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.

중국 과학자들이 달과 같은 환경을 갖춘 연구시설인 ‘인공 달’을 만들었다. 12일 홍콩 사우스차이나모닝포스트(SCMP)에 따르면, 중국광업기술대학 연구진이 장쑤성 쉬저우에 만든 이 시설은 지구 6분의 1 수준의 중력과 대기가 없으면 기온이 극단적으로 변화하는 달의 환경을 재현해냈다. 시설의 핵심은 지름 60㎝인 ‘소형 달’을 품은 진공실이다. 달에 있는 것처럼 가벼운 암석과 먼지로 구성된 ‘인공 달’은 자기장으로 지구의 6분의 1의 중력을 유지한다. 이곳에선 개구리와 밤 등이 중력에 반해 떠오른다.  인공 달은 노벨 물리학상을 받은 러시아 과학자 안드레 가임이 자석을 활용해 살아있는 개구리를 부양하게 한 실험에서 아이디어를 얻어 만들어진 것으로 알려졌다. 인공 달 프로젝트를 지휘한 과학자 리루이린은 “이런 종류의 시설은 세계 최초”라면서 “달 환경 실험을 완전히 새로운 수준으로 끌어올렸다”고 밝혔다. 그러면서 “인공 달은 달 기지 건설을 비롯해 향후 중국의 달 탐사 임무에서 핵심 역할을 수행할 것”이라고 기대했다. 과학자들이 인공 달에서 다양한 실험을 수행해 실제 달 탐사에서 값비싼 시행착오를 피할 수 있다는 설명이다. 리 과학자는 “암석과 먼지가 지구와는 완전히 다른 방식으로 움직이는 달의 극단적인 환경을 재현한 시설에서 3D프린팅 같은 기술을 활용해 달 표면에 건물을 지을 수 있는지 등을 실험할 수 있다”고 말했다. 이어 “이 인공 달에서 진행되는 일부 실험은 달 표면 아래 있는 물을 어디서 찾을 수 있는지 등 핵심 단서들을 제공할 것”이라고 전망했다.미중 우주 탐사 경쟁 속 중국은 세계 최초로 달 전면과 뒷면에 모두 착륙하는 등 달 탐사에서 속도를 내고 있다. 중국 달 무인 탐사선 ‘창어 3호’는 2013년 달 앞면에 착륙했고, 이어 창어 4호는 2019년 1월 지구에서 보이지 않는 달의 뒷면에 인류 최초로 착륙했다. 우옌화 중국국가항천국(CNSA) 부국장은 지난달 27일 중국중앙(CC)TV와 인터뷰에서 예정보다 8년 빠른 2027년쯤 달 연구 기지를 세울 것이라는 계획을 밝힌 바 있다.

일반적인 행성처럼 동그란 구(球·sphere) 형태가 아닌 기형으로 변형된 행성이 처음으로 확인됐다. 최근 프랑스 파리천문대 등 국제공동연구팀은 우주망원경 ‘키옵스’(CHEOPS)를 통해 외계행성 'WASP-103b'를 분석한 결과 구체가 아닌 럭비공처럼 기형으로 보인다는 연구결과를 국제학술지 ‘천문학 및 천체물리학’(Astronomy & Astrophysics) 최신호에 발표했다. 지난 2014년 처음 발견된 WASP-103b는 지구에서 약 1000광년 떨어진 헤라클레스 자리에 위치하고 있으며, 태양계에는 존재하지 않은 형태의 행성인 '뜨거운 목성'(hot Jupiter)형 행성이다. 뜨거운 목성은 우리의 목성과 같은 거대한 가스 행성이지만 모항성(WASP-103)과 매우 가까운 탓에 표면온도가 뜨거워 이같은 별칭으로 불린다. WASP-103b는 목성보다 약 2배 정도 크며 모항성은 우리 태양보다 약 1.7배 더 크고 조금 더 뜨겁다.그렇다면 왜 WASP-103b는 기형의 형태를 갖게됐을까? 이는 행성이 모항성과 바짝 붙어있어 강한 조석력의 영향을 받기 때문이다. WASP-103b가 모항성을 공전하는데 걸리는 시간은 불과 22시간. 이렇게 가까운 거리 때문에 WASP-103b는 강한 조석력으로 당겨져 기이한 모양으로 변형된 것. 논문의 선임저자 포르투갈 대학 수사나 바로스 연구원은 "지구에도 달과 태양으로 인해 조석이 있지만 이는 바다에서만 볼 수 있다"면서 "행성이 어떻게 변형되는지 측정해 그 행성이 암석형인지 기체형인지와 내부 구조를 파악할 수 있다"고 설명했다. 이어 "　WASP-103b는 항성의 가열과 여러 매커니즘으로 인해 매우 부풀어졌을 가능성이 높다"고 덧붙였다. 한편 이번 연구에서는 지난 2019년 유럽우주국(ESA)이 쏘아올린 외계행성 탐사용 우주망원경 위성 ‘키옵스’(CHEOPS)가 사용됐다. 키옵스는 행성을 거느린 것으로 파악된 가까운 항성을 관측하는 용도로 발사된 첫번째 위성으로, 지구 700㎞ 상공을 돌며 ‘해왕성∼지구 크기의 행성’을 집중적으로 관찰하고 있다. 　  

호주 상공에 미확인비행물체(UFO) 수십 대가 동시에 나타나 현지 주민을 놀라게 했다. 11일 데일리메일 호주판에 따르면, 뉴사우스웨일스주 시드니와 센트럴 코스트의 주민들은 지난 7일 밤 소셜미디어서비스(SNS)상에 UFO 수십 대를 포착한 영상을 공유했다. 한 영상에서는 시드니 남부해안 헌틀리스 포인트에서 낚시하던 한 남성이 하늘에 약 20개의 비행기 불빛 같은 것이 일렬로 늘어선 모습을 가리키며 정체가 뭐냐고 질문하기도 했다.시드니 천문대는 SNS상에 공유된 여러 UFO 영상에 대해 일론 머스크가 이끄는 미국 우주탐사 기업 스페이스X의 인공위성 인터넷서비스 ‘스타링크’라고 밝혔다. 호주국립대(ANU)의 우주물리학자 브래드 터커 박사도 7뉴스 방송과의 인터뷰에서 “호주 여러 지역에서 목격된 스타링크 위성은 앞으로도 몇 년간 흔히 볼 수 있을 것”이라고 말했다. 스페이스X는 같은 날(현지시간 6일) 미국 플로리다주 케네디 우주센터에서 팰콘9호 로켓으로 35번째 스타링크 위성을 발사했다. 각각 탁자 크기 정도인 49개의 스타링크 위성은 발사 1시간 20분 만에 로켓에서 분리됐다. 스페이스X는 지금까지 스타링크 위성 1800개 이상을 쏘아 올려 궤도에 안착시켜 놓은 상태로, 미국을 비롯한 일부 국가에서 인터넷 서비스를 제공하고 있다.

전 세계 천문학자와 우주 팬이 안도의 한숨을 내쉬었다. 제임스웹 우주망원경의 복잡한 전개작업이 완벽하게 마무리되었기 때문이다. 100억 달러(한화 약 12조원)가 투입된 미 항공우주국(NASA)의 웹 망원경은 1월 8일(이하 미국동부시간) 거대한 주경의 두 번째 '날개'를 펼쳐서 주경의 단일 집광표면을 완성함으로써 길고도 위험했던 모든 전개작업을 완벽하게 매조졌다. 오전 10시 30분 직전에 마지막 거울 부분이 제자리에 고정되었다. 3시간도 채 안 된 오후 1시 17분, 미국 메릴랜드주 볼티모어에 있는 관제센터에서 환성과 하이파이브가 터지면서 웹 망원경의 완전한 탄생을 축하했다. NASA 과학담당 부국장인 토마스 주부큰은 마지막 이정표가 세워진 뒤 웹 팀에 "우리는 궤도에 망원경을 배치했다"라고 선포하면서 "세상에서 한 번도 본 적이 없는 놀라운 망원경이다"라고 감개무량해했다.메릴랜드주 볼티모어에 있는 우주망원경 과학연구소에서 라이브로 웹캐스트를 진행한 NASA 천체물리학자 미셸 탈러는 "나는 지금 가슴에서 이런 종류의 빛이 느껴진다. 주경의 크기는 웹과 인류에게 빅뱅이 시작된 지 불과 1억 년 후의 우주를 볼 수 있는 기회를 줄 것"이라고 밝혔다. 웹은 지난 크리스마스 날 남미의 유럽 우주공항에서 발사되어 우주 최초의 별과 은하를 관찰하고 흥미로운 외계행성의 대기를 탐색해 생명체의 증거가 될 수 있는 흥미로운 화학물질의 발견에 나선다. 웹은 우리가 열로 느끼는 파장인 적외선으로 우주를 볼 수 있도록 최적화되어 있다. 망원경의 광학장비와 기구는 이러한 희미한 열 신호를 포착하기 위해 극도로 차갑게 유지되어야 한다. 따라서 웹은 햇빛을 차단하는 테니스장만 한 크기의 5겹 차광막을 자랑한다.차광막의 구조 속에는 140개의 이탈장치와 70개의 힌지 조립체, 400개의 도르래 장치, 총 400m의 케이블 90개와 8개의 전개 모터가 있으며, 이 모두가 5장의 펼침막이 계획대로 전개되도록 작동해야 한다. 발사 3일 만에 시작해 일주일 정도 걸린 차광막 전개 기간 이 모든 부품은 완벽하게 작동했다. 거울을 적절한 위치에 고정함으로써 웹의 복잡한 기본 전개 단계는 종료되었다. 다음 주요 이정표는 발사 후 29일 동안 예정된 엔진 분사로, 웹은 최종 목적지인 태양-지구 라그랑주 2지점(L2) 주위의 궤도에 진입하게 된다. 지구로부터의 거리는 지구-달 거리의 약 4배인 150만㎞이다.웹 팀원들은 망원경이 L2에 도착한 후에도 여전히 할 일이 많다. 예컨대, 웹의 주경 18개를 정확하게 정렬하여 각 낱개 거울이 단일 집광 표면으로 기능하도록 하는 고난도 작업이 기다리고 있다. 거울 정렬은 150㎚(10억분의 1m)의 정확도까지 완벽해야 한다. 이 작업은 5개월 정도 소요될 것으로 예상된다. 참고로, 종이 한 장의 두께는 약 10만㎚다. 정기적인 과학 작업은 발사 후 6개월 후인 2022년 6월 말이나 7월 초에 시작될 것으로 예상된다. 그 후 최소 5년 동안 웹은 우주 최초의 별과 은하를 연구하고, 주변 외계행성의 대기에서 생명체 흔적인 화합물을 찾는 등 다양한 관측 활동을 수행하게 된다. 계획 활동 기간은 10년이지만, 상황이 허락하면 수명을 그 이상으로 연장할 수 있을 것으로 기대된다. 

자연 생태계의 보고인 갈라파고스 제도에서 가장 높은 화산이 7년만에 분화했다. 지난 7일(이하 현지시간) 에콰도르 지구물리학 연구소는 갈라파고스 제도 이사벨라섬 북쪽 울프화산이 5일 자정 경 분화했으며 화산이 뿜어낸 연기와 재 기둥이 3793m 상공까지 치솟았다고 밝혔다.보도에 따르면 화산 분화 직후부터 연기와 더불어 용암이 흘러나오기 시작했으나 인명이나 생태계 피해는 거의 없을 것으로 알려졌다. 현지 주민이 사는 거주지역이 섬 반대편으로 100㎞ 이상 떨어져 있기 때문. 에콰도르 갈라파고스 국립공원 관리당국은 "사람은 물론 대부분의 동물도 화산의 반대편에 서식하고 있어 생태계에 피해는 없을 것으로 보인다"면서 "다만 만약의 사태에 대비해 공원 관리자와 과학자 등 8명이 현장에서 대피했다"고 밝혔다.남미 본토에서 1000㎞ 떨어진 태평양의 화산 군도인 갈라파고스 제도는 다양한 동식물이 서식하는 생물 다양성의 보고로 찰스 다윈의 진화론에 영감을 준 곳이기도 하다. 특히 울프 화산섬은 멸종위기종인 분홍 이구아나의 전 세계 유일 서식지다. 지난 1986년 처음 발견된 분홍 이구아나는 현재까지 총 211마리만 남아있는 것으로 알려졌다.

1962년 영국 케임브리지대 캐번디시 연구소의 두 업적이 노벨상을 받았다. 제임스 왓슨과 프랜시스 크릭은 DNA 이중나선 구조를 밝혀 노벨 생리의학상을 수상했고, 맥스 퍼루츠와 존 켄드루는 헤모글로빈의 구조를 분석한 연구로 노벨 화학상을 품에 안았다. 당시까지 캐번디시 연구소의 정체성은 물리학 연구소였다. 설립 목적, 역대 소장, 그리고 연구소의 유명 과학자들은 대부분 물리학자들이다. 예를 들어 맥스웰 방정식의 제임스 맥스웰, 전자를 발견한 J J 톰슨, 원자핵을 발견한 어니스트 러더퍼드 등이 있다. 그런데 1962년에 왓슨과 크릭, 퍼루츠와 켄드루에게 노벨 물리학상이 아니라 노벨 화학상과 노벨 생리의학상이 돌아갔다. 유서 깊은 물리학 연구소에서 이런 연구가 어떻게 가능했을까? 캐번디시 연구소는 1874년 실험물리학 연구소로 시작됐다. 학생들을 위한 물리학 교육과 연구 환경을 만들기 위해 설립됐고 초대 소장 맥스웰이 기틀을 닦았다. 이 연구소가 다양하고 선구적인 연구로 명성을 얻게 된 데에는 3대 소장인 톰슨의 공이 컸다. 톰슨은 1884년 스물일곱 살에 소장 후보로 추천됐다. 당시 위원회가 어떤 기준으로 청년 과학자를 소장으로 선택했는지는 분명하지 않다. 다만 톰슨이 30년 이상 소장으로 재직하는 동안 연구소의 성장을 보면 위원회의 선택이 옳았음을 알 수 있다. 톰슨 자신은 1897년 전자를 발견했다. 그리고 호주 출신 러더퍼드를 비롯해 영국, 영연방, 유럽 출신 인재들이 모여 창의적 연구를 할 수 있도록 했다. 유능한 소장의 리더십 아래 개방적이고 느슨하지만 조직된 연구 전통은 계속됐다. 화학, 분자생물학 등으로 연구가 확장된 계기는 로런스 브래그의 소장 부임이었다. 캐번디시 연구소 학생이었던 그는 엑스(X)선 회절을 이용한 결정 구조 분석 연구로 1915년 노벨 물리학상을 받았다. 이 연구는 X선 결정학의 시작이었다. 브래그는 맨체스터대를 거쳐 1938년 캐번디시 연구소의 소장이 됐다. 제2차 세계대전이 끝난 뒤 연구소의 재정 사정이 나빠졌고 연구원도 뿔뿔이 흩어졌기 때문에 연구소 형편에 맞는 새로운 연구주제를 찾아야 했다. 분자생물학은 1930년대 미국에서 성장한 떠오르는 분야였다. 유기물 X선 결정학 연구는 물리학 기반에서 접근 가능한 분자생물학 연구 주제였다. 브래그는 금속, 광물을 주로 연구했지만 의학연구위원회를 설득해 캐번디시 연구소에 분자생물학 연구실을 열었다. 그리고 생화학을 공부한 퍼루츠에게 이 연구실을 맡겼는데, 이 새로운 주제에 매력을 느낀 젊은 연구자들이 모여들었다. 그들 중에는 물리학을 전공한 크릭과 미국에서 생물학 박사학위를 마친 왓슨도 있었다. 이 사례는 융복합 과학기술 교육과 연구를 위한 힌트를 준다. 첫째가 개방성이 중요하다는 점이다. 캐번디시 연구소는 전통을 중시하는 동시에 소장의 리더십을 존중하고 운영의 자율성을 인정했다. 역대 소장들은 자기 분야만 고집하지 않고, 재능 있는 여러 전공 연구자들에게 기회를 주었다. 둘째는 지적 연결에 기반해 연구 영역을 넓혔다는 것이다. 브래그의 선택은 X선을 매개로 물리학과 연결되는 유기물 X선 결정학이었다. 최신 흐름을 반영하면서도 실현 가능한 영역이었다. 세 번째가 지적 다양성이다. 역대 소장과 다양한 배경을 가진 연구원들은 스스로 학문 분야의 경계에 얽매이지 않고 연구 내용을 중심으로 교류하고 협동을 이어 갔다. 융복합 과학기술을 위해 기존 학과에 새 교과과정을 설치하거나 새로운 학과를 만드는 것은 필요하다. 그러나 더 중요한 것은 캐번디시 연구소에서 볼 수 있었던 개방적이고 포용적인 과학자 리더십, 그 리더십을 인정해 주는 대학의 행정, 다양성과 지적 유연성이 작동할 수 있는 자율적 분위기이다.

14∼16세기 르네상스가 한창이던 시절 과학자들은 변화하고 움직이는 모든 것들을 유체(流體) 현상으로 이해하려고 했다. 고대 그리스의 철학자 헤라클레이토스가 남긴 언명 ‘판타 레이’(panta rhei)의 영향력이 여전했기 때문이다. ‘만물유전’(萬物流轉)이라 번역되는 판타 레이는 ‘모든 것은 흐른다’라는 뜻을 갖고 있다. 수많은 천재와 지성들은 세계를 판타 레이의 관점으로 봤고, ‘소용돌이’라는 뜻을 가진 보텍스(vortex)를 중심에 놓고 우주와 물리 현상을 해석했다. 그러나 과학이 발전하면서 유체들은 하나둘 사라졌다. 근대과학의 효시로 추앙받는 아이작 뉴턴은 중력 법칙으로 보텍스들을 깨끗이 소멸시켰고, 현대물리학이 양자역학과 상대성이론을 두 기둥으로 삼은 이후엔 유체역학 역시 설 자리를 잃었다. 새 책 ‘판타 레이’는 판타 레이가 지배하던 시절의 이야기를 담고 있다. 여기에 현대 과학 이야기를 적당히 섞어 이해를 돕는다. 한데 굳이 현대와 단절된 옛 과학 이야기를 들춰내는 이유는 뭘까. 사실 불꽃처럼 휘몰아치다 소멸한 옛 과학의 역사는 현대 과학의 기저에서 끊이지 않고 이어져 왔다. 유체역학처럼 말이다. 물리학에서 잊혀졌던 유체역학은 두 차례 세계대전을 거치며 항공기와 로켓의 기초 이론으로 다시 각광받고 있다. 저자는 유체역학을 연구한 로켓 분야 권위자다. 듣는 것만으로도 머리에 쥐가 날 것 같은 이름과 용어들이 무수히 날아다니지만 책은 그리 어렵지 않다. 과학 이론 자체에 대한 설명보다는 그 이론이 나오게 된 배경, 영향, 역사, 예술 등의 이야기들을 종횡으로 탐색하고 있기 때문이다. 낭만적인 과학의 역사, 혹은 장삼이사의 눈높이에 맞춘 과학 철학을 담은 책 정도로 이해하면 될 듯하다. 책엔 과학자뿐 아니라 미술가, 음악가, 경제학자 등도 등장한다. 페이지를 넘기다 보면 토머스 그레셤 이전부터 ‘악화가 양화를 구축’하는 현상을 발견하고 있는 코페르니쿠스, 명화 ‘비너스의 탄생’에 보텍스의 흐름을 그려넣고 있는 보티첼리와 만나는 등 뜻밖의 경험을 하게 된다.

1980년대 우주선 세트에서 과학쇼를 진행해 프랑스에서 인기를 얻은 유명 방송인 쌍둥이가 코로나19로 6일 사이 잇따라 숨졌다. 이들은 코로나19 백신을 맞지 않은 미접종자인 것으로 파악됐다. 영국 BBC방송과 AFP통신 등 외신에 따르면 72세의 그리슈카와 이고르 보그다노프 형제가 지난해 각각 12월 28일과 올해 1월 3일 파리의 한 병원에서 사망했다. 이들은 지난해 코로나19에 감염돼 12월 중순 병원에 입원했다. 이들은 코로나19 백신을 맞지 않았다. 이들 형제의 친구이자 전직 교육부 장관인 뤽 페리는 “형제는 ‘우리는 지방 1g도 없이 매우 건강하다. 백신이 바이러스보다 위험하다’면서 백신 접종을 거부했다”고 말했다. 그러나 페리 전 장관은 형제가 ‘백신 반대론자’는 아니었다며 “자신들에게 필요가 없다고 생각했을 뿐”이라고 주장했다. 오스트리아 귀족 후손인 보그다노프 형제는 ‘템프스X’(TempsX)라는 과학쇼를 1979년부터 1987년까지 진행하며 프랑스에서 큰 인기를 끌었다. 토요일 오후에 방영된 이 프로그램은 대중에게 과학을 널리 알리는 데 공헌한 것으로 평가받는다. 프랑스 일간 르몽드는 보그다노프 형제가 진행한 프로그램은 당시 키치 문화의 아이콘이었으며 당시의 최첨단 기술을 강조했다고 설명했다. 프로그램이 막을 내린 뒤 보그다노프 형제는 얼굴 성형으로 사람들의 관심을 모았다. 턱, 입술, 광대뼈 등이 극적으로 변한 형제는 “외계인과 같은 얼굴을 가진 것을 자랑스럽게 생각한다”고 말하기도 했다. 그리슈카는 “사람들이 성형수술이라 부르는 수술을 받은 적이 없다”고 단호하게 말했으며, 이들 형제는 ‘실험적이고 매우 진보된’ 기술을 시도했다고 주장했다. 다만 페리 전 장관은 쌍둥이가 모두 보톡스 주사를 맞았다고 밝혔다. 형제는 이후 수학 및 이론물리학 박사학위 논문을 발표했는데, 그들의 논문을 둘러싸고 논쟁이 벌어지기도 했다. 학계에서는 이들의 논문을 혹평했다. 프랑스 언론의 조롱을 받은 형제는 2014년 명예훼손 소송에서 승소했다. 그러나 프랑스 국립과학연구센터를 상대로 낸 소송에서는 패소했다. 이들은 비트코인 개발에 참여했다고 주장하고 올해는 자체적인 암호화폐를 내놓겠다고 발표하기도 했다. 암호화폐 투자자들 사이엔 이들이 시장을 조종한다는 내용의 밈(meme·인터넷에서 패러디나 재창작의 소재로 유행하는 이미지나 영상)이 널리 퍼졌다. 쌍둥이는 입원 전 예전처럼 우주선 세트장에서 진행하는 과학 프로그램을 부활시키려는 작업을 하고 있었다. 이고르의 유족은 “그가 자녀와 가족들이 지켜보는 앞에서 빛을 향해 떠났다”고 발표했다.

미 항공우주국(NASA)에서 40여 년간 일한 과학자가 은퇴하며 화성 이주를 위한 구체적인 방법론을 제시했다. 뉴욕타임스 2일자 보도에 따르면, 1980년 NASA 합류 뒤 12년간 행성과학 부문 책임자, 3년간 수석과학자(최고위 직급)를 역임한 유명 물리학자 제임스 그린 박사는 1일 공식 은퇴하며 화성을 사람이 살 수 있는 환경으로 바꾸는 ‘테라포밍’(Terraforming·지구화) 계획은 실제 실현이 가능하다고 밝혔다. 그는 화성에 거대한 인공 자기장을 만들어내면 인간이 장기간 거주할 수 있다고 주장한다. 화성은 자기장이 약해 태양풍(태양에서 날아오는 고에너지 입자의 흐름)에 의해 대기가 쓸려나가 산소가 극히 적다. 대기가 적은 탓에 방사선의 양도 지구의 50배가 넘는다. 이 때문에 사람이 화성에 3년 정도만 체류한다고 해도 NASA가 우주비행사에게 허용한 방사능 양의 평생치를 초과하게 된다. 그는 “태양풍이 화성의 대기를 벗겨내는 현상을 막을 수 있다면 화성에도 사람이 살 수 있는 기후가 만들어질 것”이라면서 “대기가 두터워지면 화성 스스로도 테라포밍을 시작할 것”이라고 밝혔다.NASA의 화성 테라포밍 계획은 2017년 처음 공개됐다. 당시 그린 박사는 화성의 자기장을 어떻게 형성하고, 또 이를 통해 바뀔 화성의 기후가 인류의 우주 탐사와 사회에 도움이 될 것인지에 관한 초기 계획을 제시했다. 계획은 화성을 ‘자기 꼬리’(magnetotail)라는 영역 안에 들어서게 해 태양풍으로부터 벗어나게 하는 것이다. 그러면 기온이 높아져 극지방을 덮는 얼음층이 녹고 그 밑에 갇힌 이산화탄소가 대기로 돌아간다. 땅 밑에 있던 얼음마저 녹으면 오래전 존재하던 바다의 일부도 다시 생길 수 있다는 주장이다. 태양풍으로부터 화성 대기를 보호하는 인공 자기장은 화성과 태양 사이 라그랑주 포인트(두 개 이상의 천체에서 받는 인력이 교묘하게 상쇄돼 사실상 중력이 0이 되는 지점) 중 화성에서 가장 가까운 ‘화성 L1’ 지점에 만들면 된다고 밝혔다. 그린 박사는 이미 모의실험을 통해 화성을 자기 꼬리 영역 안에 둘 수 있다는 점을 확인했다고 주장했다. 그린 박사는 “해당 기술은 인위적으로 기후를 바꾸는 테라포밍이 아니다”면서 “우리는 화성이 자연스럽게 지구처럼 변하도록 놔둘 것”이라고 설명했다.