미국이 이르면 올해 상반기 중 ‘한국인 전용 전문직 취업비자’(E4)를 연간 1만 5000개씩 배정한다. 미국이 반도체·배터리 등 핵심소재 공급망에서 중국을 배제하는 정책을 추진하는 가운데 한국이 주요 파트너로 자리매김한 결과로 보인다. 미 워싱턴DC 현지 소식통은 7일(현지시간) “정보기술(IT), 엔지니어링, 수학, 물리학, 사회과학, 생명공학, 의학, 건강 등 전문 분야의 대졸 이상 한국 국적자에 대해 연간 최대 1만 5000개의 취업비자를 발급하는 내용의 ‘한국 동반자법’(Partner with Korea Act)이 최근 미 하원을 통과했다”고 밝혔다. 민주당 소속 제리 코널리 의원과 공화당 소속 영 김 의원이 초당적으로 발의한 이 법은 중국 견제를 위한 ‘미국경쟁법안’에 포함돼 있다. 상원에서도 이와 유사한 법을 지난해 6월 통과시킨 상태라 향후 상·하원 조율을 거쳐 조 바이든 대통령이 서명하면 바로 시행된다. 미 행정부가 현재 국가별 전문직 취업비자 쿼터를 따로 주는 곳은 캐나`다, 멕시코, 싱가포르, 호주, 칠레 등 5개국뿐이다. 우리나라를 포함해 다른 나라 국적자들은 연 8만 5000개가 할당되는 ‘H1B’라는 이름의 전문직 취업비자를 놓고 경쟁하고 있다. 실제로 우리나라 인재 중에 미국에서 직장을 잡고도 H1B 비자를 받지 못해 본국으로 돌아가야 하는 경우도 적지 않다. 지난해 H1B 비자 신청자가 27만 5000명임을 감안하면 당첨 확률은 31% 수준이다. 해당 법안은 미국이 중국과의 미래 경쟁에서 앞서려면 스템(STEM, 과학·기술·공학·수학) 인재의 보강이 필요하다는 취지에서 마련됐다. 한국인 전용 전문직 취업비자 법안은 한미 자유무역협정(FTA) 체결 직후인 2013년부터 미 의회 회기마다 발의됐지만, 미 하원 문턱을 넘은 것은 처음이다.  

미국이 이르면 올해 상반기 중 ‘한국인 전용 전문직 취업비자’(E4)를 연간 1만 5000개씩 배정한다. 미국이 반도체·배터리 등 핵심소재 공급망에서 중국을 배제하는 정책을 추진하는 가운데 한국이 주요 파트너로 자리매김한 결과로 보인다. 미 워싱턴DC 현지 소식통은 7일(현지시간) “정보기술(IT), 엔지니어링, 수학, 물리학, 사회과학, 생명공학, 의학, 건강 등 전문 분야의 대졸 이상 한국 국적자에 대해 연간 최대 1만 5000개의 취업비자를 발급하는 내용의 ‘한국 동반자법’(Partner with Korea Act)이 최근 미 하원을 통과했다”고 밝혔다. 민주당 소속 제리 코널리 의원과 공화당 소속 영 김 의원이 초당적으로 발의한 이 법은 중국 견제를 위한 ‘미국경쟁법안’에 포함돼 있다. 상원에서도 이와 유사한 법을 지난해 6월 통과시킨 상태라 향후 상·하원 조율을 거쳐 조 바이든 대통령이 서명하면 바로 시행된다. 미 행정부가 현재 국가별 전문직 취업비자 쿼터를 따로 주는 곳은 캐나`다, 멕시코, 싱가포르, 호주, 칠레 등 5개국뿐이다. 우리나라를 포함해 다른 나라 국적자들은 연 8만 5000개가 할당되는 ‘H1B’라는 이름의 전문직 취업비자를 놓고 경쟁하고 있다. 실제로 우리나라 인재 중에 미국에서 직장을 잡고도 H1B 비자를 받지 못해 본국으로 돌아가야 하는 경우도 적지 않다. 지난해 H1B 비자 신청자가 27만 5000명임을 감안하면 당첨 확률은 31% 수준이다. 해당 법안은 미국이 중국과의 미래 경쟁에서 앞서려면 스템(STEM, 과학·기술·공학·수학) 인재의 보강이 필요하다는 취지에서 마련됐다. 한국인 전용 전문직 취업비자 법안은 한미 자유무역협정(FTA) 체결 직후인 2013년부터 미 의회 회기마다 발의됐지만, 미 하원 문턱을 넘은 것은 처음이다. 미 행정부는 과거 FTA를 체결할 때 상대국에 전문직 비자를 줬지만 이민법 강화로 2000년부터는 미 의회에서 법안으로 통과돼야 전문직 취업비자를 배정한다.

4년 전인 지난 2018년 2월 6일(현지시간), 미국의 민간우주기업 스페이스X와 전기차 회사 테슬라의 최고경영자(CEO) 일론 머스크가 자동차 한 대를 우주로 보냈다. 시험 발사한 팰컨 헤비 로켓에 실어 우주로 날아간 자동차는 테슬라의 전기차 로드스터(Roadster)로, 운전석에는 우주복을 입은 마네킹 ‘스타맨’(Starman)이 앉았다. 이는 마치 사람이 자동차를 타고 우주여행을 하는듯한 모습으로 세계적인 관심을 모았고 테슬라 입장에서는 자사의 차를 홍보하는 톡톡한 재미도 누렸다. 그로부터 4년이 흐른 최근 스타맨이 탑승한 로드스터는 지금 어디쯤 날아가고 있을까? 현재 로드스터의 정확한 위치는 ‘로드스터는 어디에 있나’(Where is Roadster)라는 위치 추적 사이트를 통해 확인할 수 있다. 엔지니어 출신인 벤 피어슨이 개설한 사이트를 보면 현재 로드스터의 위치는 지구에서 약 3억7700만㎞ 떨어진 곳을 시속 6493㎞의 속도로 날고있다.지금까지의 주행거리도 흥미롭다. 현재까지 로드스터는 총 31억㎞를 주행했으며 지상에서 3만6000마일의 보증수리가 가능하다는 점을 고려하면 이미 5만4000배를 넘어섰다. 로드스터는 태양 중심 궤도를 다소 불규칙하게 돌면서 태양과 지구에 가까워지기도, 멀어지기도 하는데 공전주기는 약 557일이다. 위치추적사이트에 따르면 로드스터는 지난 2019년 8월 태양을 한 바퀴 돌았으며 지금까지 2.62번 공전했다. 스페이스X는 당초 로드스터를 화성 궤도로 향하는 경로로 발사해 화성에 추락하기를 바랐으나 실제로는 지난 2020년 10월 900만㎞까지 근접 비행하는데 그쳤다. 그렇다면 우주로 나간 로드스터의 미래는 어떻게 될까?궤도 모델링 연구에 따르면, 로드스터는 63년 후인 2091년, 지구와 달 사이만큼이나 가까이 지구로 접근한다. 특히 캐나다 토론토 대학 천체물리학자인 한노 레이 박사의 연구에 따르면 로드스터가 1000만 년 내에 지구, 금성 혹은 태양에 떨어져 사라질 것으로 추측했다.　 한편 로드스터 조수석 앞 대시보드에는 더글러스 애덤스의 책 ‘은하수를 여행하는 히치하이커를 위한 안내서’ 첫 머리에 나오는 경고문 ‘당황하지 마라’(Do not Panic)라는 문구를 새긴 명판이 붙어있다. 스타맨 이름도 일종의 패러디로, 데이비드 보위가 1972년에 부른 노래 제목이다. 머스크 회장은 발사 전 로드스터가 보위의 1969년 히트작인 ‘스페이스 오디티’(Space Oddity)를 우주 비행 중 최대한으로 재생할 것이라고 말했다. 만약 로드스터의 배터리가 지금도 작동한다면 스페이스 오디티는 약 39만 번 이상 재생됐을 것이다.  

 ​망원경으로 발견한 태양계의 제7, 8 행성인 천왕성과 해왕성은 푸른색으로 빛나는 거대한 얼음 행성들이다. 그러나 그 푸른빛의 농도가 같지 않다. 천왕성은 약간 푸르스름하게 보이는 옥빛을 띠는 데 비해 해왕성은 짙은 코발트색을 띠고 있다. 비슷한 조건과 환경에 놓인 두 행성이 이처럼 다르게 보이는 이유는 여태껏 풀리지 않은 미스터리였다. 그러나 이제 천왕성이 해왕성의 짙은 코발트색보다 더 창백하게 보이는 이유에 대한 수수께끼가 마침내 해결된 것으로 보인다. 과학자들이 찾아낸 답은 해왕성에 비해 천왕성의 대기에 있는 두 배나 두꺼운 연무층이 푸른빛을 누그러뜨려 더 밝은 색조를 만들어낸다는 것이다.   옥스퍼드 대학이 주도하는 연구원들은 이것을 에어로졸-2 층이라고 명명했으며, 가시광선 파장으로 보면 희게 보일 것이라고 말했다. 그것은 그림 위에 종이를 덧대어 선명한 색상을 유백색으로 보이게 하는 것과 유사한 방식으로 태양계 제7 행성의 모습을 밝게 하는 역할을 한다.   이번 연구의 주저자인 옥스퍼드 대학의 패트릭 어윈은 "이것은 천왕성이 해왕성보다 푸른빛이 더 옅은 이유를 설명해준다"고 말했다.  천왕성과 해왕성은 모두 대기에 수소, 헬륨, 메탄을 가지고 있지만, 각기 다른 고도에는 그밖의 화학물질로 형성된 연무도 존재하는 것으로 보여진다. 연구자들은 이 같은 연무는 메탄이 더 큰 탄화수소로 생성되기 전 태양의 자외선에 의해 분해될 때 생성되었을 가능성이 있는 것으로 믿고 있다.   연구의 저자에 따르면, 이 메탄이 해왕성과 천왕성을 모두 푸른색으로 보이게 하는데, 메탄이 붉은빛을 흡수하고 푸른빛을 통과시켜 반사되기 때문이다. 연구원들은 허블 우주 망원경과 지상 관측소의 데이터 그리고 보이저 2호 우주선의 정보를 사용하여 두 행성의 대기 모델을 만들었다.   그들의 연구논문을 보면, "태양계의 '얼음 행성'인 천왕성과 해왕성의 가시광선 및 근적외선 스펙트럼은 수년 동안 행성 천문학자들을 매료시켜왔다. 대류권 온도 프로파일을 비교해보면 두 얼음 행성은 유사한 대기를 가진 것으로 관찰된다"고 설명하면서 "목성과 토성이 노란빛을 띠는 것과 대조적으로 두 행성은 푸른색 또는 청록색으로 보인다"고 덧붙였다.  "우리는 이 청색이 가시 스펙트럼의 적외선 및 적색 부분에서 강한 흡수 밴드를 갖는 메탄 기체의 조합에서 비롯된다는 것을 알고 있다."  연구원들은 그들의 모델링이 천왕성의 대기가 해왕성의 대기보다 훨씬 더 두꺼운 것을 발견했다고 설명했다. 이것은 "인간의 눈에 천왕성이 해왕성보다 더 옅은 푸른빛으로 보이는 이유를 설명한다"고 그들은 밝혔다.  미 항공우주국(NASA)의 고다드 우주비행센터에서 천왕성과 해왕성 대기를 연구하는 나오미 로-거니는 '뉴사이언티스트(New Scientist)'와의 인터뷰에서 이렇게 말했다.  "저자들은 아직 완전히 풀리지 않은 부분은 추가 관측으로 해결할 수 있을 것으로 보며, 제임스웹 우주 망원경이 작동 첫 해에 두 행성을 관측함으로써 이 문제의 해결을 도울 것으로 확신한다"고 밝혔다.  이 연구는 '지구 및 행성 천체물리학( Earth and Planetary Astrophysics) 저널에 발표되었다.

이제 ‘눈처럼 깨끗하다’는 표현도 옛말이 돼버렸다. 전세계 대표 청정 지역 중 하나인 알프스에도 미세플라스틱이 섞인 눈이 내리는 것으로 나타났다. 스위스 연방재료과학기술연구소(EMPA) 등이 지난해 11월 국제 학술지 ‘환경 오염’(Environmental Pollution)에 공개한 논문에 따르면, 알프스에 쌓인 눈에 다량의 나노 플라스틱이 포함돼 있는 것으로 확인됐다. 연구팀은 2017년 2월 중순부터 3월 중순까지 40여일간 오스트리아 남부의 호에 타우에른 국립공원 내에 위치한 기상·지구물리학 중앙 연구소 관측소 인근에서 매일 오전 8시에 쌓인 눈을 모았다. 채취한 눈의 표면을 분리해 녹인 후 분석한 결과, 녹은 눈의 나노 플라스틱 평균 농도는 1mL당 46.5ng(나노그램)으로 확인됐다. 이는 이 지역에 매년 평균 1㎢당 42㎏의 나노 플라스틱이 쌓인다는 뜻으로, 기존 연구에서 파악된 수치보다 훨씬 높은 수준이다. 연구팀은 유럽 기상 데이터를 토대로 알프스산맥에서 검출된 나노 플라스틱이 생겨난 장소를 추적했다. 나노 플라스틱은 1마이크로미터(㎛, 1㎛는 100만분의 1m) 미만 크기의 플라스틱 입자로, 무게가 매우 가벼워 공기를 타고 흘러가 먼 거리를 이동할 수 있다. 그 결과 검출된 나노플라스틱의 약 30%는 관측소 반경 200㎞ 내 도시에서 발생한 것으로 추정했다. 인간이 거주하는 도시에서 만들어진 나노플라스틱이 대기 중 퍼진 것으로 풀이된다. 또 검출량의 약 10%는 관측소에서 2000㎞ 떨어진 대서양에서 바람을 타고 온 것으로 나타났다. 연구진은 “전 세계에 나노플라스틱 대기오염이 발생하는 것은 확실하다”면서 “도시, 시골, 오지 지역의 나노 플라스틱 오염에 대한 추가 연구가 필요하다”고 전했다. 한편 앞서 2019년에는 북극에서 미세플라스틱이 발견됐다는 연구 결과가 나와 ‘플라스틱 오염’에 대한 경각심을 일으키기도 했다. 독일 알프레드 베게너 극지해양연구소와 헬름홀츠 극지해양연구소, 스위스 연방 산림·눈·지형 연구소 등 공동연구팀은 2019년 8월 학술지 <사이언스어드밴스>를 통해 이같은 내용이 담긴 논문을 게재했다. 연구진은 지난 2016년부터 2018년까지 북극의 눈 샘플을 수집해 분석했다. 그 결과 농도는 낮았지만 북극에서 채취한 샘플에서도 미세플라스틱 조각이 발견됐다.

화성은 한 때 지구 대서양의 절반 정도 수량의 바다를 가지고 있었던 것으로 알려져 있다. 전문가들은 화성의 대기가 얇아지면서 물이 증발해 약 30억 년 전 완전히 말라버렸다고 추정하고 있다. 그러나 최근 미국 캘리포니아 공대 등 공동연구팀은 당초 예상보다 훨씬 최근인 20~25억 년 전까지도 화성의 물이 존재했다는 연구결과를 발표했다. 미국과 중국 등이 앞다퉈 탐사를 진행 중인 화성은 지금은 매우 춥고 건조한 행성이지만 과거 100~1500m 깊이의 바다가 존재했을 것으로 추정돼 왔다. 이는 곧 오래 전 화성에 생명체가 존재했을 가능성으로 이어지는데 이 때문에 과학자들의 주요 연구대상이 되고있다. 이번에 연구팀이 화성의 물 존재 시기를 20~25억 년 전으로 본 증거는 현재 화성 궤도를 돌며 탐사를 진행 중인 화성정찰위성(MRO)의 데이터에 기반한다. 지난 15년 간 화성에서 축적한 데이터를 분석해 온 연구팀은 화성의 표면에서 물이 남긴 '흔적'을 찾아냈다. 화성의 물이 증발하면서 그곳에 남는 염화 침전물을 중점에 두고 연구를 진행한 것. 특히 화성 남반구 보스포로스 평원에 길게 남겨진 흔적은 오래 전 물이 흘렀다는 사실을 명확히 보여주며 흰 자국은 소금 성분의 퇴적물이다.논문의 주저자인 존스 홉킨스 대학 응용물리학 연구소 엘렌 리스크 연구원은 "소금 퇴적물은 대규모의 물이 증발하는 마지막에 형성된다"면서 "이는 화성에 액체 상태의 물이 존재했다는 것을 증명하는 첫번째 광물 증거"라고 설명했다. 이어 "소금 퇴적물은 3m 미만으로 놀라운 정도로 얇았는데 약 23억 년 전 생성된 완만하고 경사진 평야의 움푹 패인 곳에서 형성됐다"고 덧붙였다.　 한편 전문가들은 화성이 지금처럼 건조한 행성이 된 것은 단순히 태양과의 거리가 먼 것 때문 만이 아니라 지구보다 약한 중력과 자기장 탓에 대부분의 물과 대기가 우주로 빠져나갔기 때문으로 보고있다.   

일론 머스크가 이끄는 스페이스X의 로켓이 우주로 나간 지 7년 만에 달과 충돌할 것으로 보인다는 예측이 나왔다. 미국 뉴욕타임스, AFP의 26일 보도에 따르면 스페이스X의 팰컨9 로켓은 2015년 발사됐지만, 임무를 모두 마친 뒤 연료 부족으로 지구 귀환이 불가능했다. 이후 팰컨9은 광활한 우주를 떠도는 우주 쓰레기로 전락했다. 팰컨9 로켓은 2015년 발사 당시 미국 국립해양대기청의 심우주 기후 관측위성(DSCOVR)을 싣고 우주로 나아갔다. 심우주 기후 관측위성을 달 궤도 밖까지 가지고 나가야 했기 때문에, 팰컨9 로켓은 다른 위성들에 비해 지구에서 더 멀리 떨어진 궤도에 있었다. 일반적으로 저궤도에 있는 파편들은 위성이나 국제우주선과 충돌할 위험이 있어서 면밀하게 추적된다. 그러나 당시 쏘아 올려진 팰컨9처럼 먼 궤도에 있는 물체는 추적하는 일이 드물다. 그러나 천문학자 빌 그레이는 지난 몇 년간 팰컨9 로켓의 궤도를 추적해왔다. 팰컨9 로켓과 달의 충돌 경로를 계산한 결과, 미국 시간으로 3월 4일, 로켓이 시속 9000㎞의 속도로 달에 충돌할 것이라는 답을 얻었다.그는 AFP와 한 인터뷰에서 “내 계산이 맞는지 확인하고자 아마추어 천문학자 커뮤니티의 도움을 받았고, 역시 같은 결과 값이 나왔다”면서 “내가 아는 한, 먼 궤도로 나간 팰컨9을 추적한 사람은 나 이외에 없다”고 말했다. 그레이와 아마추어 천문학자들의 계산이 정확하다면, 팰컨9은 지구에서 달을 향해 발사하지 않은 물건이 달에 충돌하는 최초 사례가 될 전망이다. 그레이는 “앞으로 진행될 많은 우주 프로그램에 달과 지구 궤도에 더 많은 쓰레기를 남길 것이다. 이 과정에서 의도치 않은 달과의 충돌 사례가 더 많이 발생할 수 있다”고 경고했다.팰컨9이 달과 충돌할 경우 지구에는 큰 영향을 미치지 않을 것이라는 게 전문가들의 공통적인 의견이다. 다만 전문가들은 팰컨9이 달 표면에 충돌하는 순간 직경 10~20m의 분화구가 만들어질 것으로 보인다고 예측했다. 또, 로켓이 달의 뒤쪽 적도 부근에 추락할 예정이기 때문에, 지구에서는 로켓과 달의 충돌 현장을 관측하기가 쉽지 않을 것이라고 전망했다. 한편, 팰컨9는 임무를 마친 뒤 회수되지 못하고 우주에 버려진 수백만 개의 우주 쓰레기 중 일부에 불과하다. 미국 하버드-스미소니언 천체물리학센터의 조너던 맥도웰 교수는 “지난 수십 년 동안 50여 개 대형 물체들의 이동 경로를 완전히 파악할 수 없게 됐다”며 “이번과 같은 일이 이전에도 발생했지만, 우리가 알지하지 못했을 뿐일지도 모른다”고 말했다.

일론 머스크의 스페이스X가 지난 2015년 쏘아올린 팰컨9 로켓이 달에 추락해 충돌하는 과정에 들어갔다고 영국 BBC가 26일(이하 현지시간) 전했다. 다만 충돌하더라도 지구에 별다른 영향은 없을 전망이다. 이 로켓은 발사된 해에 미국 국립해양대기청(NOAA)의 심우주기후관측위성 DSCOVR을 165만㎞에 보내는 임무를 완수했다. 우주망원경 제임스 웹이 최근 도달한 라그랑주 포인트로 지구와 달의 중력이 상쇄되는 지점이다. 팰컨9 로켓은 지구로 돌아올 연료가 없어 그 동안 우주공간에 버려져 있었다. 천문학자 조너선 맥도웰은 통제되지 않는 로켓이 달과 충돌하는 첫 번째 사례가 될 것이지만 지구에 별다른 영향은 없을 것이라고 내다봤다. 미국 하버드-스미소니언 천체물리학센터의 맥도웰 교수는 이 로켓이 지구와 달, 태양의 중력이 작용해 어쩌면 혼란스러운 여정을 거쳐 왔다고 했다. 그는 이 로켓이 “죽어 있어 다만 중력의 법칙에만 따르고 있었다”고 말했다. 이렇듯 우주로 발사돼 임무를 마쳤지만 지구로 돌아올 에너지가 없어 우주에 버려진 쓰레기는 수백만개가 된다. 맥도웰 교수는 “지난 수십년 동안 우리가 완전히 길을 잃어버린 대형 물체만 50개가 된다. 이전에도 그런 일이 숱하게 있었는데 우리는 알아채지도 못했다. 이번은 그래도 (경로가 확인된) 첫 사례가 될 것”이라고 덧붙였다. 팰컨9 로켓이 달에 충돌하는 시기는 3월 4일일 것으로 예상된다. 맥도웰에 따르면 “그 로켓은 4t짜리 빈 철재 탱크에다 뒷면에 로켓 엔진을 하나 더 달고 있다. 돌 하나가 시속 8050㎞의 속도로 던져진 것이라고 상상하면 된다. 그렇게 행복하지 않을 것”이라고 말했다. 어쨌든 달의 표면에 인공적인 크레이터(충돌구)가 만들어지게 된다. 지구 근처의 우주 물질들을 추적하는 소프트웨어를 쓰는 빌 그레이는 이 로켓이 지난 5일부터 달의 중력에 이끌리기 시작했으며 3월 4일 달의 먼 쪽에 충돌할 것으로 본다고 말했다. 맥도웰은 2009년 다른 천문학자들과 함께 비슷한 크기의 로켓이 달에 충돌하면 어떤 일이 벌어질까 실험을 한 적이 있는데 충돌구가 만들어진다는 사실을 입증할 수 있었다. 그는 과학자들이 이번 충돌로부터 뭔가 새로운 것을 배울 것 같지는 않다고 했다. 그는 또 당장 아무런 영향이 없겠지만 우주 잔해가 떠돌다 충돌하는 일은 미래에 얼마든지 있을 수 있다며 “달에 도시와 기지가 있는 미래에 들어간다면 우리는 그곳에 무슨 일이 있을지 알고 싶어한다. 문제가 될 때까지 기다리는 것보다 우주에서의 느린 교통을 조직화하기 훨씬 쉬울 것”이라고 전망했다. 지금부터 3월 4일까지 어떤 일이 벌어지느냐고?  이 로켓은 중력의 법칙을 계속 따를 것이며 달 쪽으로 기울어 우주를 날다 쾅! 하고 달에 충돌함으로써 운명을 다할 것이다. 참고로 달은 자전과 공전 주기가 같아 늘 지구의 우리에게 한쪽 면만 보여준다. 또 3월 4일이 초승달이 된 뒤 얼마 안됐을 때고 로켓이 달의 뒤쪽 적도 부근에 추락할 예정이라 지구에서 로켓과 충돌하는 모습을 관측하기 쉽지 않을 전망이다. 에릭 버거 기자를 비롯한 우주 애호가들은 의외로 충돌 결과 달 지하의 물질이 표면에 드러나는 등 값진 데이터를 얻을 수 있다고 기대하기도 한다.  

3월 대통령 선거를 앞두고 대한민국 미래에 대한 다양한 아이디어와 제안이 봇물처럼 터져 나온다. 현 정부의 성과에 대한 평가 및 비판과 더불어 한국의 현재 좌표에 대한 논의가 이뤄진다. 그 담론 중 하나가 ‘대한민국은 선진국인가’이다. 한국은 수출이나 국내총생산(GDP) 같은 지표나 숫자에선 어엿한 덩치의 선진국이다. 하지만 과연 국가와 사회를 이루는 제 분야에서 대한민국은 총체적인 선진국이라 할 수 있나 하는 의문도 적지 않다. 서울신문은 연중 기획으로 이런 의문에 대답하는 시리즈를 내보낸다. 첫회는 기초과학. 선진국을 규정하는 척도는 경제와 사회문화 등 다양하겠으나 과학기술 수준이라는 관점에서 바라보는 것도 큰 의미가 있겠다. 주요 7개국(G7) 등 대부분의 선진국이 과학 강국이고, 현대 사회경제 체제가 과학기술의 혁신에 기반하고 있기 때문이다. 특히 기초과학 분야의 선진국은 막대한 규모의 연구비를 오랜 기간 투입해, 질과 양에서 세계 최고 수준의 논문을 생산하며 인류의 과학 발전과 혁신을 선도하고 있는 나라라고 볼 수 있다. 어떤 나라가 기초과학 분야의 선진국인지 여부는 이 세 가지 관점에서 G7 국가들과 비교해 보면 쉽게 알 수 있다.●연구비, 논문, 과학발전 선도 연구비부터 보자. 한국의 연구개발(R&D) 투자는 2020년 기준으로 94조원(789억 달러)에 달한다. 미국, 중국, 일본, 독일에 이어 세계 5위다. 이미 G7 국가 중 중간 정도라 한국은 연구개발 선진국임에 틀림없다. GDP 대비 연구개발비 투입 비율은 4.81%다. 중국과 G7 국가들의 비율인 2~3%를 훨씬 넘고 인구 1인당 연구개발비도 미국에 이어 세계 2위로 독일과 비슷한 수준이다. 영국, 프랑스 등과는 비교되지 않을 정도로 많다. 특히 정부의 총예산 대비 연구개발 투자 또한 세계 최고 수준이다. 이 때문에 다수의 국제적인 평가기관들이 우리나라를 세계에서 가장 연구개발 비중이 높고 기술혁신에 많은 투자를 하는 나라로 손꼽는다. 문제는 연구개발비의 기초과학 투자 비중인데 우리의 경우 정부 연구개발 예산의 약 30%를 기초 연구에 투자하고 있어 선진국적 구조를 갖췄다고 볼 수 있다. 특히 문재인 정부에서는 연구자가 주도하는 기초연구 예산을 2017년 1조 2600억원에서 2022년 2조 5500억원으로 5년간 두 배 이상 증액했다. GDP 대비 기초연구비 비중도 0.7%(2019년 기준)인데, 이 또한 세계 최고 수준이다. 다음으로 기초과학의 연구 성과물인 논문을 보자. 한국의 논문 발표량은 세계 12위다. 전 세계 논문의 3.45%다. 연구비 투입이 세계 5위임을 감안하면 높지 않지만 연구비 증가에 따라 논문 발표량도 착실하게 늘고 있다. 2011년부터 10년 동안의 논문 수 증가율이 65.1%다. 중국의 뒤를 이어 세계 2위로 8~40%인 G7 국가들과 비교해도 연구 성과의 산출이 매우 빠르게 성장하고 있다. 연구비당 논문 발표량은 미국, 독일, 일본 등과 비슷한 수준이고 인구 1인당 논문 수 역시 영국, 독일, 미국 다음으로 세계 4위다. 일각에서는 한국의 논문 발표량이 12위라는 점만 보고 연구 생산성을 회의적으로 보지만 논문의 양적 측면에서 우리나라의 연구는 결코 비효율적이지 않으며 G7 수준임을 확인할 수 있다. 마지막으로 과학연구의 질적 수준과 인류에 대한 기여라는 관점에서 살펴보자. 정량 평가는 어렵지만 논문에 대한 학계의 관심을 나타내는 피인용 수(다른 논문에서 인용된 횟수)로 추정해 볼 수 있다. 우리나라는 논문 한 편당 피인용 수가 7.57회로 세계 34위다. 독일, 영국, 프랑스, 미국에 크게 뒤질 뿐 아니라 중국에도 뒤지는 수준이다. 다만 2018년 이후 일본을 추월하며 빠른 속도로 성장하고 있는 지표다. ●의미 있는 과학적 성과가 중요 과학계에서 가장 중요한 논문들로 ‘네이처’와 ‘사이언스’ 등에 게재된 것 중 피인용 수 세계 상위 1% 이내인 고인용 논문(Highly Cited Papers·HCP) 수를 살펴볼 수도 있다. 우리나라의 HCP는 최근 10년간 5716편으로 세계 14위에 머물러 있다. 과학 연구의 질적 수준을 계량하기는 어렵지만 이러한 간접 지표를 통해 보면 우리나라 기초과학의 수준이 G7 선진국에는 미치지 못한다고 보는 데 무리가 없다. 노벨상 수상도 하나의 척도라고 할 수 있는데 아다시피 노벨상은 논문 피인용 수를 계량해 선정하지 않는다. 그보다는 세계인의 관점에서 의미 있는 과학적 성과가 더 중요하다. 최근만 봐도 힉스 입자의 발견, 중력파와 블랙홀의 관측, 유전자 조작기술 발명, 메신저리보핵산(mRNA) 백신 개발, 인공지능과 양자 컴퓨터 개발 등이 있다. 여기에 준하는 성과를 만들어 내고 주요 과학 기관과 매체들이 발표하는 전 세계적으로 주목할 만한 연구 업적에 한국의 연구 결과가 자주 거론되는 단계에 올라섰을 때, 비로소 우리나라는 세계 과학계를 선도하는 기초과학 선진국으로 인정받을 수 있다. 과학 발전과 인류 문명에 어떤 기여를 했는지 보면 우리 기초과학의 수준은 더 명확해진다. 민간과 정부가 투자를 확대한 1990년대 이후부터 보더라도, 아직 세계 과학계에 큰 영향을 주고 과학 발전과 인류 문명에 유의미하다고 평가받을 성과나 업적은 거의 눈에 띄지 않는다. 우리나라가 아직 노벨 과학상 수상자를 배출하지 못한 밀접한 이유일 것이다. 세 가지 관점에서 우리나라의 기초과학은 양적으로는 충분히 성장했으나 질적 수준은 아직 선진국 수준이 아니라는 것을 보여 준다.●질적 대전환 이뤄야 그렇다면 앞으로 어디로 가야 할지도 분명하다. 지금까지는 선진 과학에 도달하기 위한 양적 성장의 과정이었다면 앞으로는 양과 질의 대전환, 즉 질적으로 우수한 연구결과 산출에 집중해야 한다. 질적으로 우수한 연구는 단지 피인용 수가 높은 연구를 뜻하지 않는다. 선진국의 과학은 막대한 연구비 투입, 논문의 산출뿐만이 아니다. 전 세계의 과학적 연구를 선도하고 놀라운 발명 및 발견을 통해 과학 발전의 중요한 문제에 해답을 내놓으며 연구들을 장기간 축적해 인류를 미지의 세계로 인도하며 혁명적 문명 발전을 이끌어 왔다. 질적으로 우수한 연구는 인류가 직면한 중요한 문제 중 과학이 해결하지 못하는 문제에 해답을 주는 연구여야 한다는 의미다. 실천과 도달은 매우 어려운 과제다. 그렇기 때문에 효과적인 전략이 필요하다. 가장 핵심적인 전략 요소는 ‘창의적인 연구에 대한 장려’다. 아직 우리나라 과학계는 선도 연구대학들조차 이러한 높은 수준의 연구를 장려하고 높은 기준으로 교수들을 평가하는 단계에 이르지 못했다. 논문 수를 세고, 피인용 수를 세며, 외국 교수들의 추천서에 의존한다. 정부 연구과제 평가는 말할 필요도 없다. 전 인류가 현재 열광하고 있는 케이팝과 케이무비의 성공 요인은 인류의 보편적 가치를 우리만의 독창적인 콘텐츠와 방식으로 접근한 데 있다. 마찬가지로 전 세계의 과학과 인류 문명이 공유하고 있는 문제의식에서 출발하면서도 선진 각국에서 주도하는 과학 연구와는 다른 독창적인 연구를 하는 것이 빠르게 세계 최고의 수준으로 나아가는 K사이언스의 길이 될 것이다. 염한웅 포스텍 물리학과 교수 ■염한웅 교수는 서울대 물리학과를 졸업하고 일본 도호쿠대에서 물리학 박사 학위를 받았다. 도쿄대, 연세대, 포스텍에서 교수로 재직하며 2017년 국가과학기술자문회의 부의장으로 위촉됐다. 고체물리학 연구자로서, 특히 금속 원자선 전자물성 분야를 창시하고 세계적 분야로 확립한 석학. 200편 이상 논문을 발표하고 금속원자선을 활용하는 새로운 정보처리방식인 솔리토닉을 주창했다. 미국물리학회와 한국과학기술 한림원 펠로로 선임됐으며 2015년 한국과학상, 2016년 인촌상, 2017년 경암상 등 주요 국내 과학상을 수상했다.

미국의 괴짜 사업가 일론 머스크는 2025년을 전후해 반드시 인류를 화성에 보내겠다고 공언하고 있다. 태양광을 동력으로 하는 수경농장을 만들어 화성에 자급자족이 가능한 도시를 건설하겠다고도 밝혔다. 우주기업들 뿐만 아니라 많은 나라들이 과학적 호기심 이외에도 ‘제2의 지구’로서 화성의 가능성을 전망하며 화성탐사에 박차를 가하고 있다. 화성을 새로운 인류의 정착지로 만들기 위해서 중요한 과학적 전제조건 중 하나는 바로 ‘물’이었다. 지구 크기와 비슷한 화성에 물의 흔적과 지하에 물이 있을 가능성 때문에 인류가 생존해 식민지 개척이 가능할 것으로 본 것이다. 그런데 최근 과학자들이 그동안 화성에서 물의 흔적으로 보였던 것들은 ‘신기루’일 가능성이 높다는 연구를 내놨다. 미국 텍사스오스틴대 지구물리학연구소, 프랑스 그르노블 알프스대, 폴란드 과학 아카데미의 우주 연구 센터 공동연구팀은 지금까지 화성의 남극에서 감지됐던 액체 형태의 물은 먼지에 태양빛이 반사돼 나타난 신기루일 가능성이 크다고 밝혔다. 이번 연구결과는 천문학 분야 국제학술지 ‘지구물리학 연구 회보’ 1월 25일자에 실렸다. 연구팀은 화성 유인탐사 때 착륙에 적합한 장소를 찾기 위한 지원과 함께 과거 생명체 흔적을 찾기 위해 레이더로 화성에서 물을 찾는 임무를 수행하고 있었다. 이 때문에 연구팀은 2005년 유럽우주국(ESA)에서 발사한 화성 궤도선 ‘마스 익스프레스’에 장착된 레이더 ‘마르시스’(MARSIS)가 최근 3년 동안 관측한 데이터를 정밀 분석했다. 2018년 이탈리아 볼로냐 국립천문연구소 연구팀은 마르시스 관측 데이터를 바탕으로 화성 남반부 극지역에 거대한 액체호수가 존재하고 있다는 증거를 찾았다고 발표한 바 있다. 연구팀은 화성 남극에 약 1.6㎞ 두께의 얼음이 있다고 가정하고 레이더 신호를 시뮬레이션한 것과 실제 관측 데이터에서 나오는 레이더 신호가 일치하지 않는다는 점에 주목했다. 실제 물이 있을 경우는 기존 관측했던 것처럼 밝은 상태로 빛나지 않는다는 것이다. 지구에서 철분이 풍부한 용암이 흐를 때 레이더로 관측하면 화성의 물 관측 데이터처럼 밝게 빛난다는 것이다. 연구팀은 물이 있는 것처럼 보였던 것은 이전에 강이었지만 이제는 말라버린 강바닥의 광물 퇴적물 때문일 수도 있다고 설명했다. 이번 연구를 주도한 시릴 그리마 텍사스오스틴대 박사는 “물이 지표면 가까이에 있기 위해서는 염도가 매우 높고 부분적으로 형성되는 열원이 필요한데 화성 남극지역은 그런 조건을 갖추지 못하고 있다”라며 “이번 연구가 화성에 물이 남아있을 것이라는 기대를 무너뜨리기는 했지만 과거 화성 환경과 기후변화에 대해 좀 더 이해할 수 있게 도와줄 것”이라고 설명했다.

프랑스 물리학 연구진이 465일 동안 터지지 않은 비눗방울로 기네스 세계 신기록을 달성했다. 릴대학 연구진이 단 몇 초 만에 터져버리는 비눗방울을 오래 유지하고자 사용한 것은 무색투명의 냄새가 없고, 공기 중 수분을 흡수하는 능력을 갖춘 글리세린과 일명 ‘가스 구술’이다. 2015년 개발된 가스 구술(방울)은 표면이 미세한 플라스틱 구체로 보호돼 거품이 터지는 현상을 막아준다. 독성 가스와 같은 기체 또는 거품을 안정화하기 위한 목적 등으로 개발됐지만, 가스 구술이 터지지 않은 채 얼마나 오랜 시간 지속하는지에 대한 실험 결과는 없었다.연구진에 따르면, 대기 환경에서 비눗방울을 금방 터지게 하는 원인은 3가지다. 비눗물을 흘러내리게 하는 중력, 비눗물의 양을 감소시키는 증발, 그리고 공기 중에 존재하는 원자 속 미세한 원자핵 등이다. 연구진은 일반적인 비눗방울, 가스 방울, 글리세린을 추가한 가스 방울 3가지를 만들고 수명을 관찰했다. 그 결과 일반 비눗방울의 수명은 약 1분, 미세 플라스틱 입자로 보호되는 가스 방울은 최대 1시간이었지만, 글리세린을 추가한 가스 방울은 무려 465일 동안 터지지 않았다.연구진은 “글리세린 및 비눗방울의 표면을 감싸주는 플리스틱 입자가 비눗방울을 금방 터지게 했던 불안 요소들을 동시에 제거했다. 글리세린이 증발 문제를, 표면의 플라스틱 입자가 중력의 문제를 막아준 것”이라고 설명했다. 이어 “글리세린은 비눗방울의 표면에서 물 분자를 흡수하는 기능을 한다. 또, 물 증발을 막아주고 비눗방울의 벽면이 얇아지는 것을 방지함으로써 비눗방울이 단시간에 터지는 것을 방지한다”면서 “이런 글리세린과 가스 방울을 만드는데 사용된 미세한 플라스틱 입자가 더해진 비눗방울은 대리석 표면과 닿았을 때도 터지지 않을 정도로 강했다”고 덧붙였다. 오랫동안 터지지 않은 비눗방울은 안정적인 형태의 거품을 만들거나, 안전하게 가스를 저장하는 기술을 연구하는 데 도움이 될 것으로 기대를 모았다. 영국 일간지 데일리메일은 이번 실험의 결과가 '세계에서 가장 오랫동안 터지지 않은 비눗방울' 세계 신기록에 속한다고 전했다.  자세한 연구결과는 미국물리학회(APS)가 발행하는 학술지 피지컬 리뷰 플루이드(Physical Review Fluids) 최신호에 실렸다.

한·중·일 3국과 인도, 스페인, 이탈리아 국제 공동연구팀은 오존농도 증가로 인한 대기오염이 동아시아 지역에서 630억 달러(75조 1275억원)에 이르는 농업손실을 초래한다고 23일 밝혔다. 이번 연구에는 서울대, 중국 난징정보과학기술대, 대기물리학연구소, 일본 도쿄대, 스페인 지구환경연구재단, 이탈리아 지구생태시스템연구소, 인도 바나라스힌두대 과학자들이 참여했다. 이번 연구결과는 농학 및 식품과학 분야 국제학술지 ‘네이처 푸드’ 1월 18일자에 실렸다. 오존은 산소원자 3개가 결합한 형태로 질산화물(NOx), 휘발성유기화합물(VOC)이 햇빛을 만나면서 만들어지는 2차 대기오염물질이다. 연구팀은 한국, 중국, 일본 3072개 지역을 대상으로 대기 중 오존 농도와 밀, 쌀, 옥수수 생산량 변화를 6개월 동안 관측했다. 그 결과 대부분 지역에서 낮시간 누적 오존 농도가 식물의 생장을 저해할 수 있는 한계치인 0.04(40bbp)를 넘는 것으로 확인됐다. 이때 수확량 감소는 중국에서 가장 크게 나타났고 오존농도가 기준치 이하일 때와 비교해 밀 32.8%, 쌀 23%, 옥수수 8.6% 줄어든 것으로 조사됐다. 한국도 밀 27.8%, 쌀 10.7%, 옥수수 4.7%의 손실이 발생한 것으로 확인됐다.

선을 넘는 한국인 선을 긋는 일본인(한민 지음, 부키 펴냄) 여럿이 어울리는 롤플레잉을 즐기는 한국과 달리 혼자 하는 콘솔 게임을 좋아하는 일본, 이세계(異世界)를 배경으로 한 애니메이션을 통해 환상의 세계로 도피하는 일본과 달리 ‘오징어 게임’, ‘미나리’처럼 고통스러운 현실을 직시하고 관계에서 희망을 찾는 한국. 가깝지만 먼 두 나라의 너무도 다른 차이를 문화심리학 이론과 학술적 견해들을 더해 친숙하게 설명한다. 396쪽. 1만 8000원.101살 할아버지의 마지막 인사(벤자민 페렌츠·나디아 코마미 지음, 조연주 옮김, 양철북출판사 펴냄) 나치 학살부대원 22명을 기소한 뉘른베르크 국제전범재판소의 마지막 생존 검사가 삶의 지혜를 전한다. 뉘른베르크의 교훈이 더 인간적인 세상으로 이어지길 바라며 그가 한 세기 동안 지켜온 꿈과 원칙, 사랑 등 우리가 소중히 해야 할 진리들을 유쾌하고도 따뜻하게 이야기한다. 가디언 기자였던 나디아 코마미가 벤자민 페렌츠와의 대화를 정리했다. 152쪽. 1만 3000원.저쪽이 싫어서 투표하는 민주주의(김민하 지음, 이데아 펴냄) 이쪽을 지지해서가 아니라 저쪽은 꼭 막아야겠기에, 최선보단 차악을 택하는 투표를 언제까지 해야 할까. 특정 정파를 종교처럼 맹신하거나 또는 ‘다 똑같다’며 냉소주의에 빠지곤 하는 우리 정치의 현실을 꼬집고 양자택일 논리에 둘러싸여 답답한 유권자들이 더욱 폭넓게 정치를 바라볼 수 있도록 조언을 건넨다. 288쪽. 1만 7000원.호모사이언스(문성실·서은숙·김희용·나명희·박지선 지음, 알마 펴냄) 미생물학자, 천체물리학자, 반도체공학자 등 해외 연구소와 대학에서 활약하는 여성 과학자 5명이 과학자를 꿈꾸는 여학생들을에게 보내는 메시지. 과학자를 꿈꾼 어린 시절부터 해외에서 공부하고 연구하며 느낀 좌절과 희망, 과학을 향한 무한한 상상력과 포기하지 않는 집념을 진솔하게 풀어냈다. 216쪽. 1만 6500원.지방이 시작이다(오영환 지음, 영남대 출판부 펴냄) 세계 최저 합계출산율과 세계 최고 속도의 고령화로 압축되는 한국의 암울한 실정. 지방의 소멸, 수도권 패권이 동시에 이뤄지는 대한민국 위기를 수도 기능의 분산, 지방의 균형발전으로 극복하지 않으면 서울과 지방이 함께 무너지는 최악의 사태를 부를 것이란 경고를 담았다. 중앙일보 지역전문기자인 저자가 도쿄특파원 시절 일본 지방 취재 경험을 살려 대안을 제시한다. 224쪽. 1만 8000원.인생을 바꾸는 100세 달력(이제경 지음, 일상이상 펴냄) 80세까지 일해야 하는 100세 시대, 노후에도 건강하고 풍요롭게 살기 위한 새로운 인생 설계가 필요하다. 100세경영연구원 원장인 저자가 ‘세 번 은퇴하기’를 비롯해 100세 시대에 필요한 새로운 삶의 방식인 ‘골드인생 2.0’ 제안한다. 368쪽. 1만 6000원.

폭이 1㎞에 달하는 소행성이 한국시간 기준으로 19일 오전 6시 50분경(미국 동부시간 기준 18일 오후 4시 51분) 지구에 근접해 통과한 가운데, 우주공간을 빠르게 이동하는 소행성의 모습을 담은 영상이 공개됐다. 미국항공우주국(NASA)에 따르면 소행성 7482(1994 PC1)는 시속 약 7만㎞의 속도로 지구 표면에서 192만㎞ 떨어진 우주 상공을 지나갔다. 이는 지구와 달과의 거리(38만 3000㎞)의 5.15배에 해당하며, 지구와의 충돌 가능성은 없었다. 지구를 지나쳐간 소행성의 모습은 이탈리아 벨라트릭스 천문대의 물리학자인 지안루카 마시 박사가 촬영해 공개했다. 지상 망원경을 통해 촬영한 사진은 밝은 흰색 점으로 표시된 소행성 7482(1994 PC1)과 그 주변에서 움직이는 여러 별의 모습을 담고 있다.마시 박사는 해당 사진들을 한데 모아 제작한 영상도 공개했다. 그는 “우리는 소행성이 ‘안전하게’ 지구를 향해 접근할 때 여러 이미지를 촬영할 수 있었다”면서 “소행성 주변의 별들이 긴 궤적을 그리는 이유는 소행성이 다른 별에 비해 상대적으로 빠르게 움직이고 있었기 때문”이라고 설명했다. 소행성 7482(1994 PC1)의 밝기는 약 10등급으로, 이탈리아 등 지구 일부 지역에서는 지상 망원경을 이용해 소행성이 지나가는 모습을 확인할 수 있었다. 지구와 근접하게 지나가는 다음 시기는 2105년이다. 모든 소행성이 안전한 것은 아니다. 소행성이 지구와 충돌할 경우 막대한 피해를 줄 수 있다. 실제로 1908년 시베리아 퉁그스카에 크기 60m 운석이 떨어져 서울시 면적 3배 숲이 사라졌다.NASA에 따르면 크기 140m 이상인 소행성이 100년 안에 지구와 충돌할 가능성은 없다. 다만 현재까지 100~300m 크기의 근지구 소행성은 약 16%만 발견됐기 때문에 미래를 위한 적극적인 대비가 필요하다. NASA는 한국 등 여러 국가의 전문가들과 함께 ‘쌍(雙)소행성 궤도수정 시험’(DART, 이하 다트)을 운영하고 있다. 다트 우주선은 지난해 11월 스페이스X 팰컨9 로켓에 실려 우주로 발사됐다. 다트 우주선의 목표물은 소행성 디모르포스다. 다트 우주선은 내년 9월 말쯤 축구경기장 크기의 소행성 디모르포스에 충돌해 공전주기를 바꿔 궤도를 변경할 수 있는지를 실험한다. 린들리 존슨 NASA 행성방위담당관은 CNN과 한 인터뷰에서 “당장 지구를 위협하는 소행성은 없지만, 이 실험을 통해 장차 소행성을 회피해 지구를 지키는 능력을 갖추게 될 것”이라고 밝혔다.

해저화산 폭발과 지진해일로 큰 피해를 본 통가 내부 상황이 드러났다. 18일(현지시간) 통가 국민 절반이 가입한 온라인 커뮤니티에는 쑥대밭이 된 피해 지역 참상이 차례로 공개됐다. 주민들은 특히 통가타푸섬 현재 상황을 주로 공유하며 안전을 기원했다. 수도 누쿠알로파가 위치한 통가타푸섬은 국민 70.5%, 약 7만1000명이 거주하는 통가 본섬이다. 15일 해저화산 폭발 직후 통가타푸섬 해안에는 쓰나미가 밀려들었다. 다행히 파고가 80㎝ 정도로 비교적 낮았고 주민들도 대부분 몸을 피했으나, 상당한 재산 피해를 입었다.분화 사흘째를 맞은 수도 누쿠알로파 중심가는 온통 잿빛이었다. 섬 전체를 뒤덮은 화산재 때문에 도시는 본래의 생기를 잃었다. 통가에서 가장 유서 깊은 가톨릭 교회 ‘파도바의 성 안토니우스 바실리카’ 역시 화산재를 뒤집어썼다. 교회 하얀 지붕과 푸른 잔디밭은 온데간데없이 사라졌다. 해당 교회는 성 요한 바오로 2세 교황이 바실리카(대성전) 지위를 부여했다. 수도 누쿠알로파와 20㎞ 거리에 있는 통가타푸섬 최서단 카노쿠폴루 마을 사정은 더 심각했다. 화산재 피해는 물론이고 폭발 충격으로 건물 대부분이 파괴됐다. 통가 정부는 18일 성명에서 “전례 없는 참사였다”며 참담함을 드러냈다.통가 정부 발표에 따르면 이번 분화로 통가 국민 2명과 영국인 1명이 사망했다. 다만 통신 장애로 정확한 피해 파악이 어려운 데다, 본섬 주변 작은 섬들에 있는 주택이 다수 파괴돼 추가 인명 피해 가능성도 배제할 수 없는 상황이다. 영국 BBC는 유엔 관계자를 인용해 통가의 사망자가 4명으로 늘었다고 보도하기도 했다. 국제적십자사연맹(IFRC)은 화산재와 쓰나미로 통가 인구 10만 명 중 8만 명이 피해를 입었을 것으로 예측했다. 15일 통가 수도 누쿠알로파 북쪽 65㎞ 해역에서 ‘훙가 통가훙가 하아파이’ 해저화산이 분화했다. 해저화산이 내뿜은 버섯구름은 상공 20㎞까지 치솟았다. 가스와 화산재로 이뤄진 거대 버섯구름은 우주에서도 관측됐다. 폭발음은 약 2300㎞ 떨어진 뉴질랜드는 물론 북반구 알래스카에서까지 들릴 정도로 컸다. 통가타푸섬 서해안 등에는 최대 15m 높이의 쓰나미가 닥쳤다.미국 항공우주국(NASA·나사)은 이번 통가 해저화산 분화 위력이 제2차 세계대전 당시 일본 히로시마에 떨어진 원자폭탄 수백배에 이른다는 분석을 내놨다. 나사 고다드 우주비행센터의 수석과학자 제임스 가빈은 현지 공영라디오 NPR과의 인터뷰에서 “(통가 해저화산 분화 위력이) TNT 폭약 기준으로 10Mt(메가톤) 내외라는 수치가 나왔다”고 밝혔다. 미군이 히로시마에 떨어뜨린 원폭 위력은 약 15∼16kt(킬로톤) 정도였다. 1000kt이 1Mt에 해당한다는 점을 고려하면, 이번 화산 분화의 위력은 히로시마 원폭의 620∼660배였던 셈이다. 그러나 대규모 폭발력과 이어진 쓰나미에 비해 분화 자체는 그렇게 큰 규모가 아니었다는 게 미 지질조사국(USGS) 지적이다. 역사에 남은 대규모 화산 분화는 길게는 수 시간씩 이어졌는데, 통가 해저화산 분화는 전 과정을 합쳐도 60분에 미치지 못했다는 것이다. USGS 소속 지구물리학자 마이클 폴란드는 “이번 분화는 특대 규모의 충격을 일으켰고, 이건 (이 화산이) 완전히 수면 위에 있었다고 가정할 때 예상할 수 있는 규모를 훨씬 넘어섰다”면서 “머리를 긁적일 수밖에 없는 대목”이라고 말했다.

밤하늘에 빛나는 아름다운 천체 관측이 수많은 인공위성 때문에 방해받고 있다는 연구결과가 나왔다. 특히 천문학자들은 그 중심에 '스타링크' 계획을 추진 중인 스페이스X를 도마 위에 올려놓았다.  최근 폴란드 바르샤바 대학 등 공동연구팀은 지나치게 많은 스페이스X 위성이 군집을 이뤄 황혼 시간 대 천체 관측에 장애를 주고있다는 연구결과를 ‘천체물리학저널 회보‘(The Astrophysical Journal Letters) 최신호에 발표했다. 일론 머스크가 이끄는 스페이스X의 스타링크는 우주 인터넷망을 구축하겠다는 원대한 구상이다. 스페이스X는 지구촌의 인터넷 사각지대를 모두 커버하는 우주 인터넷 구상을 실현하기 위해 총 1만 2000개의 위성을 띄울 예정이다. 실제로 현재까지 스페이스X는 1800개 정도의 위성을 지구 궤도에 안착시켰고 아직도 1만 대 정도 우주로 향할 예정이다.문제는 이렇게 많은 위성이 밤하늘 관측에 방해를 준다는 점으로 이는 이번 논문을 통해서도 증명됐다. 연구팀은 지난 2019년 11월~2021년 9월에 걸쳐 미 캘리포니아에 위치한 팔로마 천문대의 광역하늘 천문조사 장비인 ZTF(Zwicky Transient Facility)의 이미지를 분석했다. 그 결과 스타링크 위성들로 생성된 줄이 무려 5301개나 확인됐다. 특히 이같은 영향은 일출 전이나 일몰 후에 뚜렷히 드러났다. 논문의 선임저자인 플레멕 므로즈 박사는 "스타링크 위성들로 인한 영향이 2019년 후반에는 0.5% 미만이었지만 지난해 8월에는 거의 20%까지 증가했다"면서 "향후 스타링크 위성이 1만 개나 지구 궤도 위에 오르면 모든 이미지에 최소한 하나의 빛 흔적이 찍힐 가능성이 있다"고 설명했다.수많은 위성들로 인한 천문학계의 우려는 사실 어제 오늘 일은 아니다. 과거에도 국내 외 천문학계를 중심으로 이같은 지적이 이어졌고 이에 스페이스X 측은 스타링크의 반사율을 낮추는 검은 도료가 코팅된 다크샛(DarkSat)과 반사방지 패널이 장착된 바이저샛(VisorSat)을 시험 발사하기도 했다. 그러나 지구 궤도 위에 오를 위성은 앞으로도 폭발적으로 늘어날 전망이다. IT 공룡인 아마존 역시 전세계에 초고속 인터넷을 제공하기 위해 3000개 이상의 위성으로 네트워크를 구축할 계획이다. 이 때문에 일각에서는 오는 2029년이면 지구 궤도를 도는 인공위성이 무려 5만 7000개, 심지어 10만 개에 달할 것이라는 전망도 나오고 있다.  

그래핀(graphene). 탄소 원자를 벌집 모양의 격자 구조로 펼친 2차원 물질이다. 보통 사람들에겐 생소한 말이지만 산업계에서는 ‘꿈의 신소재’로 불린다. 강철보다 200배 이상 강하고, 두께는 머리카락의 100만분의1 정도로 얇으며, 열과 전기 전도성이 뛰어난 최첨단 나노 소재다. 유연성과 신축성도 좋다. 찰스 슈와브 세계경제포럼(WEF) 회장은 “그래핀이 가격 경쟁력까지 갖추면 제조업과 인프라 산업의 판도를 뒤흔들 것”이라고 예측했다.그래핀 1㎛(마이크로미터·100만분의1m)의 가격은 1000달러 이상으로, 그램(g)으로 환산하면 지구상에서 가장 비싼 물질이다. 세계적인 투자가 짐 로저스는 “그래핀은 4차 산업을 선도할 획기적인 신소재”라고 평했다. 이런 그래핀을 더이상 꿈속이 아니라 ‘현실의 소재’로 만든 홍병희(51) 그래핀스퀘어 대표를 지난 11일 경기 수원시 영통구 광교로 차세대기술연구원에서 만났다. ●‘그래핀 토스터’ CES에서 극찬 홍 대표가 만든 그래핀은 지난 5~8일 미국 라스베이거스에서 열린 세계 최대 정보통신기술(ICT) 전시회인 CES에 처음 선보였다. “그래핀은 사실 투명해서 소재 자체를 보여 주기는 어렵다. 그래서 그래핀을 응용한 투명 조리기구를 선보였다. 에디슨이 발명한 열선 토스터기를 100년 만에 대체하는 투명 발열 토스터를 시제품으로 만들어 들고 나갔다. 정말 인기가 많았고, 혁신적이라는 찬사를 많이 받았다. 식빵을 구워 줘서인지 우리 부스 앞에는 줄이 길었고, 문의도 많았다. 그래핀의 발열 원리를 이용한 것으로, 식빵이 구워지는 과정을 볼 수 있었다. 문의와 투자 제의도 많이 받았다.” 식빵이 ‘겉바속촉’(겉은 바삭하고 속은 촉촉한 상태)이니 고기를 구울 때 뒤집을 필요가 없다느니 하는 설명이 이어졌다. 하지만 세계적인 석학 슈와브나 로저스의 찬사를 받는 그래핀이 ‘겨우’ 식빵을 굽는 용도라니 하는 생각이 들었다. 이론적으로만 존재하던 그래핀을 처음으로 물질로 만든 안드레 가임과 콘스탄틴 노보셀로프 영국 맨체스터대 교수에게 2010년 노벨 물리학상을 안긴 업적을 생각하면 약간 맥이 풀렸다. 이런 표정을 눈치챈 홍 대표의 설명이다. “요즘같이 춥고 눈이 많이 오면 자동차 앞유리가 꽁꽁 얼어붙는다. 이를 녹이려면 현재 테슬라가 15분 정도 걸린다. 제상히터(유리창에 낀 성에를 제거하는 난방장치)를 가동하면 전기차의 생명인 배터리 소모도 심하다. 하지만 앞유리를 그래핀으로 처리하면 녹이는 데 5분도 채 걸리지 않는다. 작동 원리는 식빵 조리기구나 마찬가지다. 전기차의 앞유리에는 그래핀이 들어가는 것이 기술 표준이 되도록 추진하고 있다.”●치매·파킨슨병 치료 연구도 진행 아무리 전기차가 ‘슈팅’하는 산업이라곤 하지만 그래핀의 용도가 제상히터 정도인 것으론 부족하다. 허탈함을 달래 주듯 홍 대표는 5나노미터(㎚·10억분의1m) 이하의 반도체에서는 수율을 높이고 불량률을 낮추는 데 필수적인 마스크 기술에 그래핀이 적격이라고 설명했다. 그는 “실리콘이라는 소재가 실리콘밸리를 만들고 오늘날의 반도체와 정보기술(IT)로 꽃을 피우듯 그래핀도 플랫폼 소재”라고 강조했다. “그래핀은 반도체, IT, 배터리, 에너지, 자동차, 항공·우주 심지어 의료까지 온갖 분야에 다 쓰일 수 있다.” 그동안 현실 세계에 없던 소재가 등장했으니 홍 대표도 그 쓰임새가 어디까지일지 짐작하지 못했다. 그래핀을 크게 만들면 산업 용도로 쓰이지만, 극히 미세하게 만드는 작업도 병행하고 있다. “탄소 원자는 용해성이 좋고, 독성도 적다. 그래핀 양자점(그래핀을 나노 크기로 만든 것)이 동물 실험에서는 난치병 치료에도 효과가 있는 것으로 나타났다. 제약 및 바이오 전공자들과 함께 치매와 파킨슨병 치료 연구도 진행하고 있다. 이를 위해 회사 바이오그래핀도 설립했다.” 미국 국립의료원(NIH)과도 공동연구개발 계약을 맺었고 향후 임상시험도 함께할 예정이라고 밝혔다. ●한국 그래핀 양산 종주국 만들어 홍 대표는 어떻게 그래핀에 빠져들었을까. 포항공대에서 학사부터 박사 학위까지 받은 그는 2004년 미국 뉴욕 컬럼비아대로 유학 갔다. 그래핀 연구의 선구자 김필립 교수와 함께 흑연을 나노 크기로 잘라 그래핀을 만드는 과정을 연구하는 가운데 가임·노보셀로프 교수가 흑연 가루에 스카치테이프를 붙였다 뗐다를 반복하는 방법으로 그래핀을 만들었다. “초등학생도 할 수 있는 방법이어서 너무 허탈했다. 하지만 이런 방법으로는 대량생산하는 데 한계가 분명했다.” 2007년 귀국해 성균관대에서 그래핀 제조에 매달렸다. 탄소를 흑연에서 뽑는 것이 아니라 화학자답게 탄소와 수소로 구성된 메탄가스에서 수소를 분리해 내는 방법을 쓴 것이다. “메탄가스에서 구리를 촉매로 사용해 화학반응을 일으켜 수소를 분리하고 남은 탄소를 그래핀으로 만드는 ‘화학기상증착법’(CVD)으로 손톱 크기만 한 그래핀을 만드는 데 세계 최초로 성공했다. 이를 체계적으로 확대한 것이 ‘롤투롤’(R2R) 방식으로, 대량생산과 실용화의 길을 연 것이다. 롤투롤로 윤전기에서 신문을 찍어 내듯 고품질의 그래핀을 연속적으로 대량생산하는 게 가능하게 됐다. 한국을 그래핀 양산의 종주국으로서의 위치에 올린 기술이다. 80여개 대학과 연구기관으로부터 그래핀 샘플 요청이 쇄도했다. “당시엔 ‘무주공산’이란 말이 실감 났다. 발표 논문도, 특허도 다 세계 최초였고, 당시 우리 연구실이 하는 게 다 처음이었다.” 그가 2009년 발표한 ‘대면적 그래핀 합성법’과 2010년 8월호 네이처지 표지를 장식한 ‘대면적 그래핀 연속 합성법’ 논문은 2009년 이후 지금까지 화학 분야에서 인용도 1, 2위 자리를 지키고 있다. 홍 대표의 논문만으론 믿을 수 없었던 노벨상 수상자들이 수상 직전인 2010년 8월 한국을 방문해 그의 대량생산 방식을 직접 확인하기도 했다. 그래핀 제조와 관련된 국제특허도 80여건에 이른다. 2011년 서울대로 옮겼고, 이듬해에 교내 벤처로 그래핀스퀘어를 창업했다. ●‘그래핀밸리’ 약속에 본사 포항 이전 창업 10년째인 지난해 10월 본사를 경북 포항으로 이전했다. 그는 1만평에 이르는 공장 청사진을 보여 주면서 “제조업 기반의 벤처는 수도권에서는 땅값이 너무 비싸 공장을 차리기 어렵다. 포스코의 전폭적인 지원과 포항시와 경북도가 미국의 실리콘밸리처럼 그래핀 관련 기업들을 모으는 ‘그래핀 밸리’를 만들겠다고 한 약속을 믿고 이사했다. 포항에 연고가 없는 제자들도 따라가겠다고 한다”고 말했다. 세계 시장을 장악하기 위해 2024년까지 연간 10만㎡, 2025년까지 100만㎡를 생산할 계획을 세워 두고 있다. 글로벌 자동차사 GM과는 이미 시제품 공급 계약을 맺고 6년째 공동개발을 이어 가고 있지만 그래핀을 이용한 ‘킬러 제품’ 개발이 시급해 보인다. 기업 공개(IPO)에 대해 물었더니 홍 대표는 이르면 연말쯤 상장할 계획이란다. “당초 코스닥을 생각했는데 이번 CES 때 받은 투자 제의를 들여다보고 있다. 미국 뉴저지주가 그래핀 제조 공장 유치에 적극적이어서 미국 법인을 통한 나스닥 상장도 고려하고 있다.”

정부는 지난해 12월 말 확대 과학기술관계장관회의를 열고 과학기술 발전뿐만 아니라 국익을 위해 경쟁력을 갖춰야 할 ‘10대 국가 필수전략기술’을 선별해 보호·육성하기로 의결했다. 10대 기술 중에는 양자기술이 포함됐다. 양자기술은 슈퍼컴퓨터로도 푸는 데 1만년 이상 걸리는 문제를 200초 만에 해결할 정도로 컴퓨터 기술 한계를 넘어 신약 개발, 금융 등 다양한 산업 분야에서 혁명을 가져올 기술로 꼽히고 있다. 그렇지만 선진국과 비교해 가장 뒤떨어져 있는 기술로 평가되고 있다. 이에 서울신문은 양자기술의 국내외 현황을 파악하고 한국이 양자기술 분야를 선도해 나갈 수 있는 방법을 모색하기 위해 한국과학기술기획평가원(KISTEP)과 함께 지난 13일 양자기술을 주제로 전문가 좌담회를 열었다. 좌담회에는 김재완 고등과학원 교수, 김정상 미국 듀크대 교수(미국 양자컴퓨팅 스타트업 IonQ CTO), 이경수 과학기술정보통신부 과학기술혁신본부장, 정병선 KISTEP 원장이 참석했다. -20세기 초 학문탐구 대상이었던 양자역학이 최근 미래 경제·사회를 뒤흔들 혁신기술로 주목받고 있다. 하지만 여전히 어렵고 멀다. 양자기술이 가장 먼저 상용화될 부분은 무엇일까. 김재완 “양자기술 자체가 굉장히 폭이 넓다. 우리가 사용하는 컴퓨터나 휴대전화도 양자기술을 기반으로 하고 있다. 요즘 언급되는 양자기술은 양자물리학의 중첩, 얽힘 현상을 응용한 것들로 양자정보기술, 양자컴퓨팅 등을 의미한다. 최근 양자계측, 양자이미징 쪽에서 많은 혁신이 이뤄지고 있어 이쪽에서 가장 먼저 상용화된 기술을 만날 수 있을 것으로 본다.” 김정상 “내가 연구하는 양자컴퓨터 개념은 40~50년 역사가 있지만 한동안 정체돼 있다가 최근 혁신적 기술들이 하나둘 등장하고 있다. 처음에는 천천히 응용되는 것 같지만 어느 순간 빠르게 확산될 수 있다. 현재는 전문가들의 영역에 머물러 있지만 젊은 학생들이 양자에 관심을 갖고 뛰어드는 숫자가 많아질수록 일상에서 양자를 접하는 시기는 더 빨라질 것이다.” ●양자기술 현재는 전문가 영역 머물러 -양자기술 확보를 국가안보, 생존과 연관 지어 국가가 반드시 전략기술로 육성해야 한다고들 한다. 그런 주장들이 나오는 이유는 뭔가. 이경수 “양자기술은 가진 나라와 가지지 못한 나라의 차이가 극명하게 나타나는 차세대 게임체인저 기술이기 때문에 반드시 확보해야 한다. 신약, 에너지 등 다양한 산업에서 엄청난 파급력을 가져올 기술이다. 국방, 우주 분야처럼 양자도 자력 개발이나 기술동맹 간에만 협력하는 등의 통제가 있을 것으로 보이는 만큼 국가 차원의 전략적 육성과 협력이 필요하다.” 정병선 “양자기술 분야에서 한국이 선진국과 비교해서 뒤처진 것은 사실이지만 1990년대 D램반도체 개발 때처럼 정부가 나서서 핵심기술 개발에 집중하는 동시에 산업계를 끌어들여 함께 뛰는 전략을 쓴다면 빠르게 추격이 가능할 것이다.” ●국내 기관·대학 연구인력 150명 불과 -세계 각국의 대응과 한국의 양자기술 수준이 궁금하다. 김정상 “과학사를 보면 새로운 혁신은 당장 보기에는 ‘저게 가능할까’라는 분야에서 시작됐다. 현재 양자기술이 그렇다. 그렇기 때문에 미국이나 유럽은 물론 중국 등에서도 양자기술 상용화에 투자를 늘리고 기업들도 관심을 갖고 있는 추세다.”김재완 “20세기까지만 해도 양자물리학은 정보를 담는 하드웨어로만 인식됐는데 양자정보기술은 하드웨어와 소프트웨어, 시스템 전체를 양자로 대체할 수 있다고 본다. 이 같은 추세가 조금만 지나면 TV 원리를 모르고도 영상을 보고 즐기듯 양자기술 원리를 모르고도 양자를 활용할 수 있게 될 것이다. 선진국들도 그런 측면에서 지원을 늘리고 있다.” -기술 확보를 위해선 인력 확보가 중요하다. 미국의 경우 양자기술 인력 양성을 위해 정부에서 어떤 지원을 하고 있나.김정상 “네트워크 효과라는 것이 있다. 특히 젊은층이 양자기술에 대해 관심을 갖도록 계기를 마련해 주면 그들을 시작으로 기술에 대한 관심이 빠르게 사회 전체로 확산될 것이다. 미국은 상용화 초기 단계에 진입해 있기 때문에 양자기술 관련 연구조직들이 기존 정부 주도에서 민간 부분이 점점 확대돼 정부와 민간이 절반씩 차지하는 분위기다. 미국 정부는 양자기술로 사회 당면문제를 어떻게 해결할지, 기업 상용화를 어떻게 도와줄 수 있는지에 주목하고 있다.” ●정부, 젊은층 관심 갖게 계기 마련을 -한국에서는 양자기술 전문인력을 확보하기 위해서는 어떤 노력을 하고 있는가.이경수 “현재 국내 양자 연구인력은 150명 정도에 불과하다. 대부분이 정부출연 연구기관과 대학에 있다. 산업계에서는 거의 찾아볼 수 없다. 그렇다고 옛날처럼 ‘전문가 100만명 양성’ 같은 전략은 말도 안 되고 현실성도 없다. 양자기술이 상용화돼 산업 생태계가 형성되기 전까지는 배출된 인력을 안정적으로 흡수할 수 있는 일자리를 만들기 위해 정부가 노력하고 있다.” -한국이 취해야 할 국제협력전략은 무엇인가. 이경수 “조 바이든 정부 출범 후 미국은 중국과 기술패권 경쟁을 가속화하면서 동맹국과 연합해 첨단기술의 글로벌 주도권 확보에 주력하고 있다. 이에 우리 정부는 지난해 5월 한미 정상회담을 계기로 양자기술과 관련해 미국과학재단이나 에너지부와 공동연구, 인력 교류 등 실질적 협력 확대를 위한 양해각서를 체결했다. 연구보안 강화를 전제로 한미 간 연구용 소재, 부품, 장비 수출입 규제 완화 등도 협의해 나갈 것이다.”정병선 “국제협력에서 중요한 것은 ‘주고받기’다. 개발도상국 시절처럼 우리가 받기만 할 수 없다. 양자기술 로드맵과 연구개발 전략을 수립할 때 우리가 경쟁력을 가질 수 있는 분야를 발굴해 집중 투자해야 한다. 양자기술을 적용하고 해결할 수 있는 문제들을 발굴해 산업 생태계를 만들어 준다면 외국 전문인력도 유입할 수 있고 기술경쟁에서도 우위를 가질 수 있을 것이다.” ●실패 과정서 습득 노하우 타분야 적용 -산업생태계 형성에서 중요한 점은 무엇인가. 김정상 “성공한 기업가들의 공통점은 큰 실패를 해 봤다는 것이다. 첨단기술 분야에 처음 진입할 때는 위험 부담이 클 수밖에 없다. 양자기술이라는 새로운 분야에 뛰어들어 실패를 하더라도 그것을 디딤돌로 해 새로운 도전을 할 수 있는 분위기를 만들어 주는 것이 중요하다. 양자기술 확보에서 정부의 역할은 바로 그런 분위기를 조성하는 것이다.” 이경수 “위험부담이 있는 분야 연구에 뛰어들 때 한국의 많은 연구자들은 실패하면 감사를 받거나 법적 부담 걱정부터 한다. 양자기술을 비롯해 국가전략기술에 대해서는 실패를 하더라도 새롭게 도전할 수 있는 분위기를 만들려고 하고 있다. 또 정부 부처별 벽을 낮춰 자유로운 융합연구가 가능하게 하려고 하고 있다.” 정병선 “정부 연구개발(R&D) 예산을 만들 때 크지는 않더라도 창의·도전·혁신 연구프로젝트를 위한 비용을 마련해 둘 필요가 있다. 또 첨단기술 연구를 할 때는 규제를 덜 받는 시스템이 적용돼야 한다.” 김재완 “새로운 분야에 도전하고 실패하는 과정에서 배우는 것이 많다. 그렇지만 한국에서는 실패를 단순한 실패로 보는 경우가 많다. 실패 과정에서 습득한 노하우들을 생각지 못한 분야에서 활용할 수도 있다. 해당 분야가 아닌 다른 분야에 적용할 수 있는 ‘스핀오프’ 기술도 그런 과정에서 나오는 것이다.” 김정상 “미국 정부는 처음 양자컴퓨터를 개발할 때 위험 부담이 크기 때문에 규모는 크지 않지만 작은 단위로 꾸준히 지원해 디딤돌을 만들어 주는 전략을 썼다. 실리콘밸리에서도 창업기업의 90%는 크게 성공하지 못한다. 90%는 실패하지만 10%가 엄청난 부가가치를 창출하는 것이다. 장기적으로 보면 그 10%를 위해 투자하는 것이 맞다. 양자기술도 마찬가지다.”

초신성 폭발이 일어나는 현장이 관측 사상 처음으로 망원경에 잡혔다.  태양보다 10배 이상 큰 별은 생애 마지막에 적색거성으로 진화했다가 대폭발로 별의 일생을 끝내는데, 이를 초신성 폭발이라 한다. 신성이라고는 하지만 사실 늙은 별의 임종이다. 옛날 망원경이 없던 시대에 갑자기 밝은 별이 나타난 것을 보고 신성이라 불렀을 뿐이다.  이런 초신성 폭발이 일어나면 그 밝기는 한 은하를 초월할 정도로 우주에서 일어나는 가장 극적인 드라마라 할 수 있다. 우리은하에서는 100년에 한 번꼴로 나타나는데, 희한하게도 400년 전 연달아 초신성 폭발이 있은 후 이제껏 잠잠했다. 그러다가 마침내 외부은하에서 터지는 초신성을 천문학자들이 발견했다. 관측 연구팀은 하와이에서 망원경을 사용해 2020년 여름 적색 초거성 관측 자료를 수집했다. 그리고 9월 한 적색거성이 ‘SN 2020tlf’로 명명된 초신성 폭발로 별의 생애를 끝냈다. 이 초신성 폭발에 대해 연구팀은 "가장 흥미로운 사례 중 하나"라고 밝혔다. 이번 결과를 보고한 연구 주저자이자 미국 캘리포니아대 버클리캠퍼스(UC 버클리)의 천문학과 대학원생 연구원 윈 제이콥슨-갈란은 관측 자료를 수집한 케크 천문대의 성명에서 “이는 거대한 별이 죽기 직전 어떤 움직임을 보이는지 규명하는 데 있어 획기적인 사건”이라면서 “처음으로 적색 초거성이 폭발하는 것을 목격했다”고 밝혔다. 성명에 따르면, 폭발한 별은 태양 질량의 약 10배에 달하는 적색 초거성으로, 지구에서 약 1억 2000만 광년 떨어진 NGC 5731 은하에 있는 별이었다. 이번 연구에 참가한 천문학자들은 2020년 1월에 시작해 폭발 후 거의 1년 동안 여러 망원경에서 초신성을 포함한 이 지역의 관측 자료를 수집했다. 미 항공우주국(NASA) 우주망원경 닐 게렐스 스위프트 천문대는 별이 폭발한 후 작업에 합류했다. 일부 기록 보관소의 관찰과 함께 이 모든 정보는 과학자들에게 별이 마지막 날에 어떻게 행동했는지, 초신성 폭발이 어떻게 전개되는지에 대한 통찰을 제공했다.천문학자들이 특히 관심을 끈 것은 초신성 이전의 지난 4개월 동안 수집된 별에 대한 관측으로, 초신성 현상에 빛을 던져준 것이었다. 지금까지의 관측에서는 적색 초거성이 폭발하기 전 특이한 동향을 보인다는 예측은 전혀 없었다. SN 2020tlf의 활동은 이러한 별 중 일부가 폭발의 징후를 사전에 나타낼 수 있음을 보여준 것이다. 이번 성과는 적색 초거성의 마지막 과정에 대한 이제까지의 상식을 뒤엎는 것이다. 지금까지 생각했을 때 폭발 전의 적색 초거성은 비교적 온화한 것으로 알려져왔다. 연구의 선임 저자이자 UC 버클리의 천문학자인 라파엘라 마르구티 박사는 같은 성명에서 “이는 마치 시한폭탄을 보는 것과 같다”고 표현하며 “지금까지 우리는 죽어가는 적색 초거성에서 그렇게 극적인 방출과 폭력적인 활동을 확인한 적이 없었다”고 덧붙였다. 천문학자들은 초신성 사건으로 이어지는 마지막 수개월을 더 잘 이해하기 위해 더 많은 적색 초거성 사전 분출을 발견하기를 기대하고 있다. 제이콥슨-갈란 연구원은 “이 발견으로 밝혀진 모든 미지의 사실에 가장 흥분된다”면서 “SN 2020tlf와 같은 사건을 더 많이 감지하면 항성 진화의 마지막 단계를 규명하는 데 큰 진전을 이룰 것이며, 나아가 관측자와 이론가를 결합해 거성이 생애의 마지막 순간을 어떻게 보내는지에 대한 미스터리를 풀 수 있을 것”이라고 말하며 기대를 나타냈다.  연구 성과는 ‘천체물리학 저널’ 1월 6일자에 게재됐다.

1797년 영국 과학자 헨리 캐번디시는 납 공과 나무 막대, 철사로 만든 장치를 이용해 중력의 강도를 측정했다. 21세기에 과학자들은 좀 더 정교한 도구인 원자를 사용하여 그와 같은 일을 하고 있다.  중력은 물리학 입문 수업의 초기 주제이지만, 그렇다고 해서 중력의 성질이 완전히 밝혀졌다는 얘기는 아니다. 과학자들은 계속해서 더 높은 정밀도로 중력을 측정하려고 시도하고 있다.  한 그룹의 물리학자들이 원자에 대한 시간 지연(속도 또는 중력 증가로 인한 현상)의 효과를 사용하여 이 실험을 했다. 지난 13일 '사이언스' 저널 온라인에 게재된 논문에서 연구원들은 이 실험으로 시공간의 곡률을 측정할 수 있었다고 발표했다.  이 실험은 원자 간섭계라는 장비를 사용한 것으로, 양자 역학의 원리를 이용한다. 광파가 입자로 표현될 수 있는 것처럼 입자는 '파동 다발'로 표현될 수 있다. 그리고 광파가 중첩되어 간섭을 일으킬 수 있는 것처럼, 물질 파동도 마찬가지이다. 특히, 원자의 파동 다발이 둘로 쪼개져 무언가를 하도록 한 다음 다시 결합하게 되면 더 이상 파동이 정렬되지 않을 수 있다. 즉, 위상이 변경되는 것이다.  새로운 연구에 참여하지 않은 독일 울름 소재의 양자기술연구소 물리학자인 알버트 로라는 "이 위상 변화에서 유용한 정보를 추출하려고 시도한다"라고 스페이스닷컴에 말했다. 로라는 새로운 연구에 대해 '전망'이라는 제목의 글을 사이언스에 게재했다. 중력파 탐지기는 이와 비슷한 원리로 작동한다. 이러한 방식으로 입자를 연구함으로써 과학자들은 전자가 어떻게 행동하는지, 중력이 실제로 얼마나 강한지, 그리고 중력이 상대적으로 짧은 거리에서 미묘하게 변화하는 방식 등, 우주가 작동하는 핵심 원리 뒤에 있는 숫자를 미세 조정할 수 있다. 이는 스탠퍼드 대학의 크리스 오버스트리트와 그의 동료들이 새로운 연구에서 측정한 마지막 효과이다. 이를 위해 그들은 10m 높이의 진공관으로 구성된 '원자 분수'를 만들었다. 이 진공관은 맨 꼭대기 주위에 고리를 두르고 있다. 연구원들은 원자 분수를 통해 레이저 펄스를 발사하여 원자 분수를 제어했다. 한 번의 펄스로 그들은 바닥에있는 두 개의 원자를 발사했다. 두 번째 펄스가 그들을 다시 떨어뜨리기 전에 두 원자는 각각 다른 높이에 도달했다. 세 번째 펄스는 바닥에 있는 원자를 포착하여 원자의 파동 다발을 재결합했다. 여기서 연구원들은 두 개의 파동 다발이 위상이 다르다는 것을 발견했다. 이는 원자 분수의 중력장이 완전히 균일하지 않다는 증거이다. 로라는 알버트 아인슈타인의 가장 유명한 이론 중 하나를 언급하면서 "이는 일반 상대성 이론에서 실제로 시공간 곡률의 효과로 이해될 수 있다"라고 말했다. 더 높이 올라간 원자는 고리에 가까웠기 때문에 고리의 중력 덕분에 더 많은 가속도를 경험했다. 완벽하게 균일한 중력장에서 이러한 효과는 상쇄되지만 이 실험에서는 그렇게 되지 않았다. 원자의 파동 다발은 서로 위상이 달랐고, 시간 지연의 효과로 더 많은 가속을 경험한 원자는 상대 원자와 시간이 약간 어긋났다. 그 결과는 아주 작은 변화지만 원자 간섭계는 이를 감지할 만큼 충분히 민감하다. 과학자들은 고리의 위치와 질량을 제어할 수 있기 때문에 로라는 "그들은 이러한 효과를 측정하고 연구하고 있다"고 밝혔다. 이 발견의 이면에 있는 기술인 원자 간섭계는 난해해 보일 수 있지만, 언젠가는 원자 간섭계가 중력파를 감지하고, GPS보다 더 나은 탐색에 도움이 되는 데 사용될 수 있다고 연구원들은 덧붙였다.