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  • 커피·칫솔·대학이 이슬람 문화에서 나왔다고? 발명 업적 10선

    커피·칫솔·대학이 이슬람 문화에서 나왔다고? 발명 업적 10선

    최근 미국에서 한 이슬람 학생이 직접 만든 시계를 학교에 가지고 갔다가 폭탄으로 오해받아 체포당하는 사건이 발생해 전 세계적으로 큰 주목을 받았다. 이번 사건은 미국 사회에 뿌리내린 일종의 이슬람 공포증이 낳은 것으로 이슬람 문화에 대한 오해와 편견에서 비롯된 것이라고 할 수 있다. 실제로 이슬람국가(IS)와 같은 무장세력이 벌이고 있는 악행으로 이슬람 문화를 꺼리는 경우가 많지만, 사실 오늘날 우리가 널리 사용하고 있는 이로운 것 중에는 이슬람권에서 탄생한 것들이 많이 존재한다고 한 전문가는 말한다. 영국 맨체스터대의 살림 알-하사니 교수는 최근 미국 CNN뉴스와의 인터뷰를 통해 이슬람 문명이 남긴 기초적인 발명이나 아이디어의 기원을 소개하고 있다. 영국 ‘과학·기술·문명재단’(FSTC) 회장이기도 한 알-하사니 교수는 “우리의 지식에는 구멍이 있는데 르네상스부터 고대 그리스 시대까지 단번에 거슬러 올라간다”고 지적한다. 알-하사니 교수는 예전에 ‘1001 인벤션스’(1001 Inventions)라는 책에 편자로 참여했다. 국내에서 ‘1001가지 발명: 이슬람 문명이 남긴 불후의 유산’이라는 제목으로 출간됐던 이 책은 1000년에 이르는 이슬람 유산의 ‘잊힌’ 역사를 기리고 있다. 다음은 알-하사니 교수가 CNN에 소개한 이슬람 문명이 오늘날 전 세계에 남긴 발명 업적 10가지다. 1. 수술 외과의 아버지로 불리는 의사 알 자흐라위는 서기 1000년쯤 수술법에 대해 1500페이지에 달하는 삽화가 들어간 사전을 출판했다. 그 후 500년 동안 유럽에서 의학서적으로 사용됐다. 상처를 봉합할 때 고양이 내장으로 만든 실을 사용하는 것을 고안했다. 이전에는 봉합 후 실을 제거하는 수술도 필요했지만 그 시술로 실이 자연스럽게 사라졌다. 또한 처음 제왕절개를 시행하고 겸자(수술용 집게)를 만드는 것 등을 한 것으로 알려졌다. 2. 커피 오늘날 전 세계인의 음료가 된 커피는 9세기쯤 예멘에서 처음 마시기 시작했다. 처음에는 신비주의 수피교도들이 늦은 밤까지 깨어 예배하는 데 도움을 줄 목적으로 쓰였다. 이후 카이로로 전달됐고 즉시 이슬람제국에서 유행했다. 13세기쯤 터키로 확산했고, 이후 베네치아 상인들에 의해 16세기 이탈리아로 반입됐다. 3. 비행기 비행기를 제조하고 비행을 시도한 것은 9세기 압바스 이븐-피르나스가 처음이라고 한다. 새를 닮은 날개 달린 기구를 고안했다고 한다. 스페인 코르도바에서 열린 비행 실험이 유명하며 잠깐 위쪽으로 향했지만 곧 추락해 척추뼈를 다쳐 결국 죽고 말았다. 이 디자인은 수백 년 뒤 레오나르도 다빈치의 하늘에 대한 열정으로 이어지고 있다. 4. 대학 859년 젊은 공주 파티마 알-피르히(Fatima al-Firhi)는 모로코 북부 페스에 학위를 수여하는 대학을 처음 설립했다. 그녀의 여동생 미리암(Miriam)이 옆에 건립한 사원과 함께, 알 카라윈 대학 겸 모스크로 발전했다. 이 대학은 1200년 이후인 현재도 운영되고 있다. 5. 대수학 대수학(Algebra)이라는 말은 9세기 페르시아의 수학자 무하마드 알 콰리즈미의 저서인 ‘알자브르와 알무카발라’(Kitab al-jabr wa al-muqabalah, 적분과 방정식의 책)의 제목에서 유래한다. 고대 그리스와 인도의 수체계를 받아들인 이 새로운 대수학은 유리수와 무리수, 기하학적인 양을 통합하는 수체계다. 6. 광학 이슬람 물리학자 이븐 알-하이탐은 1000년쯤 물체가 반사하는 빛이 눈에 들어오는 것에서 그 물체가 보이는 것을 입증해 눈 자체에서 빛이 발산하는 기존 에우클레이데스(유클리드)와 프톨레마이오스의 이론을 부정했다. 또한 그는 캄캄한 방에서 조그만 구멍을 뚫고 태양빛을 받아들여서 태양을 직접 보지 않고 태양의 모습을 관찰하는 카메라 옵스큐라(어두운 방) 장치를 고안해내기도 했다. 7. 음악 이슬람 음악가들은 샤를마뉴 시대부터 서양에 깊은 영향을 줘 왔다고 한다. 기타와 비슷한 초기 현악기인 류트와 바이올린의 조상이라고 하는 라합과 같은 악기는 중동에서 유럽으로 전해졌다. 오늘날 음계 또한 아랍 문자에서 파생된 것으로 알려졌다. 8. 칫솔 알-하사니 교수에 따르면, 예언자 무하마드가 600년쯤 칫솔의 사용을 대중화했다. 메스왁이라는 나무의 잔가지를 사용해 이를 닦고 숨을 정화한다. 메스왁과 비슷한 물질은 오늘날 치약으로도 사용되고 있다. 9. 크랭크 오늘날 많은 기계는 이슬람 세계에서 최초로 실용됐으며 그중 하나가 크랭크이다. 크랭크는 회전 운동을 직선 운동으로 변환해 무거운 물체를 쉽게 들어 올릴 수 있도록 한 혁신적인 기구였다. 12세기 이븐 알 자자리가 고안한 이 기술은 전 세계로 확산해 자전거부터 내연 기관까지 폭넓게 사용되고 있다. 10. 병원 병동 및 교육 기관을 갖춘 현대 병원의 모습은 9세기 이집트에서 유래한다. 최초의 이런 의료센터는 872년 카이로에 설립된 아흐마드 이븐 툴룬 병원이다. 이슬람 전통에 따라 모든 사람에게 무료로 치료를 시행했다. 이런 병원은 카이로에서부터 이슬람 세계 전체로 확산했다. 사진=ⓒ포토리아 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr
  • [문화 유랑기] 인류 7만년의 여정...‘생명은 우주가 스스로에 던진 물음’

    [문화 유랑기] 인류 7만년의 여정...‘생명은 우주가 스스로에 던진 물음’

    -인류의 출발은 초신성 폭발에서 남태평양 타이티 섬에서 생을 마감한 인상파 화가 폴 고갱은 자살을 결심한 후 자신의 유언을 그림으로 남겼다. 그것이 유명한 '우리는 어디서 와서, 어디로 가는가?' 라는 그의 대표작이다. ​100여 년 전인 1897년 연말께 한 달을 밤낮으로 그려 완성한 이 대작이 던진 '우리는 어디에서 왔는가?'라는 질문에 정확한 답변을 할 사람은 당시 지구상에 없었다. 하지만 지금은 현대과학에 힘입어 우리는 그 정답을 지금은 알고 있다. 46억 년 전 아직도 형성되지 않은 태양계 근처에서 생을 다한 늙은 별이 초신성 폭발을 일으켰고, 그 충격으로 거대한 분자구름이 중력 붕괴를 일으켜 태양계를 만들기 시작했다. 초신성이 우주공간으로 품어낸 물질들이 지구가 형성될 때 합류했으며, 그 물질들을 재료삼아 이윽고 지구에서는 생명체가 나타났다. 사실 이러한 우리의 근본을 알게 된 지는 100년도 채 되지 않는다. 한스 베테라는 미국 물리학자가 1938년 별 내부에서 수소가 헬륨으로 변환되는 핵융합 과정에서 별의 에너지가 나온다는 사실을 밝혀냄으로써 비로소 알게 되었던 것이다(그는 이 업적으로 노벨 물리학상을 받았다). 아울러 수천 년 동안 별이 반짝이는 이유를 알지 못했던 인류는 한스 베테의 덕으로 밤하늘에서 별들이 반짝이는 이유를 처음으로 알게 되었다. 별이 핵융합으로 빛을 내지 않았다면, 그리고 초신성이 폭발하여 우주공간으로 제 몸을 풀어내지 않았다면, 우리 인류는 존재하지 못했을 것이다. 이제 인류는 '우리가 어디서 왔는가'를 분명히 알게 되었다. 우리가 온 곳은 바로 저 밤하늘의 별들인 것이다. -'우리'는 누구인가? 이 지구상에는 약 100만 종의 동물이 서식하고 있다. 그 100만 종 중의 하나인 당신은 분류학적으로 본다면, 사람과(Hominidae)에 속하는 고릴라속, 침팬지속, 사람속 중 사람속의 1종으로서, 두 발로 걸어다니는 호모 사피엔스 종에 속하는 영장류이다. 이것이 당신이라는 생물체에 대한 가감 없는 정의이다. ‘호모 사피엔스’는 현생 인류를 포함하는 종의 학명으로, ‘슬기로운 사람’이라는 뜻이다. 인류의 정의에서 말한 ‘두 발로 서서 걷는다’는 것은 참으로 의미 깊은 말이다. 뒷발만으로 이동이 가능한 직립보행을 함으로써 자유로워진 앞발은 도구를 만들어 사용할 수 있는 두 손이 되었던 것이다. 그리고 불을 사용하면서 고기를 익혀 먹는 바람에 충분한 단백질 공급으로 뇌의 용량이 커졌고, 추운 곳에서도 살 수 있게 되었다. 이것이 다른 동물들과의 생존경쟁에서 압도적인 우위를 차지하게 된 까닭이다. 그러나 직립보행 탓에 인간만이 치질을 앓게 됐다는 우스갯소리도 있다. 하지만 이렇게 인류에 대한 정의를 내리더라도 사실 썩 개운치는 않다. 사람처럼 복잡한 존재가 어디 있겠는가. 어떻게 보면 우주보다도 더 복잡하고 신비스러운 존재가 바로 사람이 아닌가. 자신을 낳아준 우주에 대해 연구하고 사색하는 존재가 바로 사람이다. 그래서 ‘우주 속에서 가장 큰 기적은 사람이다’는 말까지 있다. 특히 젊은이들은 자신이 그처럼 소중하고 기적 같은 존재라는 사실을 깊이 깨달을 필요가 있다. 그렇다면 이처럼 우주에서 기적처럼 희귀한 존재인 사람의 기원은 어디서 출발한 것일까? -인류의 한 어머니 '아프리카 이브' 약 200만 년 전부터 시작하는 현생 인류 이전의 호모 하빌리스니, 호모 에렉투스니 하는 화석인류와 유인원 등의 이야기는 훌쩍 뛰어넘고, 현생인류의 기원부터 살펴보기로 하자. 인류학이 지금까지 밝혀낸 것을 간략히 간추린다면, 약 20만 년 전에 현생인류가 지구상에 출현한 것으로 귀결되고 있다. 20만 년이라면 46억 년 지구 역사에서 0.005%에 지나지 않는 기간이다. 우리 인류가 오랜 지구의 역사에서 볼 때 극히 최근에 무대 위에 오른 '신참'이라는 사실을 알 수 있다. 그럼에도 그 짧은 기간에 인류는 70억 인구로 팽창을 거듭하여 지구 행성을 거의 독점하다시피 하며 군림하고 있을 뿐만 아니라, 지구 자체의 안전을 위협하는 존재가 되고 있다. 지구 종말설이 끊이지 않고 있는 것이 현대의 가장 큰 특징이다. 어쨌든 인류 기원설에는 아프리카에서 유럽, 아시아로 확산하여 지역에 따라 분화했다는 다지역 기원설과, 아프리카 단일 기원설이 있다. 아프리카 단일 기원설은 현생 인류의 직계 조상이 약 20만 년 전 아프리카에서 갑자기 출현했으며, 그때부터 5만 년 전까지 그 전에 이미 정착에 살고 있던 네안데르탈인 등 모든 다른 원시 인류들을 몰아내고 주도권을 잡았다는 이론이다. 한동안 서로 맞서왔던 다지역 기원설과 단일 기원설은 20세기 들어 발달한 유전 공학에 힘입어 승부가 판가름났다. 미국의 유전학자들은 DNA 연구를 통해 인류의 기원이 아프리카 인이라는 주장에 손을 들어주었던 것이다. -인류 '7만년의 여정' 우리 몸의 유전자 속에는 많은 이야기가 숨겨져 있다. 다양한 인종의 유전자 조사를 하면, 그들이 가진 DNA의 이력서도 만들 수 있다. 우리 모두는 각자의 몸 속에 수백, 수천 년을 넘어 대대로 내려온 유전자 기록을 모두 갖고 있다. 자기의 유전자를 조사해 면 선조들의 과거까지 알 수 있다. 면봉으로 입천장을 문지르면 상피세포가 묻어나온다. 거기서 DNA를 뽑아내 조사하면 유전자 정보를 알아낼 수 있다. 이 연구에서 과학자들은 사람의 미토콘드리아 DNA가 모계를 통해서만 전해진다는 사실로부터 출발하여, 현 인류의 가계도를 거슬러 올라가보니 현대인의 근원지는 아프리카 대륙이었으며, 어느 한 여성이 인류의 공통 조상이라는 사실을 밝혀냈던 것이다. 과학자들은 이 여성에게 '아프리카 이브'라는 애칭을 붙여주었다.(첫번째 그림 참조) 사람의 외모가 얼마나 다르든지 간에, 유전자 조사를 통해 인류 가계도를 추적한 결과, 지구상의 인류는 모두 아프리카에서 살았던 작은 호모 사피엔스 집단의 후손이라는 사실도 밝혀졌다. 20만 년 전에 아프리카에서 나타나 대륙 곳곳에서 살았던 인류 조상이 혹독한 기후 변화 때문에 약 7만 년 전, 살 길을 찾아 지구 곳곳으로 뿔뿔이 흩어져갔고, 저 북극 아래 동토대와 남북 아메리카에 이르는 7만년의 여정 끝에 결국은 오늘의 전 인류를 만들어냈다는 것이다. 과학자들은 아프리카를 탈출한 호모 사피엔스 집단의 머릿수까지 알아냈다. '약 700명 정도의 집단'이라고 한다. 이들은 소빙하기를 맞아 좁아진 홍해를 건너고 아라비아 반도를 거쳐, 유럽으로, 아시아 대륙 남부와 북부로 뿔뿔이 흩어져갔다. 그들이 아라비아 반도에 한동안 정착했던 곳 중에는 '에덴'이라는 지명도 발견되었다. 유럽으로 향했던 한 무리의 호모 사피엔스는 높은 지능과 자연 적응력을 무기로, 먼저 와서 살고 있던 원시 인류 네안데르탈 인을 서서히 몰아내고 몇천 년 만에 유럽의 주인이 되었다. 아시아 남쪽으로 향했던 무리들은 인도 대륙을 지나고 말레이를 거쳐, 결국 오스트레일리아까지 건너갔다. 뗏목으로 가더라도 며칠은 가야 하는 망망대해를 우리 조상들은 용감히 건너갔던 것이다. 한편, 아시아 북부로 향했던 무리들은 중국과 한반도로 가기도 했지만, 그 중 일부는 시베리아 동토 지대를 지나고, 빙하의 베링 육교(그때는 두 대륙이 이어져 있었다)를 건넌 다음, 태평양 서해안을 따라 남아메리카의 꼬리에까지 이르렀다. -70억 이산가족의 대상봉 그 길은 실로 몇만km에 달하는, 참으로 멀고도 험한 길이었다. 더욱이 그 기간은 지구의 3분의 1일 얼어붙은 소빙하기였다니, 여로에 오른 그들의 고통은 상상을 뛰어넘는 수준이었을 것이다. 게다가 어린애와 여자들까지 데리고 가야 하는 길이었기에 도중에 많은 사람들이 길 위에서 죽기도 했을 것이다. 하지만 그들은 결국 해냈다. 불굴의 의지로 그 험난한 대장정을 성공으로 이끌었던 인류의 힘은 과연 무엇이었을까? 아마도 그것은 가족과 형제에 대한 지극한 사랑이 아니었을까? 한번 상상해보기 바란다. 지금 당신이 그 자리에 있기까지 당신의 조상이 걸어왔을 그 멀고도 험한 행로를. 많은 원시 인류의 종들은 멸종의 길을 걸었지만, 7만 년 전쯤 아프리카를 떠났던 이 호모 사피엔스는 혹독한 자연과 맹수들의 도전을 물리치고 결국 살아남았다. 뿐만 아니라, 이 작은 무리는 오랜 기간에 걸쳐 지구의 다섯 대륙에 성공적으로 이주하여, 지금 21세기의 문명과 70억 인구를 이루게 되었다. 우리 70억 지구인들은 모두 이들의 후손이며 친척인 셈이다. 생각해보면 참으로 자랑스런 선조들이 아닐 수 없다. 이처럼 과학은 지구상에 살고 있는 우리 70억 인류 모두는 한 어머니로부터 이어져내려온 후손이라는 사실을 밝혀낸 것이다. 말하자면 우리는 아주 옛날에 흩어졌다가 다시 만난 친척이요 한 가족인 것이다. 이는 단순한 수사가 아니라 사실이다. '70억 이산가족의 대상봉'이 바로 현재의 지구촌 공동체인 셈이다. 이것이 이 지구 행성 위에서 인류가 엮어낸 대서사가 아니면 무엇일까? 그 작은 무리가 7만년 만에 어떻게 70억의 인류로 증가할 수 있는가, 갸우뚱하는 이들도 있는데, 수학적으로 풀어보면 간단히 해결된다. 한 세대가 30년이라 보고, 한 세대 만에 2배수로 인구가 증가한다고 볼 때, 2의 33제곱이면 100억이 된다. 곧 1000년 동안 한 세대 만에 2제곱씩 인구 증가가 있다고 보면 바로 100억이 되는 것이다. 그러니 7만년이라면 100억이 되고도 남을 오랜 시간이다. 생각해보면 나를 포함하여 인류는 우주의 오랜 사랑이 키워온 존재라고 할 수 있다. 우주의 역사 138억 년, 지구의 역사 46억 년이라는 장구한 세월이 없었더라면, 우리 인류는 이 우주에 존재하지 못했을 것이다. 우리 몸속의 수소원자 한 개, 산소원자 한 개도 우주와 인연이 닿아 있으며 오랜 시간의 저편과 엮여 있는 것이다. '코스모스'의 저자 칼 세이건의 전 부인이기도 했던 진화생물학자인 린 마굴리스는 우주적인 시각에서 인간에 대한 정의를 이렇게 내렸다. "생명은 또한 우주가 인간의 모습을 띠고, 자신에게 던져보는 한 물음이다." 이광식 통신원 joand999@naver.com
  • [열린세상] 대학 개혁 신호탄을 보며/장영철 숭실대 글로벌통상학과 교수

    [열린세상] 대학 개혁 신호탄을 보며/장영철 숭실대 글로벌통상학과 교수

    유능한 인재를 확보하는 것은 동서고금을 막론하고 중요한 과제다. 또한 사람이 사회생활을 계속하는 한 가장 중요한 과제일 수밖에 없다. 세계 역사를 보더라도 중요한 성과는 결국 능력을 갖춘 인재들이 이루어 냈고 미래에도 그러할 것이기 때문이다. 다 아는 이야기이지만, 국세가 가장 약하다고 평가받던 신라가 삼국을 통일할 수 있었던 것은 김유신이나 김춘추 같은 인물이 있었기 때문이다. 현대그룹을 일으킨 정주영 회장이 선박 발주자에게 제시했던 거북선이 그려져 있던 지폐는 우리의 조선산업을 시작하는 계기가 됐다. 영국의 물리학자 뉴턴이 보았던 떨어지는 사과는 현대 물리학의 기초가 됐다고 한다. 지금도 많은 기업이나 조직에서 유능한 인재를 확보하고자 노력하고 있는 것은 모든 경영자원 중에서 인적자원의 역량이 조직의 성패를 결정하기 때문이다. 제2차대전 종전 후 식민지 지배에서 벗어난 우리나라가 경제적으로 크게 낙후됐음에도 이른바 ‘한강의 기적’으로 불리는 놀라운 발전을 이룰 수 있었던 결정적 요인은 우리나라의 인적역량이라고 아니할 수 없다. 비록 식민지 저개발 상태에 부존자원도 빈약한 나라였지만, 다행히 머리 좋은 민족이라고 평가받는 우리 인적자원의 우수성이 빛을 본 것이다. 또한 근세에 들어와 조선시대 내내 끈질기게 이어진 계급이 사라지면서 실력만을 기준으로 더 넓은 인적 풀에서 훌륭한 인재를 선발할 수 있었던 것도 크게 작용했다. 교육을 통한 사회계층의 상승이 현실화되자 폭발된 교육 수요를 충족하고자 정립된 교육체제를 통해 경제발전에 필요한 다량의 인적자원을 확보할 수 있었다. ‘하면 된다’는 강한 기업가 정신까지 가미돼 경제발전의 시너지 효과까지 나타났던 것이다. 그런데 어느덧 사회가 크게 변모하다 보니 우리나라의 경제 발전에 크게 공헌했던 교육 시스템에 큰 위기가 닥쳐오고 있다. 사회와 경제 시스템이 종전의 대량생산, 대량소비 체제에서 소비자의 욕구를 충족시켜야 하는 소량다품종 체제로 변화하면서, 기업이나 조직에서는 이러한 추세에 맞추어 대응할 능력을 갖춘 창의적 인재를 요구하고 있다. 그러나 대량생산 체제에서 정립된 교육 시스템으로는 질적인 측면에서 이를 도저히 따라가기 어렵다. 더 큰 일은 저출산이 지속되면서 사회경제 전반적으로 경제성장 잠재력이 낮아지고 사회의 활력이 떨어지고 있다는 점이다. 베이비붐 시대에 만들어진 학교 시스템은 양적으로도 유지되기 어려운 상황이다. 통계청에 따르면 유치원생에서 고등학생까지의 학령아동이 2010년 870만명에서 2015년 750만명, 2020년 680만명으로 감소한다. 2018년부터는 대학 정원이 고교 졸업자보다 많아질 것으로 전망된다. 많은 대학이 생존의 기로에 놓일 수밖에 없다. 이러한 현상은 저출산 고령화가 상당히 진행된 일본에서도 이미 나타나고 있다. 생존이 어렵고 연구 능력이 떨어지는 대학들을 적시에 정리하지 않을 경우 과거 경제위기 시절에 부실화된 기업이 우리 경제에 끼친 손실과 유사한 손실을 볼 수 있다. 게다가 계속 생존에 매달리도록 방치할 경우 대학 본연의 임무인 연구와 교육이 소홀히 되면서 젊은 세대가 피해를 볼 수밖에 없다. 마침내 교육부가 대학의 구조개혁 평가 결과를 내놓으면서 정원 감축, 재정지원의 기준을 제시했다. 젊은 인적자원이 급격히 줄어드는 위기 상황에 처한 교육 시스템을 재편해 글로벌 시대에 맞는 인재육성의 기반을 갖추어야 하는 시대적 과제가 추진되기 시작한 것이다. 교육 내용이 부실함에도 등록금과 세금에 과도하게 의존하는 대학을 정리해 사회적 낭비를 줄이고 국가경쟁력을 확보해야 하는 불가피한 선택이다. 앞으로도 평가 기준을 지속적으로 보완하고 적용해 따라가지 못하는 대학들은 스스로 정리하게 하고 적극적으로 지원하는 출구전략을 마련할 필요가 있다. 우수 대학은 사회 현실과 연계되는 특성화 전략을 마련해 집중적으로 지원함으로써 사회에 필요한 인적자원을 육성해 나가야 한다. 이를 통해 교육과 관련된 재원을 효율적으로 활용, 대학들이 세계 유수의 대학과 경쟁하고 젊은 세대를 창의적인 글로벌 인재로 육성하는 기반을 마련하기를 바란다.
  • [아하! 우주] ‘쌍둥이 블랙홀’ 그 속사정을 밝히다

    [아하! 우주] ‘쌍둥이 블랙홀’ 그 속사정을 밝히다

    서로 끌어당기며 현란한 춤 솜씨를 뽐내고 있는 쌍둥이 블랙홀의 속사정이 천문학자들에 의해 조금씩 밝혀지고 있다. 중력으로 얽혀 결국 하나의 새로운 블랙홀로 재탄생할 이 쌍둥이 블랙홀의 명칭은 ‘PG 1302-102’. 처녀자리 방향으로 35억 광년 떨어진 이 블랙홀은 올초 지상망원경을 통해 처음 확인됐었다. 미국항공우주국(NASA)은 미 컬럼비아대 등이 참여한 연구진이 NASA 은하진화탐사선(GALEX)과 허블 우주망원경의 데이터를 이용해 합병 중인 이 두 블랙홀을 가장 상세하게 관측하고 주기적으로 빛을 내뿜는 특징을 찾아냈다고 17일(현지시간) 전했다. 이중 블랙홀이라고도 불리는 이 블랙홀은 지금까지 탐지된 것들 가운데 가장 가까운 궤도 운동을 하고 있다. 그 거리는 우리 태양계 지름보다 크지 않을 정도로 가깝다. 천문학자들은 두 블랙홀이 앞으로 100만 년 안에 충돌해 초신성 1억 개에 달하는 엄청난 폭발을 유발하며 합병할 것으로 예상한다. 연구진은 초기 우주에서 흔히 발생했던 은하와 이런 괴물 블랙홀이 그들 중심부에서 어떻게 합쳐지는지를 더 잘 이해하기 위해 이중 블랙홀을 연구하고 있다. 하지만 과거에 흔했던 이 사건을 발견하고 확인하기란 쉽지 않다고 한다. PG 1302-102는 아주 몇 안 되는 쌍둥이 블랙홀 후보 가운데 하나이다. 이는 올해 초 캘리포니아공과대(칼텍) 연구진에 의해 발견됐는데 이들은 은하 중심에서 나오는 이상한 빛 신호에 대해 면밀히 검토한 뒤 쌍둥이 블랙홀일 가능성이 크다고 보고했다. 연구진은 ‘카타리나 실시간 순간 관측’(Catalina Real-Time Transient Survey) 망원경을 사용해 변화하는 빛 신호가 5년마다 서로 진동하는 두 블랙홀의 움직임으로 생성되는 것임을 입증했다. 블랙홀 자체는 빛을 방출하지 않지만 주변 물질은 그렇지 않다. 연구진은 연구논문에서 두 블랙홀의 긴밀한 움직임을 확인했으며 이를 지지하는 많은 증거를 발견했다고 밝혔다. GALEX와 허블 망원경의 자외선 데이터를 통해 그들은 지난 20년간 이중 블랙홀 시스템에 관한 변화하는 빛 패턴을 추적할 수 있었다. 이번 연구에 참여한 데이비드 시미노비치 컬럼비아대 부교수는 “GALEX 자료를 얻은 것은 정말 행운이었다”면서 “우리는 GALEX 기록을 다시 살폈고 이 이중 블랙홀이 6차례 관측됐다는 것을 발견했다”고 말했다. 연구진은 또 가시광선과 다른 파장은 물론 자외선을 관측하는 허블 망원경도 마찬가지로 과거에 해당 이중 블랙홀을 관측했었다는 사실을 알게 됐다. 자외선 데이터는 두 블랙홀이 어떻게 주기적인 빛 패턴을 생성하는지 예측하는 데 중요하게 사용된다. 연구진은 이를 통해 두 블랙홀 중 하나가 더 많은 빛을 방출한다고 예측했다. 즉 한 블랙홀이 다른 하나보다 더 많은 물질을 삼키는데 이 과정이 주변 물질을 가열해 강력한 빛을 내뿜게 한다는 것이다. 더 많은 빛을 방출하는 이 블랙홀은 5년 주기로 상대 블랙홀의 주변 궤도를 돌기 때문에 그 빛은 변화하는 데 우리 쪽을 향할 때 더 밝은 것처럼 보인다. 연구를 이끈 다니엘 도라치오 컬럼비아대 연구원은 “마치 60W짜리 전구가 갑자기 100W로 표시되는 것과 같다”면서 “이 블랙홀의 빛이 우리에게서 빠르게 멀어질 때 어두운 20W 전구처럼 보일 것”이라고 말했다. 그렇다면 무엇이 블랙홀 주변 빛에서 이런 변화를 만들어내는 것일까? 그 이유 중 하나는 경찰차가 우리 쪽을 향할 때 사이렌 소리가 더 높은 주파수를 내는 것과 같은 방식으로 빛도 우리 쪽을 향해 이동할 때 짧은 파장 쪽으로 짓눌리는 ‘청색 편이’(blue shifting)와 관련이 있다고 한다. 또 다른 이유는 블랙홀의 엄청난 속도에 관련된 것이다. 사실 더 밝은 블랙홀은 빛의 속도의 약 7%로 이동한다. 다시 말하면 엄청나게 빠르다는 것이다. 비록 블랙홀이 동반 블랙홀 궤도를 도는 데 5년이나 걸리지만 이는 막대한 거리를 이동하는 것이다. 이는 블랙홀이 태양계에서 혜성들이 위치하는 오르트 구름이 있는 외각 변두리부터 우리 태양계 전체를 감싸는 데 5년이 걸리는 것과 같다. 이 정도로 빠른 속도에서 빛은 상대론으로도 알려진 것처럼 증폭되고 더 밝아진다. 도라치오 연구원과 동료들은 기존의 칼텍 논문을 기초로 이 효과를 모형화하고 어떻게 자외선에서 보일지 예측했다. 그들은 가시광선에서 기존에 관측된 주기적인 밝아짐과 어두워짐이 정말 상대론적인 증폭 효과에 의한 것이면 주기적으로 같은 행동이 자외선 파장에서 2.5배 증폭돼 존재해야만 한다고 판단했다. 연구진의 예상대로 GALEX와 허블 자료의 자외선은 일치했다. 이번 연구를 주관한 졸탄 하이만 컬럼비아대 교수는 “우리는 이 시스템에서 무엇이 일어나고 있는지에 대한 우리의 의견을 더 강화하고 이를 더 잘 이해하기 시작했다”고 말했다. 이 결과는 또 연구진이 미래에 긴밀하게 합쳐지는 블랙홀과 물리학의 성배로 여겨지는 무언가, 그리고 중력파를 어떻게 찾을 수 있는지를 이해하는 데 도움이 될 것이다. 두 블랙홀이 궁극적으로 합병하기 전 바로 마지막 순간 그들은 아이스 스케이트 선수들이 선보이는 ‘데드 스파이럴’이라는 기술처럼 서로 밀접하게 돌 때 시공간에 파문을 일으킬 것으로 예측된다. 100년 전 발표된 알베르트 아인슈타인의 중력 이론으로 그 존재가 도출된 소위 ‘중력파’로 불리는 이 현상은 우주 구조에 대한 단서를 제공한다. 쌍둥이 블랙홀에 관한 많은 비밀을 이제 막 드러내기 시작한 이번 결과는 우주 전역에 걸쳐 있는 다른 블랙홀들의 병합을 이해하는 열쇠가 될 것이다. 이번 연구성과는 세계적 학술지 ‘네이처’ 최신호(9월 17일자)에 실렸다. 사진=NASA/컬럼비아대 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr
  • 벌에 쏘이면 가장 아픈 곳? 업적이 된 ‘기발한 상상’

    벌에 쏘이면 가장 아픈 곳? 업적이 된 ‘기발한 상상’

    벌에 쏘였을 때 가장 아픈 부위는 어디일까? 과거 이슬람 최고 지도자는 어떻게 900명 가까운 자녀를 둘 수 있었을까? 소금에 절인 돼지고기 한 조각은 코피를 멈추게 할 수 있을 것인가? 남녀가 키스를 한 뒤에는 어떤 유전자 분비물이 남을까? 제25회 이그노벨상 시상식이 17일 오후 6시(현지시간) 미국 하버드대 샌더스 극장에서 열렸다. 기발한 질문들에 대해 놀랍고 신기한 연구 업적을 내놓은 사람들을 위한 잔치다. 올해 이그노벨 생리 및 곤충학상은 벌에게 쏘였을 때 가장 아픈 신체 부위가 어디인지를 연구한 미국 코넬대 물리학과 박사과정 대학원생 마이클 스미스에게 돌아갔다. 그는 벌에게 쏘였을 때 고통스러운 정도를 알아보기 위해 자신의 몸 25군데에 직접 벌침을 놓았다. 그 결과 콧구멍과 윗입술, 성기 등 세 부분이 가장 아프다는 결론을 내리고, 이를 의학분야 국제학술지 ‘피어J’에 발표했다. 스미스는 “벌에 쏘이면 모든 부위가 다 아프지만, 사람의 얼굴 피부 다음으로 성기를 둘러싼 피부가 가장 얇아 통증을 크게 느낄 수밖에 없다”고 설명했다. 오스트리아 빈대 인류학자 엘리자베스 오버자우셔 교수와 카를 그라머 교수는 18세기 모로코 알라위 왕조의 술탄(최고 통치자)인 물레이 이스마엘이 888명의 자녀를 두게 된 경위를 컴퓨터 시뮬레이션 프로그램으로 분석해 지난해 ‘플로스원’에 발표했다. 연구팀은 술탄이 여성들과 하루 동안 얼마나 많은 잠자리를 가져야 했는지를 분석한 결과 잠자리 횟수보다는 술탄의 생식 능력이 뛰어나 임신 성공률이 높았기 때문이라는 결론을 얻어 올해 이그노벨 수학상을 거머쥐었다. 언어학자인 마르크 딩게만세 네덜란드 네이메헨대 교수와 동료들은 사람들이 이야기를 할 때 자신의 오류를 어떻게 수정하는지에 대해 연구하다가 ‘응(Huh)?’이란 단어가 전 세계에서 공통적으로 사용되고 있음을 밝혀냈다. 흔히 방금 들은 말을 다시 물을 때 무심코 내뱉는 이 단어는 한국뿐만 아니라 미국, 유럽, 아프리카 등 지역마다 발음에서만 조금씩 차이가 날 뿐 거의 유사하다. 연구팀은 언어나 문화적 배경에 상관없이 자신이 이해할 수 없는 상황에 맞닥뜨리면 사람들은 누구나 ‘응?’이란 말을 뱉음과 동시에 평균 1분 30초마다 질문을 던진다는 사실도 알아냈다. 딩게만세 교수 등은 ‘응?’은 짧은 말이지만 자신이 이해를 하지 못한다는 사실을 명확하게 전달함으로써 대인 커뮤니케이션에서 더할 나위 없이 중요한 기능을 수행한다고 결론 내렸다. 딩게만세 교수는 이 연구 결과를 2013년 국제학술지 ‘플로스원’에 발표했는데 전 세계 20만명의 연구자가 읽어 그해 가장 많이 읽힌 과학논문으로 꼽히기도 했다. 그 덕에 딩게만세 교수 등은 올해 이그노벨 문학상의 주인공이 됐다. 이 밖에도 키스를 한 뒤 남은 유전자 분비물을 연구한 사람과 키스가 알레르기를 유발하는지 알아내기 위해 30명에게 키스를 시킨 과학자가 의학상을 수상했다. ‘닭에게 인공 꼬리를 붙이면 과연 티라노사우르스와 같은 공룡처럼 걷게 될 것인가’를 연구해 그렇다는 것을 밝혀낸 연구자에게는 이그노벨 생물학상이 돌아갔다. 뇌물을 거부한 경찰에게 추가로 돈을 얼마나 줘야 하는지를 몸소 보여준 태국 방콕경찰국은 이그노벨 경제학상을 차지했다. 올해 수상자들처럼 역대 이그노벨상 수상작들에도 기발한 아이디어가 넘쳐났다. 지난해에는 도저히 통제할 수 없을 정도로 흐르는 어린아이들의 코피를 소금에 절인 돼지고기 한 조각으로 막을 수 있다는 연구 결과를 발표한 연구팀이 의학상을 수상했다. 밤샘을 잘하는 사람이 규칙적으로 일찍 자고 일찍 일어나는 사람보다 머리는 좋지만, 자아도취가 심하고 사이코패스 성향이 강하다는 연구를 발표한 사람들은 심리학상을 받았다. 이그노벨상을 수상한 사람이 실제 노벨상을 수상한 경우도 있다. 안드레 가임 영국 맨체스터대 교수는 꿈의 신소재 ‘그래핀’을 만드는 데 성공한 공로로 콘스탄틴 노보셀로프 교수와 함께 2010년 노벨 물리학상을 수상했다. 가임 교수는 노벨상을 타기 10년 전인 2000년에 이그노벨 물리학상을 수상했다. 당시 네덜란드 네이메헨대 교수로 재직 중이던 가임 교수는 영국 브리스톨대 마이클 베리 교수와 함께 살아 있는 개구리를 자기장으로 공중 부양시키는 실험에 성공한 공로로 상을 받았다. 가임 교수는 2010년 노벨상 수상자로 선정된 뒤 노벨위원회와 가진 전화 인터뷰에서 “나에게는 노벨상과 이그노벨상이 똑같은 가치를 가진다”며 “사람을 웃게 해주는 이그노벨상 수상 경력이 부끄럽지 않다”고 밝히기도 했다. 이그노벨상은 반(反)과학성과 시대상에 대한 풍자적 성격도 강하다. 1999년에는 학생들에게 다윈의 진화론을 가르치지 못하도록 한 미국 콜로라도주와 캔자스주 교육위원회에 과학교육상을 시상하며 “뉴턴의 중력 이론, 패러데이와 맥스웰의 전자기 이론, 파스퇴르의 세균 이론 교육도 금지해 달라”고 비꼬기도 했다. 2013년 시상식에서는 주최 측이 부문별로 10조 달러(약 1경 860조원)의 상금을 주기로 했다고 했으나, 곧 “기준 화폐는 짐바브웨 달러”라고 밝혀 웃음을 유발한 적도 있다. 짐바브웨 달러는 경제개혁 실패로 연간 2억 3100만%의 물가 상승률 때문에 100조 달러가 발행된 적도 있었다. 2009년 사용이 중단된 100조 짐바브웨 달러는 우리 돈으로 4000원 정도였다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • 이그노벨상 국내 수상자 3명은

    ‘흉내 낼 수도 없고, 흉내 내서도 안 되는 업적’에 시상하는 이그노벨상(Ig Nobel Prize). 노벨상을 패러디한 이그노벨상은 1991년 미국 하버드대에서 발행하는 유머 과학잡지 ‘있을 법하지 않은 연구 연감’(Annals of Improbable Research)이 과학에 대한 대중의 관심을 불러일으키기 위해 만든 상이다. 이그노벨상이란 이름은 ‘불명예스러운’이란 뜻의 단어인 ‘이그노블’(Ignoble)과 ‘노벨’(Nobel)을 합성해 만들어졌다. 그렇지만 주최 측에서는 “노벨상을 만든 알프레드 노벨의 먼 친척으로 소다수를 발명한 이그나시우스 노벨(가상의 인물)의 유산으로 상을 만들어 그를 기리기 위한 것”이라고 주장하고 있다. 물론 실재하지 않는 인물의 유산이기 때문에 이그노벨상에는 상금이 없다. 매년 노벨상 수상자가 발표되기 직전인 9월 2~3주 목요일에 하버드대 샌더스 극장에서 시상식을 갖는데, 역대 노벨상 수상자들이 참석해 수상작 심사와 시상을 맡고 있다. 시상 부문은 유동적이나 노벨상의 여섯 분야인 물리학, 화학, 생리의학, 문학, 평화, 경제학 분야에 생물학, 심리학, 우주 등 필요에 따라 4개 부문을 추가해 10개 분야에 대해 시상을 하고 있다. 우리나라의 노벨상 수상자는 2000년 평화상을 받은 김대중 전 대통령이 유일하지만, 이그노벨상 수상자는 세 명이나 있다. 가장 먼저 1999년 FnC코오롱의 권혁호씨가 ‘향기 나는 정장’을 개발, 환경보호상을 받았다. 향기 나는 정장은 향이 들어 있는 미립자 형태의 캡슐을 옷감 사이사이에 넣어 움직일 때마다 캡슐이 터지면서 향기가 나도록 한 것이다. 주최 측은 “향기 치료 기법인 ‘아로마 테라피’를 신사복에 응용해 땀 냄새나 불쾌한 체취를 막아 환경 개선에 이바지했다”고 선정 이유를 밝혔다. 2000년에는 통일교 문선명 교주가 대규모 합동결혼을 성사시킨 공로로 경제학상을 받았다. 주최 측은 문 교주가 1960년 36쌍을 시작으로 1968년 430쌍, 1975년 1800쌍, 1982년 6000쌍, 1992년 3만쌍, 1995년 36만쌍, 1997년 3600만쌍을 결혼시킴으로써 결혼식의 효율성을 높이고 꾸준한 성장세를 보여 산업 수준으로 만들었다고 평가하며 수상자로 선정했다. 1992년 휴거론을 주장하며 지구 종말을 대비해야 한다고 주장했던 다미선교회 이장림 목사가 5명의 종말론자들과 함께 1954년부터 50년 동안 인류 마지막 날을 매번 틀리게 예측했다는 이유로 2011년 이그노벨 수학상을 받기도 했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • 이그노벨상 국내 수상자 3명은

    ‘흉내 낼 수도 없고, 흉내 내서도 안 되는 업적’에 시상하는 이그노벨상(Ig Nobel Prize). 노벨상을 패러디한 이그노벨상은 1991년 미국 하버드대에서 발행하는 유머 과학잡지 ‘있을 법하지 않은 연구 연감’(Annals of Improbable Research)이 과학에 대한 대중의 관심을 불러일으키기 위해 만든 상이다. 이그노벨상이란 이름은 ‘불명예스러운’이란 뜻의 단어인 ‘이그노블’(Ignoble)과 ‘노벨’(Nobel)을 합성해 만들어졌다. 그렇지만 주최 측에서는 “노벨상을 만든 알프레드 노벨의 먼 친척으로 소다수를 발명한 이그나시우스 노벨(가상의 인물)의 유산으로 상을 만들어 그를 기리기 위한 것”이라고 주장하고 있다. 물론 실재하지 않는 인물의 유산이기 때문에 이그노벨상에는 상금이 없다. 매년 노벨상 수상자가 발표되기 직전인 9월 2~3주 목요일에 하버드대 샌더스 극장에서 시상식을 갖는데, 역대 노벨상 수상자들이 참석해 수상작 심사와 시상을 맡고 있다. 시상 부문은 유동적이나 노벨상의 여섯 분야인 물리학, 화학, 생리의학, 문학, 평화, 경제학 분야에 생물학, 심리학, 우주 등 필요에 따라 4개 부문을 추가해 10개 분야에 대해 시상을 하고 있다. 우리나라의 노벨상 수상자는 2000년 평화상을 받은 김대중 전 대통령이 유일하지만, 이그노벨상 수상자는 세 명이나 있다. 가장 먼저 1999년 FnC코오롱의 권혁호씨가 ‘향기 나는 정장’을 개발, 환경보호상을 받았다. 향기 나는 정장은 향이 들어 있는 미립자 형태의 캡슐을 옷감 사이사이에 넣어 움직일 때마다 캡슐이 터지면서 향기가 나도록 한 것이다. 주최 측은 “향기 치료 기법인 ‘아로마 테라피’를 신사복에 응용해 땀 냄새나 불쾌한 체취를 막아 환경 개선에 이바지했다”고 선정 이유를 밝혔다. 2000년에는 통일교 문선명 교주가 대규모 합동결혼을 성사시킨 공로로 경제학상을 받았다. 주최 측은 문 교주가 1960년 36쌍을 시작으로 1968년 430쌍, 1975년 1800쌍, 1982년 6000쌍, 1992년 3만쌍, 1995년 36만쌍, 1997년 3600만쌍을 결혼시킴으로써 결혼식의 효율성을 높이고 꾸준한 성장세를 보여 산업 수준으로 만들었다고 평가하며 수상자로 선정했다. 1992년 휴거론을 주장하며 지구 종말을 대비해야 한다고 주장했던 다미선교회 이장림 목사가 도러시 마틴, 팻 로버트슨, 엘리자베스 클레어 프로핏, 해럴드 캠핑(이상 미국), 클레도니아 므웨린데(우간다) 등 5명의 종말론자들과 함께 1954년부터 50년 동안 인류 마지막 날을 매번 틀리게 예측했다는 이유로 2011년 이그노벨 수학부문상을 받기도 했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • 벌에 쏘이면 가장 아픈곳은? ‘기발한 상상’ 업적이 되다

    벌에 쏘이면 가장 아픈곳은? ‘기발한 상상’ 업적이 되다

    벌에 쏘였을 때 가장 아픈 부위는 어디일까? 과거 이슬람 최고 지도자는 어떻게 900명 가까운 자녀를 둘 수 있었을까? 소금에 절인 돼지고기 한 조각은 코피를 멈추게 할 수 있을 것인가? 남녀가 키스를 한 뒤에는 어떤 유전자 분비물이 남을까? 제25회 이그노벨상 시상식이 17일 오후 6시(현지시간) 미국 하버드대 샌더스 극장에서 열렸다. 기발한 질문들에 대해 놀랍고 신기한 연구 업적을 내놓은 사람들을 위한 잔치다.   ●1991년 만들어…노벨상 수상자 공개전 발표 올해 이그노벨 생리 및 곤충학상은 벌에게 쏘였을 때 가장 아픈 신체 부위가 어디인지를 연구한 미국 코넬대 물리학과 박사과정 대학원생 마이클 스미스에게 돌아갔다. 그는 벌에게 쏘였을 때 고통스러운 정도를 알아보기 위해 자신의 몸 25군데에 직접 벌침을 놓았다. 그 결과 콧구멍과 윗입술, 성기 등 세 부분이 가장 아프다는 결론을 내리고, 이를 의학분야 국제학술지 ‘피어J’에 발표했다. 스미스는 “벌에 쏘이면 모든 부위가 다 아프지만, 사람의 얼굴 피부 다음으로 성기를 둘러싼 피부가 가장 얇아 통증을 크게 느낄 수밖에 없다”고 설명했다. 오스트리아 빈대 인류학자 엘리자베스 오버자우셔 교수와 카를 그라머 교수는 18세기 모로코 알라위 왕조의 술탄(최고 통치자)인 물레이 이스마엘이 888명의 자녀를 두게 된 경위를 컴퓨터 시뮬레이션 프로그램으로 분석해 지난해 ‘플로스원’에 발표했다. 연구팀은 술탄이 여성들과 하루 동안 얼마나 많은 잠자리를 가져야 했는지를 분석한 결과 잠자리 횟수보다는 술탄의 생식 능력이 뛰어나 임신 성공률이 높았기 때문이라는 결론을 얻어 올해 이그노벨 수학상을 거머쥐었다. 언어학자인 마르크 딩게만세 네덜란드 네이메헨대 교수와 동료들은 사람들이 이야기를 할 때 자신의 오류를 어떻게 수정하는지에 대해 연구하다가 ‘응(Huh)?’이란 단어가 전 세계에서 공통적으로 사용되고 있음을 밝혀냈다. 흔히 방금 들은 말을 다시 물을 때 무심코 내뱉는 이 단어는 한국뿐만 아니라 미국, 유럽, 아프리카 등 지역마다 발음에서만 조금씩 차이가 날 뿐 거의 유사하다. 연구팀은 언어나 문화적 배경에 상관없이 자신이 이해할 수 없는 상황에 맞닥뜨리면 사람들은 누구나 ‘응?’이란 말을 뱉음과 동시에 평균 1분 30초마다 질문을 던진다는 사실도 알아냈다. 딩게만세 교수 등은 ‘응?’은 짧은 말이지만 자신이 이해를 하지 못한다는 사실을 명확하게 전달함으로써 대인 커뮤니케이션에서 더할 나위 없이 중요한 기능을 수행한다고 결론 내렸다. 딩게만세 교수는 이 연구 결과를 2013년 국제학술지 ‘플로스원’에 발표했는데 전 세계 20만명의 연구자가 읽어 그해 가장 많이 읽힌 과학논문으로 꼽히기도 했다. 그 덕에 딩게만세 교수 등은 올해 이그노벨 문학상의 주인공이 됐다. 이 밖에도 키스를 한 뒤 남은 유전자 분비물을 연구한 사람과 키스가 알레르기를 유발하는지 알아내기 위해 30명에게 키스를 시킨 과학자가 의학상을 수상했다. ‘닭에게 인공 꼬리를 붙이면 과연 티라노사우르스와 같은 공룡처럼 걷게 될 것인가’를 연구해 그렇다는 것을 밝혀낸 연구자에게는 이그노벨 생물학상이 돌아갔다. 뇌물을 거부한 경찰에게 추가로 돈을 얼마나 줘야 하는지를 몸소 보여준 태국 방콕경찰국은 이그노벨 경제학상을 차지했다.●이젠 창의성이 넘치는 이그노벨상 올해 수상자들처럼 역대 이그노벨상 수상작들에도 기발한 아이디어가 넘쳐났다. 지난해에는 도저히 통제할 수 없을 정도로 흐르는 어린아이들의 코피를 소금에 절인 돼지고기 한 조각으로 막을 수 있다는 연구 결과를 발표한 연구팀이 의학상을 수상했다. 밤샘을 잘하는 사람이 규칙적으로 일찍 자고 일찍 일어나는 사람보다 머리는 좋지만, 자아도취가 심하고 사이코패스 성향이 강하다는 연구를 발표한 사람들은 심리학상을 받았다. 이그노벨상을 수상한 사람이 실제 노벨상을 수상한 경우도 있다. 안드레 가임 영국 맨체스터대 교수는 꿈의 신소재 ‘그래핀’을 만드는 데 성공한 공로로 콘스탄틴 노보셀로프 교수와 함께 2010년 노벨 물리학상을 수상했다. 가임 교수는 노벨상을 타기 10년 전인 2000년에 이그노벨 물리학상을 수상했다. 당시 네덜란드 네이메헨대 교수로 재직 중이던 가임 교수는 영국 브리스톨대 마이클 베리 교수와 함께 살아 있는 개구리를 자기장으로 공중 부양시키는 실험에 성공한 공로로 상을 받았다. 가임 교수는 2010년 노벨상 수상자로 선정된 뒤 노벨위원회와 가진 전화 인터뷰에서 “나에게는 노벨상과 이그노벨상이 똑같은 가치를 가진다”며 “사람을 웃게 해주는 이그노벨상 수상 경력이 부끄럽지 않다”고 밝히기도 했다. 이그노벨상은 반(反)과학성과 시대상에 대한 풍자적 성격도 강하다. 1999년에는 학생들에게 다윈의 진화론을 가르치지 못하도록 한 미국 콜로라도주와 캔자스주 교육위원회에 과학교육상을 시상하며 “뉴턴의 중력 이론, 패러데이와 맥스웰의 전자기 이론, 파스퇴르의 세균 이론 교육도 금지해 달라”고 비꼬기도 했다. 2013년 시상식에서는 주최 측이 부문별로 10조 달러(약 1경 860조원)의 상금을 주기로 했다고 했으나, 곧 “기준 화폐는 짐바브웨 달러”라고 밝혀 웃음을 유발한 적도 있다. 짐바브웨 달러는 경제개혁 실패로 연간 2억 3100만%의 물가 상승률 때문에 100조 달러가 발행된 적도 있었다. 2009년 사용이 중단된 100조 짐바브웨 달러는 우리 돈으로 4000원 정도였다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • 80㎚…피부처럼 얇은 ‘투명 망토’ 개발 - 사이언스

    80㎚…피부처럼 얇은 ‘투명 망토’ 개발 - 사이언스

    영화 ‘해리포터’에 등장했던 투명망토를 현실에서 보게 될 날도 멀지 않은 듯하다. 미국의 과학자들이 아직 매우 작은 크기이긴 하지만 가시광선 상에서 물체를 덮어 보이지 않게 하는 기술을 개발했다고 17일(현지시간) 밝혔다. 미국 에너지부(DoE) 산하 로렌스버클리 국립연구소(버클리 연구소)와 캘리포니아대 버클리캠퍼스(UC버클리) 물리학 연구진은 이 투명 망토는 현재 현미경으로밖에 보이지 않을 정도로 작지만 이론적으로는 앞으로 크기를 확대할 수 있다고 밝혔다. 이 투명 망토는 빛의 성질을 조작해 물체 표면에서 빛 파동(광파)의 반사 방법을 바꿔 물체를 눈으로 파악하지 못하게 하는 방식으로 작동한다. 연구를 주관한 버클리 연구소의 장시앙 연구원은 “임의의 형상을 갖는 3D 물체를 덮어 가시광선에서 보이지 않게 한 사례는 이번이 처음”이라고 밝혔다. 또 “이 투명 망토는 매우 얇아 피부막처럼 보인다. 설계와 설치가 쉽고 맨눈으로 보이는 물체를 숨기기 위해 크기를 확대해서 만들 수 있을 것”이라고 말했다. 연구진은 ‘나노안테나’(nanoantenna)로 알려진 미세한 금색 구조를 이용해 두께 80㎚(1㎚=100만 분의 1㎜)의 투명 망토를 만들었다. 이는 생물의 세포 몇 개 정도의 크기인 입체 물체를 덮을 수 있다. 연구진은 논문에서 “투명 망토의 표면은 반사된 빛 파장의 경로를 바꿀 수 있도록 특수 처리했다”면서 “실제 실험에서 물체는 가시광선 상에서 보이지 않는 상태가 됐다”고 설명했다. 하지만 이 기술에는 아직 몇 가지 제약이 있다고 한다. 그중 하나가 나노 안테나의 배치 패턴을 아래에 있는 물체와 정확하게 맞춰 설계해야 한다는 것이다. 이는 투명 망토 기술을 사용할 때 물체를 움직일 수 없으며 만약 움직이면 보이지 않는 성질이 손실되는 것을 의미한다. 이에 대해 장시앙 연구원은 “이 기술의 기능은 확대할 수 있다”면서 “어떤 것도 장애가 되지 않는다”고 말했다. 한편 이번 연구성과는 세계적인 학술지 사이언스(Science) 최신호(9월 17일자)에 게재됐다. 사진=버클리 연구소 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr
  • ‘우리는 어디서 와서, 어디로 가는가?’-인류 7만년의 여정

    ‘우리는 어디서 와서, 어디로 가는가?’-인류 7만년의 여정

    -인류의 출발은 초신성 폭발에서 남태평양 타이티 섬에서 생을 마감한 인상파 화가 폴 고갱은 자살을 결심한 후 자신의 유언을 그림으로 남겼다. 그것이 유명한 '우리는 어디서 와서, 어디로 가는가?' 라는 그의 대표작이다. ​100여 년 전인 1897년 연말께 한 달을 밤낮으로 그려 완성한 이 대작이 던진 '우리는 어디에서 왔는가?'라는 질문에 정확한 답변을 할 사람은 당시 지구상에 없었다. 하지만 지금은 현대과학에 힘입어 우리는 그 정답을 지금은 알고 있다. 46억 년 전 아직도 형성되지 않은 태양계 근처에서 생을 다한 늙은 별이 초신성 폭발을 일으켰고, 그 충격으로 거대한 분자구름이 중력 붕괴를 일으켜 태양계를 만들기 시작했다. 초신성이 우주공간으로 품어낸 물질들이 지구가 형성될 때 합류했으며, 그 물질들을 재료삼아 이윽고 지구에서는 생명체가 나타났다. 사실 이러한 우리의 근본을 알게 된 지는 100년도 채 되지 않는다. 한스 베테라는 미국 물리학자가 1938년 별 내부에서 수소가 헬륨으로 변환되는 핵융합 과정에서 별의 에너지가 나온다는 사실을 밝혀냄으로써 비로소 알게 되었던 것이다(그는 이 업적으로 노벨 물리학상을 받았다). 아울러 수천 년 동안 별이 반짝이는 이유를 알지 못했던 인류는 한스 베테의 덕으로 밤하늘에서 별들이 반짝이는 이유를 처음으로 알게 되었다. 별이 핵융합으로 빛을 내지 않았다면, 그리고 초신성이 폭발하여 우주공간으로 제 몸을 풀어내지 않았다면, 우리 인류는 존재하지 못했을 것이다. 이제 인류는 '우리가 어디서 왔는가'를 분명히 알게 되었다. 우리가 온 곳은 바로 저 밤하늘의 별들인 것이다. -'우리'는 누구인가? 이 지구상에는 약 100만 종의 동물이 서식하고 있다. 그 100만 종 중의 하나인 당신은 분류학적으로 본다면, 사람과(Hominidae)에 속하는 고릴라속, 침팬지속, 사람속 중 사람속의 1종으로서, 두 발로 걸어다니는 호모 사피엔스 종에 속하는 영장류이다. 이것이 당신이라는 생물체에 대한 가감 없는 정의이다. ‘호모 사피엔스’는 현생 인류를 포함하는 종의 학명으로, ‘슬기로운 사람’이라는 뜻이다. 인류의 정의에서 말한 ‘두 발로 서서 걷는다’는 것은 참으로 의미 깊은 말이다. 뒷발만으로 이동이 가능한 직립보행을 함으로써 자유로워진 앞발은 도구를 만들어 사용할 수 있는 두 손이 되었던 것이다. 그리고 불을 사용하면서 고기를 익혀 먹는 바람에 충분한 단백질 공급으로 뇌의 용량이 커졌고, 추운 곳에서도 살 수 있게 되었다. 이것이 다른 동물들과의 생존경쟁에서 압도적인 우위를 차지하게 된 까닭이다. 그러나 직립보행 탓에 인간만이 치질을 앓게 됐다는 우스갯소리도 있다. 하지만 이렇게 인류에 대한 정의를 내리더라도 사실 썩 개운치는 않다. 사람처럼 복잡한 존재가 어디 있겠는가. 어떻게 보면 우주보다도 더 복잡하고 신비스러운 존재가 바로 사람이 아닌가. 자신을 낳아준 우주에 대해 연구하고 사색하는 존재가 바로 사람이다. 그래서 ‘우주 속에서 가장 큰 기적은 사람이다’는 말까지 있다. 특히 젊은이들은 자신이 그처럼 소중하고 기적 같은 존재라는 사실을 깊이 깨달을 필요가 있다. 그렇다면 이처럼 우주에서 기적처럼 희귀한 존재인 사람의 기원은 어디서 출발한 것일까? -인류의 한 어머니 '아프리카 이브' 약 200만 년 전부터 시작하는 현생 인류 이전의 호모 하빌리스니, 호모 에렉투스니 하는 화석인류와 유인원 등의 이야기는 훌쩍 뛰어넘고, 현생인류의 기원부터 살펴보기로 하자. 인류학이 지금까지 밝혀낸 것을 간략히 간추린다면, 약 20만 년 전에 현생인류가 지구상에 출현한 것으로 귀결되고 있다. 20만 년이라면 46억 년 지구 역사에서 0.005%에 지나지 않는 기간이다. 우리 인류가 오랜 지구의 역사에서 볼 때 극히 최근에 무대 위에 오른 '신참'이라는 사실을 알 수 있다. 그럼에도 그 짧은 기간에 인류는 70억 인구로 팽창을 거듭하여 지구 행성을 거의 독점하다시피 하며 군림하고 있을 뿐만 아니라, 지구 자체의 안전을 위협하는 존재가 되고 있다. 지구 종말설이 끊이지 않고 있는 것이 현대의 가장 큰 특징이다. 어쨌든 인류 기원설에는 아프리카에서 유럽, 아시아로 확산하여 지역에 따라 분화했다는 다지역 기원설과, 아프리카 단일 기원설이 있다. 아프리카 단일 기원설은 현생 인류의 직계 조상이 약 20만 년 전 아프리카에서 갑자기 출현했으며, 그때부터 5만 년 전까지 그 전에 이미 정착에 살고 있던 네안데르탈인 등 모든 다른 원시 인류들을 몰아내고 주도권을 잡았다는 이론이다. 한동안 서로 맞서왔던 다지역 기원설과 단일 기원설은 20세기 들어 발달한 유전 공학에 힘입어 승부가 판가름났다. 미국의 유전학자들은 DNA 연구를 통해 인류의 기원이 아프리카 인이라는 주장에 손을 들어주었던 것이다. -인류 '7만년의 여정' 우리 몸의 유전자 속에는 많은 이야기가 숨겨져 있다. 다양한 인종의 유전자 조사를 하면, 그들이 가진 DNA의 이력서도 만들 수 있다. 우리 모두는 각자의 몸 속에 수백, 수천 년을 넘어 대대로 내려온 유전자 기록을 모두 갖고 있다. 자기의 유전자를 조사해 면 선조들의 과거까지 알 수 있다. 면봉으로 입천장을 문지르면 상피세포가 묻어나온다. 거기서 DNA를 뽑아내 조사하면 유전자 정보를 알아낼 수 있다. 이 연구에서 과학자들은 사람의 미토콘드리아 DNA가 모계를 통해서만 전해진다는 사실로부터 출발하여, 현 인류의 가계도를 거슬러 올라가보니 현대인의 근원지는 아프리카 대륙이었으며, 어느 한 여성이 인류의 공통 조상이라는 사실을 밝혀냈던 것이다. 과학자들은 이 여성에게 '아프리카 이브'라는 애칭을 붙여주었다. 사람의 외모가 얼마나 다르든지 간에, 유전자 조사를 통해 인류 가계도를 추적한 결과, 지구상의 인류는 모두 아프리카에서 살았던 작은 호모 사피엔스 집단의 후손이라는 사실도 밝혀졌다. 20만 년 전에 아프리카에서 나타나 대륙 곳곳에서 살았던 인류 조상이 혹독한 기후 변화 때문에 약 7만 년 전, 살 길을 찾아 지구 곳곳으로 뿔뿔이 흩어져갔고, 저 북극 아래 동토대와 남북 아메리카에 이르는 7만년의 여정 끝에 결국은 오늘의 전 인류를 만들어냈다는 것이다. 과학자들은 아프리카를 탈출한 호모 사피엔스 집단의 머릿수까지 알아냈다. '약 700명 정도의 집단'이라고 한다. 이들은 소빙하기를 맞아 좁아진 홍해를 건너고 아라비아 반도를 거쳐, 유럽으로, 아시아 대륙 남부와 북부로 뿔뿔이 흩어져갔다. 그들이 아라비아 반도에 한동안 정착했던 곳 중에는 '에덴'이라는 지명도 발견되었다. 유럽으로 향했던 한 무리의 호모 사피엔스는 높은 지능과 자연 적응력을 무기로, 먼저 와서 살고 있던 원시 인류 네안데르탈 인을 서서히 몰아내고 몇천 년 만에 유럽의 주인이 되었다. 아시아 남쪽으로 향했던 무리들은 인도 대륙을 지나고 말레이를 거쳐, 결국 오스트레일리아까지 건너갔다. 뗏목으로 가더라도 며칠은 가야 하는 망망대해를 우리 조상들은 용감히 건너갔던 것이다. 한편, 아시아 북부로 향했던 무리들은 중국과 한반도로 가기도 했지만, 그 중 일부는 시베리아 동토 지대를 지나고, 빙하의 베링 육교(그때는 두 대륙이 이어져 있었다)를 건넌 다음, 태평양 서해안을 따라 남아메리카의 꼬리에까지 이르렀다. -70억 이산가족의 대상봉 그 길은 실로 몇만km에 달하는, 참으로 멀고도 험한 길이었다. 더욱이 그 기간은 지구의 3분의 1일 얼어붙은 소빙하기였다니, 여로에 오른 그들의 고통은 상상을 뛰어넘는 수준이었을 것이다. 게다가 어린애와 여자들까지 데리고 가야 하는 길이었기에 도중에 많은 사람들이 길 위에서 죽기도 했을 것이다. 하지만 그들은 결국 해냈다. 불굴의 의지로 그 험난한 대장정을 성공으로 이끌었던 인류의 힘은 과연 무엇이었을까? 아마도 그것은 가족과 형제에 대한 지극한 사랑이 아니었을까? 한번 상상해보기 바란다. 지금 당신이 그 자리에 있기까지 당신의 조상이 걸어왔을 그 멀고도 험한 행로를. 많은 원시 인류의 종들은 멸종의 길을 걸었지만, 7만 년 전쯤 아프리카를 떠났던 이 호모 사피엔스는 혹독한 자연과 맹수들의 도전을 물리치고 결국 살아남았다. 뿐만 아니라, 이 작은 무리는 오랜 기간에 걸쳐 지구의 다섯 대륙에 성공적으로 이주하여, 지금 21세기의 문명과 70억 인구를 이루게 되었다. 우리 70억 지구인들은 모두 이들의 후손이며 친척인 셈이다. 생각해보면 참으로 자랑스런 선조들이 아닐 수 없다. 이처럼 과학은 지구상에 살고 있는 우리 70억 인류 모두는 한 어머니로부터 이어져내려온 후손이라는 사실을 밝혀낸 것이다. 말하자면 우리는 아주 옛날에 흩어졌다가 다시 만난 친척이요 한 가족인 것이다. 이는 단순한 수사가 아니라 사실이다. '70억 이산가족의 대상봉'이 바로 현재의 지구촌 공동체인 셈이다. 이것이 이 지구 행성 위에서 인류가 엮어낸 대서사가 아니면 무엇일까? 그 작은 무리가 7만년 만에 어떻게 70억의 인류로 증가할 수 있는가, 갸우뚱하는 이들도 있는데, 수학적으로 풀어보면 간단히 해결된다. 한 세대가 30년이라 보고, 한 세대 만에 2배수로 인구가 증가한다고 볼 때, 2의 33제곱이면 100억이 된다. 곧 1000년 동안 한 세대 만에 2제곱씩 인구 증가가 있다고 보면 바로 100억이 되는 것이다. 그러니 7만년이라면 100억이 되고도 남을 오랜 시간이다. 생각해보면 나를 포함하여 인류는 우주의 오랜 사랑이 키워온 존재라고 할 수 있다. 우주의 역사 138억 년, 지구의 역사 46억 년이라는 장구한 세월이 없었더라면, 우리 인류는 이 우주에 존재하지 못했을 것이다. 우리 몸속의 수소원자 한 개, 산소원자 한 개도 우주와 인연이 닿아 있으며 오랜 시간의 저편과 엮여 있는 것이다. '코스모스'의 저자 칼 세이건의 전 부인이기도 했던 진화생물학자인 린 마굴리스는 우주적인 시각에서 인간에 대한 정의를 이렇게 내렸다. "생명은 또한 우주가 인간의 모습을 띠고, 자신에게 던져보는 한 물음이다." 이광식 통신원 joand999@naver.com
  • 피부처럼 얇은 ‘투명망토’ 기술 개발 (사이언스지 발표)

    피부처럼 얇은 ‘투명망토’ 기술 개발 (사이언스지 발표)

    영화 ‘해리포터’에 등장했던 투명망토를 현실에서 보게 될 날도 멀지 않은 듯하다. 미국의 과학자들이 아직 매우 작은 크기이긴 하지만 가시광선 상에서 물체를 덮어 보이지 않게 하는 기술을 개발했다고 17일(현지시간) 밝혔다. 미국 에너지부(DoE) 산하 로렌스버클리 국립연구소(버클리 연구소)와 캘리포니아대 버클리캠퍼스(UC버클리) 물리학 연구진은 이 투명 망토는 현재 현미경으로밖에 보이지 않을 정도로 작지만 이론적으로는 앞으로 크기를 확대할 수 있다고 밝혔다. 이 투명 망토는 빛의 성질을 조작해 물체 표면에서 빛 파동(광파)의 반사 방법을 바꿔 물체를 눈으로 파악하지 못하게 하는 방식으로 작동한다. 연구를 주관한 버클리 연구소의 장시앙 연구원은 “임의의 형상을 갖는 3D 물체를 덮어 가시광선에서 보이지 않게 한 사례는 이번이 처음”이라고 밝혔다. 또 “이 투명 망토는 매우 얇아 피부막처럼 보인다. 설계와 설치가 쉽고 맨눈으로 보이는 물체를 숨기기 위해 크기를 확대해서 만들 수 있을 것”이라고 말했다. 연구진은 ‘나노안테나’(nanoantenna)로 알려진 미세한 금색 구조를 이용해 두께 80㎚(1㎚=100만 분의 1㎜)의 투명 망토를 만들었다. 이는 생물의 세포 몇 개 정도의 크기인 입체 물체를 덮을 수 있다. 연구진은 논문에서 “투명 망토의 표면은 반사된 빛 파장의 경로를 바꿀 수 있도록 특수 처리했다”면서 “실제 실험에서 물체는 가시광선 상에서 보이지 않는 상태가 됐다”고 설명했다. 하지만 이 기술에는 아직 몇 가지 제약이 있다고 한다. 그중 하나가 나노 안테나의 배치 패턴을 아래에 있는 물체와 정확하게 맞춰 설계해야 한다는 것이다. 이는 투명 망토 기술을 사용할 때 물체를 움직일 수 없으며 만약 움직이면 보이지 않는 성질이 손실되는 것을 의미한다. 이에 대해 장시앙 연구원은 “이 기술의 기능은 확대할 수 있다”면서 “어떤 것도 장애가 되지 않는다”고 말했다. 한편 이번 연구성과는 세계적인 학술지 사이언스(Science) 최신호(9월 17일자)에 게재됐다. 사진=버클리 연구소 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr
  • ‘토카막’ 핵융합연구장치 2008년 가동… 플라스마 제어기술 등 과제

    ‘토카막’ 핵융합연구장치 2008년 가동… 플라스마 제어기술 등 과제

    맑은 가을 밤하늘은 별을 관찰하는 데 최적의 조건을 제공한다. 밤하늘을 수놓는 별들은 태양처럼 뜨겁게 타고 있는 항성이다. 몇 백 광년 떨어져 있는 아름다운 별들의 내부에서는 수소 같은 가벼운 원자들이 결합해 무거운 헬륨 원자핵을 만들어 내는 ‘핵융합 반응’이 끊임없이 일어나고 있다. 두 개의 원자가 하나의 원자로 만들어지는 과정에서 질량이 줄어드는 만큼 에너지가 외부로 방출되는데, 이것이 바로 ‘핵융합 에너지’다. 태양도 핵융합 반응을 일으키며 빛과 열을 발산하고 있다. 현재 태양빛의 세기는 초당 약 6억t의 수소가 핵융합 반응을 일으키며 타고 있는 것으로 추정되는데 이런 강도의 빛을 계속 낼 수 있다고 가정할 경우 태양은 앞으로 100억년 이상 우리 곁에 있을 것으로 보인다. ●같은 듯 다른 핵융합과 원자력 우리가 알고 있는 원자력 에너지는 핵분열 반응으로 발생하는 에너지를 이용해 물을 끓여 증기를 만들고, 이 증기로 터빈을 돌려 전기를 얻는다. 물을 끓이기 위한 에너지원 공급 방식이 화력 발전에서는 보일러 내 화석연료의 연소 반응이지만, 원자력 발전에서는 원자로 내에서 방사성 동위원소의 핵분열 반응이다. 핵융합 에너지는 두 종류의 수소 동위원소를 합쳐 새로운 물질을 만들어 낼 때 나오는 에너지를 이용해 물을 끓여 증기를 만들고 발전기를 돌린다는 점에서만 다를 뿐이다. 사실 화력 발전, 원자력 발전, 핵융합 발전 모두 쓰이는 연료만 다를 뿐 전기를 얻는 방식은 같은 ‘이란성 삼둥이’인 셈이다. 지구는 태양처럼 핵융합 반응이 쉽게 일어날 수 있는 초고온·초고압 상태가 아니다. 현재 지구 상에서 핵융합 반응을 일으키기에 적합한 물질은 수소 동위원소인 ‘중수소’와 ‘삼중수소’다. 중수소는 바닷물 1㎥당 30g 정도 추출할 수 있으며, 삼중수소는 자연적으로는 존재하지 않지만 리튬에서 뽑아낼 수 있다. 중수소와 삼중수소 원자를 단지 같은 공간에 넣어 둔다고 해서 저절로 융합 반응이 일어나지는 않는다. 같은 양전기를 띠고 있는 두 물체는 서로 밀어내는 힘이 있는데 외부에서 이 힘을 뛰어넘는 힘을 가해 강제로 융합 반응을 일으켜야 한다. 서로 밀어내는 힘을 넘어서 핵융합을 일으키기 위해서는 1만eV(전자볼트)의 에너지, 온도로 환산하면 1억도 이상이 필요하다. 고온의 상태에서 핵융합 반응이 발생하면 고체나 액체, 기체 상태가 아닌 원자핵 이온(양전자)과 전자(음전자)가 분리된 제4의 물질상태인 플라스마 상태가 된다. 번개나 오로라, 형광등, 네온사인 등의 내부가 바로 플라스마 상태다. ●자기장으로 플라스마를 가둔다 번개를 보더라도 자연 상태에서는 플라스마가 오래 지속될 수 없다. 주위의 다른 물질과 반응해 중성의 기체 상태로 돌아가버리기 때문이다. 핵융합 반응을 통해 에너지를 얻기 위해서는 진공 상태의 용기인 핵융합 장치에 핵융합 연료를 넣고 1억도 이상의 초고온 상태로 만들어야 한다. 이렇게 만들어진 플라스마가 오래 지속될 수 있도록 하는 기술이 핵융합 발전의 핵심이다. 또 높은 온도의 플라스마가 핵융합장치 벽에 닿으면 순식간에 녹아내릴 수 있기 때문에 플라스마가 벽에 닿지 않도록 하는 것도 필요하다. 플라스마 상태에서 원자핵 이온과 전자의 전기적 성질을 이용해 진공용기 속에 촘촘히 자석을 배열해 벽에 닿지 않고 핵융합 반응이 일어나도록 하는 방법이 있다. 이런 방식을 ‘자기 핵융합’이라고 부른다. 또 핵융합 연료인 중수소와 삼중수소를 작은 구슬 속에 압축해 넣은 다음 사방에서 고출력 레이저 빔으로 가열하면 순간적으로 초고온·초고압 상태가 만들어지면서 핵융합 반응이 발생하며 폭발한다. 이 때 나오는 에너지를 얻는 방식이 ‘관성 핵융합’인데, 이는 수소폭탄에서 주로 사용되는 방법으로 발전소처럼 연속적으로 일정한 에너지가 나오도록 조절하기 힘들다는 문제가 있다. ●가장 주목받고 있는 장치는 토카막 현재 지구상에서 인공태양을 만들기 위한 방법 중 가장 실용화에 근접한 방식은 초고온의 플라스마를 자기장을 이용해 가두는 ‘토카막’이란 장치를 이용하는 것이다. 토카막은 ‘토로이드 자기장 구멍’이란 뜻의 러시아어 합성어로 1950년대 초반 당시 소련의 물리학자들이 제안한 방식이다. D자 모양의 초전도 자석으로 자기장을 만들어 플라스마가 도넛 모양의 진공용기 내에서 안정된 상태를 유지하도록 만들어 주는 장치다. 현재 작동 중이거나 새로 짓는 실험용 핵융합로 대부분이 토카막 방식일 정도로 핵융합 분야에서는 일찍이 우수성을 인정받아 온 기술이다. 대전 국가핵융합연구소가 2007년 9월 완공해 2008년 7월부터 가동하고 있는 차세대 초전도핵융합연구장치 ‘KSTAR’도 토카막 방식으로 운용되고 있다. 핵융합 발전을 위한 연구가 계속 진행되고 있지만 상용화를 위해 풀어야 할 숙제도 많다. 대표적인 것이 ▲핵융합 발전 출력을 높이기 위한 고성능 플라스마의 장시간 유지 기술 ▲초고온 플라스마 상태에도 견딜 수 있는 핵융합로 재료 기술 ▲핵융합 반응을 전기에너지로 전환하는 동력 변환 기술 ▲플라스마 제어기술 등 네 가지 정도다. 국제핵융합실험로 공동개발사업을 주관하는 국제기구인 ITER의 이경수 기술총괄 사무차장은 “핵융합 상용화를 위해서는 플라스마 상태를 장시간 유지하도록 만드는 것과 플라스마를 제어하는 기술이 핵심”이라며 “2019년 완공을 목표로 하는 ITER이 본격 가동되기 시작하면 핵융합 발전 상용화를 가로막고 있는 다양한 어려운 문제들을 해결할 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • [사이언스 톡톡] 지난주 래스커상 받은 3명 중 다음달 노벨상 주인공 나올까

    [사이언스 톡톡] 지난주 래스커상 받은 3명 중 다음달 노벨상 주인공 나올까

    반갑네, 난 앨버트 래스커(1880~1952)라고 하네. 독일 프라이부르크에서 태어나 갓난쟁이 때 가족과 함께 미국으로 이민 간 독일계 미국인이지. 직업은 광고 전문가야. 자선사업가로도 이름이 좀 났고.1898년 시카고에 있는 ‘로드 앤드 토머스’란 광고회사에서 사환으로 처음 일을 시작했어. 그때 광고대행사들은 그저 고객들이 가져온 광고를 신문이나 잡지에 그대로 싣도록 중개하는 일이 고작이었어. 그런데 내가 보기에는 그렇게 해서는 고객들을 사로잡을 수가 없겠더라고. 그래서 다양한 심리학적 방법과 연상작용 등을 동원해 소비자들이 물건을 사지 않을 수 없게 만들었지. 요즘도 캘리포니아 하면 ‘오렌지’, 부드러운 화장지하면 ‘크리넥스’가 연상되잖아? 그게 다 내 작품이야. 사실 광고 업무는 밤샘 작업도 많고 이런저런 정신적 부담이 심해 난 심각한 신경쇠약을 앓았다네. 결국 일보다는 건강과 가정이 중요하다고 생각해 회사를 해체하고 세 번째 아내인 메리와 함께 ‘앨버트 앤드 메리 래스커 재단’을 설립했어. 재단에서는 의료와 공중보건 분야 연구자들을 지원하고, 1946년부터는 우수한 의학자들에게 ‘래스커상’을 주기 시작했어. 좋은 일을 해서인지 고질병 같던 신경쇠약과도 작별할 수 있었다네. 처음에는 생각지도 못했는데 래스커상 기초의학 부문 수상자 중 절반 정도가 우리 상을 받은 뒤 노벨상을 받더군. 그 덕분에 ‘예비 노벨상’, ‘미국의 노벨상’이라고도 불리게 됐지. 지난주에 올해 수상자들을 발표했어. 기초의학 연구부문에서는 스티븐 엘리지(왼쪽) 미국 브링햄여성병원 교수와 에블린 위트킨(오른쪽) 럿거스대 교수를, 임상의학 연구부문에서는 제임스 앨리슨(가운데) 텍사스대 앤더슨 암센터 교수, 공공서비스 부문은 국경없는의사회가 주인공으로 선정됐지. 앨리슨 박사는 면역계에서 T세포의 활성화를 조절하는 ‘CTLA4’라는 단백질을 집중적으로 연구해 T세포의 암 차단 능력을 높이는 방법을 찾은 공로를 인정받았어. 그의 연구 덕분에 전이성 흑색종이란 악성 피부암 환자의 수명을 10년이나 연장시킬 수 있게 됐다지 뭔가. 원래 전이성 흑색종 환자의 평균 기대수명은 1년 미만으로 알려져 있었는데 그걸 10배 가까이 늘릴 수 있게 됐다니 참 대단한 연구야. 기초의학 부문의 엘리지 박사와 위트킨 박사는 인체가 DNA 손상을 탐지해 복구하는 방법을 연구했지. 국경없는의사회는 서아프리카에서 발생한 에볼라에 맞서 인도주의적 의료 봉사를 펼쳐 상을 받게 됐다네. 이제 노벨상 수상자 발표가 20여일 앞으로 다가왔구먼. 10월 5일 노벨생리의학상 수상자 발표를 시작으로 물리학상, 화학상 수상자가 차례로 발표될 텐데 누가 수상할지 궁금해지는군. 이번에도 래스커상을 받았던 연구자가 노벨상을 받을 수 있을까. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • [알쏭달쏭+] ‘킬러로봇·섹스로봇’ 과연 개발을 금지해야 할까?

    [알쏭달쏭+] ‘킬러로봇·섹스로봇’ 과연 개발을 금지해야 할까?

    인류는 이제 로봇과의 공존을 진지하게 생각해봐야 할 시기가 온 것 같다. 최근 영국방송 BBC는 섹스 용도로 생산되는 로봇 개발을 금지해야 한다는 캠페인이 시작됐다고 보도했다. 다소 앞서간다는 인상을 주는 이 캠페인은 영국 드몽포르대학교의 로봇 윤리학자 캐서린 리처드슨 박사가 주창하고 있다. 박사는 "섹스로봇은 로봇 산업에서도 핵심적인 성장가도에 오를 것" 이라면서 "이같은 로봇 개발에 경각심을 주고자 캠페인을 시작했다"고 밝혔다. 박사의 말처럼 미래의 성(性)관련 사업에서 로봇은 중요 역할을 차지할 것으로 보인다. 실제 소위 '섹스인형'이 시장에서 이미 팔리고 있고 일부 공학자들이 이 인형에 인공지능(AI)을 결합하는 연구를 하고있다. 그렇다면 박사가 섹스로봇 개발을 반대하는 이유는 무엇일까? 리처드슨 박사는 "이같은 유형의 로봇은 여성에 대한 고정관념을 강화시킬 것" 이라면서 "물리적인 것 그 이상은 아무 것도 없다"고 설명했다. 이어 "남성과 여성, 남성과 남성, 여성과 여성 사이의 실제 관계에도 해로운 영향을 주게 될 것" 이라고 덧붙였다. 사실 이같은 캠페인은 로봇이 이제는 인간에게 직접적인 영향을 미치는 것과 관계가 있다. 섹스로봇은 그중 하나지만 이 로봇보다 더 인류에게 위협이 되는 로봇도 개발 중이다. 바로 ‘킬러 로봇’으로 알려진 AI를 기반으로 한 ‘공격형 자율 무기’(offensive autonomous weapons)다. 지난 7월 세계적인 물리학자 스티븐 호킹 박사, ‘스페이스 X’의 창업자 엘론 머스크 회장, 애플의 공동 창업자 스티브 워즈니악 그리고 언어학계의 혁신가 노암 촘스키까지 이름만 대면 알만한 사람들이 한 장의 서한에 자신의 이름을 써넣었다. 미국의 ‘생명 미래 연구소’(Future of Life Institute·FLI) 측이 캠페인을 벌이고 있는 '킬러 로봇' 금지 서명에 동참한 것이다.   이 서한은 AI 무기 발전이 장차 인류에게 해가 될 것이라는 전망에 기초한다. 마치 영화 ‘터미네이터’에 등장하는 ‘스카이넷’이 현실이 될 수도 있음을 경고한 것. FLI측은 “이 기술의 ‘탄도’는 분명하다. 자율형 공격 무기는 내일의 ‘칼라슈니코프’(AK시리즈로 유명한 소총의 대명사)가 될 것” 이라면서 “인간의 통제를 벗어난 이같은 무기 개발을 법으로 금지해야 한다”고 선언했다. 어찌보면 '섹스로봇'은 '킬러로봇'에 비하면 애교 수준일 수 있다. 그러나 AI 로봇이 사람과 올바르게 공존하기 위한 윤리적인 난제와 실천이 이같은 캠페인을 통해 일찌감치 제기되고 있는 것이다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr
  • [사설] 국민 건강 위해 한의사 의료기기 사용 허가해야

    한의사의 의료기기 사용 문제가 국정감사에서 쟁점으로 떠올랐다. 최근 국회 보건복지위원회의 보건복지부에 대한 국감에서 김명연 새누리당 의원 등은 “정확한 환자 진료를 위해 한의사의 의료기기 사용을 허용해야 한다”고 밝혔다. 총리실이 지난해 말 규제완화 차원에서 한의사의 의료기기 사용을 허용하겠다는 방침을 정했는데도 여태껏 이 문제가 풀리지 못한 것은 의사들의 반발 때문이다. 총리실은 정확한 진단과 치료를 위해 한의사도 의료기기를 활용할 수 있어야 한다는 입장이다. 의사의 의료기기 ‘독점’을 과도한 규제라고 본 것이다. 하지만 의사협회는 “한의사의 의료기기 사용은 위법”이라고 반대하고 있다. 그러다 보니 불편을 겪는 것은 환자들이다. 발목을 삐어 한의원에서 치료를 받으려면 정형외과에 가서 엑스레이를 찍어 갖다 줘야 한다. 국민들이 언제까지 이런 불합리와 추가적인 경제 부담을 감내해야 하는가. 현재 한의사들도 대학에서 엑스레이와 초음파 등 방사선학과 진단검사의학 등을 배운다. 그런데도 의사들만 과학기술의 집약체인 이런 기초적인 의료기기의 배타적 사용권을 갖겠다는 것은 도를 넘은 집단이기주의다. 의협은 의료기기들이 양의(洋醫)의 원리에서 개발됐다지만 정작 엑스레이를 발견한 뢴트겐은 노벨 의학상이 아닌 노벨 물리학상 수상자다. 그가 ‘엑스레이는 인류 공동의 것’이라며 특허를 내지 않았다는 사실을 의사들은 직시해야 한다. 한의학이 발달한 동아시아 국가 중 한의사가 의료기기를 사용할 수 없는 곳은 우리가 유일하다. 중국은 한의학의 세계화를 목표로 한의학의 과학화·산업화에 막대한 예산을 쏟아붓고 있다. 반면 우리는 ‘융합’의 시대적 흐름을 거스르고 있다. 의료기기 사용 면에서 본다면 조선시대와 다를 바 없다. 의료기기 시장 확대, 일자리 창출, 해외 환자 유치와 같은 경제적 효과를 생각해서라도 한의사의 의료기기 사용을 더는 늦춰서는 안 된다. 무엇보다 한의사의 의료기기 사용 여부를 판단하는 기준은 국민 건강이다. 현행 의료법은 국민의 건강을 보호하고 증진하는 것을 목적으로 하고 있다. 이 법의 취지대로라면 한의사가 의료기기를 활용하는 것은 지극히 당연하다. 주무 부처인 보건복지부는 의협에 휘둘리지 말고 국민의 입장에서 한의사의 의료기기 사용에 대한 규제를 하루빨리 철폐해야 한다.
  • 미라가 된 레닌·도굴당한 하이든 ‘시신을 향한 탐욕’

    미라가 된 레닌·도굴당한 하이든 ‘시신을 향한 탐욕’

    무덤의 수난사/베스 러브조이/장호연 옮김/뮤진트리/392쪽/1만 8000원 유명인들의 시신은 예로부터 수난의 대상이었다. 그들의 손가락, 치아, 발가락, 팔, 다리, 두개골, 심장은 전 세계를 돌아다니며 사람들의 상상력을 자극했다. 중세 시대에 성인의 유물은 순례자들의 발길을 끌었고, 19세기에는 골상학의 등장으로 유럽 전역에서 두개골 절도가 기승을 부렸다. 사람들이 시신에 열광하는 이유는 무엇일까. 시신을 소유하고 만지고 보고 전시함으로써 유명 인사와 연결되고 싶다는 욕망 때문이다. 책은 모차르트에서 히틀러까지 역사적 인물들이 죽고 나서야 겪어야 했던 기상천외하고 오싹한 모험을 그들의 삶과 연결해 살펴본다. 하이든의 두개골은 그의 음악적 능력을 골상학으로 분석해 보겠다는 무리에서 도굴당한 후 100년이 넘도록 제 몸을 만나지 못했다. 세기의 물리학자 아인슈타인의 시신은 본인의 뜻에 따라 화장됐지만 천재의 뇌는 연구를 빌미로 부검의에게 강탈당했고 수십년간 미국 전역을 떠돌아다녔다. 유명 정치인이야말로 편안히 눈을 감지 못한 경우가 많았다. 살아 있는 자들에 의해 정치적으로 이용당했기 때문이다. 혁명가이자 정치가였던 레닌은 죽은 후 소박하게 상트페테르부르크에 있는 어머니와 여동생 곁에 묻히길 원했지만 스탈린은 그의 시신을 영원히 썩지 않는 미라로 만들어 공산당의 선전물로 모스크바 광장에서 전시했다. 무솔리니의 시신은 반파시스트들의 공격을 피해 수도원의 벽장에 11년간이나 숨겨둬야 했고 체 게바라의 유해가 묻힌 장소는 수십년 동안 비밀이었다. 저자는 “유명한 위인들의 삶과 죽음을 살펴보고 그들의 시신이 겪은 다양한 이야기를 통해 죽음을 터부나 삶의 대척점이 아닌 삶의 일부분으로 바라보기를 바란다”고 밝혔다. 이은주 기자 erin@seoul.co.kr
  • 아인슈타인의 뇌가 강탈당해 떠돌아다닌 이유는?… ‘무덤의 수난사’

    아인슈타인의 뇌가 강탈당해 떠돌아다닌 이유는?… ‘무덤의 수난사’

    ●무덤의 수난사 베스 러브조이/장호연 옮김/뮤진트리/392쪽/1만 8000원. 유명인들의 시신은 예로부터 수난의 대상이었다. 그들의 손가락, 치아, 발가락, 팔, 다리, 두개골, 심장은 전 세계를 돌아다니며 사람들의 상상력을 자극했다. 중세 시대에 성인의 유물은 순례자들의 발길을 끌었고, 19세기에는 골상학의 등장으로 유럽 전역에서 두개골 절도가 기승을 부렸다. 사람들이 시신에 열광하는 이유는 무엇일까. 시신을 소유하고 만지고 보고 전시함으로써 유명 인사와 연결되고 싶다는 욕망 때문이다. 책은 모차르트에서 히틀러까지 역사적 인물들이 죽고 나서야 겪어야 했던 기상천외하고 오싹한 모험을 그들의 삶과 연결해 살펴본다. 하이든의 두개골은 그의 음악적 능력을 골상학으로 분석해 보겠다는 무리에서 도굴당한 후 100년이 넘도록 제 몸을 만나지 못했다. 세기의 물리학자 아인슈타인의 시신은 본인의 뜻에 따라 화장됐지만 천재의 뇌는 연구를 빌미로 부검의에게 강탈당했고 수십년간 미국 전역을 떠돌아다녔다. 유명 정치인이야말로 편안히 눈을 감지 못한 경우가 많았다. 살아 있는 자들에 의해 정치적으로 이용당했기 때문이다. 혁명가이자 정치가였던 레닌은 죽은 후 소박하게 상트페테르부르크에 있는 어머니와 여동생 곁에 묻히길 원했지만 스탈린은 그의 시신을 영원히 썩지 않는 미라로 만들어 공산당의 선전물로 모스크바 광장에서 전시했다. 무솔리니의 시신은 반파시스트들의 공격을 피해 수도원의 벽장에 11년간이나 숨겨둬야 했고 체 게바라의 유해가 묻힌 장소는 수십년 동안 비밀이었다. 저자는 “유명한 위인들의 삶과 죽음을 살펴보고 그들의 시신이 겪은 다양한 이야기를 통해 죽음을 터부나 삶의 대척점이 아닌 삶의 일부분으로 바라보기를 바란다”고 밝혔다. 이은주 기자 erin@seoul.co.kr
  • 우주인 위한 무중력용 ‘우주 위스키 잔’ 개발

    우주인 위한 무중력용 ‘우주 위스키 잔’ 개발

    언젠가 날아오를 우주관광 우주선에 몸을 실은 관광객들은 푸르게 빛나는 지구를 바라보면서 위스키의 풍미에 취하고 싶을 것이다. 그러나 현재 우주인들이 음식물 섭취에 사용하는 비닐 주머니에 든 과일주스를 빨대로 빨아 마시는 것으로는 성에 차지 않는다. 사실, 국제우주정거장(ISS)에서 생활하는 우주인들의 공통된 불만 중 하나가 무중력 상태 때문에 지구에서처럼 할 수 있는 게 하나도 없다는 것. 위스키 제조업체 밸런타인이 최근 우주물리학 기술을 이용, 우주인과 우주관광객들이 우주의 무중력 상태에서도 지구에서처럼 위스키를 즐길 수 있는 '우주 유리잔(Space Glass)'(실제로는 유리잔처럼 생긴 속이 빈 구체)을 개발해 소개했다. 스테인리스 재질로 만든 볼록렌즈처럼 봉곳한 모양의 우주 유리잔 바닥은 밑으로 주입된 위스키를 잡아두는 장소다. 바닥에 나선형으로 깔린 관은 유리잔 벽면을 타고 올라가는 관과 연결돼 위스키를 위로 올린다. 여기엔 모세관 현상이 작용한다. 잔 가장자리 모세관 끝엔 마우스피스 같은 부리가 달려 있어 여기에 입을 대고 잔을 기울여 위스키를 마시는 분위기를 낼 수 있게 된다. 금도금이 된 부리는 입술이 닿을 때 차가운 느낌과 위스키가 입속에 들어가는 순간의 풍미를 느낄 수 있도록 하기 위한 장치다. 잔 밑바닥엔 특히 10kg짜리 자석이 붙어 있다. 이는 바닥의 밸브를 통해 위스키를 잔에 주입하는 맞춤형 위스키병 주둥이와 도킹하는 것을 돕는 기능을 하는 한편 금속재 카운터나 벽에 잔을 '내려'놓을 수 있도록 한다. 밸런타인의 의뢰를 받아 우주 유리잔을 개발, 제작한 '오픈스페이스에이전시'의 창설자 제임스 파는 우주 유리잔을 3D 프린터로 제작했다. 이미 ISS에도 3D 프린터가 설치돼 있어, 장차 우주에서 직접 우주 유리잔을 만들어 사용할 수 있도록 하기위한 것이다. 밸런타인 측은 또 우주에선 미각이 약해지는 점을 감안해 위스키의 풍미를 더 강하게 만든 우주 위스키도 개발했다. 지난달 일본 위스키 제조업체인 산토리는 ISS에 숙성기간이 각기 다른 위스키 표본 6개를 올려 보내 거기서 1년 이상 보관했다가 다시 지구로 가져와 우주공간과 지상에서의 숙성 차이를 연구하는 실험을 시작하기도 했다. 뉴욕타임스는 9일 우주 유리잔을 소개하면서 "현재는 우주에서 어떤 술이든 음주 기회가 제한돼 있다"며 미국항공우주국(NASA)이 1968년 달 궤도를 도는 동안 크리스마스를 맞게 될 아폴로 8호 우주인들을 위해 브랜디를 우주선에 실었으나 당시 선장인 프랭크 보먼이 금주령을 내리는 바람에 우주 음주는 이뤄지지 않았다고 설명했다. 연합
  • 아인슈타인이 예측한 ‘중력파’ 찾을까?...ESA, 탐사선 계획 발표

    아인슈타인이 예측한 ‘중력파’ 찾을까?...ESA, 탐사선 계획 발표

    우주의 시공간 구조는 그 속에서 움직이는 물체에 따라 쉼 없이 뒤틀리거나 휘어진다. 이러한 시공간의 뒤틀림으로 발생한 요동이 파도처럼 광속으로 전달되어, 움직이는 물체 또는 계(界)로부터 바깥쪽으로 이동하는 파문(ripples)을 중력파라 한다. 주로 천체의 중력붕괴나 초신성 폭발 등으로 발생하는 이 중력파는 일찍이 아인슈타인이 일반상대성 이론에서 그 존재를 예측했지만, 아직 중력파를 검출하는 데 성공한 예는 없다. 그러나 간접적으로 그 존재가 알려졌는데, 1974년 조셉 테일러와 러셀 헐스는 펄서의 쌍성계인 PSR B1913+16을 발견하고 그 자전주기와 펄스 방출주기를 정밀하게 측정한 결과, 그 궤도주기가 점차 짧아지고 있음을 밝혀냈다. 이 현상은 중력파를 통해 에너지가 밖으로 방출되었다고 볼 때, 일반상대성 이론이 예측한 값과 오차범위 내에서 일치했다. 두 사람은 "중력 연구의 새로울 가능성을 여는 신형 쌍성 펄서의 발견" 업적으로 노벨 물리학상(1993년)을 받았다. 이처럼 천체물리학의 최대 화두가 되는 이 중력파 검출에 본격적으로 뛰어들 준비가 갖추고 있는 관측소가 있다. 미국의 루이지애나에 설치된 레이저간섭중력파관측소(LIGO: Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory)는 업그레이드를 완료해 크게 향상된 감도로 중력파 검출에 나설 채비를 하고 있는 중이다. 연말께부터 관측을 시작하려고 하는 LIGO팀은 20년간의 노력 끝에 알베르트 아인슈타인이 약 한 세기 전에 예측한 파동을 어렴풋이 볼 수 있게 되기를 기대하고 있다. 어쨌든 천문학자들은 최상의 해상도를 확보할 방법으로 이 중력파를 검출하기를 열망하고 있다. 하지만 그들이 원하는 방법대로 하려면, 두 개의 인공위성을 우주로 띄워야 한다. 그리고 수백만 킬로미터 떨어진 곳에 각각 위치시킨 다음 그사이 시공간의 중력파를 검출을 시도하는 것이다. 이처럼 극단적으로 먼 거리를 잡는 것은 시공간의 뒤틀림이 극히 작아 중력파를 검출하기 위해 최대한 공간을 확보하기 위한 것이다. 다행히 중력파 검출을 열망하는 천문학자들에게 큰 지원군이 나타났는데, 유럽우주기구(ESA)에서 중력파 관측 탐사선을 쏘아 올릴 예정이라는 소식이다. 아직 망원경의 디자인이 결정된 것은 아니지만, LISA 패스파인더(Laser Interferometer Space Antenna Pathfinder)와 NGO(New Gravitational wave Observatory)가 검토단계에 있는데, 둘 중 하나가 조만간 결정되면 2034년 우주로 올려보내질 예정이다. 그러나 LISA 패스파인더는 사실 중력파 사냥에 전적으로 투입되지는 않고, 약 20년에 걸쳐 보다 광범한 임무를 수행할 예정이다. "정말 내가 원하는 것은 중력파 천체물리학에 집중하는 것이다"라고 이 두 프로젝트에 관여하는 T 맥나마라가 '디스커버리' 지와의 인터뷰에서 밝혔다. 그는 1994년 21살의 나이로 LISA에서 과학자로서의 경력을 시작했다. 2034년 LISA 패스파인더가 우주로 떠나면 그도 은퇴할 나이에 이르게 된다. LISA 패스파인더는 어떤 우주선보다 정적이고 안정된 상태를 유지할 것이다. 패스파인더가 머물게 될 궤도는 지구에서 태양 쪽으로 150만km 떨어진 우주공간으로, 라그랑주 1 지점(L1)이라고 일컬어지는 곳이다. 여기에서 지구와 태양의 중력이 균형을 이루어 패스파인더는 안정된 자세를 유지할 수가 있다. LISA 패스파인더가 만약 탐사선이 중력파 검출에 성공한다면 우주의 거대 폭발 증거를 발견한 최초의 우주선이 될 것이다. 사진=ESA(아인슈타인이 예측한 중력파를 검출하기 위해 우주로 발사될 예정인 LISA 패스파인더 상상도) 이광식 통신원 joand999@naver.com
  • [아하! 우주] LISA 패스파인더, ‘중력파 사냥’ 나선다

    [아하! 우주] LISA 패스파인더, ‘중력파 사냥’ 나선다

    -아인슈타인이 예측한 중력파는 과연 존재하는가? 우주의 시공간 구조는 그 속에서 움직이는 물체에 따라 쉼 없이 뒤틀리거나 휘어진다. 이러한 시공간의 뒤틀림으로 발생한 요동이 파도처럼 광속으로 전달되어, 움직이는 물체 또는 계(界)로부터 바깥쪽으로 이동하는 파문(ripples)을 중력파라 한다. 주로 천체의 중력붕괴나 초신성 폭발 등으로 발생하는 이 중력파는 일찍이 아인슈타인이 일반상대성 이론에서 그 존재를 예측했지만, 아직 중력파를 검출하는 데 성공한 예는 없다. 그러나 간접적으로 그 존재가 알려졌는데, 1974년 조셉 테일러와 러셀 헐스는 펄서의 쌍성계인 PSR B1913+16을 발견하고 그 자전주기와 펄스 방출주기를 정밀하게 측정한 결과, 그 궤도주기가 점차 짧아지고 있음을 밝혀냈다. 이 현상은 중력파를 통해 에너지가 밖으로 방출되었다고 볼 때, 일반상대성 이론이 예측한 값과 오차범위 내에서 일치했다. 두 사람은 "중력 연구의 새로울 가능성을 여는 신형 쌍성 펄서의 발견" 업적으로 노벨 물리학상(1993년)을 받았다. 이처럼 천체물리학의 최대 화두가 되는 이 중력파 검출에 본격적으로 뛰어들 준비가 갖추고 있는 관측소가 있다. 미국의 루이지애나에 설치된 레이저간섭중력파관측소(LIGO: Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory)는 업그레이드를 완료해 크게 향상된 감도로 중력파 검출에 나설 채비를 하고 있는 중이다. 연말께부터 관측을 시작하려고 하는 LIGO팀은 20년간의 노력 끝에 알베르트 아인슈타인이 약 한 세기 전에 예측한 파동을 어렴풋이 볼 수 있게 되기를 기대하고 있다. 어쨌든 천문학자들은 최상의 해상도를 확보할 방법으로 이 중력파를 검출하기를 열망하고 있다. 하지만 그들이 원하는 방법대로 하려면, 두 개의 인공위성을 우주로 띄워야 한다. 그리고 수백만 킬로미터 떨어진 곳에 각각 위치시킨 다음 그사이 시공간의 중력파를 검출을 시도하는 것이다. 이처럼 극단적으로 먼 거리를 잡는 것은 시공간의 뒤틀림이 극히 작아 중력파를 검출하기 위해 최대한 공간을 확보하기 위한 것이다. 다행히 중력파 검출을 열망하는 천문학자들에게 큰 지원군이 나타났는데, 유럽우주기구(ESA)에서 중력파 관측 탐사선을 쏘아 올릴 예정이라는 소식이다. ​아직 망원경의 디자인이 결정된 것은 아니지만, LISA 패스파인더(Laser Interferometer Space Antenna Pathfinder)와 NGO(New Gravitational wave Observatory)가 검토단계에 있는데, 둘 중 하나가 조만간 결정되면 2034년 우주로 올려보내질 예정이다. 그러나 LISA 패스파인더는 사실 중력파 사냥에 전적으로 투입되지는 않고, 약 20년에 걸쳐 보다 광범한 임무를 수행할 예정이다. "정말 내가 원하는 것은 중력파 천체물리학에 집중하는 것이다"라고 이 두 프로젝트에 관여하는 T 맥나마라가 '디스커버리' 지와의 인터뷰에서 밝혔다. 그는 1994년 21살의 나이로 LISA에서 과학자로서의 경력을 시작했다. 2034년 LISA 패스파인더가 우주로 떠나면 그도 은퇴할 나이에 이르게 된다. LISA 패스파인더는 어떤 우주선보다 정적이고 안정된 상태를 유지할 것이다. 패스파인더가 머물게 될 궤도는 지구에서 태양 쪽으로 150만km 떨어진 우주공간으로, 라그랑주 1 지점(L1)이라고 일컬어지는 곳이다. 여기에서 지구와 태양의 중력이 균형을 이루어 패스파인더는 안정된 자세를 유지할 수가 있다. LISA 패스파인더가 만약 탐사선이 중력파 검출에 성공한다면 우주의 거대 폭발 증거를 발견한 최초의 우주선이 될 것이다. 사진=ESA(아인슈타인이 예측한 중력파를 검출하기 위해 우주로 발사될 예정인 LISA 패스파인더 상상도) 이광식 통신원 joand999@naver.com
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