13일 0시부터 개정된 감염병예방법에 따라 마스크 착용 의무화가 본격 시행됐다. 마스크를 쓰지 않을 때는 물론 턱에만 걸치고 있던지 목에 걸고 있어도 10만원의 과태료 대상이 된다. 또 마스크를 쓰더라도 망사형이나 밸브형 마스크, 투명 위생 플라스틱 입가리개는 착용하더라도 과태료를 물 수 있다. 망사형이나 투명 입가리개는 침이 튀는 것을 막을 수 없기 때문에 문제가 되더라도 밸브형은 왜 문제가 될까라는 의문을 갖는 이들이 많다. 이 같은 궁금증에 대해 미국 표준기술연구원(NIST) 재료측정연구실 연구팀은 착용자의 호흡을 쉽게 만들어 주는 밸브형 마스크가 타인에게 침방울이 튀어나가는 것을 막아줄 수 없기 때문에 코로나19 확산 차단에 도움이 되지 않는다는 실험결과를 13일 제시했다. 이번 연구결과는 물리학 분야 국제학술지 ‘유체 물리학’ 11일자에 실렸다. 밸브형 마스크는 마스크 표면에 동전 크기의 배기 밸브가 달려 있는 제품이다. 숨을 들이쉴 때는 차단 효과가 높지만 착용자가 감염자라면 날숨으로 병원균이 튀어나갈 수 있다는 것이다. 이 때문에 KF94 마스크에 비해 호흡이 편하지만 다른 사람들을 감염시킬 우려가 크다고 보고 질병관리청에서 단속 대상 마스크에 포함시킨 것이다. 미국 공학자들이 질병관리청의 판단에 손을 들어주는 연구결과를 내놓은 것이다. NIST 연구팀은 마네킹 안쪽에 사람이 숨쉬는 것과 똑같은 호흡 시스템을 만든 뒤 밸브형 마스크와 일반 마스크를 착용하고 기침이나 재채기를 했을 때와 똑같은 상황을 만든 뒤 공기의 흐름과 밀도의 변화를 정밀 촬영했다.그 결과 밸브가 달리지 않은 N95(KF95와 똑같은 성능) 마스크는 숨을 쉬거나 기침, 재채기를 하더라도 침방울이나 공기가 대부분 걸러지는 것이 관찰됐다. 그렇지만 밸브형 마스크는 상대방의 침방울이나 공기가 침투하는 것은 막지만 착용자 본인의 숨이나 침방울은 밸브를 통해 그대로 밖으로 빠져나가는 것이 관찰됐다. 무증상 감염자가 밸브형 마스크를 쓰고 있는 경우 타인에게 코로나19 바이러스를 그대로 전파할 가능성이 높다는 것을 증명한 것이다. 연구팀은 또 밸브형 마스크가 아니더라도 마스크를 헐겁게 착용할 경우 마스크 주변으로 침이나 공기가 빠져나갈 수 있다고 지적했다. 매튜 스테이메이츠 NIST 엔지니어(유체역학)는 “이번 연구에서는 밸브형 마스크를 착용했을 때 공기가 여과 없이 그대로 마스크에서 빠져나오는 모습을 보여주고 있다”라며 “코로나19는 무증상 상태로 바이러스를 퍼트릴 수 있기 때문에 착용자 자신 뿐만 아니라 타인을 보호하기 위해 밸브형 마스크를 착용해선 안된다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

나의 대답은 오직 과학입니다/닐 디그래스 타이슨 지음/배지은 옮김/반니/332쪽/1만 6900원 국제우주정거장(ISS)에서 우주비행사들이 생활한 지 꼭 20년이 됐다. 2000년 11월 2일 미국 우주비행사 1명과 러시아 우주비행사 2명이 최초로 미완성 ISS에 도착했고 이후 2명 이상의 우주비행사가 항상 그곳을 지켰다. 태양광 시설을 포함해 축구장 크기의 ISS는 무게만도 500t 가까이 된다고 한다. 신간 ‘나의 대답은 오직 과학입니다’는 ‘칼 세이건의 후계자’이자 ‘세계에서 가장 유명한 과학 커뮤니케이터’로 불리는 미국 천체물리학자 닐 타이슨의 우주와 종교, 철학과 삶에 대한 101가지 대답을 담았다. 유명인답게 그의 메일과 트위터에는 셀 수 없는 질문들이 쏟아진다. 과학에 관한 물음이 제일 많지만, 갖가지 삶의 문제에 대한 해답을 구하는 질문도 제법 많다. 책은 이 가운데 101개 편지를 가렸다. 한때 타이슨은 전국 초등학생들의 공공의 적이었다. 명왕성이 2006년 태양계 행성의 지위에서 떨어져 나갔는데, 행성의 조건에 맞지 않다는 점을 조목조목 밝혀 소행성으로 분류하자고 국제천문연맹에 건의한 장본인이다. 다시 행성으로 돌려놓으라는 초등학생들의 편지가 끝도 없이 이어졌다고 한다. 초등학교 3학년 매들린은 “이제 명왕성을 뭐라고 불러요?”라고 단도직입적으로 물으며 “명왕성에도 사람이 살아요? 만일 거기에 사람이 살면 그 사람들은 사라지게 되잖아요”라고 따졌다. 타이슨은 “만일 누군가 명왕성에 살고 있다면 그 사람들은 명왕성이 왜소행성으로 바뀐 후에도 계속 거기 살 수 있답니다”라고 달랜다. 이어지는 말이 철학적이다. “명왕성이 누군가가 좋아하는 행성이었다면, 이제부터는 누군가가 좋아하는 왜소행성이 되는 거예요. 해로울 건 아무것도 없습니다.” 과학자들이 권력을 얻으면 종교인들을 사자 먹이로 던질 거라는 공격적인 편지도 적잖다. 타이슨의 대답은 단호하다. “진화론이 없으면 생물학은 그 어떤 것도 전후 관계를 맞출 수 없고, 모든 인간이 특별하게 창조됐다고 생각하는 사람들이야말로 현재 번성을 구가하는 생물공학산업 분야에 한 발도 들여놓을 수 없다.” 이 외에도 외계인의 존재, 테러와 음모론, 신과 사후세계 등 흥미로운 질문과 답변이 빼곡하다. 101가지 질문에 모두 관심을 둘 필요는 없다. 구미 당기는 몇 가지 질문을 골라 보는 재미로 과학이라는 세계에 한 발 들어가 보는 것도 나름 괜찮은 선택이 될 것이다.

영산강 유역은 기원전 2~6세기 중엽까지 ‘마한’이 지배하던 지역이다. 마한의 소국 연맹체 가운데 마지막까지 백제에 병합되지 않고 6세기 중엽까지 독자적인 문화를 유지한 곳이 영산강 유역의 마한세력이다. 그래서 영산강 유역에는 마한의 최고 수장 무덤 등 많은 유물이 출토되고 있다. 지난 5월 마한문화권을 포함한 역사문화권 정비 등에 관한 특별법이 국회를 통과하면서 전남도는 그동안 역점을 두고 추진했던 마한사 재조명 등 영산강 고대문화권 복원·개발사업에 박차를 가하고 있다. 도는 ‘잠들었던 고대 해상왕국 마한을 깨우다’라는 주제로 13일부터 3일간 서울신문의 서울마당 및 한국프레스센터에서 마한문화 비전 선포식과 학술대회 등을 연다. 마한문화의 발전을 위한 국민적 공감대를 형성하고, 대국민 홍보의 장을 마련하기 위해서다. 영산강 유역권의 지자체장들은 ‘백제 이전에 마한’이라는 역사적 실체가 존재했다는 점을 인정받았다는 데 커다란 의미를 두고 있다. 또 마한이 고대 해상왕국이었다는 데에 자부심이 크다. 마한문화권의 중요성에 대해 해당 지자체장들의 염원과 소회를 들어본다. 최종필 기자 choijp@seoul.co.kr“200여기 고분군 정비·역사복원 시민교육 앞장” 영산강 중류에 해당되는 나주시는 거대한 고분군이 밀집된 곳이다. 마한인들의 생사관을 잘 보여주는 ‘옹관’(항아리 모양의 토기를 사용한 관)이다. 나주는 대한민국 고대사에 있어서 국가의 수도가 있었던 곳이 아닌데도 국가의 전시 연구기관이 2곳이나 있을 만큼 중요한 장소다. 영산강 유역의 고대 역사문화는 고인돌로부터 시작되는 역사 속에서 마한의 역사문화의 중심에 있기 때문일 것으로 생각한다. 마한 유적과 관련이 깊고 출토된 물고기장식 금동신발, 용머리장식 금동신발 등 국보급 유물은 물론 유구 역시 당시의 시대를 이해하는 데 중요한 자료가 되고 있다. 나주시 전역에는 마한·백제시대를 대표하는 200여기의 고분군이 분포하고 있다. 특히 반남면과 다시면을 중심으로 밀집되어 있으며, 일제강점기에 최초 발굴조사가 이뤄진 장소가 반남면에 있는 고분군들이다. 현재까지 기본적인 고분 정비가 돼 있지 않아 우리 손으로 조사한 발굴조사는 몇 건이 되지 않는다. 2000년대에 신촌리 9호분을 다시 발굴했는데, 무덤 장식토기인 원통형토기가 출토되기도 했다. 이같이 중요한 마한고분군에 대한 전체적인 종합정비계획을 세우고 이를 통한 체계적인 정비 사업을 추진할 방침이다. 반남고분군은 신촌리·덕산리·대안리를 중심으로 밀집돼 있다. 그 중심에 자미산성(자미산)이 있어 이러한 자연·인문환경을 활용한 역사공원으로 활용하는 게 가장 타당성이 있다. 안타깝게 생각하는 것은 중·고등학생들이 배우는 검인정 국사교과서에 마한의 역사와 문화는 단 몇 줄에 불과하다. 그러나 가야는 몇 쪽의 분량에 이를 만큼 훨씬 더 서술돼 있다. 우리들이 준비를 못했고 여러 부분에서 부족한 결과다. 앞으로 중단기 계획을 세워 역사교과서 마한사 기술부분에 대한 대대적인 수정을 통해 대한민국 고대사가 제대로 정립된 교과서로 마한의 역사를 배울 수 있도록 해야 한다. 이렇게 함으로써 학생들의 수학 여행지가 되고, 그 학생들이 어른이 돼 다시 찾는 역사 관광지로 거듭나도록 해야 한다. 지역 주민이 중심이 되는 마한역사복원과 관련한 시민모임도 만들어져 자발적인 시민교육 프로그램이 정착될 수 있는 환경 조성을 추진해 나가겠다.“담양 응용리·태목리 유적, 국가 사적 승격 추진” 마한 최대 취락 유적으로 추정되는 ‘담양 응용리·태목리 유적’은 마한시대 취락 형성과 발전, 소멸 과정을 고스란히 간직하고 있다. 당대의 생활상을 밝힐 수 있는 대표적 유적이다. 지금까지 마한 유적의 조사와 연구는 영산강 중·하류에 있는 고분 중심의 지배층 문화에 집중되어 왔기 때문에 영산강 상류 취락유적으로서 사회·문화적 측면에서 상호보완하는 가치가 크다. 현재 군은 ‘담양 응용리·태목리 유적’의 몇 차례 발굴조사 결과에 따라 국가 사적 승격을 위해 노력 중이다. 영산강의 시원지(사물이나 현상 따위가 시작되는 지점)에 위치하는 담양군의 대나무 군락지는 천연기념물로 지정됐다. 이 대나무 군락지가 바로 고대 마한인들의 생활터전이었던 태목리·응용리 유적과 동일선상에 위치하고 있다는 점은 시사하는 바가 크다. 대나무는 담양을 대표하는 수종으로, 담양의 대나무 면적은 전국의 약 30%(2420㏊)를 차지한다. 세종실록지리지, 여지도서 등 역사자료에는 담양의 죽세품을 진상했다는 내용들이 있어 오래전부터 죽세품 산업이 융성했음을 알 수 있다. 군은 대나무숲의 관광자원을 넘어 대나무 자체가 갖는 생태물리학적 효능을 현실화하는 ‘대나무 신산업’을 추진하고 있다. 담양 대나무밭은 2014년 국가중요농업유산, 2020년 세계중요농업유산으로 등재돼 농업수익 창출은 물론 지속적인 보존 관리를 통해 가치를 높이고 있다. ‘담양 태목리 대나무 군락’은 국내에서는 보기 드물게 퇴적층에 자연적으로 형성된 대규모 군락이다. 전통 생활문화자원으로서의 가치가 높을 뿐 아니라 대나무로서는 처음으로 천연기념물로 지정돼 지역적으로도 큰 의미가 있다. 특히 2004년 우리나라 최초의 하천습지로 지정된 ‘담양 하천 습지’ 내에 위치해 천연기념물로 지정된 매와 황조롱이, 수달 등을 비롯한 야생동식물의 서식공간을 제공하고 있다. 그만큼 환경학·생태학적 연구 및 보존 가치가 높다. 담양군은 자연유산으로서 대나무 가치를 더욱 부각시킬 ‘담양 태목리 대나무 군락’을 ‘담양 오방길’과 연계해 자연유산과 역사문화유산이 결합한 지속 가능한 생태 관광자원으로 발전시켜 나가겠다. “마한문화권 ‘유네스코 세계문화유산’ 등재할 것“ 영산강 하류에 위치하는 영암군은 바로 해상교류의 중심지였음을 확인해주는 지역이다. 영암은 나주와 쌍벽을 이루는 거대한 옹관고분들이 집중적으로 위치해 있다. 이 무덤들의 주인공은 해상 실크로드로 대표되는 정치세력이다. 부장품으로 다양하고 형형색색의 유리구슬들이 확인되고 있다. 고대 동북아시아의 맹주세력인 중국과 더불어 유리로 대표되는 동남아시아와 유리를 매개로 했던 해상세력이 고분의 주인공이라고 할 수 있다. 영암군의 고분 중 9기가 전라남도 문화재로 지정 관리되고 있고, 대부분은 시종면 일대에 집중 분포하고 있다. 지표 조사된 것만 44개군에 180여기가 확인됐다. 최근 조사된 내동리 쌍무덤에서는 마한시대 최고 수장층으로 추정되는 피장자의 금동관편을 비롯한 유리구슬, 영락(구슬을 꿰어 만든 장신구) 등이 발굴돼 이 일대가 고대 마한문화의 중심지역이었음을 입증하고 있다. 군은 고대 문화를 알리고 활용하기 위해 옥야리 고분군 인근에 마한문화공원을 조성했으며 그 안에는 마한 고분의 모형을 전시하고 있다. 영암이 마한시대 주요 지역으로 밝혀지고 있어 이에 맞게 마한문화공원 리모델링 사업을 추진하고 있다. 탐방로와 미로공원, 경관 개선 등을 추가로 조성할 계획이다. 이 사업이 완료되면 고분과 고려시대 유적지인 제사터를 한 곳에서 볼 수 있어 영산강 유역 고대문화권의 세계문화유산 가치를 입증함과 동시에 많은 사람들이 찾는 관광레저 역사테마파크 공원이 될 것이다. 군에서는 마한문화를 밝히기 위해 체계적인 학술조사를 통해 자료를 축적하는 일이 가장 시급한 과제임을 파악하고 고분발굴 조사에 더 많은 노력을 기울이고 있다. 현재 영암의 고분 중 국가지정 문화재인 사적은 한 곳도 없다. 그동안 발굴조사가 미미하다고 판단돼 소홀했기 때문이다. 앞으로 보다 적극적으로 발굴조사를 통해 성격을 밝히고 조사 결과를 반영해 국가 지정문화재가 되도록 추진해 나가겠다. 또 마한문화를 보존하고 알리기 위한 노력을 계속할 것이다. 마한문화권과 관련된 시군들과 협력해 유네스코 세계문화유산등재도 적극 추진할 계획이다.

미국 제46대 대통령으로 결정된 조 바이든 당선인은 내년 1월 대통령 취임 후 가장 먼저 파리기후협약에 재가입하겠다고 밝히고 있다. 파리기후협약은 195개국이 지구 평균온도가 산업혁명 이전보다 2도 이상 오르는 것을 막기 위해 온실가스 배출량을 줄이자는 국제적 약속이다. 음모론까지는 아니더라도 지구온난화가 아직 심각하지 않다는 생각을 갖고 있는 이들은 여전히 많다. 그렇지만 지구온난화로 인해 생기는 극단적 기후 사례와 연구 결과는 속속 나오고 있다. 일본 오키나와 과학기술대학원대학교(OIST) 유체공학연구팀은 지구온난화로 인한 해수면 온도 상승 때문에 허리케인이 육지에 상륙한 뒤에도 세력이 약화되는 속도가 점점 늦어지고 있다는 연구 결과를 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 11월 12일자에 발표했다.일반적으로 태풍이나 허리케인은 해수면 온도가 높은 지역을 지나면서 수증기를 공급받아 몸집을 불린 뒤 육지에 상륙하면 수증기 공급을 더이상 받지 못하는 데다 지표면과 마찰이 일어나 급격히 세력이 약화된다. 그러나 최근에는 태풍이나 허리케인이 내륙 깊숙이 침투할 때까지 강도가 약해지지 않고 피해를 입히는 경우가 잦아지고 있다. 이에 연구팀은 1967~2018년 해수면 온도 등 해양기후 변화와 허리케인 관련 자료를 분석한 결과 해수면 온도가 상승할수록 허리케인이 육지에 상륙해 소멸되기까지 시간이 점점 길어지고 있다는 것을 확인했다. 실제로 1960년대에는 허리케인이 육지에 상륙한 날 에너지의 75%를 잃었지만 2000년대에 들어서는 육지에 상륙해서도 에너지의 50% 이상을 갖고 있는 것으로 나타났다. 미국 스탠퍼드대, 해양대기관리청(NOAA) 지구물리학 유체역학 연구실, 프린스턴대 공동연구팀도 인간에 의한 기후변화가 남아프리카 남서부 지역에서 발생한 ‘데이제로’의 원인이며 향후 10년 내에 전 세계 많은 도시에서 나타날 수 있다는 연구 결과를 미국 국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 11월 10일자에 발표했다.데이제로는 물이 완전히 바닥날 정도로 가물어서 하루 물 사용량이 ‘0’에 가까운 상태를 말한다. 실제로 남아공 케이프타운의 경우 몇 년째 이어지는 가뭄 때문에 많은 도시가 데이제로 상태에 놓여 2018년에는 하루 물 사용량을 50ℓ로 제한하는 조치를 내리기도 했다. 50ℓ는 90초의 짧은 샤워나 변기 물 1~2번 정도밖에 내릴 수 없는 양이다. 연구팀은 기후 예측 모델링 시스템을 이용해 이산화탄소 발생 수준에 따른 극심한 가뭄 발생 가능성을 분석했다. 그 결과 현재와 비슷한 수준이나 좀더 많은 이산화탄소가 배출될 경우 케이프타운을 마비시킨 것과 같은 가뭄과 그로 인한 데이제로가 10년 내에 전 세계 곳곳에서 2~3년 간격으로 발생할 수 있다고 밝혔다. 특히 미국 캘리포니아나 호주 남부, 남유럽, 남미 지역이 데이제로 발생 가능성이 가장 높다는 예측이 나왔다. 살바토레 파스칼 스탠퍼드대 연구교수(수문기후학)는 “이번 연구는 현재 기후변화는 사람에 의한 것이라는 점을 명확히 보여 주고 있다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

4년 전 영국 런던 근교 펠트햄에 있는 창고에서 도둑을 맞은 희귀 도서 240여권 가운데 대부분이 주인들에게 돌아갔다. 이탈리아 천문학자 갈릴레오 갈릴레이와 영국 물리학자 아이작 뉴턴의 초판본에다 이탈리아 시인 단테의 여러 희귀본, 스페인 화가 프란시스코 드 고야의 스케치 등등 모두 250만 파운드(약 37억 7380만원)의 값어치를 지닌 것으로 여겨졌는데 두 명의 이탈리아 국적 도서 중개상과 독일 중개상 손에 다시 넘겨졌다고 영국 BBC가 10일(이하 현지시간) 전했다. 부큐레슈티까지 찾아가 도둑 맞은 240권을 회수한 런던경찰청의 앤디 더럼 경사는 네 권은 어디론가 사라졌다고 안타까움을 금치 못했다. 83권은 약간이거나 많이 훼손됐다. 이들 희귀본은 지난 9월 16일 루마니아 북동부 네암트란 시골 마을의 한 주택 바닥에서 발견됐다. 땅 밑에 묻혀 있어서 물이나 찰흙 등에 피해를 입었고, 엉망인 도구에 훼손됐거나 이송 과정에 손상된 것으로 분석됐다. 그 중 28권은 훼손 정도가 상당한 것으로 평가를 받았고, 두 권은 도저히 원 상태로 복원하기 어려울 것이라는 초기 판정을 받았다. 이탈리아 중개상 알레산드로 리퀴에르는 “3년 반 뒤에야 이 끔찍한 얘기는 아주 행복한 결말을 맞게 됐다”면서 “희망에 가득 차 부쿠레슈티로 가면서도 얼마나 책들이 훼손됐을지 걱정이 조금은 됐다. 내 책들을 되찾게 돼 너무 기쁘고 대단히 기껍다”고 말했다. 같은 이탈리아 중개상인 나탈리나 바도는 “책들이 돌아오는 경험은 매우 긍정적이고 흥분되는 일이다. 3년 9개월 전에 도둑 맞았는데 내 책들을 다시 살펴보고 만지니 가슴에서 기쁨이 샘솟는다. 우리는 책을 한권씩 열어볼 때마다 어떤 상태인지 큰 기대를 갖곤 했는데 우리 작품들은 모두 좋은 상태였다. 물론 몇몇 훼손된 책들을 보며 아픔을 느꼈지만 좋은 책을 보면 대단히 행복했다”고 말했다.2016년 도둑들은 마침 미국 라스베이거스에서 열리는 전문 서적 경매에 출품하려고 배에 선적하기 전에 모아 둔 펠트햄 창고를 치밀하게 털었다. 이들은 히드로 공항에서 얼마 떨어지지 않은 창고 이웃의 세탁물 맡기는 장소에 먼저 침입한 뒤 창고 지붕에 구멍을 내고 감지 장치를 피하기 위해 두 명만 줄을 타고 12m 바닥에 내려가 책들을 훔쳐 달아났다. 그 뒤 갱단 전체가 동원돼 루마니아로 옮겼다. 런던 경찰청의 전문 범죄 수사팀은 3년 반 넘게 끈질기게 추적한 것이 결실을 맺었다. 사실 루마니아의 조직범죄단이 지목된 것은 사건 직후였다. 영국 전역의 고가품 창고들을 잇따라 털어 온 갱단의 실체가 파악됐다. 하지만 이들이 훔쳐간 책들을 되찾는 데는 많은 시간이 걸렸다. 유럽 여러 나라의 협력이 필요했기 때문이었다. 지난해 6월 영국 전역은 물론, 루마니아와 이탈리아의 45곳 주소지를 샅샅이 뒤져 마침내 소중한 책들을 되찾았다. 13명이 기소됐는데 지난달 12명이 유죄를 선고받고 수감됐다. 더럼 경사는 “결코 대체할 수 없는 책들을 다시 만나 환해지는 피해자들의 얼굴을 지켜보며 행복했다”고 털어놓았다. 임병선 평화연구소 사무국장 bsnim@seoul.co.kr

암흑물질의 정체는 원시 블랙홀일까? 우주의 질량 대부분(85%)을 차지하는 암흑물질의 정체는 수수께끼다. 최근 논문에 따르면 우주가 태어난 직후 생겨난 원시 블랙홀 집단이다. 암흑물질이란 스스로 전자파를 방출하지도 남의 빛을 반사하지도 않는 미지의 물질이다. 이것이 존재하는 것은 분명하다. 은하를 이루는 별들의 회전속도에서 계산되는 질량은 은하 내의 별이나 성간물질을 합친 것보다 훨씬 더 크다. 또한 은하나 은하단의 중력은 그 주변을 지나가는 빛을 휘게 만드는데(중력 렌즈 효과) 이를 통해 계산된 질량은 실제 관측된 질량을 크게 넘어선다. 블랙홀이란 자체 중력이 너무나 강해서 어떤 입자나 복사파도 그로부터 빠져나올 수 없는 시공간의 영역을 의미한다. 일반상대성이론에 따르면 충분히 밀도가 높은 물체는 시공간을 왜곡해 블랙홀을 만들 수 있다. 올해 노벨 물리학상은 이런 사실을 수학적으로 증명한 영국의 로저 펜로즈에게 주어졌다. 나머지 공동 수상자 두 명은 우리 은하의 중심에 태양 질량 430만배 규모의 초대질량 블랙홀이 있다는 사실을 발견한 공로를 인정받았다. 별 규모의 블랙홀은 무거운 별이 타고 남은 잔해가 태양 질량의 3~4배가 되면 스스로 수축해서 만들어진다. 여기에 빨려 들어가는 외부 물질이 뿜어내는 입자나 빛, 다른 별이나 행성의 운동에 미치는 영향, 주변을 지나가는 광선이 휘는 렌즈 효과를 통해 간접적으로 관측할 수 있다. 원시 블랙홀이란 우주 탄생 직후인 138억년 전에 만들어진 것을 말한다. 기본 입자들이 뭉쳐 무거운 입자가 되면서 우주의 압력이 낮아졌고 이 덕분에 원시 블랙홀도 많이 생겨날 수 있었을 것이다. 시간이 흐르면서 주위의 블랙홀이나 물질을 흡수해 점점 커질 수 있다. 1970년대 스티븐 호킹이 존재를 추론했으나 아직 관측되지는 않고 있다. 여기에 대한 관심은 2015년 레이저 간섭계 중력파 관측소(Laser Interferometer Gravitational-Wave ObservatoryㆍLIGO)가 작동하면서 급증했다. 서로의 주위를 돌던 블랙홀들이 합쳐지는 현상이 속속 관측되기 시작한 것이다. 우주에 예상보다 훨씬 더 많은 블랙홀이 있다면 원시 블랙홀도 많이 존재할지 모른다. 이것이 수십년간 탐구해도 전혀 발견되지 않는 암흑물질의 정체일 수도 있다. 약한 상호작용을 하는 무거운 입자, 초대칭입자인 뉴트랄리노 등에 이어 후보군이 하나 늘어난 것이다. 하지만 2017년 여기에 찬물을 끼얹는 계산 결과가 나왔다. 초기 우주에 지금의 암흑물질을 설명할 만큼 많은 블랙홀이 있었다면 지금쯤 어떻게 됐을까. ‘대부분 서로 주위를 도는 쌍성이 됐다가 합쳐졌을 것이다. 그러면 라이고에서 실제 관측된 것보다 수천 배 많은 합체 현상이 일어났어야 한다.’ 그러나 이런 난점은 극복이 가능하다. 지난 9월 ‘우주론과 천체입자물리학 저널’(Journal of Cosmology and Astroparticle Physics)에 실린 논문에 따르면 그렇다. 프랑스 몽펠리에대학의 카르스텐 제담지크가 발표했다. 태초 대량의 원시 블랙홀이 만들어졌지만 라이고의 관측과 일치하는 결과를 낳을 수도 있다. 이는 수치 시뮬레이션 결과다. 원시 블랙홀은 실제로 쌍성이 되겠지만 블랙홀이 넘쳐나는 우주에서는 세 번째 블랙홀이 다가와 둘 중 하나와 자리를 바꾸게 된다고 한다. 이렇게 파트너를 바꾸는 과정은 수없이 되풀이되고, 쌍성은 거의 원형 궤도를 돌게 된다. 원시 블랙홀이 엄청 많다고 할지라도 이것들이 합체하는 경우는 극히 드물 것이다. 그의 계산에 따르면 원시 블랙홀들은 2~3광년 정도의 지름을 가진 무리를 이루어 우주 도처에 자리잡고 있다. 태양 30배 질량의 괴물을 중심으로 이보다 작은 블랙홀 1000개 정도가 나머지 공간을 채우고 있을 터이다. 하지만 대부분의 물리학자는 암흑물질을 구성하는 것이 탐지가 극도로 어려운 모종의 기본 입자일 것이라고 믿고 있다. 결론은 관측이 말해 줄 것이다. 태양보다 작은 질량을 가진 블랙홀이 하나만 발견돼도 상황 전체가 달라질 것이다. 이런 물체는 원시 블랙홀 시나리오에 따르면 매우 흔할 것이고 별을 통해서는 만들어질 수 없기 때문이다. 2020년대 중반에 미항공우주국이 발사할 로만우주망원경에 대한 기대가 큰 또 하나의 이유다.

레이저는 개발 초기부터 군사적 목적으로 주목받았다. 먼 거리까지 빛의 속도로 도달할 수 있을 뿐 아니라 정확히 목표만 가열해서 파괴할 수 있기 때문이다. 하지만 1960년대 미국의 물리학자 시어도어 메이먼이 최초의 레이저를 개발한 지 60년이 흘렀지만, 레이저를 파괴 무기로 사용하는 경우는 보기 드물다. IT, 의료, 과학 연구 등 여러 분야에서 레이저 기술이 널리 활용되고 있고 군사 분야에서도 레이저 유도 시스템이 중요하게 사용되지만, 공격 무기로 활용은 제한적이다. 이유는 레이저 무기의 출력이 낮기 때문이다. 2018년 미 공군이 정식으로 도입한 첫 레이저 무기인 RABDO는 3kW급 레이저를 사용해 안전한 거리에서 지뢰를 파괴할 수 있다. 수십m 정도 거리라면 이 정도 레이저면 충분하다. 만약 1-2km 정도 떨어진 소형 드론을 파괴하기 위해서는 이보다 강력한 10kW급 이상의 레이저가 필요하다. 여기까지는 현재 개발된 레이저 기술로 어렵지 않게 구현이 가능하다. 하지만 미사일이나 무장을 탑재한 중형 드론을 파괴하기 위해서는 100kW급 고출력 레이저가 필요하다. 100kW 레이저를 개발하는 것은 불가능하지 않지만, 이를 에너지 공급 시스템과 함께 군용 트럭에 실을 수 있을 만한 크기로 만드는 것이 문제다. 미국의 대표적 방산 기업인 제너럴 아토믹스 산하의 제너럴 아토믹스 전자기 시스템 (General Atomics Electromagnetic Systems, GA-EMS)와 보잉은 100-250kW급 고출력 레이저 무기 시스템 개발을 위해 협력한다고 발표했다. 레일건과 레이저 무기 같은 미래 무기를 개발하는 GA-EMS는 레이저 자체와 순간적으로 엄청난 출력을 감당하는 헬리온 (HELLi-ion) 배터리 시스템, 그리고 통합 열관리 기술을 제공하고 보잉사는 표적 획득, 추적 및 조준 (Acquisition, Tracking and Pointing, ATP) 시스템 개발을 담당하는 방법으로 협업이 이뤄진다. 구체적인 개발 시점이나 스펙은 공개되지 않았으나 6x6 중형 트럭에 탑재할 수 있는 크기의 레이저 시스템으로 레이저 시스템 자체는 물론 에너지 공급 시스템, 표적 획득 및 추적, 조준 시스템을 통합한 형상으로 추정된다. (사진) 개발팀에 따르면 고출력 레이저 개발에서 가장 어려운 부분은 레이저 자체보다 통합 열관리 시스템이다. 레이저의 효율이 아무리 높아도 50-70% 수준이기 때문에 레이저 발사 시 30-50% 정도의 에너지가 폐열로 버려진다. 따라서 이 열을 해결할 냉각 장치가 없다면 시스템이 망가지거나 한 번 발사한 후 상당히 오랜 시간 동안 자연히 냉각되기를 기다려야 한다. GA-EMS는 이 분야에서 많은 노하우가 있지만, 100-250kW급 이동식 고출력 레이저 무기는 쉽지 않은 과제다. 이런 기술적 어려움을 극복할 수 있다면 레이저 무기는 21세기 전장의 모습을 바꿀 차세대 공격 무기로 거듭날 수 있다. 예를 들어 300kW – 1MW급 고출력 레이저가 실전 배치되면 초음속 미사일이나 공격 헬기 등 훨씬 큰 목표도 빛의 속도로 공격할 수 있다. 물론 몇 년 이내로 가능한 일은 아니지만, 10년, 20년 후에는 서서히 전쟁의 양상을 바꿀 수 있을지도 모른다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

코로나19 여파로 올 초는 덜했지만 한반도는 매년 가을부터 이듬해 봄까지 고농도 미세먼지로 몸살을 앓는다. 한국 연구진이 중국 과학자들과 함께 매년 한반도를 내습하는 고농도 미세먼지가 중국에서 유래되고 있다는 사실을 과학적으로 증명했다. 한국과학기술연구원(KIST) 환경복지연구센터 연구팀은 중국과학원(CAS), 미국 캘리포니아 데이비스대(UC 데이비스) 과학자들과 함께 고해상도 실시간 측정분석기를 이용해 지난해 3월 전국을 뿌옇게 만든 고농도 미세먼지가 중국의 오염물질이 장거리 이동해 영향을 미친 것을 확인했다고 5일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 환경과학 분야 국제학술지 ‘대기 화학 및 물리학’에 실렸다. 연구팀은 고농도 미세먼지 농도가 100㎍/㎥인 날이 사흘 이상 지속돼 비상저감 조치 등이 시행된 지난해 3월을 분석 대상으로 삼았다. 연구팀은 고해상도 실시간 측정분석기 데이터를 이용해 2개월 동안 3분 단위로 중국과 서울 시내의 대기 중 미세먼지 화학적 구성성분을 측정했다. 중국에서 한반도로 이동하는 시간차를 계산해 이틀 차이를 두고 측정값을 비교해 미세먼지 성분을 분석한 것이다. 그 결과 해당 기간 동안 미세먼지 속 유기성분, 질산염, 황산염은 물론 장거리 이동오염 물질인 납도 중국에서 오는 것이 실시간 분석으로 밝혀졌다. 또 당시 비상저감 조치의 일환으로 시행된 자동차 2부제 효과를 놓고 논란이 있었다. 그런데 이번 연구팀의 분석 결과 고농도 미세먼지 원인이 장거리 이동에 의한 것이었기 때문에 전체 농도 감소에 절대적 영향을 주지는 못했지만 자동차로 인한 국내 발생 미세먼지 농도 감소에는 확실히 효과가 있었다는 것을 확인했다. 연구팀은 이번 연구를 통해 국내 뿐만 아니라 동아시아 미세먼지 정책 수립에 있어서 근거로 활용할 수 있을 것으로 기대된다. 김화진 KIST 박사는 “이번 연구는 오염물질이 장거리 이동이 가능하다는 것을 한-중 공동연구를 통해 밝혀냈으며 어떤 오염물질이 이동해 올 수 있는지를 규명했다는데 의미가 크다”라며 “고농도 미세먼지 현상이 항상 장거리 이동에 의해서만 발생하는 것이 아니기 때문에 추가적인 연구를 진행 중”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

손에 ‘피’를 많이 묻혀서일까? 이른바 ‘특수통’ 검사들의 운명은 대체로 평범하지 않다. 채동욱은 혼외자 파문으로 검찰총장에서 물러났고, 홍만표는 검사복을 벗은 뒤 법조비리로 쇠고랑을 찼다. 우병우는 ‘박근혜 청와대’에서 민정수석으로 전권을 휘두르다 국정농단의 조력자로 지목됐다. 대법관까지 지낸 안대희는 국무총리 후보로 지명됐지만 전관예우 고액수임료가 논란이 돼 낙마했다. 역시 대표적인 특수통 검사인 윤석열 검찰총장이 야권의 차기 대선주자 가운데 맨 위에 이름을 올렸다. 최근 실시된 선호도 조사에서 윤 총장은 각각 21.5%를 거둔 여권의 이재명 경기지사, 이낙연 더불어민주당 대표에 이어 17.2%를 기록해 차기 대선주자 ‘3강’에 올랐다. 윤 총장은 지난달 국정감사에서 “퇴임하고 나면 우리 사회와 국민을 위해서 어떻게 봉사할지 그런 방법을 천천히 생각해 보겠다”고 말했다. 이 발언이 정치 참여 계획을 시사했다며 야권 지지층의 기대감이 커졌다는 분석이다. “검찰총장은 법무부 장관 부하가 아니다”라는 등의 거침없는 국감 발언 이후 대검찰청에 쇄도한 수많은 보수단체의 격려화환이 그 증거다. 세간의 기대와 우려를 동시에 받는 그가 진짜 정계에 투신해 대권에 도전할지는 현재로서는 알 길이 없다. 하지만 분명한 것은 윤 총장이 그야말로 눈 깜짝할 사이에 유력한 차기 대선주자로 커 버렸다는 사실이다. 저명한 뇌공학자이자 물리학자인 정재승 카이스트 교수는 “나를 키운 8할은 ‘과학콘서트’”라고 했는데 윤 총장을 이렇게 거물로 키운 것은 무엇일까. 8할이 아닌 9할이 추미애 법무부 장관과 조국 전 법무부 장관을 비롯한 여권의 검찰개혁 강경론자들이라고 단언할 수 있다. 추 장관은 올 초 취임 직후부터 ‘윤석열 배제’에 올인했다고 해도 과언이 아니다. 인사로 윤석열 라인을 좌천시키고, 대검 참모진을 송두리째 바꿔 윤 총장을 철저히 고립시켰다. 지난해 조 전 장관 수사 이후 윤 총장을 검찰개혁의 장애물로 여기고 여권 지지층을 동원한 사퇴 압박도 계속 이어 갔다. 두 차례의 수사지휘로 윤 총장의 백기투항을 은연중 요구하기도 했다. 하지만 무리수는 결국 패착으로 이어질 수밖에 없는 법이다. 추 장관은 윤 총장이 라임 로비와 관련된 야권 정치인 수사를 뭉개고, 여권 정치인들에 대한 편중수사를 지휘한 의혹이 있다며 수사배제 지휘했다. 또한 초유의 검찰총장 감찰 카드까지 꺼내 들었다. 시대와 상황은 다르지만 노무현 정부 때는 그렇지 않았다. 참여정부 출범 후 얼마 지나지 않았을 때 집권당 대표의 뇌물수수 첩보가 입수됐다. 서울지검 특수2부의 당시 채동욱 부장검사는 서영제 지검장에게 이를 즉각 보고했고, 서 지검장은 그 자리에서 “수사를 진행하라”고 지시했다. “요즘 검찰이 간덩이가 부었나?”라는 청와대 및 여권의 노골적인 반발에도 불구하고, 결국 구속 기소하는 것으로 수사가 마무리됐다. 당시 강금실 법무장관은 외풍을 철저히 막아 준 것으로 전해지고 있다. 당시에도 검찰개혁·사법개혁은 핵심 국정과제로 꼽혔다. 추 장관을 비롯한 검찰개혁 강경론자들은 검찰개혁 방향과 수사지휘권·감찰권 발동을 비판하는 일선 검사를 “커밍아웃했다”고 조롱하며 여권 지지층에 ‘좌표’를 찍어 줬고, 이에 평검사들이 대거 반기를 들고 있다. 대략 300명 정도의 검사들이 댓글로 동조 의사를 표명했다고 한다. 여권 내 일각에서는 “모두 사표를 받으면 된다”며 노골적인 반감을 공개적으로 밝히고 있다. 윤 총장을 몰아붙여 그를 대선주자로 키운 것도 모자라 검사집단을 모두 적으로 돌려세울 요량이 아니라면 이래선 안 된다. 검찰개혁은 기소독점이라든지, 선별수사라든지, 어떤 통제도 받지 않던 검찰의 무소불위 권한을 분산하는 게 핵심이다. 인적 쇄신 못지않게 법적·제도적 정비가 무엇보다 중요한 것이다. 마음이 통하거나 입맛 맞는 사람들로만 채운다고 될 일이 아니다. 고위공직자범죄수사처(공수처) 신설, 수사지휘권 폐지에 이어 기소권에 대한 통제장치 등을 제도화하는 것이 중요하다. 상당한 국민은 윤 총장에 대한 압박이 ‘살아 있는 권력’ 수사를 저지하려는 것이라고 보고 있다. 그런 시각이 확산되면 검찰개혁의 취지와 당위성조차 퇴색될 수밖에 없다. 검찰개혁을 주창하며 선봉에서 윤 총장을 키우고 있는 검찰개혁 강경론자들이 오히려 검찰개혁을 막는 ‘엑스맨’이 아닌지 의심스러울 정도다. 진정한 검찰개혁을 하려면 사람을 타깃으로 삼지 않아야 한다. stinger@seoul.co.kr

11월이 됐다. 올해의 노벨상 시즌도 끝났다. 해마다 9월과 10월은 노벨상과 연결해 기초연구 관련 기사가 풍부한 기간이다.노벨상 관련 기사들은 유형화돼 있다. 9월에는 노벨상 동향과 한국의 수상 가능성, 10월 초 수상자가 발표되면 수상자 소개와 한국 기초과학에 대한 진단과 평가 기사가 많다. 기사 제목에는 예측, 기대, 불안 등 정서에 호소하는 단어들, 2019년을 예로 들면 ‘언제쯤’, ‘노벨상앓이’, ‘홍역’, ‘빈손’ 등이 사용됐다. 그 중 하나는 “박수만 쳐야 하는 ‘노벨상 시즌’ 돌아왔네”였다. 내용은 수상이 유력한 연구 영역과 과학자들 소개였다. 제목은 학술정보 기업 클래리베이트 애널리틱스의 이른바 유력 후보 명단에 한국인이 없는 아쉬움의 표현이었을 것이다. 그러나 현장의 과학자들에게 이것은 힘 빠지게 하는 표현이다. 10월 초에 수상자가 발표되면 전전긍긍, 반성, 다짐 등의 기사들을 만난다. 그동안 연구개발에 많이 투자했으니 이제 노벨상을 받을 때가 된 것 같은데 ‘왜 아직’, ‘언제쯤’ 하는 내용이 많았다. 특히 2000년대 이후 일본 과학자가 거의 매년 노벨과학상을 받았기 때문에 일본과의 비교 기사도 많았다. 2019년에는 일본과의 무역 마찰 상황에서 일본의 과학자가 노벨물리학상을 받았기 때문에 더 예민했다. 과학계의 대응은 크게 두 방향이었다. 첫째, 노벨상 수준의 성과가 나오려면 장기간의 연구 축적이 필요한데 우리는 아직 그 정도의 시간을 갖지 못했다. 그럼에도 빠른 속도로 성장 중이니 믿고 기다려 주면 좋겠다. 둘째, 노벨상이 과학 발전의 중요한 척도이지만 과학의 목표는 아니다. 기초과학 연구 기반을 튼튼히 하는 것이 더 중요하다. 인재가 과학계로 몰리고, 안정적ㆍ장기적 연구 지원이 이루어지고, 자율적인 연구환경이 만들어지면 그 결과로 노벨상을 받을 수 있다. 올해 기사들은 비슷한 가운데 조금 다른 모습을 보였다. 일반적인 전망 기사 외에 클래리베이트 애널리틱스의 명단에 포함된 현택환 박사에 대한 기사가 많았다. 수상자 발표 이전에 그의 소속 대학 학생들을 인터뷰한 것이나 발표 이후 그가 ‘실패’했다고 표현한 것은 좀 과했다. 그러나 수상 여부와 관계없이 이것을 계기로 한국의 훌륭한 과학자와 그의 업적이 널리 소개되는 것은 좋은 일이다. 또한 여성, 비서구인, 흑인 등 과학계 소수집단을 언급한 기사가 눈에 띄었다. 여성 수상자가 많아진 것이 배경이다. 2000년대 이후 노벨과학상을 받은 여성은 8명인데 2020년 한 해에 3명이 나왔다. 특히 물리학, 화학에서는 1964년 이후 2009년이 될 때까지 여성 수상자가 없다가 최근 몇 년 동안 연달아 여성들만 수상했다. 이러한 사실을 다루면서 과학계에서 비서구인이나 흑인 소외 등 다양성 문제로 관심이 확대된 것은 바람직하다. 다만 여전히 남성 수상자들이 압도적으로 많은데 “‘여풍’ 거세다”란 기사는 현실의 소외 문제를 가리는 부정적인 효과를 낳을 수 있다. 노벨상 시즌은 앞으로도 계속된다. 이제 노벨상 시즌은 한국 과학자들의 훌륭한 성과를 소개하고 다 같이 알아 가는 계기로 활용돼야 한다. 한국 과학자가 노벨상을 받으면 정말 기쁜 일이지만, 그것이 한국 과학의 목표로 보이면 안 되기 때문이다. 노벨상에 ‘실패’한 현택환 교수의 “노벨상을 받았더라도 연구자로서의 삶이 크게 달라지진 않았을 것”이 모두의 태도가 되면 좋겠다.

유럽과 미국을 중심으로 코로나19가 다시 확산세를 보이고 있는 상황에서 대기오염에 장기간 노출되면 코로나19에 쉽게 감염될 뿐만 아니라 사망위험도 증가한다는 분석결과가 나왔다. 이탈리아 국제이론물리학센터, 독일 막스플랑크 화학연구소, 샤리테의대, 요하네스 구텐베르크대 부설병원, 심혈관연구센터, 미국 하버드대 공중보건대, 런던 위생·열대의학대학원, 키프로스 국립기후대기연구센터 연구진으로 구성된 연구팀은 대기오염으로 인한 추가적인 코로나19 사망률을 추정한 결과 최대 30%까지 늘어날 수 있다고 2일 밝혔다. 연구결과는 유럽심장학회에서 발행하는 의학분야 국제학술지 ‘심혈관 연구’에 실렸다. 연구팀은 미국과 중국의 대기오염 관련 위성관측 자료, 세계 각국의 코로나19 감염률과 사망률 등의 자료를 바탕으로 대기오염이 코로나19 사망률에 미치는 영향을 분석했다. 그 결과 코로나19로 인한 전 세계 사망자의 약 15%는 대기오염에 장기간에 노출됐기 때문에 추가로 발생한 것이라고 연구팀은 밝혔다. 실제로 대기오염으로 인해 유럽은 19%, 북미지역은 17%, 동아시아 지역은 27%의 코로나19 사망자가 추가로 발생했다고 연구팀은 밝혔다. 대기오염으로 인한 국가별 추가사망률이 가장 높은 국가는 체코로 29%, 다음이 중국 27%, 독일 26%, 스위스 22%, 벨기에 21%로 나타났으며 대기오염의 영향을 가장 적게 받은 국가는 뉴질랜드로 1%, 호주와 이스라엘이 3%로 조사됐다. 토마스 뮌첼 독일 마인츠대 의대 교수는 “대기오염 입자는 바이러스의 수명을 연장시킬 뿐만 아니라 코로나19 바이러스에 감염될 경우 심혈관 질환을 악화시킬 뿐만 아니라 면역기능의 복원력을 떨어뜨려 갖가지 합병증을 유발시킬 수 있다”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

중생대 육지의 지배자가 다양한 크기와 모양의 ‘공룡’들이었다면 하늘의 지배자는 ‘익룡’이었다. 프테로사우루스라고도 불리는 익룡은 흔히 날으는 공룡이라고 생각하는 경우가 많지만 공룡과 별도로 갈라져 진화한 비행 파충류이다. 익룡은 중생대 첫 번째 기간인 트라이아스기와 두 번째 기간인 쥐라기에 존재했던 ‘람포린코이드’류와 중생대 말기인 백악기에 번성했던 ‘프테로닥틸로이드’류가 있다. 널리 알려진 프테라노돈은 프테로닥틸로이드에 속한다. 익룡 화석은 세계 곳곳에서 발견되고 있지만 어떻게 날기 시작했는지 무엇을 먹고 살았는지 정확히 알려지지 않았다. 그런데 영국 고생물학자들을 중심으로 이 같은 궁금증이 일부 풀리게 됐다. 영국 레스터대 지리·지질·환경과학부, 박물관학부, 고생물학연구센터, 버밍엄대 지리·지구환경과학부 공동연구팀은 2억 1000만년 전 등장해 6600만년 전 공룡과 함께 멸종한 익룡의 치아화석을 정밀 분석한 결과 익룡은 먹잇감의 변화와 함께 진화했다고 30일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 29일자에 게재됐다. ‘먹는 것이 곧 그 사람이다’라는 말처럼 연구팀은 익룡의 먹잇감을 분석하면 익룡의 기원과 중생대 먹이피라미드에서의 역할 및 위치, 진화 과정을 파악할 수 있을 것이라고 생각했다. 연구팀은 중생대 17개 다른 세대에 속하는 익룡들의 치아화석을 3차원 마이크로미터 패턴 분석법을 이용해 미세마모특성을 통해 먹잇감을 분석했다. 그 결과 쥐라기 초기에 살았던 디모르포돈은 기존에 알려진 것과는 달리 곤충 같은 무척추동물은 섭취하지 않고 척추동물들만 주로 먹은 육식 익룡이었으며 람포린쿠스는 생선을 먹었으며, 아우스트리아닥틸루스는 딱정벌레나 갑각류 같은 딱딱한 껍질을 가진 무척추동물을, 프테로닥틸루스는 무척추동물을 먹은 것으로 확인됐다. 마크 퍼넬 레스터대 교수(고생물학)는 “일반적으로 익룡이라고 하면 한 종류라고 생각하는 경우가 많지만 현대 조류처럼 다양한 종류가 존재했으며 먹잇감도 다르다”라며 “익룡들의 식성 변화는 중생대에 등장한 조류들과의 경쟁에서 촉발된 것으로 해석된다”라고 말했다. 또 영국 리딩대 생물과학부, 브리스톨대 지구과학부, 링컨대 생명과학부 공동연구팀은 익룡들은 중생대 내내 비행능력을 꾸준히 향상시켜 왔다는 사실을 밝혀내고 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 29일자에 발표했다. 지금까지 알려진 것처럼 익룡이 중생대 초반 갑자기 나타나 비행능력을 향상시킨 것이 아니라 1억 5000만년 동안 조금씩 작은 개선들을 통해 발생했다는 것이다. 연구팀은 익룡 화석을 통해 날개 폭과 몸 크기를 측정하고 현존하는 조류들을 기반으로 통계적, 수학적, 생물물리학적 분석을 통해 75종의 익룡의 비행 효율 변화를 계산했다. 분석 결과 익룡들은 초기에는 단거리만 이동이 가능한 비효율적 이동만을 했지만 점차적으로 비행 시간과 거리를 늘려 장시간, 장거리 비행이 가능하도록 진화했다.그러나 케찰코아틀루스, 타페야라를 포함하는 거대 익룡 ‘아즈다르코이드’류는 시간이 지남에도 비행능력이 향상되지 않는 것으로 확인됐다. 케찰코아틀루스의 경우는 키가 현재 기린과 비슷했던 것으로 알려져 있다. 이들 아즈다르코이드들은 비행보다는 지상에서 주로 생활했기 때문에 비행효율이 중요하지 않았기 때문이라고 연구팀은 설명했다. 크리스 벤디티 리딩대 교수(진화생물학)는 “지난 3억년 동안 변하지 않은 몇 안되는 것 중 하나가 물리 법칙이기 때문에 익룡들의 비행 진화를 이해하기 위해 이 법칙들을 사용할 수 있다는 것은 대단히 흥미로운 일”이라며 “지금까지는 화석들을 통해 해부학적 구조를 설명하고 기능을 예측했지만 이번 연구를 통해 멸종 동물의 작동효율을 물리적 법칙을 계산해 구체적 진화과정을 알 수 있게 됐다”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

2022년 디지털 붕괴된 뉴욕 배경 소설이웃들과 안면 트지만 공허한 소통뿐 코로나로 뉴욕 봉쇄 직전에 작품 완성네트워크 속 단절된 현대인들에 경종코로나19 팬데믹으로, 우리는 재난이 상존하는 도시에 살고 있다. 그 결과 비대면, 언택트라는 말이 유행할 만치 서로가 서로에게 물리적으로 거리를 두는 한편 온라인으로 소통하는 경향이 더욱 심화한다. 그런데 반대로, 물리적 만남은 가능하지만 디지털 네트워크는 붕괴된 세계에 살게 된다면 어떨까. 랜선 만남에 더욱 특화된 현대인들은 견딜 수 있을까. ‘침묵’은 2022년 디지털 네트워크가 붕괴된 도시, 뉴욕을 배경으로 한 작품이다. 토머스 핀천, 코맥 매카시 등과 함께 미국 포스트모던 문학을 대표하는 거장으로 꼽히며 해마다 노벨 문학상 후보로 거론되는 돈 드릴로의 최신작이다. 책은 출간 몇 달 전부터 팬데믹이 야기한 고립과 단절에 대한 선견지명을 담아냈다는 평으로 화제가 됐다. 드릴로는 2018년 “맨해튼의 텅 빈 거리에 대한 비전”으로 시작한 이 소설을 코로나19로 뉴욕이 봉쇄에 들어가기 몇 주 전에 완성했다고 밝혔다.소설은 2022년 슈퍼볼이 열리는 2월의 첫 일요일, 원인 모를 재난으로 모든 통신 및 전자 기기가 작동하지 않는 가운데 뉴욕 맨해튼의 한 아파트에 모인 다섯 남녀의 하루를 그리고 있다. 짐과 테사 부부는 프랑스 파리 여행을 마치고 뉴욕으로 돌아오는 길에 착륙 직전 비행기 사고를 당했다. 맨해튼의 아파트에서 이들 부부를 기다리던 다이앤, 맥스 부부와 다이앤의 옛 제자이자 고등학교 물리학 교사인 마틴에게도 이상한 일이 일어난다. 슈퍼볼 경기가 시작되려는 찰나, 텔레비전 화면이 먹통이 되고 휴대폰, 집전화, 노트북도 마찬가지 상황에 놓인 것이다.책은 전대미문의 재난에 마주해 거시적으로 상황을 조망한다기보다는 이 다섯 사람에게 집중한다. 비행기 사고 끝에 친구의 집으로 간 짐과 테사는 사고 충격으로 기진맥진한 상태인 데다 한밤중에 전기도 끊긴 터라 집으로 돌아갈 방법이 없다. 맥스는 상황을 알아보려고 이웃들과 처음으로 안면을 트고 거리를 돌아다니지만 속 시원한 설명은 어디에서도 들을 수 없다. 마틴은 아인슈타인의 원고에서 인용한 문장들을 비롯해 온갖 말들을 쉬지 않고 쏟아 놓지만 앞뒤 맥락도, 듣는 이도 없다. ‘침묵’이라는 제목이 무색하게 모두가 떠들고 있지만 공허한 소통이기에 ‘침묵’과 다를 바 없다. 디지털 네트워크는 전 세계 사람들을 유례없이 가깝게 연결해 놓았다. 그러나 한편으로는 아무도 누구의 말에도 귀 기울이지 않는 역설적 단절을 초래했다. 그러나 ‘침묵’은 이러한 혼란에 대비해 우리가 어떻게 살아야 하는가에 대해서도 넌지시 말한다. 늘 메모를 멈추지 않는 테사의 행동에서 그 실마리를 찾을 수 있다. 비행기 사고에 맞닥뜨린 테사는 큰 소리로 이렇게 외친다. “우리가 아직 살아 있다고 스스로에게 계속 말해주는 거 잊지 말아야 해.”(50쪽) 맨해튼의 친구 부부 집에 와서도 마찬가지다. “가장 단순한 육체적인 것들을 챙겨야 해. 만지고, 느끼고, 물어뜯고, 씹고. 몸은 그 나름의 마음을 가지고 있어.”(129쪽) 테사는 우리에게 무형의 세계에서 유형의 것들을 늘 돌보고 살펴야 한다는 진실을 전한다. 이슬기 기자 seulgi@seoul.co.kr

존재하는 모든 것에는 종말이 있다. 태양도 예외는 아니다. 약 46억 년 전에 태어난 태양은 별의 일생으로 치자면 그 중간 지점에 와 있다. 태양은 앞으로 약 50억 년 정도 지금과 같은 모습으로 활동할 것으로 보인다. 이것은 태양에 남아 있는 수소의 양으로 계산한 결과다. 태양이 종말을 맞는다면 과연 지구와 태양계는 살아남을 수 있을까? 이에 관해 미국의 천체물리학자 폴 M. 서터가 우주 전문 사이트 스페이스닷컴(Space.com)에 29일 흥미로운 칼럼을 게재했는데, 이를 약간 가공하여 소개한다. 우리 태양의 죽음은 먼 미래의 일이다. 그러나 별 역시 인간처럼 생로병사의 길을 걷는 존재인 만큼 언젠가는 일어날 일이다. 그러면 우리 태양계는 어떻게 될까? 문제는 태양의 죽음 이전부터 시작된다. 우리가 가장 먼저 직면해야 하는 것은 노년의 태양 자체다. 수소 융합이 태양 내부에서 계속됨에 따라 그 반응의 결과인 헬륨이 중심부에 축적된다. 폐기물이 주위에 쌓이면 태양의 수소핵 융합이 더 어려워진다. 그러나 아래로 내리누르는 태양 대기의 압력은 여전하므로 균형을 유지하기 위해 태양은 핵융합 반응 온도를 더욱 높여야 하며, 이러한 상황이 아이러니하게도 태양 중심부를 더욱 가열시킨다. 이는 태양이 늙어감에 따라 더욱 뜨겁고 밝은 별로 진화한다는 뜻이다. 수억 년 동안 번창하다가 6600만 년 전에 멸종한 공룡은 오늘날 우리가 보는 것보다 더 어두운 태양 아래 살았을 것이다.어쨌든 태양은 10억 년마다 밝기가 10%씩 증가하는데, 이는 곧 지구가 그만큼 더 많은 열을 받는다는 것을 뜻한다. 따라서 10억 년 후이면 극지의 빙관이 사라지고, 바닷물은 증발하기 시작하기 시작하여, 다시 10억 년이 지나면 완전히 바닥을 드러낼 것이다. 지표를 떠난 물이 대기 중에 수증기 상태로 있으면서 강력한 온실가스 역할을 함에 따라 지구의 온도는 급속이 올라가고, 바다는 더욱 빨리 증발되는 악순환의 고리를 만들게 된다. 그리하여 마침내 지표에는 물이 자취를 감추고 지구는 숯덩이처럼 그을어진다. 35억 년 뒤 지구는 이산화탄소 대기에 갇힌 금성 같은 염열지옥이 될 것이다. 수소 융합의 마지막 단계에서 태양은 부풀어오르기 시작해 이윽고 적색거성으로 진화할 것이며, 그때쯤이면 수성과 금성은 확실히 태양에 잡아먹힐 것이다. 그렇다면 지구의 운명은 어떻게 될까? 그것은 태양이 얼마나 팽창할 것인가에 달려 있다. 만약 태양이 지구 궤도까지 팽창해 뜨거운 태양 대기가 지구를 덮친다면 지구는 하루 안에 녹고 말 것이다. 만약 태양의 팽창이 금성 궤도쯤에서 멈춘다 하더라도 지구는 온전할 수가 없다. 태양에서 방출되는 고에너지는 지구 암석을 증발시킬 만큼 강력하므로, 지구는 밀도가 높은 철핵만 남게 될 것이다. 외부 행성들이라 해도 이 재앙을 피해가기는 어렵다. 태양의 증가된 복사는 얼음알갱이들로 이루어진 토성의 고리를 파괴할 것이며, 목성의 유로파, 엔셀라두스 등의 위성들도 얼음 표층을 잃을 것이다. 증가된 복사열이 외부 행성들을 덮칠 때 가장 먼저 일어나는 사건은 지구 대기만큼이나 연약한 외부 행성 대기를 남김없이 벗겨버리는 것이다. 그러나 태양이 계속 팽창하면 태양 대기의 바깥 갈래들 중 일부는 중력 깔때기를 통해 거대 외부 행성으로 돌입할 수 있으며, 그에 따라 외부 행성들은 이전보다 훨씬 더 큰 덩치의 행성으로 변할 것이다. 그러나 태양은 아직 진정한 종말을 맞은 것은 아니다. 최종 단계에서 태양은 반복적으로 팽창-수축을 거듭하여 수백만 년 동안 맥동 상태를 이어갈 것이다. 중력적인 측면에서 본다면 이는 안정적인 상황이 아니다. 격동하는 태양은 외부 행성을 이상한 방향으로 밀고 당기기를 계속하다가 치명적인 포옹으로 끌어들이거나 아니면 태양계에서 완전히 축출해버릴 것이다. 그러나 나쁜 일만 있는 것은 아니다. 우리 태양계의 가장 바깥쪽 부분은 수억 년 동안 지금의 지구처럼 따뜻한 곳이 된다. 적색거성으로 진화한 태양에서 쏟아지는 열과 복사량이 많아짐에 따라 태양계에서 거주 가능 구역(물이 액체로 존재할 수 있는 별 주변 지역)이 바깥쪽으로 이동하게 된 것이다. 위에서 보았듯이, 처음에는 외부 행성의 위성들이 얼음 껍질을 잃어버리면 일시적으로 표면에 액체 바다가 형성될 수 있다. 또한 명왕성을 비롯한 왜소행성들과 카이퍼 벨트의 천체들도 결국 얼음을 잃게 될 것이다. 가장 큰 변화는 이 모든 것들이 뭉쳐져 멀리서 적색거성 태양의 둘레를 도는 미니 지구가 될 것이란 점이다.78억 년 뒤 태양은 초거성이 되고 계속 팽창하다가 이윽고 외층을 우주공간으로 날려버리고는 행성상 성운이 된다. 거대한 먼지고리는 명왕성 궤도에까지 이를 것이다. 어쩌면 그 고리 속에는 잠시 지구에서 문명을 일구었던 인류의 흔적이 조금 섞여 있을지도 모른다. 한편, 외층이 탈출한 뒤 극도로 뜨거운 중심핵이 남는다. 이 중심핵의 크기는 지구와 거의 비슷하지만, 질량은 태양의 절반이나 될 것이다. 이것이 수십억 년에 걸쳐 어두워지면서 고밀도의 백색왜성이 되어 홀로 태양계에 남겨지게 될 것이다. 이 백색왜성은 처음에는 엄청나게 뜨거워서 우리가 알고있는 생명체에 잔인한 피해를 줄 수있는 X선 방사선을 발산한다. 그러나 차츰 냉각되어 10억 년 이내에 안정된 온도에까지 떨어지고, 수조에서 수십조 년까지 존재할 것이다. 백색왜성 주변에는 새로운 거주 가능 구역이 형성되겠지만, 낮은 온도로 인해 수성 궤도보다 훨씬 가까운 거리가 될 것이다. 그 거리는 행성이 모항성의 기조력에 극히 취약한 범위 내인 만큼 백색왜성의 중력이 행성을 찢어버릴 수도 있다. 이상이 태양의 종말 이후 우리가 얻을 수 있는 최선의 예측이다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

모성애 강한 엄마·천재 물리학자 오가딸 생각에 더 몰입···‘토마토’ 소품 활용도“과거로 가고 싶지 않을 만큼 지금 좋아김희애 등 선배들 활약 보며 자신감 가져”“믿고 보는 배우와 예쁜 배우, 둘 다 하면 안 될까요? ‘믿보예배’요!” 1993년 데뷔 때부터 미모로는 항상 최상위에 자리했던 배우 김희선은 어떤 배우이길 바라는지 묻자 호쾌하게 웃으며 이렇게 답했다. 최근 종영한 SBS 드라마 ‘앨리스’에서 1인 2역을 해낸 김희선은 20대부터 40대를 동시에, 또 제대로 소화할 수 있다는 걸 증명했다. 지난 27일 화상으로 진행한 인터뷰에선 그의 밝은 에너지와 솔직함이 고스란히 전해졌다. 초창기 히트작 ‘미스터Q’(1998), ‘토마토’(1999)에서 똑 부러지는 연기를 하는데도 김희선 앞엔 외모 관련 수식어가 먼저 붙었다. 이후 20년 이상 끊임없이 달리며 시청자의 신뢰감을 차곡차곡 쌓았다. 최근 ‘품위있는 그녀’(2017) 속 재벌가 며느리, ‘나인룸’(2018)의 변호사 등 연기 변신도 이어졌다. SF 장르 ‘앨리스’는 시간 여행 설정과 액션신은 물론 엄마 박선영과 물리학자 윤태이를 오가는 캐릭터 등 도전의 연속이었다. 이 중에서도 김희선은 아들 박진겸(주원 분)을 살리려는 엄마의 모성애에 초점을 맞췄다. “처음부터 감독님께 모성애를 확실히 보여 줬으면 좋겠다고 했어요. 그래야 진겸이도 엄마를 구하러 갈 수 있으니까요. 반면 물리학자 태이는 양자 역학, 평행 세계, 시간 여행 등 비밀을 시청자와 함께 파헤치는 인물로 접근했고요.” 초등학교 5학년생 딸을 둔 엄마라는 점은 연기에 큰 도움이 됐다. 선영을 연기할 땐 딸을 생각하면서 몰입했고 이 때문에 눈물이 너무 나와 오히려 애를 먹기도 했다. 진겸 엄마에게 현재를 반영했다면, 20대 연기에는 ‘토마토’ 속 김희선이 녹아 있다. 그때 모습을 시청자들에게 환기시키고 싶어 곱창 밴드나 머리띠 등 당시 소품을 활용했다는 그는 “허스키해진 목소리만큼은 그때로 가기 힘들었다”며 활짝 웃었다. 그는 딸과 손잡고 드라마를 볼 수 있는 지금이 가장 소중하다고 덧붙였다. ‘앨리스’처럼 시간 여행이 가능하다고 해도 과거로 돌아가고 싶지 않은 이유다. “20대 땐 작품 선택이나 연기에서 수동적인 편이었어요. 지금은 상의하고 고민하면서 작품을 만들 수 있어 정말 좋아요. 출산 후 휴식기를 가지면서 열정도 다시 불타올랐고, 40대로서 볼 수 있는 것들이 생겼어요.” 배우 김희애, 김혜수 등 중년 이후에도 파격적인 역할과 연기 변신에 끊임없이 도전하는 선배들을 보면 부럽기도 하고, 한편으로 자신감도 생긴다고 했다. “후배들에게는 이렇게 떠올릴 수 있는 배우로, 시청자들에게는 늘 한결같은 배우로 남고 싶다”는 게 톱여배우 김희선의 어쩌면 소박한 바람이다. 김지예 기자 jiye@seoul.co.kr

DGIST 에너지공학전공 이종수 교수 연구팀은 빛을 전류나 전압으로 변환하는 포토트랜지스터에서의 새로운 이종접합 구조를 개발하고, 이를 이용해 광전류 생성 위치와 노이즈 전류 생성의 원인을 규명했다. 이번 연구는 향후 태양전지 및 다양한 광전류 생성 소재 및 소자 연구에 중요한 지표를 제공할 것으로 기대된다. 이차원 물질은 물질을 구성하는 원자들이 마치 종이처럼 얇게 하나의 층으로만 구성돼 있는 물질을 뜻한다. 그 중에서도 ‘전이금속 디칼코게나이드(TMDC)’는 우수한 물리적 성질과 전기적 특성을 지닌 차세대 반도체 물질로, 포토트랜지스터 제작 응용과 관련해 많은 관심을 받고 있다. 하지만 광전류 생성 원리 및 전하 균형 최적화 등 다양한 조건을 만족해야 한다. 이에 이 교수 연구팀은 광전류 생성에 충분한 에너지 확보를 위해 서로 다른 세 종류의 TDMC를 붙여 새로운 구조의 포토트랜지스터를 개발했다. 개발된 포토트랜지스터는 양극의 텅스텐 디셀레나이드(p?WSe2), 음극의 이황화텅스텐(n?WS2)과, 이황화몰리브덴(n?MoS2) 세 종류의 TDMC를 접합된 이종접합 포토트랜지스터로, 이 교수 연구팀은 개발한 포토트랜지스터를 이용해 광전류가 생성되는 정확한 위치 분석과 전류량 측정 연구를 진행하는데 성공했다. 이 교수 연구팀은 실시간 광전류 매핑시스템을 자체 개발해 광전류 생성의 정확한 위치를 정확하게 분석할 수 있도록 했다. 또한, 전자와 정공 사이의 전하 균형에 따라 플리커 노이즈와 샷 노이즈의 원인 분석 연구도 함께 진행했는데, 이는 연구가 부진했던 노이즈 측정법 연구를 통해 새로운 측정방식을 제안해 그 의미가 깊다고 할 수 있다. 이처럼 이번 연구는 향후 2차원 소재 및 하이브리드 소재를 이용한 태양전지, 광센서, 전계발광소자 개발에 필요한 광전류 생성 원리와 위치 등을 정확히 규명·추적했다는데 그 의미가 깊다. 이를 통해 향후 고효율 광전소자 개발에 중요한 지표를 제공할 것으로 기대된다. DGIST 에너지공학전공 이종수 교수는 “이차원 TMDC 소재의 우수성을 잘 활용하면 새로운 물성 확보 및 소자특성을 개선한 전자 및 광전소자 개발이 가능할 것이라는 생각에 연구를 시작하게 됐다”며 “아직은 실용화를 위해 다양한 연구가 추가적으로 필요한 상황이라 계속해서 연구에 집중해나갈 예정”이라고 말했다. 이 연구는 DGIST 에너지공학전공 나현수, 정민혜 석박통합과정생이 공동 주저자로 참여했으며, 한국연구재단의 중견후속과제 및 DGIST Pre-CoE 연구과제 지원하에 수행됐다. 연구결과는 재료과학, 물리학 분야의 최고 분야지중의 하나인 Advanced Science에 지난 8월 18일 게재됐다. 대구 한찬규 기자 cghan@seoul.co.kr

-푸코의 진자로 보는 지구의 자전 해가 지고 달이 뜨는 것을 보고 하늘이 지구를 중심으로 움직인다고 하는 천동설을 철석같이 믿었던 인류에게, 그 반대로 우리가 딛고 있는 땅덩어리가 태양 둘레를 돈다는 지동설을 한 천재가 주장한 것은 무려 2300년 전의 일이다. 고대 그리스의 천문학자 아리스타르코스는 달이 정확하게 반달이 될 때 태양-달-지구는 직각삼각형의 세 꼭짓점을 이룬다는 사실에 착목하여, 이 직각삼각형의 한 예각을 알 수 있으면 삼각법을 사용하여 세 변의 상대적 길이를 계산해낼 수 있다고 생각했다. ​그는 먼저 달-지구-태양이 이루는 각도를 쟀다. 87도가 나왔다(참값은 89.5도). 세 각을 알면 세 변의 상대적 길이는 삼각법으로 금방 구해진다. 그런데 희한하게도 달과 태양은 겉보기 크기가 거의 같다. 이는 곧, 달과 태양의 거리 비례가 바로 크기(지름)의 비례가 된다는 뜻이다. 아리스타르코스는 이런 방법으로 세 천체의 상대적 크기를 또 구했다. 그가 구한 세 천체의 물리적 양은 다음과 같았다. 태양은 달보다 19배 먼 거리에 있으며(참값은 400배), 지름의 크기 또한 19배 크다. 고로 지구보다는 7배 크다(참값은 109배). 따라서 태양의 부피는 지구의 300배에 달한다고 결론지었다. 실제 값과는 큰 오차를 보이긴 했지만, 당시의 조건을 고려한다면 이것만으로도 대단한 업적이라 하지 않을 수 없다. 그의 기하학은 정확했지만, 도구가 좀 부실했던 모양이다. 하지만 본질적인 핵심은 놓치지 않았다. 지구보다 300배나 큰 태양이 지구 둘레를 돈다는 것은 모순이며, 지구가 스스로 자전하며 태양 둘레를 돈 다는 사실이었다. 이리하여 천동설을 젖히고 인류 최초의 지동설이 탄생하게 되었지만, 당시 이 같은 아리스타르코스의 주장은 큰 반발을 불러일으켰다. 게다가 신성 모독이므로 재판에 부쳐야 한다는 주장과 함께 스토아 학파의 학자들로부터 날카로운 반론이 튀어나왔다. “당신 주장대로라면 공중 높이 돌을 던지면 던진 장소로부터 서쪽으로 이동한 자리에 떨어져야 하는 것 아닌가? 물론 하늘을 나는 새도 동쪽으로 날기 위해서는 매우 힘겹게 날아가야 하겠지만 서쪽으로 날기 위해서는 방향만 잡은 채 가만히 있어도 서쪽으로 이동할 것 아닌가?” 이에 적절히 답할 물리학이 당시엔 없었으므로, 지동설이 힘을 얻지 못하는 한 원인이 되었다. 그에 대해 정확한 답변은 1,800년 뒤, 모든 계의 물리법칙은 동일하게 작용한다는 갈릴레오 갈릴레이의 상대성 이론을 기다려야만 했다. 우리는 지구와 같이 움직이므로 지구의 자전이나 공전을 체감할 수 없는 것이다. 그런데 지구가 자전하면서 태양 둘레를 돈다는 아리스타르코스의 주장을 완벽히 뒷받침하는 직접적인 증거는 그로부터 2100년이나 뒤인 1851년에야 발견되었다.프랑스 물리학자 레옹 푸코는 지구 자전을 증명하기 위해 이른바 '푸코의 진자'라는 장치를 고안해냈다. 1851년 푸코는 팡테옹의 돔에서 길이 67m의 실에다 28㎏의 납추를 매달아 진동시켰는데, 시간이 지남에 따라 진동면이 천천히 회전하는 것이 밝혀졌다. 진동면의 바닥, 즉 지구는 반시계방향으로 회전하는데, 추의 진동면은 고정된 상태이므로, 겉보기로는 진동면이 시계방향으로 움직인다는 사실이 밝혀진 것이다. 추의 진동면은 32.7시간마다 완전한 원을 만들면서 시계방향으로 매 시간 11도씩 회전했는데, 이는 곧, 지구가 자전하는 것을 보여주는 직접적인 증거였다. 인류는 아리스타르코스가 지동설을 주창한 지 무려 2100년이 지난 후에야 비로소 그 직접적인 증거를 눈으로 보게 된 셈이다. 푸코는 이 실험으로 영국 왕립협회의 코플리 상을 받았다. 진자가 매우 오랫동안 진동을 유지할 때, 지구의 관찰자는 진자의 진동면이 회전하는 것을 관찰할 수 있다. 실제는 지구가 회전을 하면서 진자의 고정점을 함께 이동시키지만, 지구와 함께 회전하는 관찰자에게는 진자의 고정점은 변하지 않고 진동면이 회전하는 것으로 보이게 된다. 이와 같이 지구에 정지한 관찰자의 관점에서 진자의 진동면을 회전시키는 힘을 코리올리 힘라고 부른다. 푸코 진자의 회전 주기는 위도에 따라 변한다. 북극이나 남극에서는 중력과 지구 자전축의 방향이 같으므로 회전 주기가 지구의 자전 주기와 같다. 이에 비해 적도에서는 중력과 지구자전축의 방향이 서로 수직이므로 진자 진동면은 거의 변하지 않고 진자 진동면의 회전주기는 무한대가 된다.지구 자전의 증거를 직접 볼 수 있는 푸코의 진자는 집에서도 간단히 만들 수 있다. 아래 그림은 필자의 2층 베란다에 만든 끈 길이 5m 푸코 진자로, 남북 방향의 흰줄과 나란하도록 진동시킨 후 20분쯤 시간이 지나면 추의 진동방향이 시계방향으로 틀어져 있음을 확인할 수 있다. 직접 내 눈으로 지구 자전을 본 것이라 해도 틀린 말은 아니다. 현재 파리의 팡테온 돔 아래에서 기존 푸코 진자의 정확한 복제품이 1995년 이후 영구적으로 진동하고 있다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

달에 기지를 운용할 정도로 충분한 물이 발견됐다는 결정적 연구 결과가 26일(현지시간) 나란히 나왔다. BBC는 “달에 물이 있다는 증거는 있었지만, 이번 연구 결과는 잠재적 수자원이 더욱 많을 수 있음을 시사한다”고 전했다. 과학 학술지 네이처 천문학에 최근 게재된 논문 두 편에 따르면 미 항공우주국(나사) 고더드 우주비행센터의 케이스 호니볼 박사 연구팀은 ‘성층권적외선천문대’를 활용해 달 관측 자료를 분석한 결과 달 표면 알갱이에 분명한 물 분자의 존재를 확인했다. 호니볼 박사는 이날 기자회견에서 “물의 양은 토양 1㎥에 약 350㎖ 정도이고, 물 분자가 분산돼 있어 얼음이나 물웅덩이를 형성하고 있는 것은 아니다”라고 설명했다. 성층권적외선천문대는 말 그대로 성층권 가까이 비행하면서 적외선 영역을 관측한다. 또 볼더 콜로라도대학 천체물리학 조교수 폴 헤인 박사 연구팀도 혜성이나 운석을 통해 전달된 물이 얼음 형태로 보존돼 있을 수 있는 영구 음영 지역인 이른바 ‘콜드 트랩’이 달 표면에 다양한 형태로 존재한다고 밝혔다. 이 연구팀은 물을 가둘 수 있는 달 표면이 이전에 추정했던 것보다 두 배가 넘는 4만㎢ 정도 된다고 결론 내렸다. 이번 연구는 달에 있는 물을 추출해 사용할 수 있다면 향후 달 기지 건립에 획기적인 발전을 가져올 수 있음을 의미한다. 영국 오픈대 한나 사전트 교수는 “이번 연구는 달에 우리가 이용할 수 있는 잠재적 수자원이 더 많다는 뜻으로, 기지를 건설할 수 있는 후보지가 더 늘어날 수 있다”고 말했다. 안석 기자 sartori@seoul.co.kr

달에 물이 존재하고, 더 쉽게 확보할 수 있는 가능성을 높여주는 연구 결과가 26일(이하 현지시간) 나란히 공개됐다. 물은 달 탐사 현장에서 식수로 이용할 수 있을 뿐만 아니라 수소를 분리해 로켓 연료로 활용할 수 있어 달 탐사와 탐사 기지를 지탱할 수 있는 귀중한 자원이다. 한 연구는 달 표면에서 물(H₂O) 분자 분광 신호가 분명하게 포착됐다는 것이고, 다른 하나는 물이 얼음 형태로 갇혀 있을 수 있는 달 표면의 영구 음영(陰影) 지역이 기대했던 것보다 많다는 것이다. 둘 다 달에서 물을 확보하는 것이 예상보다 쉬울 수 있다는 점을 밝혀낸 것이다. 두 연구 결과 모두 과학 저널 ‘네이처 천문학’(Nature Astronomy)에 게재됐다. 네이처에 따르면 미국 항공우주국(NASA) 고다드 우주비행센터 연구원 케이스 호니볼 박사가 이끄는 연구팀은 보잉 747기를 개조해 운영하는 ‘성층권적외선천문대’(SOFIA)의 달 관측 자료를 분석해 물 분자 분광 신호를 포착했다. 달 표면, 특히 남극 주변에서는 수화(hydration) 흔적이 포착돼 보고된 바 있지만 3㎛(마이크로미터) 분광 신호여서 물 분자인지 수산기(OH) 화합물인지 분간이 안 됐다. 하지만 SOFIA 관측은 6㎛로 수산기 화합물과 공유하지 않는 물 분자 분광 신호라는 점이 확인됐다. 연구팀은 남반구 고위도 지역에 물 분자가 100~400ppm 정도로 풍부하게 존재하며, 달 표면의 알갱이 사이에 보관된 것으로 추정했다. 볼더의 콜로라도대학 천체물리학 조교수 폴 헤인 박사가 이끄는 연구팀은 혜성이나 운석을 통해 전달된 물이 얼음 형태로 보존돼 있을 수 있는 영구 음영지역인 이른바 ‘콜드 트랩’(cold trap)이 다양한 크기와 형태로 존재하며, 이전에 추정되던 것의 두 배가 넘는 남극과 북극의 약 1만 5000 평방마일에 걸쳐 형성돼 있는 것으로 추산했다. 연구팀은 NASA 달정찰궤도선(LRO) 자료를 검토하고 수치모델을 활용해 이런 결과를 제시했다. 연구팀은 콜드트랩이 작은 것은 지름이 1㎝밖에 안 되는 것도 있으며, “우주비행사가 (얼음을 찾아 큰 충돌구의) 음영지역으로 깊이 들어갈 필요 없이 주변에서 1m짜리 음영을 찾아내 활용할 수도 있다”고 설명했다. 남극 주변에 있는 대형 충돌구인 ‘섀클턴 크레이터’는 약 20여㎞에 걸쳐 있고 깊이가 수 킬로미터에 달하며 기온은 영하 150도까지 내려가 있는 것으로 알려졌다. 연구팀은 달의 영구 음영지역이 실제로 얼음을 갖고 있는지 규명하지 못했다며 이를 입증할 수 있는 유일한 방법은 우주비행사나 탐사 로버가 직접 가보는 수밖에 없다고 했다. 헤인 박사는 “이번 연구 결과가 맞다면 식수나 로켓 연료, NASA가 물을 요구하는 모든 것에 더 쉽게 접근하게 될 것”이라고 말했다. 임병선 평화연구소 사무국장 bsnim@seoul.co.kr

'외계인들이 우리를 지켜보고 있다?' 인류가 외계 생명체에 대한 탐색을 강화함에 있어 반드시 고려하지 않으면 안될 사항은 외계인 역시 우리를 탐색하고 있을지 모른다는 점이다. 새로운 연구는 생명체가 서식할 가능성이 있는 가까운 항성계를 1000개 이상 확인함에 따라 이 같은 문제를 제기하고 나섰다. 코넬대학 천문학 부교수이자 칼 세이건 연구소 소장인 리사 칼테네거 논문 대표저자는 "만약 그러한 별들의 행성에 외계인이 산다면 그들은 우리 행성의 대기에서 생명의 신호들을 발견할 수 있을 것"이라고 예측하면서 "우리는 쌍안경이나 천체망원경 없이도 외계인들이 살 만한 밝은 별들을 관측할 수 있다"라고 밝혔다. 천문학자들은 지금까지 발견된 4,000개 이상의 외계행성 대부분을 '트랜싯 방법'으로 발견했는데, 외계행성들이 모항성의 앞을 가로지를 때 일어나는 밝기의 감소를 탐지하여 외계행성을 찾아내는 기법이다. 미 항공우주국(NASA)의 유명한 케플러 우주망원경은 이 기법을 사용해 현재까지 발견된 3,750개의 외계행성 중 약 70 %를 발견하는 큰 성과를 거두었다. 이 방법은 케플러 망원경의 뒤를 이은 TESS 망원경에도 적용되고 있다.​ 머지않아 연구자들은 생명 신호를 찾기 위해 가까운 외계행성의 대기를 스캔할 수 있게 될 것이다. 그것은내년 말에 발사될 예정인 NASA의 98억 달러짜리 제임스 웹 우주망원경이 수행할 많은 작업 중 하나가 될 것이다. 또한 2025년에 완성될 지상 기반의 거대마젤란 망원경도 이러한 작업을 수행할 것으로 보인다. 새로운 연구의 공동저자인 리하이 대학 물리학 부교수 조슈아 페퍼는 지구 자체를 트랜싯 기법으로 발견할 수 있는 위치의 별들을 찾아나섰다. 과학자들은 TESS와 유럽의 별 매핑 우주선 가이아의 데이터 세트를 면밀히 조사한 결과, 태양을 공전하는 궤도면인 황도와 나란한 100파섹(약 326 광년) 이내의 공간에서 그 같은 별들을 찾았다. 참고로 지구가 태양면을 가로지르는 것을 보려면 이러한 정렬이 필요하다. 이러한 탐색으로 1004개의 주계열 별들의 목록이 작성되었다. 우리 태양처럼 별의 중심에서 수소를 헬륨으로 융합하는 별들이다. 그 별들 중 508개가 지구의 태양면 통과를 관측함으로써 "지구의 이동을 최소 10시간 동안 관찰할 수 있도록 보장"한다고 칼테네거와 페퍼는 지난 20일(현지시간) 영국의 '왕립천문학회 월간공보 서신'에 발표했다. 그러나 칼테네거와 페퍼가 찾아낸 1,004개의 별을 공전하는 행성의 수는 파악하지 못하고 있으며, 따라서 생명체가 서식할 만한 세계가 얼마나 있는지에 대해서도 아무런 정보도 갖지 못한 상태이다. TESS와 같은 외계행성 사냥꾼이 계속 작업을 진행함에 따라 생명체 서식 가능 외계행성의 수는 더욱 명확히 밝혀질 것으로 기대된다.​ "이 새로운 연구는 앞으로 우주 생물학자들의 이정표 역할을 할 수 있을 것"이라고 전망하는 칼테네거는 "우리가 소통하기를 원하는 외계 지성체들을 발견하고자 한다면 가장 먼저 눈길을 주어야 할 별지도를 지금 우리 팀이 만든 것"이라고 새 연구의 성과를 규정했다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com