초등학교 시절, 50권짜리 위인전 전집을 아주 재밌게 읽었습니다. 어릴 적부터 위인들의 삶은 소설보다 다이내믹했습니다. 역경이 가로막으면 불굴의 의지로 이겨 내고, 전 세계 사람들이 칭송할 만한 성과를 남깁니다. 한때는 에디슨처럼 되고 싶었고, 또 언젠가는 링컨이 되고 싶었습니다. 가끔 초등학교 시절이 그립기도 합니다. 타인이 그린 삶의 궤적을 읽으며 가슴 뛰던 그때를, 이 2권의 책이 다시 떠올리게 해 줄 수 있을까 싶습니다. ‘엔리코 페르미, 모든 것을 알았던 마지막 사람’(김영사)은 ‘페르미 정리’로 유명한 이탈리아계 미국인 물리학자 엔리코 페르미의 평전입니다. ‘물리학의 교황’으로까지 불리지만 페르미에 관한 전기는 그의 부인과 제자가 쓴 게 전부입니다. 부제가 ‘철저한 조사와 애정으로 그려낸 한 천재의 초상화’라 할 만큼 조사가 철저합니다. 저자 데이비드 N 슈워츠는 페르미의 제자가 될 뻔했던 아버지의 유품을 정리하다가 발견한 글 한 편으로 페르미 연구를 시작합니다. 1970년 이후 새로 알려진 사실들과 인터뷰를 바탕으로 미국, 이탈리아, 스위스, 영국을 오가며 자료를 뒤지고 수많은 사람을 인터뷰합니다. 로마 출신의 어린 소년이 세계적인 물리학자가 되기까지를 그리면서 평면적이었던 페르미는 복잡하고도 매력적인 인물로 되살아납니다.‘영웅의 여정’(갈라파고스)은 신화 연구자라면 누구나 알고 있을 조지프 캠벨에 관한 책입니다. 캠벨의 주요 강연과 인터뷰를 추려 편집한 다큐멘터리영화를 책으로 옮겼습니다. 북미대륙 원주민의 신화와 아서왕 전설이 놀라울 정도로 비슷하다는 사실을 깨달은 캠벨은 전 세계의 신화를 탐구하며 각각의 이야기에서 공통 공식을 뽑아냅니다. 바로 ‘태어남-부름-모험-역경-귀환’으로 요약되는 ‘영웅의 여정’입니다. 캠벨은 그러면서 영웅의 여정이 신화뿐 아니라 보통 사람들의 삶 안에서도 전개된다고 강조합니다. 문득 이런 생각이 들었습니다. 우리가 모두 위인이나 영웅은 아니지만, 각자의 삶에서는 위인이고 영웅이 아닐까. gjkim@seoul.co.kr

과학자는 미술이나 음악 같은 예술 분야도 분석적 시각으로 보게 됩니다. 인문학자나 예술가의 시선으로 보는 과학은 과학 연구자나 일반인이 보는 것과는 다를 것입니다. 이렇듯 서로 다른 시각은 새로운 연구방법이나 학문 분야를 만들게 됩니다. 벨기에 왕립미술관, 겐트대 식물생명공학·생명정보학과, 플랑드르 생명공학연구소(VIB) 시스템생물학센터 공동연구팀은 생물학 분야 국제학술지 ‘트렌드 인 플랜트 사이언스’ 7월 15일자에 독특한 연구 보고서를 발표했습니다. 미술사학자와 식물유전학자로 구성된 연구팀은 예술 작품을 분석해 과일과 야채의 진화를 연구하는 ‘예술유전학’을 만들었다는 것입니다. 생물의 진화 과정을 파악하기 위해서는 보존된 표본에서 유전체를 분석하는 방법이 쓰입니다. 그러나 생물, 특히 과일이나 채소의 진화는 장소와 시기에 따라 다를 뿐만 아니라 모든 시대, 모든 장소의 표본을 갖고 있지 못하기 때문에 진화 과정을 완벽하게 설명하는 것은 쉽지 않습니다. 이에 연구팀은 그림을 통해 지금까지 설명할 수 없었던 비어 있는 고리를 찾겠다는 것입니다. 연구를 이끈 이브 드 스멧 VIB 박사와 다비드 베르가우웬 왕립미술관 교수는 어려서부터 친구였다고 합니다. 이들은 2년 전 함께 여행을 갔다가 미술관에 들렀는데 17세기 벨기에 화가 프란스 스네이데르스의 그림 속 과일을 보고 토론을 시작했는데 그것이 예술유전학의 시작이었다고 합니다. 연구팀은 고대 벽화나 중세, 근대의 그림으로 야채나 과일의 생김새, 색깔, 어디서 그려진 것인지를 분석하고 그림이 그려진 시기와 가까운 때의 표본을 찾아 DNA를 분석해 비교함으로써 식물 진화 과정을 파악한다는 것입니다. 연구자들은 전 세계 박물관 관람객이나 미술 애호가들에게도 과일과 채소 진화의 연결 고리를 찾을 수 있는 그림을 찾아 달라고 요청했습니다. 과일과 채소 진화 연구에 ‘시민과학’을 접목하겠다는 것이지요. 시민과학이란 과학에 관심 있는 비전공자들이 데이터 수집이나 관찰에 참여하도록 해 과학자들의 분석을 돕거나 아직 발견하지 못한 새로운 현상까지 알아내는 행위입니다. 시민 참여는 과학에 대한 관심을 자연스럽게 일으킬 뿐만 아니라 연구 비용을 적게 들이면서 예상치 못했던 연구 결과까지 가져올 수 있다는 장점이 있어 생물, 환경, 천문 분야를 중심으로 확산되고 있습니다. 영국 물리학자, 작가인 찰스 퍼시 스노 경은 1959년 ‘두 문화와 과학혁명’이란 제목의 강의에서 과학과 인문학 간 소통 부재와 단절이 심각하다고 지적했습니다. 1998년 미국 사회생물학자 에드워드 윌슨 교수의 책 ‘통섭’이 나온 이후 국내외에서 두 문화 간 소통은 활발해진 분위기입니다. 실제 외국에서는 과학과 인문학들이 다양한 방식으로 융합 연구되고 있습니다. 국내에서도 공동연구, 융합연구가 활발하다고는 하지만 자세히 들여다보면 기존 연구에 다른 분야 연구자들이 구색 맞추기 식으로 참여하는 수준에 머물러 있는 경우가 많습니다. 과학을 문화로 받아들이고 있는지 경제발전 수단으로만 인식하고 있는지에 따라 나타나는 차이일 겁니다. 국내에서 과학문화 정책은 기껏 과학 유튜버 양성이나 SNS 소통 정도에 머물러 있습니다. 이런 수준으로는 과학을 문화로 자리잡게 하는 것은커녕 두 문화 간 융합연구도 힘들지 않을까 싶습니다. edmondy@seoul.co.kr

아랍에미리트(UAE) 무함마드 빈라시드 우주센터(MBRSC)가 15일 오전 5시 51분 일본 다네가시마(種子島) 우주센터에서 일본 발사체 ‘MHI H2A’ 로켓에 실어 발사하려던 화성 탐사선 ‘아말(아랍어로 희망)’의 발사를 이틀 연기하기로 했다. 　MBRSC는 14일 “발사체를 담당하는 일본 미쓰비시중공업과 협의한 끝에 아말의 발사를 연기하기로 했다”면서 “새로운 발사 시점은 오는 17일 오전 5시 43분”이라고 발표했다. 　아랍권에서 첫 번째 행성간 탐사 프로젝트인 에미리트 화성 탐사(EMM) 프로젝트가 17일 예정대로 발사에 성공하면 UAE는 미국과 유럽연합(EU), 러시아, 인도에 이어 화성 근처로 우주선을 쏘아올려 탐사를 하는 다섯 번째 나라가 된다.발사 순간은 프로젝트의 웹사이트(http://www.emm.ae/live)를 통해 생중계된다. 　이번 발사체는 일차로 시속 3만 4000㎞의 속도로 지구 궤도에 진입한 후 시속 12만 1000㎞의 속도로 화성까지 7개월 동안 4억 9350만㎞를 날아가 내년 2월에 화성궤도권(Mars Orbital Insertion)에 진입하게 된다. 화성의 일년을 내내 관찰해 첫 화성 기후 사진을 개발하는 것이 임무다. 　이를 위해 아말 탐사선에는 화성의 대기층을 측정하는 세 가지 과학기기를 탑재했다. 소형 SUV 차량에 해당하는 무게 1350㎏의 우주선은 MBRSC 엔지니어들이 콜로라도대학 볼더 캠퍼스 대기우주물리학연구소(LASP), 애리조나주립대, 캘리포니아대 버클리 캠퍼스 등 여러 학계 파트너들과 협력해 설계하고 제작했다. 　에미리트 화성 탐사 프로젝트는 상층부와 하층부의 관계 등 화성 대기층을 연구한다. 세계 최초로 다양한 계절에 걸쳐 매일 다양한 시간대에 화성 대기층의 모습을 확보해 전 세계 200개 이상의 대학과 연구 기관에서 일하는 과학자들에게 제공할 예정이다. 　옴란 샤라프 EMM 총괄은 “아말 화성 탐사선은 MBRSC가 6년이란 충분치 않았던 기간 개발에 매진해 발사하기에 이르렀다”며 “프로젝트 팀은 코로나19 바이러스를 비롯한 예상치 못했던 크고 작은 과제들을 극복해왔고, 이제 만반의 준비를 마쳤다”고 밝혔다. 　EMM 프로젝트 팀은 지난 2006년부터 세계 곳곳의 파트너들과 협력을 통해 UAE 우주선 설계, 엔지니어링, 제작 역량을 쌓으며 일궈 온 지식 이전과 개발의 결실이다. UAE는 우주과학, 연구 및 탐험 분야의 리더십을 통해 경제 기회를 창출한다는 목표를 갖고 장기적으로 광범위하게 노력하고 있다. 　샤라프 총괄은 “현재까지 인류가 시도한 화성 탐사 프로젝트의 약 50%가 실패한 상황에 겨우 건국 50주년을 맞는 젊은 국가가 이런 탐사 임무를 수행한다는 것은 엄청난 도전”이라며, “그러나 우리는 이 프로젝트를 시작한 이후, 탐사선을 발사하기 전임에도 이미 여러 도전속에서 많은 지식을 얻고, 셀 수 없이 많은 성과를 이룩했다. 덕분에 우주선 엔지니어링, 과학 및 연구 분야에서 에미리트의 역량이 완전히 변모했고, 국가적으로는 과학계 전반에 매우 긍정적인 영향을 줄 수 있었다”고 강조했다. 　한편 UAE의 아말을 시작으로 몇몇 나라의 화성 탐사 프로젝트가 줄을 잇는다. 먼저 중국은 오는 25일부터 30일 사이에 발사할 계획인 ‘톈원(天問)-1호’의 몸체를 화성 궤도선과 착륙선, 지상탐사용 로버로 가득 채웠다. 미국이 수십 년 공들여 이룬 성과를 한꺼번에 따라잡겠다는 야망이다. 모든 절차가 예정대로 진행되면 중국은 미국을 이어 화성 땅에서 로버를 굴리는 국가란 위상을 갖는다. 유럽과 러시아는 현재 화성 궤도선만 운영하고 있다.　반면 미국은 화성 탐사선 발사가 로켓과 관련된 기술적인 문제로 계속 연기돼 속을 태우고 있다. 오는 17일 예정됐던 발사일이 20일, 22일로 연기되더니 이젠 30일 이후로 잡혔다. 지구와 화성의 공전 궤도와 주기에 맞춰 최상의 비행 궤도에 도달할 수 있는 ‘발사의 창’에 맞추기 위한 것으로 다음달 중순까지 발사해야 한다. 그러지 못하면 26개월을 더 기다려야 하는데 적어도 5억 달러(약 6000억원)의 비용이 추가되는 것은 물론 우주 탐사를 선도한다는 위상에도 타격이 가해진다. 미국은 화성에 ‘퍼서비어런스(Perseverance)’라는 이름의 지상탐사용 로버를 보내 현재 화성 지상에서 운영 중인 비슷한 모습의 로버 ‘큐리오시티’와 협업할 것으로 보인다. 이와 관련해 직접 화상을 향해 날아가지 않고 금성에 먼저 도착해 그곳의 중력 도움(flyby) 비행을 하는 것이 여러 모로 더 도움이 된다는 분석 결과가 제시돼 주목받고 있다. 비행 거리는 늘어나지만 지구 귀환도 금방 할 수 있고 일석이조의 탐사 성과도 올린다는 분석이다. 임병선 평화연구소 사무국장 bsnim@seoul.co.kr

오래전 미국 텍사스주에서 운전을 하던 중 공영 라디오 방송에서 ‘이순신’이라는 단어를 듣고 놀랍고 반가워서 귀를 기울인 적이 있다. 신무기로 무장한 일본군이 1592년 조선을 침공했지만 전술적으로 뛰어난 이순신 장군이 거북선을 만들어 대항했고, 영국이 스페인의 무적함대를 이긴 것과는 비교할 수 없는 규모의 승전을 거두었다는 내용이었다. 한국인이라면 익히 알고 있는 사실이지만 외국에서, 그것도 공영 라디오에서 이순신 장군을 칭송하다니 가슴이 먹먹해지는 감동을 느꼈다. 그 프로그램에서 말하고 싶었던 내용은 단순한 전쟁사가 아니었다. 이순신 장군이 거둔 엄청난 승리는 거북선이 있었기 때문이고, 당시 조선이 거북선을 만들 수 있었던 배경에는 뛰어난 기반의 과학기술 덕분이라는 것이다. 이순신 장군과 거북선에 얼마나 혼이 났으면 일본은 그 후 300여년 동안 감히 조선을 다시 침공하지 못했고, 이순신 장군의 전사와 함께 거북선도 홀연히 사라졌다고 언급하면서 방송은 끝을 맺었다. 임진왜란 무렵 유럽에서 일어난 과학혁명은 서구 지식사회를 바꿔 놓았고 산업혁명의 밑거름이 됐다. 내가 아는 어떤 물리학자는 한국에 노벨과학상을 받은 사람이 한 명이라도 있었다면 근현대사의 아픔을 겪지 않았을 것이라고 얘기한다. 역사에는 만약이 없다지만 임진왜란 때 거북선과 기술자의 중요성으로 미루어 보면, 과학이 역사를 바꿀 수 있다는 말이 결코 허황된 생각은 아닐 것이다.필자는 물리학자로 희귀한 원자핵의 기본 성질과 우주 원소의 기원을 연구하고 있다. 여기에는 중이온가속기라는 거대한 실험시설이 필요하다. 가속된 입자들을 서로 충돌시켜 새로운 희귀동위원소를 발견하고 핵의 구조를 연구하는 것인데, 이 지식은 재료, 의생명과학 분야에 요긴하게 쓰일 수 있다. 이런 가속기는 미국, 일본, 독일 등 일부 선진국에만 있었다. 다행히 국내에서도 최첨단 중이온가속기를 대전 신동지구에 건설하고 있다. 가속기가 가동되면 이제껏 할 수 없었던 다양한 분야의 연구가 가능해진다. 문화예술 강국 한국이 기초과학 분야에서도 국격을 드높일 수 있게 중이온가속기가 크게 일조할 것으로 기대하고 있다. 강단에 서다 보면 ‘물리가 제일 어려워요’라고 말하는 학생들을 자주 만나게 된다. 모든 학문은 추구하는 목표와 방법이 다를 뿐 어느 학문이 더 어렵고 쉽다는 것은 지극히 주관적이다. 이를테면 음치이면서 피에 대한 공포가 있는 필자에게 노래를 시키거나 의사를 하라는 것은 고역이 아닐 수 없을 것이다. 자신이 잘하는 것과 그 진가를 인정하는 것은 별개이므로 많은 사람들은 예술과 의학의 중요성을 알고 있다. 마찬가지로 과학적인 사고에 익숙하지 않은 일반인들은 과학이 멀고 어렵게 느껴질 수 있지만, 어느 때보다 과학과 기술력이 중요한 시대에 살고 있음은 인정할 것이다. 이번 코로나19 상황에서도 의학과 융합된 과학이 우리 생활에 얼마나 밀접하게 영향을 미치는지 실감할 수 있다. 경제력 측면에서도 지적소유권과 첨단과학으로 무장한 선진국과 기초과학의 바탕이 없이 경쟁하기는 매우 어렵다. 이러한 현실을 적나라하게 드러낸 일본 아베 신조 정권의 경제보복으로부터 딱 1년이 됐다. 우리나라가 처한 다양한 도전과 재해를 극복하기 위한 과학과 과학자의 책무에 어깨가 무거워짐을 느낀다. 다시 한 번 이순신 장군을 떠올리게 되는 아침이다.

코로나19 대확산이 6개월 넘게 지속되고 있는 가운데 미국과 브라질 등의 지역에서는 ‘2차 재확산’이라고 할 정도로 다시 확진자 숫자가 폭증하고 있는 상황이다. 코로나19로 인한 경제침체와 피로감 때문에 많은 나라들이 사회적 거리두기를 완화시키고 있어 재확산 속도가 이전보다 훨씬 빨라졌다는 지적도 나오고 있다. 경기침체나 산업분야의 위축 같은 문제들이 심각하다고 말들은 하지만 실제 어떤 영향을 받았는지에 대해서는 지금까지 연구결과가 없었다. 그런데 호주 시드니대 물리학부, 복잡계센터, 경영학부, 퀸즈랜드대 경영학부, 뉴사우스웨일즈 시드니대 토목환경공학부, 보건빅데이터연구센터, 영국 에딘버러 네이피어대, 인도네시아 재무부 재정정책국, 일본 통합지구환경학연구소, 국립환경학부연구소, 에콰도르 야차이공대 지구에너지환경학부, 미국 듀크대 환경학부, 중국 베이징사범대 통계학부 공동연구팀은 코로나19로 인한 사회적, 경제적, 환경적 영향을 계량화하는데 성공했다. 이 같은 연구결과는 미국공공과학도서관에서 발행하는 국제학술지 ‘플로스 원’ 10일자에 실렸다. 연구팀은 올초부터 지난 5월 22일까지 각국 정부에서 내놓고 있는 통계지표와 경제지표 등을 정밀분석했다. 그 결과 코로나19로 인해 가장 심각한 사회, 경제적 직격탄을 맞은 곳은 G2라고 불리는 미국과 중국으로 나타났으며 산업분야로는 항공운송과 관광분야는 치명적 타격을 받은 것으로 나타났다.실제로 코로나19 대확산으로 전년도에 비해 전 세계적으로 3조 8000억 달러(약 4574조 4400억 원) 규모의 소비 감소가 발생했으며 정규직 인력만 1억 4700만명이 실업상태에 놓이면서 2조 1000억달러(약 2530조 9200억원)의 임금감소로 이어졌다. 반면 온실가스 배출량은 사상 최대 규모인 2.5Gt(기가톤)의 온실가스 배출 감소가 이뤄지면서 이전에 세계 각국이 시도했던 온실가스 감축량보다 많았던 것으로도 확인됐다. 연구팀은 시간이 지날수록 세계경제에 대한 각종 경기지표는 기하급수적으로 하락할 것이라고 밝히기도 했다. 이 때문에 코로나19 확산을 빠른 시일 내에 차단하지 못할 경우 크고 작은 경제적 분쟁이 촉발될 수 있다고 연구팀은 지적했다. 반면 초미세먼지라고 불리는 PM2.5는 0.6Mt(메가톤)이 줄어 지난해 발생량보다 3.8% 줄었고 화석연료와 자동차 연소로 인한 산화질소, 이산화황 배출량도 줄었는데 질소산화물의 경우 이전보다 2.9% 감소한 5.1Mt이 적게 배출된 것으로 확인됐다. 이번 연구에 참여한 아루니마 말릭 호주 시드니대 교수(통계분석)는 “코로나19로 인해 20세기 초 대공황 이후 최악의 경제적 충격을 경험하는 동시에 산업혁명 이후 화석연료를 사용한 이래 온실가스 배출량이 단시간에 가장 많이 줄었다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

시기로는 고대부터 현대까지, 인물로는 아리스토텔레스부터 슈뢰딩거까지 훑고 있는 과학철학서다. 주목해야 할 과학계의 역사와 이론, 오해 등이 과학 개론서라할 만큼 다양하게 망라돼 있다. 입문서를 지향하는 만큼 여느 과학 서적들에 견줘 ‘비교적 알기 쉽게’-두세 번 읽어도 이해가 안 되는 부분이 많지만-썼다는 평가를 받는다. 책이 논지를 펴는 큰 축은 세계관이다. 저자는 이를 “퍼즐 조각이 맞물리듯 서로 연결된 믿음 체계”라고 설명했다. 지구가 우주의 중심이라는 아리스토텔레스의 세계관, 지구가 태양 주변을 도는 것이라는 뉴턴의 세계관을 지나, 양자론 등 현대 과학의 세계까지 들여다보고 있다. 믿음과 사실은 다를 수 있다. 믿음의 합이 명확한 사실처럼 작동하고 있을 뿐이다. 예컨대 지금은 누구도 믿지 않는 천동설, 연금술도 당대엔 최고의 지식과 합리적 사고에 근거한 결론이었다. 우리 선조들이 천동설을 믿었던 건 당시 육안 관측 등 여러 기술 여건상 그것이 진리일 수밖에 없었기 때문이다.가장 극적인 순간은 아리스토텔레스의 세계관이 무너질 때였다. 단초는 1600년쯤 발명된 망원경이 제공했다. ‘그래도 지구는 돈다’는 말을 남긴 저 유명한 갈릴레이와 가톨릭 교회 간 분쟁도 이때 벌어진다. 갈릴레이는 망원경을 이용해 ‘크레이터’라 불리는 달의 산맥, 태양의 흑점, 목성의 위성, 토성의 고리, 달처럼 변하는 금성의 위상 등을 인류 최초로 발견했다. 이런 증거들을 통해 지동설을 주장했고, 얼추 2000년을 이어온 아리스토텔레스의 세계관에도 금이 가기 시작했다. 당시 많은 이들이 철석같이 믿고 있던 지식들을 버려야 했을 텐데, 그 혼란상이 얼마나 극심했을지는 상상조차 힘들다. 그렇다면 갈릴레이 이후 400여년이 지난 지금 지구가 태양 주위를 도는 장면을 직접 확인할 기술은 있는가. 여전히 없다. 우리의 믿음 중 직접적인 증거가 있는 믿음은 놀랄 만큼 적다. 여러 믿음의 합이 태양중심설을 증명하고 있을 뿐이다. 지구가 돈다는 것도 미래 어느 순간엔가 무너질 수 있다는 뜻이다. 저자가 보기에 현재도 계속 눈을 뜨고 지켜봐야 할 흥미진진한 시대다. 1600년대 초와 여러모로 비슷하기 때문이다. 저자는 “오늘날 벨(양자론으로 현대물리학에 큰 영향을 미친 프랑스 물리학자) 유형의 영향은 뉴턴의 견해를 포기하라고 우리에게 강력히 요구한다. 나는 이것이 빙산의 일각에 불과하다고 생각한다”고 했다. “(벨의) 이 발견이 우주에 대한 상당히 다른 견해로 이어질 수 있다”는 의미다. 운이 좋은 건지, 나쁜 건지, 당신이 지금 선 자리가 변혁의 시대에 해당될 수 있다는 것이다. 책을 덮는 순간까지도 당신에게 드는 의문이란, 아마도 책을 펴면서 들었던 의문과 같은 ‘내가 왜?’일지도 모른다. 우주의 이치와 내 삶이 어떤 연관이 있길래 이렇게 골치 아픈 이야기를 듣고 있어야 하는 건가. 세계관은 결국 자신의 본질, 근원과 맞닿은 영역이다. 자신이 어디서 시작됐고, 어느 위치에 있는지를 깨닫는 과정이다. 책이 말하려는 건 결국 지금 자신이 살고 있는 세상을 과학적으로 들여다보고 철학적으로 성찰해 보라는 권유다. 과학과 담 쌓은 이라도, 인생에서 최소한 한 번쯤은. 손원천 선임기자 angler@seoul.co.kr

미국에서 공기 중에 있는 바이러스를 즉시 포집해 죽일 수 있는 공기 필터를 개발해 현재 코로나19 팬데믹(세계적 대유행)과 싸우고 있는 인류에게 도움이 될 것으로 기대된다. 미 휴스턴대가 이끄는 공동연구진은 코로나19를 유발하는 바이러스(SARS-CoV-2)를 즉시 포집해 200℃에 달하는 고온으로 가열해 사멸하는 공기 필터를 만들었다. ‘캐치 앤드 킬’(Catch and Kill)이라는 이름이 붙여진 이 필터는 갤버스턴 국립연구소(GNL)에서 독립적으로 시행한 성능 검사에서 코로나19 바이러스를 1회 통과하는 것만으로 99.8% 죽이는 것으로 확인됐다. 이 필터는 또한 탄저균 바이러스도 99.9% 죽일 수 있었다.이들 연구자는 코로나19 바이러스의 공기 전파가 70℃ 이상의 환경에서 불가능하다는 점에 주목하고 이번 필터를 설계했다. 이에 대해 연구를 주도한 휴스턴대 텍사스초전도연구소 소장이자 물리학과 교수인 지펑 렌 박사는 “이 필터는 코로나19의 확산을 막기 위해 공항과 항공기, 사무실 건물, 학교 그리고 크루즈선에서 유용하게 쓸 수 있다”면서 “바이러스의 확산을 통제하는 데 도움을 주는 이 필터의 능력은 사회에서 매우 유용할 것”이라고 설명했다. 이들 연구자는 코로나19 바이러스가 3시간가량 공기 중에 떠 있을 수 있기에 이 필터는 사람들이 오가는 개방된 공간에서 이들 바이러스를 쉽고 빠르게 제거할 수 있는 최선의 방법이라고 생각한다. 연구진에 따르면, 이 필터는 내부에 니켈 폼이 있어 공기 중 비말 형태로 떠 있는 코로나19 바이러스를 즉시 포집해 내부에 추가한 전기전도성의 와이어로 가열한다. 이는 외부 열원 대신 내부에서 가열하는 전기가열방식을 적용함으로써 필터에서 빠져나오는 열량을 최소화해 에어컨의 부담을 최소한으로 낮췄다. 연구에 참여한 휴스턴대 의대 파이살 치마 박사는 “이 새로운 생물방어 실내 공기보호 기술은 공기 중 코로나19 바이러스의 환경적 매개 전파에 관한 최초의 예방책을 제공한다”면서 “이 필터는 현재의 팬데믹 상황뿐만 아니라 미래 실내 환경에서의 모든 공기 중 생물위협과 싸우는 데 이용할 수 있는 기술의 선두에 설 것”이라고 말했다. 자세한 연구 결과는 국제 학술지 ‘머티리얼스 투데이 피직스’(Materials Today Physics) 최신호(7월 7일자)에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

지구온난화로 인한 기후변화와 얼음의 융해가 북극에 더 강하고 높은 파도를 불러일으키고, 결국 이러한 자연재해의 피해는 고스란히 인간의 몫이 될 것이라는 경고가 나왔다. 캐나다 환경 및 기후변화(ECCC) 연구소는 캐나다 북서부 뱅크스섬 서부해역인 보퍼트해를 기준으로 해안선을 따라 몰아치는 파고(파도의 높이)를 측정하고, 기후변화 시뮬레이션 프로그램을 통해 파고의 높이와 시기를 예측했다. 과거 북극해에 거대한 파도가 쳤던 시기는 1979년과 2005년이었다. 일반적으로 북극해에서는 20년에 한 번씩 수 m 높이의 거대한 파도가 몰아치는 자연현상이 관찰됐다. 연구진은 과거 두 시기에 나타난 자연현상의 데이터를 기준으로 2081년과 2100년에 나타날 파도에 대한 미래 예측 분석을 시행했다. 그 결과 기후변화와 얼음이 녹아내린 물이 더해지면서 파고는 2~3배 높아지고 주기는 점점 더 짧아져 2~5년마다 발생할 것이라는 예측이 나왔다. 구체적으로 연구진은 2100년 이전에 높이가 최대 6m에 달하는 높은 파도가 이전보다 더 자주 몰아칠 것이며, 이로 인해 해안 지역 홍수 발생 빈도가 최대 10배 증가할 수 있다고 경고했다. 연구진은 “높은 파도가 더 자주 몰아치는 현상은 홍수와 침식의 위험을 증가시킨다. 북극 해안선 인근 지역 사회에 직접적인 영향을 줄 수 있다”면서 “이미 캐나다 북부 지역은 극심한 파도로 인해 지반이 구조적으로 손상되고, 침식이 심해졌다는 것을 확인했다”고 설명했다. 이어 “높고 강한 파도에 의해 가장 큰 타격을 받을 것으로 보이는 지역은 그린란드와 노르웨이 사이에 있는 그린란드해”라면서 “이번 세기말, 북극해 지역에 몰아칠 최대 파고는 예상보다 훨씬 높을 수 있다”고 경고했다. 전문가들은 얼음이 녹아내리면서 북극해 표면이 더 많은 바람에 노출되고, 이로 인해 바닷물이 바람에 날리는 거리가 달라지면서 파도의 높이가 더욱 높아지고 거세질 수 있다고 설명한다.북극 지역은 올해 들어 관측 역사상 최고 기온을 경신하는 등 고온 현상이 이어지고 있다. 지난달 20일, 세계에서 가장 극한 지역 중 하나인 러시아 시베리아의 베르호얀스크 마을의 기온은 관측 사상 최고 기온인 38℃를 기록했다. 해당 지역의 동기 평균 기온은 18℃ 정도로, 예년보다 무려 20℃가량 높은 온도다. 전문가들은 북극권에서 유례없는 고온 현상이 이어지는 이유가 시베리아 상공에서 불고 있는 편서풍이 남쪽의 따뜻한 공기를 북쪽으로 불어넣고 있기 때문이라고 분석했다. 만약 이러한 고온 현상이 이어진다면, 북극 지역에서 추가로 영구 동토가 붕괴하거나 산림 화재 등의 재앙이 이어질 수 있다는 우려가 쏟아졌다. 자세한 연구결과는 미국지구물리학회(AGU) 대표 학술지인 ‘지구물리학 저널’(Journal of Geophysical Research) 최신호에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

양자역학을 활용해 기존 인공지능(AI) 기술을 뛰어넘는 양자 인공지능 알고리즘이 개발됐다. 독일 사이버네틱스사, 카이스트 전기전자공학부, AI양자컴퓨팅 IT인력양성연구센터, 남아프리카공화국 콰줄루나탈대 화학물리학부, 국립이론물리학연구소 공동연구팀은 기존 인공지능의 성능보다 뛰어난 비선형 양자 기계학습 인공지능 알고리즘을 개발했다고 7일 밝혔다. 이번 연구결과는 네이처 출판그룹에서 발행하는 정보통신분야 국제학술지 ‘양자정보’(npj Quantum Information)에 실렸다. 양자 AI는 양자컴퓨터의 발전과 함께 현재 AI를 앞설 것으로 기대되고 있지만 연산 방법이 달라져 새로운 양자 알고리즘 개발이 필요하다. 연구팀은 학습데이터와 테스트데이터를 양자정보로 만든 뒤 양자 정보의 병렬 연산을 가능케 하는 양자포킹 기술과 간단한 양자 측정기술을 조합해 계산할 수 있는 비선형 커널 기반 양자 알고리즘 시스템을 만들었다. 인공지능 기계학습에서 가장 중요한 것은 주어진 데이터의 특징을 구분해 분류하는 것이다. 문제는 데이터 특징만으로 데이터를 분류하기 쉽지 않다면 새로운 특성을 찾아 분류할 수 있는 비선형 커널 기술이 필요하다. 연구팀은 양자컴퓨팅의 장점을 활용해 기하급수적 계산 효율성을 높이는 양자 기계학습 알고리즘을 개발했다. 연구팀은 실제로 IBM 클라우드 서비스를 통해 실제 양자컴퓨터에서 양자 지도학습을 실제 시연하는데 성공했다. 이준구 카이스트 전기전자공학부 교수는 “이번에 개발한 양자 지도학습 알고리즘은 적은 계산량만으로도 연선이 기능하기 때문에 대규모 계산량이 필요한 현재 인공지능 기술을 추월할 가능성을 제시했다는 점에 있어서 의미가 크다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

스키를 탈 때와 같이 보온용 외에는 마스크를 거의 쓰지 않던 필자도 올해는 마스크가 일상의 필수품이 돼 버렸다. 황사마스크를 구입했던 적이 있으나 답답해 쓰지 않고 있다가 올 초 마스크 파동이 일어났을 때 매우 요긴하게 사용할 수 있었다. KF94, KF80 등 마스크에 붙어 있는 번호는 방진 효과를 나타내는 것일 뿐인데도 ‘코로나19에 대응하는 데도 더 효과가 있겠지’ 하는 막연한 생각을 했다. 아마도 대부분의 국민이 그렇게 생각하고 있을 것이다.KF80은 0.6마이크로미터(㎛) 크기의 입자를 80% 차단할 수 있고 KF94는 0.4㎛ 크기의 입자를 94% 차단하는 능력을 가지고 있다. 참고로 머리카락 굵기가 100㎛ 정도다. 석유나 석탄 등의 화석연료 사용과 자동차 매연으로 발생하는 미세먼지는 2.5~100㎛ 크기다. 2.5㎛ 이하의 먼지는 초미세먼지라고 부르는데 연소입자에서 나오는 질산염, 유기탄화수소 그리고 유해 금속 성분 등으로 피부 모공 속에 침투해 건강에 좋지 않은 영향을 미친다. 마스크는 세 가지 물리현상을 활용해 각종 크기의 먼지를 차단한다. 작은 크기의 입자들은 분자 간의 힘에 민감하기 때문에 매우 끈적하게 다른 표면에 붙게 된다. 이렇게 붙게 만드는 분자간힘을 반데르발스 힘이라고 부른다. 미세먼지 입장에서 마스크의 섬유들은 마치 거미줄같이 끈적한 줄처럼 보이게 된다. 거미줄이 듬성듬성 쳐 있어도 벌레들이 붙잡히는 것과 같은 원리라고 보면 된다. 섬유를 여러 겹 겹쳐 놓으면 미세먼지는 거의 100% 차단된다. 초미세먼지보다 작은 0.1㎛ 이하의 입자들은 공기 분자에 끊임없이 부딪혀 움직이는 브라운운동을 한다. 매우 불규칙한 운동을 하는 것이다. 무작위로 입자가 운동하면서 직선으로 날아가지 못하고 구불구불하게 간다. 브라운운동을 하게 되면 결국은 마스크의 섬유에 붙게 된다. 이들은 거의 100% 차단된다. 가장 차단하기 어려운 것들이 약 0.5㎛ 크기의 초미세먼지다. 초미세먼지 입자는 공기의 흐름을 따라 마스크의 섬유를 돌아서 갈 수 있기 때문이다. 흐르는 강물이 바위가 있으면 돌아가는 것과 같은 이치다. 공기 흐름대로 초미세먼지 입자들이 흐르게 놔두면 거의 차단할 수 없게 된다. 여기에 새로운 물리학이 필요하다. 이 입자들을 정전기를 이용해 공기 흐름 중에서 마스크의 섬유로 당겨야만 한다. 이를 위해 만들어진 것이 황사 차단 마스크다. 섬유 재질에 정전기 현상이 잘 일어나게 해 초미세먼지를 당기도록 만들어 차단력이 94%가 되면 KF94번호를 달게 된다. 물론 정전기 능력은 습기가 차면 떨어지게 돼 시간이 지날수록 마스크의 차단력은 저하된다. 코로나 바이러스는 대체로 크기 5㎛ 이상의 비말을 타고 전파된다고 한다. 반데르발스 힘을 통해 차단할 수 있기 때문에 굳이 번호가 높은 황사마스크를 사용할 필요는 없다. 최근에 많이 판매되는 비말 차단용 마스크는 KF50~80 수준이며 여러 겹의 섬유가 충분히 겹쳐 있으면 비말을 막을 수 있어 코로나 바이러스 차단에는 효과적일 것이다. 더운 여름에 두꺼운 KF94나 KF80 마스크를 착용할 이유가 없다. 철저한 과학적 분석 없이 공적마스크를 KF94로 공급했던 당국이 처음부터 물리학을 잘 이해했더라면 국민들에게 쓸데없는 불편을 주지는 않았을 것이다.

물리학도 출신의 골퍼 브라이슨 디섐보(미국)가 자신의 몸무게와 골프 비거리의 상관관계를 저울질한 실험에 성공했다. 디섐보는 6일(한국시간) 미국 미시간주 디트로이트 골프클럽(파72·7372야드)에서 열린 미국프로골프(PGA) 투어 로켓 모기지 클래식 4라운드에서 7타를 줄인 최종 합계 23언더파 265타로 우승했다. 상금은 135만 달러(약 16억 2000만원). 단독 1위였던 매슈 울프(미국)에게 3타 뒤진 공동 2위로 최종 라운드에 나선 디섐보는 초반 4개홀에서 버디 3개를 잡아내며 단숨에 울프를 따라잡은 뒤 후반 마지막 3개홀에서도 연속 버디를 잡아내 우승을 확정했다. 2018년 11월 슈라이너스 아동병원오픈 우승 이후 1년 8개월 만에 올린 6승째, 지난해 1월 유러피언투어 오메가 두바이 데저트 클래식 우승 이후로는 1년 5개월 만이다. 대학에서 물리학을 전공한 디섐보는 야디지북에 제도용 컴퍼스로 선을 그어 거리를 확인하고, 모든 아이언 클럽의 길이를 똑같이 하는 등 실험 정신이 투철한 ‘필드의 물리학자’로 불린다. 이번에는 자신의 몸무게로 실험했다. 키 185㎝인 그는 90㎏ 안팎의 몸무게를 110㎏ 가까이 늘렸다. 그 덕에 이번 대회 그는 드라이버샷 평균 350.6야드로 1위를 기록했다. 2003년 샷링크 제도 도입 이후 우승자로서는 최장타 신기록이다. 종전 기록은 2005년 타이거 우즈(미국)의 341.5야드였다. 디섐보는 대회를 앞두고 하루 평균 3000∼3500㎉의 고열량 음식을 섭취했다. 아침 식사로 달걀 4개와 베이컨 5장, 토스트를 먹고 점심에는 샌드위치와 에너지바, 저녁엔 스테이크와 감자를 먹은 것으로 알려졌다. 단백질 음료도 하루에 6개 복용했다. 최병규 전문기자 cbk91065@seoul.co.kr

미국과 남미를 중심으로 하루 코로나19 확진자 수가 4만~5만명에 이르는 등 2차 대유행이 온 것 아니냐고 할 정도로 다시 무섭게 확산되고 있다. 국내에서도 확진자 수가 증가하고 있어 방역 당국이 바짝 긴장하고 있다. 이런 가운데 최근 확산되고 있는 코로나19 바이러스는 발생 초기보다 전염성이 더욱 강하게 변이됐을 것이라는 연구 결과가 나와 주목을 받고 있다. 베트 코버 미국 로스앨러모스 국립연구소 이론생물·생물물리학부 박사를 중심으로 라호야 면역연구소, 듀크대 의대 등 공동연구팀은 코로나19가 일부 구조가 변형돼 올 초 유행했던 바이러스보다 전염성이 더 강해졌을 것이라고 5일 밝혔다. 이 같은 연구 결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘셀’ 3일자에 실렸다. 연구팀은 세포 실험을 통해 코로나19의 스파이크 단백질 중 614번의 변이가 발견됐으며, 이는 감염된 사람의 체내에서 바이러스 양을 늘려 바이러스의 전염력을 강하게 만든다는 연구 결과를 내놨다. 스파이크 단백질은 코로나19가 인체 세포 속으로 침입하는 데 중요한 역할을 하는 물질인데 이번에 발견된 변이는 스파이크 단백질을 더 작게 만들어 인체 세포로 좀더 쉽게 침투할 수 있게 만든다고 연구팀은 설명했다. 연구팀에 따르면 이번 변이는 전파력은 강하지만 독성은 더 강해지지 않고 이전과 비슷한 수준인 것으로 보고 있다. 연구를 이끈 코버 박사는 “이번 발견은 바이러스의 새로운 변이형태가 전염성을 높여 더 위험해졌다는 것을 보여 준다”며 “백신이나 치료제가 나오기 전까지는 마스크를 착용하고 사회적 거리를 유지하는 것이 유일한 대비책”이라고 강조했다. 이번 연구에 대해 앤서니 파우치 미국 국립보건원(NIH) 산하 국립알레르기·전염병연구소(NIAID) 소장도 “이번 연구에 대해 의학계에서 일부 견해차가 있기는 하지만 코로나19 바이러스가 변이를 일으켜 전염성이 강해졌을 가능성은 크다”고 밝혔다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

최근 밝기가 40%까지 급격히 떨어져 천문학자들의 비상한 관심을 집중시켰던 오리온자리 알파별 베텔게우스의 기이한 변화는 일시적으로 항성의 표면 절반을 가린 흑점 현상 때문이라는 연구 결과가 발표되었다. 오리온자리는 북반구 하늘에서 유일하게 1등성 두 개를 가지고 있는 겨울 별자리의 왕자다. 이 별자리의 왼쪽 위 귀퉁이를 보면 불그스레 빛나는 별 하나가 있는데, 요즘 지구촌 밤하늘에서 가장 '핫'한 별인 베텔게우스다. 칼을 쳐들고 있는 사냥꾼 오리온의 오른쪽 겨드랑이 부근에서 유난히도 밝게 빛나는 베텔게우스는 그래서 아라비아어로 ‘겨드랑이 밑’이라는 뜻을 갖고 있다. 밝기가 변하는 변광성인 베텔게우스는 크기가 무려 태양 지름의 900배에 달하는 적색 초거성으로, 밝기는 태양의 10만 배를 훌쩍 넘는다. 만약 베텔게우스를 우리 태양 자리에 끌어다 놓는다면 수성, 금성, 지구, 화성은 확실히 베텔게우스에 먹혀 사라질 것이며, 별의 표면은 소행성대를 지나 목성 궤도 너머까지 미칠 것이다.덩치가 큰 별일수록 강한 중력으로 핵융합이 급격히 진행되는 바람에 연료 소모가 빨라 얼마 살지 못한다. 베텔게우스의 나이는 800만 년 정도로, 아직 1000만 년이 채 안되었는데도 별이 부풀어오르고 급격한 밝기 변화를 보이는 등 말기 증세를 보여, 천문학자들은 이 별이 조만간 폭발할 것으로 예측하고 있다. 슈퍼노바(supernova), 곧 초신성 폭발을 눈앞에 두고 있다는 얘기다. 그러나 베텔게우스는 올봄 희미한 상태에서 벗어났으며, 5월에 들어서자 원래의 밝기를 되찾았다. 일부 천문학자들은 베텔게우스의 이 같은 회복은 별이 커가는 과정에서 별을 탈출한 물질이 넓은 공간에 퍼져 있는데, 이 물질이 별빛을 가렸기 때문이라는 분석을 내놓았다. 이번 새로운 연구는 베텔게우스의 밝기가 떨어진 것은 베텔게우스 자체에 그 원인이 있음을 시사한다. 연구자들은 올해 1월에서 3월까지 하와이의 제임스 클러크 맥스웰 망원경(JCMT)의 서브밀리미터 파를 사용하여 이 초거성을 정밀 조사했다. 그런 다음 연구팀은 이 데이터를 칠레의 아타카마 패스파인더 실험 망원경(APEX)의 서브밀리미터 파 관측으로 얻은 이미지를 포함하여 지난 13년 동안 이루어진 베텔게우스의 관측치와 비교했다. 파장이 가시광선의 수천 배에 달하는 서브밀리미터파는 별먼지를 관통할 수 있어 성간 먼지를 연구하는 데 이용된다.독일 막스플랑크 천문학연구소 박사후 연구원인 타비샤 다마와르데나 대표저자는 “베텔게우스는 서브밀리미터 이하 파장의 빛에서도 20%나 어두워졌다는 사실에 놀랐다"면서 "이는 곧 급격한 광도 저하의 원인 중 하나로 지목됐던 먼지와는 관련이 없으며, 별 자체의 원인으로 그 같은 큰 변화가 일어났다는 것을 알게 되어 무척 흥미로웠다"고 밝혔다. 또한 "앞으로 몇 년간 관측하면 베텔게우스의 급격한 감광이 흑점 사이클과 관련된 것인지 알아낼 수 있을 것"이라면서 "어떤 경우든 베텔게우스는 미래 연구에서도 흥미로운 대상으로 남아 있을 것"이라고 덧붙였다. 베텔게우스의 표면온도는 대략 3230℃ 정도인데, 이 결합 데이터는 베텔게우스의 감광이 표면 온도가 약 200℃도 떨어진 것과 관련이 있음을 보여준다. 연구팀은 또 베텔게우스의 고해상도 이미지에 나타난 광도가 비대칭적 차이를 보이는 점을 근거로 광구의 50~70%가 거대한 흑점으로 덮여 있으며, 이 구역이 밝은 구역보다 낮은 온도를 보이는 것으로 분석했다. JCMT의 선임 과학자 스티브 마이어스도 “베텔게우스와 같은 이전 세대의 별들은 실제로 지구상이나 우리 몸에서 발견되는 대부분의 원소들을 초신성 폭발로 은하계에 분포시켰다”고 설명한 후 “우리는 이 별이 언제 폭발할지 예측할 수 없지만, 밝기를 추적하면 흥미로운 별의 진화를 더 잘 이해할 수 있을 뿐 아니라 우리가 살고 있는 이 우주의 역사를 더욱 잘 알 수 있게 될 것”이라고 덧붙였다. 이번 연구는 6월 29일(현지시간) ‘천체 물리학 저널 회보’에 게재되었다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　　

‘과속 성장’하는 거대한 블랙홀의 크기가 공개돼 학계의 관심이 쏠리고 있다. 호주국립대학과 유럽남방천문대(ESO) 등 국제 공동연구진에 따르면 2018년에 발견된 블랙홀 ‘ SMSSJ2157–3602’(이하 J2157)는 발견 당시부터 성장 속도가 매우 빨라 과학자들의 눈길을 사로잡았다. 이후 연구진은 이 블랙홀이 얼마나 빠르게 규모를 확장하는지, 현재 ‘몸집’의 규모는 어떤지, 동시에 얼마나 많은 주위의 별을 집어삼키며 현재의 질량을 유지하는지 등을 알아내기 위한 연구를 진행해왔다. 연구진이 칠레에 있는 유럽남방천문대의 거대망원경을 이용해 관찰한 결과, 블랙홀 J2157의 현재 질량은 태양의 340억 배, 크기는 태양의 400만 배에 달한다는 사실이 확인됐다. 우리 은하 중심에 있는 초대질량블랙홀(SMBH) 질량의 8000배에 달하는 규모다. 또 지금까지 발견된 것 중 가장 밝은 빛을 띠는 블랙홀이라는 사실도 밝혀졌다. 연구진은 블랙홀의 밝기를 통해 크기를 유추했으며, 날마다 태양 질량 1개에 맞먹는 주변 물질을 빨아들인다는 사실도 확인됐다. 연구진은 현재까지의 결과로 보아, 이 블랙홀이 관측 역사상 가장 거대한 블랙홀의 타이틀을 차지할 수 있을 것으로 보인다고 예측했다. 다만 빅뱅 뒤 약 12억 년 밖에 되지 않은 초기 우주에서 발견된 만큼, 초기 우주에서 어떻게 이런 거대한 블랙홀이 성장하고 등장할 수 있었는지는 아직 미스터리라고 밝혔다. 연구를 이끈 호주국립대학의 크리스토퍼 온켄 박사는 “이 블랙홀이 주위의 에너지를 얼마나 많이 빨아들이는지는 이미 가지고 있는 질량에 달려있다”면서 “이 블랙홀이 초기 우주의 거대한 형태 중 하나인지, 주위의 에너지를 얼마나 집어삼키는지를 확인하기 위한 연구가 이어질 것”이라고 설명했다.이번에 발견된 블랙홀은 엄청난 성장세를 보이며 몸집을 불려가고 있지만, 관측 역사상 가장 큰 블랙홀은 아니다. 지난해 독일 막스 플랑크 외계물리학 연구소는 지구에서 약 7억 광년 떨어진 ‘아벨(Abell) 85’ 은하단 중심에 있는 타원은하에서 태양 질량의 400억 배에 달하는 최대 블랙홀을 확인했다. ‘과속 성장’으로 엄청난 에너지를 뿜어내는 블랙홀 ‘J2157’에 대한 연구결과는 영국 천문학 저널인 왕립천문학회 월보(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society) 최신호에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

역대 가장 더운 여름이 예상되면서 폭염이 계속되는 가운데 마스크 착용을 힘들어하는 사람이 늘고 있다. 숨쉬기 편한 마스크가 판매되고 있지만 수제 마스크도 침방울이 튀어 나가는 것을 막아 준다는 분석 결과가 나왔다. 미국 플로리다 애틀랜틱대 해양·기계공학과 싯다르타 베르마 교수가 주도한 연구팀은 기침이나 재채기를 할 때 튀어나오는 침방울을 막아 줄 수 있는 마스크 효과를 모의실험한 결과 여러 겹의 천으로 만든 수제 마스크도 시중에서 판매하는 마스크와 비슷한 효과를 보인다는 연구 결과를 물리학 분야 국제학술지 ‘유체 물리학’ 30일자에 발표했다. 연구팀은 다양한 재료와 형태로 마스크를 만들어 재채기나 기침을 했을 때 침방울을 얼마나 잘 차단하는지 모의실험을 실시했다. 실험 결과 시중에서 판매되는 마스크들은 거의 100% 침방울을 차단했으며 여러 개의 천을 겹쳐 만든 수제 마스크도 90% 이상 침방울을 차단하는 것으로 나타났다. 등산용 손수건으로 알려진 반다나나 스카프를 접어 입과 코를 가리는 것은 침방울이 튀는 것을 막는 데 전혀 도움이 되지 않는 것으로 확인됐다. 베르마 교수는 “마스크를 쓰는 것은 매우 중요하지만 바이러스를 100% 차단할 수는 없다”며 “백신이 출시되기 전까지는 마스크 쓰기와 함께 사회적 거리두기 등 보건당국자들의 권고사항을 철저히 지키는 게 중요하다”고 덧붙였다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

7개국 19개 연구기관의 과학자들이 지금까지 알려진 외계행성 중 지구에서 가장 가까우면서 지구와 비슷한 형태를 가진 슈퍼지구(Super-Earth)를 발견했다. 생명체 존재 가능성도 어느 때보다 큰 것으로 예측돼 주목받고 있다. 독일 괴팅겐대, 영국 런던 퀸스메리대, 스페인 안달루시아 천체물리학연구소, 미국 캘리포니아 산타크루즈대(UCSC), 카네기 과학연구소, 칠레 산티아고 국립대, 스위스 베른대, 호주 뉴사우스웨일스대 등으로 구성된 국제공동연구팀은 지구에서 약 11광년 떨어져 있는 적색왜성 ‘글리제 887’ 주변을 돌고 있는 슈퍼지구 2개를 발견했다고 세계적인 과학저널 ‘사이언스’ 26일 자에 발표했다. 연구팀은 유럽남방천문대(ESO)에서 운용하고 있는 칠레 라실라 관측소 천체망원경에 장착된 ‘초정밀 시선속도 행성추적기’(HARPS)를 이용해 글리제 887을 관측했다. 태양계와 가장 가까운 곳에 위치한 적색왜성 글리제 887은 태양보다 크기와 밝기는 절반 수준이다. 관측 결과 연구팀은 글리제 887을 공전하는 2개의 슈퍼지구를 발견했다. 특히 글리제 887c의 행성 표면 온도는 섭씨 70도 정도로 액체 상태의 물이 존재하는 것으로도 확인돼 지금까지 발견된 지구형 외계 행성 중 생명체 존재 가능성이 가장 높은 것으로 연구팀은 평가하고 있다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

태양보다 180배 정도 어린 별을 공전하는 해왕성 크기의 외계행성을 천문학자들이 발견했다. 이는 지구의 행성 진화 과정을 엿볼 수 있어 학계의 주목을 받고 있다. 미국과 캐나다 등 국제연구진은 차세대 ‘행성 사냥꾼’으로 불리는 테스 우주망원경(TESS)과 지금은 은퇴한 스피처 우주망원경의 관측자료를 분석해 지구에서 약 32광년 떨어진 적색왜성 ‘현미경자리 AU’(AU Mic)의 주위를 공전하는 가스형 행성 ‘현미경자리 AU b’(AU Mic b)를 발견했다.이들 연구자가 이 행성을 거느린 별에 주목한 이유는 이 항성이 비교적 가까운 곳에 있고 어리기 때문이다. 이 별은 지구에서 태양 다음으로 가까운 별인 센타우루스자리 프록시마보다 약 8배 더 먼 곳에 있으며 태양이 존재해온 기간인 약 45억 년과 비교했을 때 겨우 2000만 년에서 3000만 년 정도밖에 되지 않았다. 따라서 이 젊은 별은 자체 중력으로 물질을 중심핵으로 끌어당겨 압축할 때 생기는 고열 탓에 종종 강력한 빛을 내뿜는 데 이를 플레어링 현상이라고 한다. 태양의 절반 정도 크기인 이 별은 아직 그 주변에 먼지와 가스로 된 원시행성 원반을 거느리고 있다. 연구에 참여한 미국 메릴랜드대 볼티모어캠퍼스 우주과학기술센터의 토머스 바클리 박사는 이번 연구 전까지 이 젊은 별이 태양처럼 행성계를 형성했는지에 의문을 품고 있었다고 밝혔다. 그는 “우리가 이해하고 싶은 것 중 하나는 이 행성이 행성계에서 언제 형성됐고 초기에 어떤 일이 벌어졌는가다”면서 “상대적으로 어린 이 행성계는 행성 형성을 연구하는 특별한 실험실로 태양계가 어떻게 형성됐는지를 밝히는 데 도움이 될 수 있다”고 설명했다. 이어 “이 별은 아직 작은 암석형 행성을 만들어낼 시간이 없었을 것”이라면서 “이 행성계는 우리에게 지구나 금성 같은 암석형 행성이 형성되기 전 어떤 일이 일어났는지 알 기회를 준다”고 덧붙였다. 연구를 이끈 미국 조지메이슨대 조교수인 피터 플라브찬 박사는 동료 연구자들과 함께 2018년 이 별을 공전하는 행성의 첫 번째 신호를 탐지했었다. 이 관측은 2019년 스피처 우주망원경의 관측자료에서 다시 한번 확인됐다. 또 다른 연구 참여자인 캐나다 몬트리올대 외계행성연구소의 천체물리학자 조나탕 가네 박사는 현미경자리 AU와 같은 작은 별은 대개 매우 강력한 자기장을 지녀 매우 활동적이라면서 이는 1970년대 확인된 플레어링 활동이 잘 설명해준다고 말했다.이들 연구자는 현미경자리 AU b 행성이 모항성의 앞을 통과할 때 이 행성에 의해 차단된 빛의 양을 분석함으로써 행성의 크기와 공전 주기를 계산할 수 있었다. 테스 프로젝트의 부책임자이기도 한 토머스 바클리 박사는 항성의 이런 밝기 감소는 행성 크기에 관한 많은 정보를 제공한다고 덧붙였다.이를 통해 연구진은 현미경자리 AU b 행성이 크기는 해왕성 정도 되고 지구의 약 58배에 조금 못 미치는 질량을 지니고 있으며 공전 주기는 8.5일 정도 된다는 것을 알아냈다. 참고로 태양에서 가장 가까운 행성인 수성의 공전 주기는 88일이다. 그만큼 이 행성은 모항성에 가까운 곳에 있을 가능성이 크다. 연구진은 또 다음 연구의 일부 단계로 이 행성의 대기 상태에 대해 더 많은 정보를 얻고 싶어한다. 바클리 박사는 “이 행성은 우리가 볼 수 있는 속도로 대기를 빠르게 잃고 있을지도 모른다”고 말했다. 대기를 구성하는 물질을 결정하면 형성된 행성은 모항성에서 일정 거리에만 존재하므로 어떻게 형성됐는지도 확인할 수 있다. 이 점은 행성이 새로운 행성계에서 어떻게 형성되고 움직이는지에 관한 정보를 제공하면서, 처음 발견된 이후로 어떻게 이동하고 있는지에 관한 단서를 제공할 것이다. 바클리 박사는 또 현미경자리 AU b 행성은 목성이나 토성, 해왕성 또는 천왕성 같이 태양계의 가스형 행성과 매우 비슷하지만, 더 뜨겁다고 말했다. 이어 행성들의 움직임을 이해하는 것은 정말 어려운 문제라고 덧붙였다. 이들 연구자는 현미경자리 AU는 행성계와 거기서 만들어지는 파편이나 가스와 어떻게 상호작용하는지를 이해하는 데 특히 유용하다고 말했다. 이런 행성계는 거의 알려져 있지 않으며 심지어 이만큼 지구와 가까운 것으로 알려진 행성계는 거의 없다. 게다가 현미경자리 AU 행성계는 지구와 가까워 더 밝게 빛이 나므로 다양한 장비로 관측할 수 있다. 현미경자리 AU는 우주의 같은 영역에서 거의 동시에 형성된 젊은 별들의 모임 일부분이다. 그중 화가자리 베타(Beta Pictoris)라는 이름이 붙여진 항성 역시 원시행성 원반을 갖고 있다. 하지만 이 행성계에서는 모항성이 태양 질량의 1.75배로 더 크고, 행성들도 목성의 11배와 9배로 상당히 크다. 따라서 이 행성계는 현미경자리 AU 행성계와 같은 방식으로 진화하지 않은 것으로 추정된다. 연구진은 공통점이 많지만 서로 다른 이 두 행성계를 연구하면서 행성 형성의 매우 다른 두 시나리오를 비교할 수 있다. 시간이 지남에 따라 그리고 더 많은 관측을 통해 이들 연구자는 초기 행성 형성의 본질과 행성이 모항성 중심에서 외부로 이동하는지 아니면 제자리에 형성되는지 이해할 수 있기를 바란다고 밝혔다. 이번 연구 결과는 세계적 학술지 네이처(Nature) 최신호(6월24일자)에 실렸다. 사진=NASAS 고다드 우주비행센터 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

뉴질랜드 연구진이 ‘제8번째 대륙’으로 불리는 질랜디아의 수심도를 나타낸 지도를 공개했다고 CNN 등 해외 언론이 23일 보도했다. 오세아니아 대륙 주변 바다에 담겨있는 땅덩어리인 질랜디아는 1995년 지구물리학자인 브루스 루엔딕이 처음 발견했다. 학계의 일부 전문가들은 유럽·아시아·아프리카·북아메리카·남아메리카·오세아니아·남극에 이어 제8번째 대륙으로 보기도 한다. 약 8500만 년 전 바닷속으로 가라앉은 것으로 추정되는 질랜디아의 크기는 한반도 면적의 약 22배로 알려져 있지만, 이 안에 속하는 뉴칼레도니아와 뉴질랜드를 빼면 전체 면적의 94%가 바다에 잠겨 있다. 뉴질랜드 지질 연구소(GNS Science)가 현지시간으로 22일 공개한 지도는 지금까지 공개된 것 중 가장 자세한 질랜디아의 정보와 더불어, 질랜디아 대륙의 기원에 대해 추측해볼 수 있는 다양한 사실들을 종합적으로 담고 있다. 특히 질랜디아에 존재하는 것으로 추정되는 화산이나 플레이트경계, 퇴적분지 등의 정보가 추가됐으며, 일반인도 이를 자세히 관찰할 수 있도록 웹사이트를 통해 3D 정보도 함께 제공됐다. 연구진은 “우리는 뉴질랜드와 남서 태평양 지역의 지질학적 최신 정보를 정확하게 제공하기 위해 이 지도를 만들었다”면서 “이제 전 세계 모든 사람이 자신의 집에서 질랜디아를 탐험할 수 있다”고 말했다. 이어 “질랜디아에 대해 알려지지 않은 것이 아직 많다. 기후환경 역시 지금까지 알려진 것과 다를 수 있다”면서 “우리는 추가적인 연구로 밝혀지는 사실을 지속적으로 지도에 업데이트 할 것”이라고 덧붙였다. 2017년 뉴질랜드 등 12개국 과학자 32명으로 이뤄진 국제 연구진은 질랜디아가 현재 수심 1㎞가 넘는 바다에 가라앉아 있지만, 과거에는 지금처럼 수심이 깊지 않았다는 사실을 밝힌 연구결과를 발표했다. 전문가들은 질랜디아가 과거 호주의 일부였다가 분리됐으며, ‘불의 고리’라고 불리는 환태평양지진대가 형성됐을 무렵 움직임이 멈춘 것으로 보고 있다. 이후 대륙의 ‘뿌리’ 부분이 부서지면서 깊은 바다로 가라앉았을 것으로 추측한다. 전설의 도시인 ‘아틀란티스’처럼 바다 아래 잠겨 있다는 점에서 호기심을 유발하는 질랜디아의 새로운 지도는 뉴질랜드 지질 연구소가 관리하는 웹사이트(data.gns.cri.nz/tez/)에서 확인할 수 있다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

액체상태의 물과 대기층도 두꺼워 생명체 존재 가능성 높아 7개국 19개 연구기관의 과학자들이 지금까지 알려진 천체 중에서 지구에서 가장 가까우면서 지구와 비슷한 형태를 가진 슈퍼지구를 발견했다. 생명체 존재 가능성도 어느 때보다 큰 것으로 예측돼 주목받고 있다. 독일 괴팅겐대, 영국 런던 퀸스메리대, 스페인 안달루시아 천체물리학연구소, 미국 캘리포니아 산타크루즈대(UCSC), 카네기 과학연구소, 칠레 산티아고 국립대, 스위스 베른대, 호주 뉴사우스웨일즈대 등으로 구성된 국제공동연구팀은 지구에서 약 11광년 떨어져 있는 적색왜성 ‘글리제 887’주변을 돌고 있는 슈퍼지구(Super-Earth) 2개를 발견했다고 세계적인 과학저널 ‘사이언스’ 26일자에 발표했다. 연구팀은 유럽남방천문대(ESO)에서 운용하고 있는 칠레 라실라 관측소 천체망원경에 장착된 ‘초정밀 시선속도 행성추적기’(HARPS)를 이용해 글리제 887을 관측했다. 별(항성)이 지구에 가까워지거나 멀어지면 도플러 효과에 의해 파장이 짧아지거나 길어지는데 이를 이용해 별의 이동속도를 측정한다. 그런데 항성 주변에 행성이 돌고 있는 경우 별은 행성의 공전주기에 따라 조금씩 흔들리는데 이 미세한 변동을 측정하는 장치가 HARPS이다.태양계와 가장 가까운 곳에 위치한 글리제 887는 태양보다 크기와 밝기는 절반에 불과한 적색왜성이다. 연구팀의 관측결과 글리제 887을 공전하는 2개의 슈퍼지구를 발견된 것이다. 글리제 887b와 글리제 887c로 이름붙여진 이들 슈퍼지구는 지구보다 약간 큰 편이지만 공전속도가 각각 9.3일과 21.8일로 수성보다 빠르게 별 주위를 도는 것으로 확인됐다. 지구보다 약간 큰 편이지만 지구와 똑같은 바위형 행성으로 중력이 강해 대기가 안정적이고 지각운동도 활발해서 생명체가 탄생하기 유리한 조건을 갖추고 있는 것으로 확인됐다. 이들 슈퍼지구는 적색왜성과 적당한 거리를 유지하면서 돌고 있어 너무 뜨겁지도 차갑지도 않은 ‘골디락스 존’에 위치해 있는 것으로도 확인됐다. 특히 글리제 887c의 행성표면 온도는 섭씨 70도 정도로 액체상태의 물이 존재하는 것으로도 확인돼면서 생명체가 존재할 가능성이 지금까지 관측된 지구형태의 외계행성들보다 높은 것으로 연구팀은 보고 있다. 더군다나 적색왜성인 글리제 887은 안정적이기 때문에 강한 플레어가 발생하지 않아 행성의 대기를 쓸어버릴 가능성이 적다는 점도 생명체 존재 가능성을 높여주고 있다. 산드라 예퍼스 괴팅겐대 천체물리학 교수는 “이번에 발견된 슈퍼지구들은 태양계 바깥 외계에서 생명체를 발견할 가능성이 가장 큰 행성으로 추정되며 추가적으로 안정적인 슈퍼지구 한 개 정도를 더 발견할 수도 있을 것”이라며 “이들 슈퍼지구는 허블우주망원경을 대체하게 될 제임스 웹 우주망원경이 집중적으로 관찰하게 될 대상”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

미국 역사학자 윌 듀런트는 “문명은 예고 없이 변하는 지질학적 영향을 받으며 그에 따라 존재한다”는 말을 남겼습니다. 그렇지만 많은 역사학자는 지질학적 변화가 역사에 영향을 미친다는 생각은 ‘환경결정론’이라고 하며 받아들이지 않고 있습니다. 그런데 최근 역사학자와 고고학자뿐만 아니라 다양한 분야의 과학자들이 참여해 환경결정론에 힘을 실어 주는 재미있는 연구결과를 내놨습니다. 미국 사막연구소, 영국 케임브리지대, 벨파스트 퀸스대, 세인트앤드루스대, 옥스퍼드대, 스위스 베른대, 미국 예일대, 알래스카 페어뱅크스대, 아일랜드 트리니티칼리지, 독일 헬름홀츠 알프레드베게너 빙하연구소, 괴팅겐대, 덴마크 코펜하겐대 공동연구팀은 기원전 45~43년 알래스카에 있는 옥목(Okmok) 화산의 연쇄적 폭발이 지구 반대편 지중해의 고대 로마에 극심한 추위를 일으켜 정치 체제를 바꾸게 된 원인으로 작용했다고 24일 밝혔습니다. 이번 연구결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 23일자에 실렸습니다. 이번 연구에는 기후물리학자와 역사학자는 물론 고고학자, 식물학자, 환경과학자, 토목공학자 등 다양한 분야의 학자들이 참여해 관심을 끌었습니다. 기록에 따르면 기원전 44년 율리우스 카이사르가 암살된 때를 전후해 로마와 이집트, 그리스 등 지중해 지역에 비정상적인 추위가 몰아닥쳐 흉작과 기근, 질병 등이 발생했습니다. 역사학자들은 이것이 공화국 로마와 이집트 프톨레마이오스 왕국을 붕괴시켰다고 보고 있습니다. 이상기후와 그로 인한 영향들이 화산폭발 때문이라고 추정되고 있지만 어떤 화산 때문인지를 파악하지 못하고 있었습니다. 연구팀은 그린란드와 러시아 북극지역의 얼음 핵(ice core)을 추출해 분석했습니다. 추출한 얼음 핵에는 화산분출물이라고도 불리는 ‘테프라’층이 잘 보존돼 있었다고 합니다. 화산이 분화하고 연기가 뿜어져 나올 때 연기 속에는 다양한 크기의 입자가 포함돼 있습니다. 크고 무거운 입자는 분화구 근처에 떨어지고 가볍고 작은 입자들은 멀리까지 이동하게 됩니다. 이렇게 다양한 화산분출물들을 모두 ‘테프라’라고 부르는데 화산폭발 역사를 분석할 때 주로 활용됩니다. 분석 결과 알래스카 옥목 화산은 기원전 45년에 1차 폭발을 일으킨 뒤 기원전 43년 초에는 훨씬 강력하고 긴 기간에 걸쳐 2차 폭발이 발생했다고 합니다. 두 차례에 걸친 옥목 화산폭발로 발생한 테프라는 2년 가까이 공기 중에 남아 햇빛을 가려 기온을 떨어뜨렸다는 설명입니다. 연구팀에 따르면 옥목 화산의 1차 폭발 이후 서서히 기온이 떨어지기 시작해 2차 폭발이 있었던 기원전 43년부터 2년 동안은 지난 2500년 동안 북반구에서 가장 추운 기간이었으며 여름과 가을의 평균기온도 평년보다 7도가량 낮았던 것으로 추정했습니다. 또 남유럽 전역의 여름철 강수량은 평년보다 1.2배, 가을 강수량은 4배나 많았던 것으로 봤습니다. 많은 비가 내리고 추운 날씨 때문에 농작물 수확량이 줄어든 것이 정치적 격변기에는 상당한 영향을 미쳤을 것이라고 연구팀은 분석했습니다. 최근 기후변화 패턴을 보면 인류의 생활양식은 물론 생존을 위협할 정도로 극단적입니다. 먼 훗날 인류의 후손이나 외계인들이 지질학적, 기후학적 증거를 보고 현재의 역사를 어떻게 해석할지 궁금합니다. edmondy@seoul.co.kr