렇지는 않다. 현재 우주의 크기는 약 940억 광년이란 계산서가 나와 있다. 초기에 빛의 속도보다 빠르게 팽창했기 때문이다. 이를 인플레이션이라 한다. 아인슈타인의 특수 상대성 이론에 따르면 우주에서 빛보다 빠른 것은 없다고 하지만, 우주는 공간 자체가 팽창하는 것이기 때문에 그에 구애받지 않는다. ​어쨌든 현대 우주론은 우주의 끝에 대해 이렇게 결론을 내리고 있다. ​우주는 유한하지만 그 경계는 없다. 이광식 통신원 joand999@naver.com

화성엔 지구와 달리 두 개의 위성이 존재한다. 포보스와 데이모스다. 천문학자들은 오랫동안 두 위성을 화성에 포획된 소행성으로 여겨왔다. 화성이 어떻게 이들을 포획해서 위성으로 만들었는지 해명하지는 못했다. 하지만 새로운 연구를 통해 ‘화성에 포획됐다’는 기존의 가설이 틀렸고, 두 위성은 천체 사이의 충돌로 만들어졌음을 밝혀냈다. 미국 과학 매체 사이언스데일리는 독립적이고 보완적인 두 건의 연구가 그동안 수수께끼에 쌓여있었던 퍼즐을 풀었다고 보도했다. 즉, 화성의 두 위성은 거대한 충돌로밖에 형성될 수 없었다는 것이다. 첫 번째 연구는 프랑스 국립과학연구센터(CNRS)와 액상-마르세유대학 등이 천체물리학저널(The Astrophysical Journal) 최신호에 발표한 것으로, 소행성 포획을 배제한 상태에서 두 위성의 표면 특성과 양립할 수 있는 유일한 시나리오는 거대 충돌인 것으로 나타났다. 이어진 연구는 프랑스와 벨기에, 그리고 일본의 연구팀이 최첨단 디지털 시뮬레이션을 사용한 것으로, 두 위성이 어떻게 화성과 그 3분의 1 크기인 원시행성 사이에 거대 충돌이 발생해 그 잔해에서 생성될 수 있었는지를 보여준다. 파리 디드로 대학과 벨기에 왕립천문대가 CNRS와 렌 제1대학, 그리고 일본 지구생명과학연구소(ELSI)가 협력한 이 두 번째 연구는 네이처 지오사이언스 최신호에 실렸다. 기존의 가설을 뒤집고 내놓은 새로운 이론에 따르면, 화성은 형성 끝무렵에 거대한 원시행성과 충돌했다는 것이다. 남는 연구 과제는 거기서 나온 파편들이 왜 우리 지구와 같은 하나의 거대한 달 대신 두 개의 작은 위성을 형성했느냐는 것이다. 최첨단 디지털 시뮬레이션을 사용한 두 번째 연구는 마지막 남은 의문에 대해서도 실증적이면서도 완벽하고 일관된 시나리오를 제시한다. 이는 40억 년 전쯤 화성이 형성을 시작한지 1억~8억 년 사이에 그 행성의 3분의 1 정도 크기인 원시행성과 충돌해 두 위성이 만들어졌다는 것이다. 이 가설은 시뮬레이션으로도 고스란히 재현, 입증될 수 있었다. 또한 행성의 충돌 조건을 바꿔 300가지의 상황으로 계산해도 30%의 확률로 위성 2개가 형성됐다고 한다. 사진=파리 디드로 대학 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr