△ 정병선 과학기술정보통신부 1차관은 9일 서울 서초구에서 이공계 학회장 간담회를 열었다. 대한수학회, 한국물리학회, 대한화학회, 한국분자·세포생물학회 등 이공계 분야 학회의 회장 8명이 간담회에 참석해, 학회 활성화와 성과 확산 방안을 논의했다. 정 차관은 “우리나라 과학기술 경쟁력 제고와 인류 지식의 지평 확대에 기여토록 정부가 학회를 적극 지원하겠다”면서 “학회는 이공계 대학원생, 젊은 과학자가 참여할 수 있는 프로그램을 운영해 우수 과학자를 발굴하고 학회를 활성화하는 데 힘써 달라”고 말했다.

실험엔 젬병 깨닫고 통계물리학 전공 “대중 상대 글쓰기, 강연 신나… 잘하고 좋아하는 것 해야 결과도 좋아”최근 대중에게 가장 많이 알려진 물리학자 중 한 명인 김범준(53) 성균관대 물리학과 교수의 연구실 한쪽 책장에는 놀랍게도 물리학, 수학 책이 아닌 인문사회 관련 책과 대중과학서로 가득 차 있었다. 이유를 묻자 김 교수는 “나만 그런 게 아니라 많은 통계물리학자는 세상 돌아가는 것에 관심이 많다”라면서도 “일반인들이 보기에는 이상할 수도 있을 것”이라며 멋쩍은 웃음을 지었다. 2020년 오늘을 그린 SF만화 ‘2020 원더키디’가 방영됐던 1989년은 김 교수에게는 어떤 해였을까. “1989년은 대학 4학년 때였습니다. 물리학과에 입학하기는 했지만 물리학에 자질이 있을까 학교 다니는 내내 의심했었지요. 고민만 하다 보니 계속 공부를 해야겠다는 결정이 동기들보다 늦어지고 유학은 생각도 못했었죠.” 실험에는 젬병이라는 것을 일찌감치 깨달은 김 교수는 이론물리학을 전공하기로 결정했다. 입자물리, 통계물리, 고체물리 세 분야를 저울질하다가 자신처럼 세상만사에 관심이 많은 사람에게는 통계물리 공부가 제격이라는 것을 알게됐기 때문이다. 김 교수 표현에 따르면 통계물리를 본격적으로 공부하면서 ‘좋아하는 연구’는 원 없이 할 수 있었다. 실제로 그는 2000년대 초 교수생활을 시작하면서부터 성씨집단과 인구밀도, 이동거리를 고려한 프로야구 구단의 대진표, 인구밀도에 따른 각종 시설 분포 등을 연구하는 독특한 물리학자로 알려지기 시작했다. 그런 그가 대중에게 본격적으로 이름을 알리기 시작한 것은 2015년에 쓴 ‘세상물정의 물리학’이라는 책 덕이다. 그후 TV출연은 물론 대중강연에도 단골연사로 불려 나가고 있다. 김 교수는 “예전에는 몰랐는데 연구를 하고 논문을 쓰는 것만큼이나 대중들을 상대로 강연하고 칼럼이나 과학책 같은 대중을 위한 글쓰기를 할 때 정말 신이 난다”면서 “사람들이 내 이야기를 듣고 ‘유레카’하며 뭔가를 깨닫는 순간 눈빛을 보면 기운이 나는 게 느껴진다”고 말하며 밝게 웃었다. 김 교수는 대중강연이나 책을 쓰는데 그치지 않고 사회적 문제에 대해 목소리를 내는 것에 대해서도 꺼리지 않는다. 보통 연구자들은 은퇴에 가까워져서야 과학대중화에 나서거나 사회적 목소리를 내곤 했는데 그런 과학계 관행으로 따지자면 김 교수는 ‘과학계 원더키디’인 것은 확실하다. “과학자들도 시민입니다. 사회적 문제가 있을 때 과학자이기에 이야기할 수 있는 부분이 분명히 있지만 과학자여서 목소리를 내지 않는 경우가 많았습니다. 반면 과학자들도 대중이 과학에 대해 이해하지 못한다고 불평하기 보다는 눈높이를 바꿔야 할 때라고 생각합니다.” 김 교수는 본인이 하고 싶은 일을 하면서 살았다고 자평했다. 그 비결은 다름 아닌 ‘호기심’이었다. “학생들한테도 자신이 평소 호기심을 갖고 있었거나 좋아하는 연구를 하라고 합니다. 하기 싫은 것을 억지로 시켜봐야 좋은 결과가 나올 수 없죠. 좋아하고 잘 할 수 있는 연구를 하는 것이 좋은 결과를 가져다 준다고 생각해요.” 올해 이루고 싶은 일을 묻자 김 교수는 장난이 생각 난 개구쟁이처럼 환하게 웃으며 답했다. “엄청난 과학계 난제를 풀겠다는 생각은 당연히 없어요. 그냥 지금까지 해온 것처럼 그때 그때 떠오르는 아이디어로 재미있는 연구를 할 겁니다.” 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

경매 역사상 최고가를 기록하며 세상을 깜짝 놀라게 한 레오나르도 다빈치의 예수 초상화 ‘살바토르 문디’. 한화로 약 5000억 원에 달하는 경매가뿐만 아니라 위작 논란으로도 시끄러웠던 이 작품의 미스터리가 풀렸다는 주장이 나왔다. 당시 일각에서 해당 작품이 위작이라고 주장한 이유 중 하나는 손에 든 수정구의 빛 굴절이었다. 당대 천재 과학자로서 광학이나 해부학과 같은 과학적 원리를 그림에 철저하게 반영했던 다빈치가 수정구 뒤로 비친 손의 빛 굴절을 놓쳤을 리 없다는 것이 그 이유였다. 실제로 지금까지 그림 속 예수가 왼손에 든 것이 속이 텅 빈 수정구인지, 속이 꽉 차 있는 구체인지를 두고 논란이 많았다. 보통의 수정구라면 빛의 굴절이 있어야 하고, 왜곡된 예수의 손가락이나 옷가지가 표현돼 있어야 하는데 이러한 표현이 전혀 없기 때문이다. 일부 미술사학자들은 다빈치가 종종 고의적으로 구체를 비현실적인 모양으로 그렸다고 주장하기도 했는데, 미국 캘리포니아대학 연구진은 해당 의혹에 대한 답을 찾기 위해 3D 컴퓨터 모델링을 이용한 분석을 시도했다. 그 결과 해당 구체를 정면에서 바라봤을 때의 지름이 6.8~25㎝였으며, 해당 구체에서 생겨난 그림자는 위에서 아래 방향으로 향하는 빛에 의해 만들어진 산란광에 가깝다는 사실도 확인했다. 뿐만 아니라 속이 꽉 찬 구체와 텅 빈 구체를 차례로 시뮬레이션 한 결과, 속이 텅 빈 구체일 경우 빛의 굴절에 의한 왜곡이 심하지 않다는 사실을 확인했다. 즉 그림 속 예수의 손과 옷자락이 이상하리만치 ‘정상적’으로 보였던 것은 왜곡이 덜 한 텅 빈 수정구를 손에 들었기 때문이라는 것. 이러한 결과를 종합해 볼 때 레오나르도 다빈치가 빛의 굴절을 잘못 계산하거나 혹은 다른 사람이 그림을 대신 그린 것이 아니라, 왜곡이 심하지 않은 형태의 구체를 손에 든 예수의 그림을 그렸다는 결론이 나온다고 연구진은 설명했다. 연구진은 “속이 텅 빈 구체는 그렇게 심한 왜곡을 일으키지는 않는다”면서 “레오나르도 다 빈치는 빛이 유리구슬(수정구)와 상호 작용하는 법을 이해했으며, 광학적으로 정확하게 빛을 묘사했을 것”이라고 설명했다. 자세한 연구결과는 세계적인 수학·물리학 분야 논문 초고 사이트인 아카이브(arXiv.org)에 발표됐다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

영국 최초의 우주인으로 활약했던 우주비행사가 외계인 존재설에 대해 입을 열었다. 미국 CNN의 6일 보도에 따르면 1991년 영국의 첫 우주인으로 미르 정거장에서 임무를 수행한 헬렌 셔먼(56)은 최근 현지 언론과 한 인터뷰에서 “외계인은 존재하며 다른 가능성은 전혀 없다”고 강조했다. 그녀는 “우주에는 셀 수 없이 많은 별이 있고, 각각의 별에는 서로 다른 형태의 생명체가 존재한다”면서 “그들은 당신이나 나와 닮아있을 수도 있고, 탄소나 질소의 형태로 이뤄져 있을 수도 있다”고 설명했다. 이어 “아마 그 외계 생명체들은 이미 이곳(지구)에 와 있을 가능성이 높으며, 우리가 그저 그들을 알아보지 못하는 것일 뿐”이라고 덧붙였다. 미국항공우주국(NASA) 등 굴지의 연구진이 다양한 프로젝트를 통해 외계 생명체의 존재 여부를 밝히기 위해 노력하는 가운데, 셔먼처럼 외계인은 ‘반드시’ 존재한다는 주장이 나온 것은 처음이 아니다. 미국 국방부에서 대외적으로 알려지지 않은 비밀 조직을 이끌었던 것으로 알려진 한 남성은 2017년 CNN과 한 인터뷰에서 “외계 생명체가 이미 지구에 당도했다는 증거가 있다”고 주장해 눈길을 사로잡았다. 영국 옥스퍼드대학의 한 교수는 지난해 4월 “외계인이 지구인을 납치하는 주된 목적은 인간과의 이종 교배로 혼혈종을 만들어 지구 곳곳에 스며든 뒤 기후 변화 등 지구의 주된 문제에 개입하기 위한 것”이라는 주장을 내놓아 주위를 놀라게 하기도 했다. 미국의 물리학자 제임스 벤퍼드는 지구에 근접하는 소행성은 외계인의 스파이라고 주장하는 논문을 발표하기도 했다. 한편 헬렌 셔먼은 1980년대 후반 당시 과자회사의 연구원으로 평범한 일상을 보내던 중 우연히 영국 최초의 우주인을 모집한다는 광고를 접한 뒤 지원했다. 1만 3000명의 경쟁자를 물리치고 당당히 우주인으로 선발된 그녀를 두고 사람들은 ‘우주 로또에 당첨된 인물’이라며 부러움을 감추지 못했다. 이후 당시 소련에서 훈련을 받은 뒤 1991년 5월 18일부터 일주일 동안 미르 우주정거장에서 머물렀으며, 이후 과학기술 홍보대사로 임명돼 다양한 활동을 벌였다. 현지에서는 셔먼이 영국의 과학교육 발전과 대중화에 큰 역할을 했다고 평가하며, 영국 최초의 우주인으로서 여전히 활발한 활동을 펼치고 있다. 사진=123rf.com 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

인간은 외부 환경으로부터 끊임없이 신호를 받는다. 인간이 받는 신호는 감각이라는 형태로 뇌에 전달된다. 뇌는 이 신호를 잡음과 구분하고 해석하는 역할을 한다. 영화 ‘매트릭스’를 전후해 뇌에 신호를 주어 감각의 착각을 일으키고, 가상의 세계를 인식하게 만드는 기술이 가까운 미래에 다가올 것이라는 사실은 상식이 됐다. 물리학을 배움으로써 부수적으로 얻은 이익 중에는 세상을 보다 근본적인 수준에서 이해할 수 있게 됐다는 것이 있다. 예를 들어 탄생 직후 극초기 우주에는 입자와 전자기파만 존재했다. 여기서 입자란 원자를 구성하는 소립자들을 말하며, 전자기파는 파장에 따라 연속적으로 라디오파, 빛, X선 등의 이름이 붙는 그것이다. 중요한 것은 오늘날에도 여전히 우주에 존재하는 것은 오직 입자와 전자기파뿐이라는 점이다. 따라서 무언가를 분류할 때 입자와 전자기파로 나누는 것은 가장 기본적인 출발점이 될 것이다. 인간의 감각도 이를 바탕으로 이해할 수 있다. 인간의 감각은 전자기파를 감지하는 시각과 입자를 감지하는 나머지 감각들로 나눌 수 있다. 생명체의 감각은 생명체가 주위 환경을 인식하고 생존과 번식에 유리한 환경을 찾는 데 도움이 되도록 진화했다. 인간의 감각 또한 마찬가지이며, 각 감각이 감지하는 대상의 특성은 그 감각의 기능과 밀접한 관계를 가진다. 전자기파와 입자가 가진 각각의 특성을 통해 인간이 가진 감각의 특성을 설명할 수 있다는 뜻이다.먼저 시각을 보자. 시각은 전자기파 중 가시광선이라는 특정 영역대를 감지한다. 거의 모든 생명체는 전체 전자기파 중 상대적으로 매우 협소한 가시광선 영역만을 감지한다. 이는 가시광선 영역만이 물을 투과하기 때문이다. 시각은 물속에 살던 생명체의 조상으로부터 기원했다고 추측할 수 있다. 가시광선은 직진성을 가지고 있어 원거리의 대상을 구별할 수 있으며, 인간은 시각을 통해 원거리의 먹이를 찾고 위험을 피할 수 있었다. 인간의 나머지 감각들은 입자의 특성을 감지하는 것이다. 청각은 입자, 곧 기체 분자의 집단적 움직임을 파동의 형태로 파악하며 후각과 미각은 입자들이 결합한 분자의 화학적 성질을, 촉각은 더 큰 대상의 물리적 특성을 감지한다. 청각이 감지하는 음파는 빛에 비해 전달 거리는 짧지만 장애물을 돌아가는 회절성에 의해 보이지 않는 근거리의 상대를 파악할 수 있으며, 특히 빛이 존재하지 않는 밤에도 유용해 포식자들이 주로 활동하는 야간의 생존에 도움을 주었다. 후각과 미각은 대상을 직접 판별하는 것으로 화학반응에 기반하며 섭취 가능하거나 필요한 대상을 ‘선호’라는 방식으로 결정할 수 있게 만들었다. 쉽게 말해 좋은 냄새와 맛있는 대상은 생존에 유리한 성분과 높은 에너지를 의미하며, 악취는 위험을 의미한다. 정보 전달의 측면에서 감각을 바라볼 수도 있다. 청각의 대상인 음파의 경우, 성대라는 천연의 출력 도구가 인간에게 주어지면서 문명의 기반이 된 언어가 탄생했다. 반면 시각의 가시광선은 출력이 까다로웠지만 직진성과 함께 높은 공간해상도를 가졌고 문자와 종이, 인쇄술 그리고 모니터에 이르기까지 더 많은 정보가 더 많은 이들에게 전달되는 방향으로의 기술 발전이 이루어지면서 문명의 폭발적 발전을 이끌었다. 이 칼럼 또한 바로 그 방식으로 전달되고 있다.

“기초과학연구원(IBS)이 명실상부한 국내 유일의 기초과학연구소로 자리잡도록 하는 작업이 향후 5년간 진행될 겁니다.” 지난해 11월 22일 제3대 IBS 원장으로 취임한 노도영(57) 신임 원장은 6일 과학기자들과 만나 5년 임기 동안 IBS의 운영계획을 설명하는 자리에서 이같이 밝혔다. 노 원장은 1985년 서울대 물리학과를 졸업하고 1991년 미국 매사추세츠공과대(MIT) 물리학과에서 박사 학위를 취득한 뒤 광주과학기술원(GIST) 물리광과학과 교수를 역임하는 등 방사광 분야에서 세계적인 권위자로 인정받는 인물이다. IBS는 세계 최고 수준의 기초과학 연구를 수행하기 위해 2011년 11월에 설립된 연구기관으로, 중이온가속기건설구축사업단 등 총 31개 연구단으로 구성됐다. 2250명의 연구자가 2249억원의 연구개발 예산을 받아 다양한 기초과학 연구를 진행하고 있다. 노 원장은 우선 지난해 과학기술정보통신부 감사에서 일부 연구자의 연구비 부정 사용 문제가 지적된 것을 언급하며 “대부분 의도적이라기보다는 행정적 실수가 많았다”면서 “운영상 발생했던 여러 문제점에 대해 후속 조치를 하고 있다”고 말했다. 노 원장은 좋은 연구 성과지만 응용이나 산업기술 쪽으로 쏠려 있거나 연구가 우수하지 못하다는 결론에 이르면 해당 연구단을 종료하겠다는 계획을 밝혔다. 종료되는 연구단은 우수한 연구자들을 불러 재구성한다는 계획이다. 노 원장은 “많은 분이 언제 노벨과학상 수상자를 배출하느냐고 묻는데 우리는 ‘노벨상’이 아닌 ‘새로운 발견’이 목표”라며 “연구자들이 원하는 연구를 마음껏, 꾸준히 할 수 있도록 지원한다면 좋은 연구 성과들이 나올 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

　“기초과학연구원(IBS)이 명실상부한 국내 유일의 기초과학연구소로 자리잡도록 하는 작업이 5년 동안 이뤄질 것입니다. 연구 수월성이 부족하거나 ‘기초과학 연구’라는 목적에 맞지 않는다면 과감히 연구단을 종료하겠다는 것도 그런 취지입니다.” 　지난해 11월 22일 제3대 IBS 원장으로 취임한 노도영(57) 신임 원장은 6일 과학기자들과 만나 5년 임기 동안 IBS 운영계획을 설명하는 자리에서 이 같이 밝혔다. 노 원장은 1985년 서울대 물리학과를 졸업하고 1991년 미국 매사추세츠공과대(MIT) 물리학과에서 박사학위를 취득한 뒤 광주과학기술원(GIST) 물리광과학과 교수를 역임하는 등 방사광 분야에서 세계적인 권위자로 인정받고 있는 인물이다. 　IBS는 세계 최고수준의 기초과학 연구를 수행하기 위해 2011년 11월에 설립된 연구기관으로 현재 30개 연구단과 중이온가속기건설구축사업단으로 구성돼 있다. 올해 기준으로 2250명의 연구자가 2249억원의 연구개발예산을 받아 다양한 기초연구에 참여하고 있다. 　노 원장은 우선 지난해 과학기술정보통신부 감사에서 일부 연구자들의 연구비 부정 사용 문제가 지적된 것에 대해 언급하며 “연구자들이 규정이나 법을 어긴 경우가 있는데 대부분 의도적이라기보다는 행정적 실수가 많았다”라며 “취임후 운영상 발생했던 여러 문제점들에 대한 파악은 끝났고 후속조치를 하고 있다”라고 말했다. 　노 원장은 올해 8년차 연구단 평가를 통해 ‘우수성’이라는 기준에 미달하거나 좋은 연구성과들이지만 응용이나 산업기술 쪽으로 쏠려 있다면 ‘기초과학 연구기관’이라는 설립취지에 맞지 않는 만큼 연구단을 종료하겠다는 계획을 밝혔다. 이렇게 종료되는 연구단이 있을 경우 우수한 연구자들을 불러 새로운 연구단을 만드는 계기로 삼겠다는 것이다. 　노 원장은 “많은 분들이 IBS에서는 언제 노벨과학상 수상자를 배출하냐고 묻는데 우리는 ‘노벨상’이 아닌 ‘새로운 발견’을 목표로 하고 있다”라면서 “연구자들이 원하는 연구를 마음껏, 꾸준히 할 수 있도록 지원한다면 좋은 연구성과들이 나올 것”이라고도 말했다. 　유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

‘새로운 10년’(decade)이 시작되는 2020년에 대해 과학계는 기대와 우려가 크다. 세계 과학기술정책을 보이지 않게 좌지우지하는 미국에서는 오는 11월 대선이 예정돼 있다. 도널드 트럼프 대통령은 취임 이후 기후변화와 지속가능한 생태환경 연구에 대해 애써 무시하는 분위기와 함께 백신에 대한 불신 같은 반과학적 태도까지 보여 트럼프가 재선될 경우 이 같은 분위기는 더 가속화될 것으로 과학자들은 우려하고 있다. 브렉시트를 눈 앞에 두고 있는 영국에서 활동하고 있는 과학자들은 유럽연합에서 제공되는 연구보조금과 연구자들이 이탈해 과학 기반이 약해질 것을 걱정하고 있는 상황이다. 그러나 암흑물질 탐지부터 유전자가위 기술, 생물다양성 확보를 위한 새로운 노력까지 다양한 연구성과가 나오는 놀라운 한 해가 될 것으로도 기대하고 있는 상황이다. ●생물 다양성확보와 기후변화에 대한 티핑포인트 올해는 ‘아이치 전략목표’라고 불리는 세계생물다양성 목표를 달성해야 하는 해인 만큼 멸종위기 종의 생물을 보호하고 지속가능한 발전을 위한 새로운 전략과 성과가 나와야 할 때라고 과학계는 보고 있다. 아이치 전략목표는 2011년부터 2020년까지 생물다양성 확보를 위해 세계 각국이 수행해야 할 20여가지 방안인데 지난 10년 동안 사실상 진척이 전혀 없었다는 비판을 받아왔다. 이 같은 비판에 직면한 세계 각국은 오는 10월 중국 쿤밍에서 열리는 생물다양성 협약을 좀 더 현실성 있게 개정하고 실질적 결과를 도출하도록 압력을 받을 것으로 보인다. 또 온실가스 배출에 있어서도 중국과 함께 G2 국가로 꼽히는 미국이 기후변화 정책에 있어서 어떤 태도 변화를 보일지 결정적 시점이 올해라는데는 많은 전문가들 사이에서 이견이 없다. 트럼프 대통령은 취임 이후 지속적으로 화석연료 배출량 감축에 대해 반대 입장을 보이고 있는 가운데 올 11월 미국 대선에서 트럼프 대통령이 재선될 경우 지구온난화를 막을 수 없게 될 것으로 보인다.얼마전 국내에서도 국가보안기관인 원자력연구원 연구원 모집에 중국유학생이 지원해 최종합격한 것으로 알려져 논란이 된 바 있다. 이 같은 고민은 국내 이외에서도 고민꺼리로 떠오르고 있다. 미국에서도 기술 유출에 우려해 국가안보와 국제경쟁력을 손상시킬 수 있는 정보를 다루는 일부 연방기관에서는 중국과의 교류 및 인재 모집을 제한하겠다고 밝히기도 했다. 개방성을 강조하는 학계에서는 이에 대해 반발하고 있지만 많은 국가들이 학문의 개방성과 국가안보의 균형을 잘 유지할 수 있는 방법을 찾기 위해 골머리를 앓고 있다. ●크리스퍼 유전자 가위를 이용한 임상결과 나올까 크리스퍼 유전자 가위를 이용한 유전자 편집으로 암과 유전자 질환에 대한 실질적 임상결과가 올해 나올 수 있을 것으로 기대되고 있다. 미국 내에서는 크리스퍼 유전자 가위를 이용해 면역세포인 T세포에서 3개 유전자를 비활성화시킨 다음 암환자 몸에 삽입한 결과 암세포 성장을 막고 환자의 수명을 연장시키는데 도움이 된다는 소규모 임상시험 결과를 내놓기도 했다. 미국에서는 크리스퍼 유전자 가위를 이용해 실명 유전자를 갖고 있는 사람들의 시력을 회복시키는 임상시험이 진행되고 있다. 중국에서는 2018년 말 유전자 가위기술을 이용해 유전자 편집된 아기를 탄생시켜 논란이 되기도 했지만 그 이후로도 유전자 가위기술을 이용해 다양한 시도가 되고 있다. 헤모글로빈 유전자를 편집해 겸상세포 장애나 빈혈환자를 치료하려는 시도가 대표적이다.또 최근 DNA 뿐만 아니라 단백질에 대한 분석 방법이 개선되면서 고고학 분야에서 다양한 발견이 올해도 쏟아져 나올 것으로 기대되고 있다. 단백질 분석법을 이용하면 DNA 분석에서 찾을 수 없었던 식습관이나 생활환경 등을 더 손쉽게 파악할 수 있게 된다. ●우주의 수수께끼 풀고 새로운 슈퍼컴퓨터 등장 기대 유령입자로 알려진 중성미자를 발견하기 위해 일본이 지하 1000m 지점에 설치한 실험물리학 시설인 ‘슈퍼카미오칸데’ 의 감도를 높이는 시도가 올 봄 진행될 계획이다. 연구팀은 조만간 중성미자 검출을 위한 수조에 원자번호 64번의 희토류 원소인 가돌리늄을 넣어 탐지 감도를 높이겠다고 밝혔다. 우주탄생의 실마리를 풀어내기 위한 카미오칸데와 슈퍼카미오칸데는 일본에 두 번의 노벨물리학상을 안겨준 실험시설이기도 하다. 일본 과학자들은 슈퍼카미오칸데의 감도를 높이는 한편 지금보다 10배 이상 큰 하이퍼카미오칸데 건설을 올해 시작할 계획이다. 또 세계 최대 지하실험실로 알려진 이탈리아 그랑사소 국립연구소와 미국 스탠포드 지하연구시설에서는 우주의 약 25%를 차지하는 것으로 알려진 암흑물질 후보인 윔프 검출과 관련해 올해 새로운 연구결과를 전해올 것으로 기대되고 있다.슈퍼컴퓨터 분야의 새로운 전환점이 될 것이라고 알려진 엑사스케일 슈퍼컴퓨터가 올해 중국에서 개발될 것으로 예상되고 있다. ‘텐허-3’으로 명명된 엑사스케일 슈퍼컴퓨터는 초당 100경 번 연산이 가능하다. 미국과 슈퍼컴퓨터 개발 경쟁에 나선 중국이 앞서나가는 계기가 될 것으로 보인다. 이 밖에도 미국식품의약청(FDA)는 알츠하이머 치매의 베타아밀로이드 단백질을 타겟으로 하는 약물 ‘아두카누맙’을 처음으로 승인하게 될 것인지도 올해 주목되는 과학 뉴스 중 하나이다. 또 크리스퍼 유전자 가위를 이용해 돼지나 쥐 같은 실험동물에게서 면역 거부반응이 없는 인간 장기를 키우는 이종이식 분야도 성장할 것으로 예상되고 있다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

세계적 팝아티스트 엘턴 존(72)이 신년을 맞아 영국 왕실의 서훈 체계 가운데 가장 영예로운 ‘명예 훈작’을 받았다.28일(현지시간) BBC 방송 등에 따르면 엘턴 존은 3억장 이상의 음반을 판매하는 등 50년간 음악에 매진한 데다 에이즈 파운데이션 등 23개 자선단체에서 활발히 활동한 공로를 인정받아 명예 훈작을 받았다. 명예 훈작은 예술과 과학, 의학, 정부 분야에서 공로가 큰 인사에게 서훈되는데 엘리자베스 2세 여왕을 제외하고 64명으로 제한된다. 명예 훈작 수여자는 소설 해리 포터의 작가 J K 롤링과 물리학자 스티븐 호킹(2018년 사망) 등이 대표적이다. 영국에서는 신년과 여왕의 생일(6월 둘째 토요일) 등 1년에 두 차례 서훈자 명단이 발표된다. 엘턴 존은 트위터에 “명예 훈작을 받아 매우 존경받는 이들에 합류하게 돼 영광이다”라며 “2019년은 나에게 매우 멋진 한 해로 축복받았다는 느낌을 받는다”고 밝혔다. 엘턴 존은 1998년 기사 작위도 받은 바 있다. 김규환 선임기자 khkim@seoul.co.kr

△ 백승기 부경대학교 물리학과 교수와 일본이화학연구소 계산과학연구센터 요스케 무라세 박사가 공동 발표한 논문(Seven rules to avoid the tragedy of the commons)이 최근 일본 제18회 도코모 모바일 사이언스상 사회과학 부문 우수상을 받았다. 백 교수팀 연구 논문은 사회과학 연구에 슈퍼컴퓨터 응용 가능성을 제시했다.

SF영화 ‘그래비티’(2013)는 허블우주망원경을 수리하러 우주선 밖으로 나간 과학자가 우주쓰레기와 부딪쳐 광활한 우주로 내던져지면서 벌어지는 일을 다루고 있다. 지구에서는 폐플라스틱 때문에 몸살을 앓고 있다면 지구 밖 우주에서는 우주쓰레기가 문제다. 인간의 행동반경이 우주까지 넓어지면서 우주쓰레기가 생겨나는 건 필연적이었다. 수명이 다한 인공위성과 그 잔해들, 위성에서 빠져나간 나사, 벗겨진 페인트 조각까지 약 350만개의 우주쓰레기가 초속 8㎞라는 무서운 속도로 지구 궤도를 돌고 있다. 물체의 운동에너지는 속도의 제곱에 비례하는 만큼 우주쓰레기가 아무리 작아도 충돌하면 엄청난 피해를 일으킨다. 이 때문에 위성을 운용하는 나라들은 우주쓰레기 처리 문제에 골머리를 앓고 있다. 이런 가운데 중국 랴오닝공과대 지형정보학부, 중국 측량지리과학연구원 산하 측지학·지구동역학연구소 공동연구팀이 레이저추적망원경에 인공지능(AI) 알고리즘을 적용해 10㎝ 이하 우주쓰레기의 위치까지도 정확히 파악하는 방법을 개발했다. 이번 연구 결과는 물리학 분야 국제학술지 ‘레이저 응용 저널’ 25일자에 실렸다. 레이저추적은 레이저를 물체에 쏴 반사되는 신호로 거리와 위치를 측정하는 기술이다. 현재 이용 중인 대중화된 기술 수준으로는 우주쓰레기 크기가 10㎝ 이하이면 반사신호가 약해 정확한 위치 확인이 어렵다. 연구팀은 AI 신경망기술과 오차보정 알고리즘을 레이저추적 망원경에 결합시켰다. 그 결과 레이저추적 망원경의 관측정확도를 높여 1~10㎝ 크기의 우주물체 위치까지도 실시간으로 정확하게 파악할 수 있게 됐다. 연구팀은 기존 95개의 별 관측데이터를 활용해 새로운 22개의 별을 관측하는 데 성공함으로써 알고리즘의 정확도를 검증했다. 마 톈밍 교수는 “우주쓰레기의 위치를 정확히 파악하는 것은 우주선과 인공위성을 안전하게 운용하는 데 필수적”이라며 “이번 기술은 지금까지 나온 방법 중 우주쓰레기의 위치를 가장 정확히 파악할 수 있으며 활용하기도 쉽다는 장점이 있다”고 설명했다. edmondy@seoul.co.kr

매년 12월 둘째 주에 열리는 미국지구물리학술연합회 학술대회는 올해로 창립 100주년을 맞았다. 이 학회에는 전 세계 137개국 6만여명의 학자들이 정회원으로 가입돼 있다. 1주일간 열리는 학술대회는 지구과학 분야의 중요한 이슈와 흐름을 한눈에 볼 수 있는 자리이다. 올해 학술대회에는 전 세계에서 2만 8000여명의 지구과학자들이 참석해 유발지진, 기계학습, 빅데이터 분석, 인사이트 화성탐사 1주년 연구 결과 등을 주제로 열띤 토의가 진행됐다. 이 학술대회 참석 인원은 매년 꾸준히 늘고 있다. 참석 인원이 많다 보니 학술대회 기간 여러 진풍경들을 볼 수 있다. 일시에 많은 사람이 모여들다 보니 학술대회 수개월 전 시내 호텔 예약이 마감되고 샌프란시스코로 향하는 비행기 표를 구하기도 쉽지 않다. 호텔 숙박비가 평소의 배로 오르는 경우가 다반사이고 점심시간 식사도 쉽지 않다. 이런 불편함을 감수하고서도 많은 사람이 매년 한자리에 모이는 것은 학술대회를 통해 얻는 수확이 크기 때문이다. 최신 연구 결과와 이슈를 짧은 시간에 종합하고 확인할 수 있는 좋은 기회이자, 사회적으로 관심이 높은 문제를 집중 토의하고 국제 협력을 이끄는 선도적인 역할도 한다. 2005년 학술대회 주제가 좋은 예이다. 당시 학술대회에서는 2004년 12월 26일 인도양 수마트라섬 인근에서 발생한 규모 9.1의 대지진을 주요 주제로 다뤘다. 이 지진은 1900년 이후 발생한 전 세계 지진 가운데 역대 세 번째로 큰 지진으로 인도네시아 해안선을 따라 발달한 1200㎞에 이르는 충돌대 단층이 500초 동안 차례로 부서지며 발생한 것이다.또 수심이 깊은 바다에 위치한 단층면이 수직으로 차례로 솟구치며 단층면을 따라 거대한 지진해일이 순식간에 만들어졌다. 23만명에 이르는 사람들이 목숨을 잃었고 재산 피해도 막대했다. 이 지진 피해는 전 세계에 실시간으로 알려지면서 세계인을 충격에 빠뜨렸다. 특히 인도양 연안의 아시아와 아프리카 대부분의 국가에서 많은 인명 피해가 발생했음이 확인되면서 지진해일에 대한 경각심이 부쩍 높아지는 계기가 됐다. 이듬해 개최된 학술대회에서는 지진해일 피해를 크게 일으킨 해저 단층 운동의 특징과 향후 지진 전망 등에 관한 다양한 최신 연구 결과들이 발표됐다. 또 지진해일이 도착하기까지 2~10시간이 소요됐음에도 지진해일 피해를 줄이지 못한 데에 대한 자성의 목소리도 나왔다. 이를 계기로 그동안 미비했던 인도양 연안 국가에 대한 지진해일 경보시스템 보완을 유엔 차원에서 지원하는 계기가 마련되기도 했다. 이렇듯 학술대회는 학문적 교류뿐 아니라 국제사회의 지원과 협력을 이끌어 내는 계기가 되기도 한다. 지진해일에 대한 관심은 2011년 동일본 대지진 때 2만명의 인명피해와 후쿠시마 원전 폭발의 원인으로 지목되면서 다시금 높아졌고 지진해일을 줄이기 위한 국제적 공조와 협력의 계기가 마련됐다. 여기에 학술대회는 지역경제 활성화에도 톡톡히 한몫을 하고 있다. 상황이 이렇다 보니 세계 각국은 큰 학술대회를 유치하기 위해 많은 노력을 기울이고 있다. 한국도 내년에 ‘아시아오세아니아 지구과학학회’, 2024년에는 ‘세계지질학총회’를 개최한다. 학문발전, 국제교류, 지역 경제 발전의 세 축이 조화를 이루는 계기가 되길 기대한다.

경희대는 서울캠퍼스 개설 학과에서 711명, 국제캠퍼스 개설 학과에서 748명 등 총 1459명을 정시로 선발한다. 인문·사회·자연계열 모든 학과에서 수능을 100% 반영한다. 지원자들은 자신의 성적뿐 아니라 계열별 반영비율에 주목할 필요가 있다. 인문계열은 국어 35%, 수학 나형 25%를 반영하는 반면 사회계열은 국어 25%, 수학 나형 35%를 반영한다. 따라서 수학 성적에 따라 인문계열과 사회계열 중 유리한 계열을 선택해 지원하는 게 바람직하다. 자연계열은 수학 가형을 35% 반영한다. 한국사는 수능 등급별 환산점수를 활용한다. 인문·사회계열은 1~3등급까지 만점(200점)이고 4등급부터 5점씩 감점된다. 자연계열은 1~4등급까지 만점(200점)이며 5등급부터 6점씩 감점된다. 영어도 수능 등급별 환산점수를 활용하며 모든 계열에서 1등급까지 만점(200점)을 부여한 후 2등급부터 감점된다. 반영비율이 15%로 높은 편은 아니지만 1등급과 2등급 간의 차이가 8점으로 비교적 큰 편이다. 가군은 의예과를 포함해 언론정보학과, 한의예과(인문), 물리학과, 응용통번역, 수학 등 8개 학과 합격자 영어등급 평균이 1등급이었지만 나군은 소프트웨어융합공학, 디지털콘텐츠학과 2개 학과만 영어등급 평균이 1등급이었다. 2020년도부터는 나군의 예술·체육계열 일부 학과도 수능 100%를 반영한다. 원서 접수는 오는 27~31일까지다. 자세한 정보는 입학처 홈페이지(iphak.khu.ac.kr)를 참조하면 된다. 문의 전화는 (02)961-0114.

매년 연말이 되면 올해 가장 주목받은 뉴스를 선정해 발표하곤 한다. 과학계에서는 일반인들을 대상으로 설문조사를 거쳐 전문가들이 올해의 뉴스나 올해 주목받은 연구들을 뽑는다. 전문가의 입장이 아니라 일반인들의 관점에서 가장 좋아했던 연구결과들은 다르지 않을까. 세계적인 과학저널 ‘사이언스’는 ‘연구자나 전문가가 아닌 대중들이 가장 좋아했던 올해의 과학뉴스 10선’을 선정했다. 이것들은 사이언스 홈페이지에 올라온 과학뉴스들 중 독자들이 가장 많이 관심을 가진 뉴스들로 잃어버린 대륙, 암흑물질로 만든 총알, 우주 소, 인간 길들이기 등이 포함됐다.사이언스는 가장 먼저 ‘인간이 가장 먼저 길들인 것은 다름 아닌 인간’이라는 소식이라고 밝혔다. 이탈리아, 스페인, 독일, 스위스 4개국 11개 연구기관이 이달 5일 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시즈’에 발표한 연구결과이다. 사람은 고양이, 개, 소, 말 등 많은 동물들을 길들여 사람의 친구로 삼았는데 연구자들에 따르면 인간이 가장 먼저 길들인 것은 다름 아닌 ‘사람’ 그 자체라는 것이다. 연구진은 유전학적 증거를 분석한 결과 연구진은 인간 스스로 공격성을 줄이는 방향으로 스스로를 길들여 더 우호적이고 협력적인 방향으로 진화하게 됐다는 사실을 밝혀내 화제가 됐다.대중들이 두 번째로 관심을 많이 가진 연구는 ‘우드 와이드 웹’(Wood Wide Web) 였다. 우드 와이드 웹은 일종의 ‘나무들의 인터넷’으로 미국, 독일, 중국, 영국 생태학자들이 지난 5월 15일 ‘네이처’에 발표한 연구이다. 이들에 따르면 나무들은 땅 위에서는 독립적으로 보이지만 땅 속에서는 나무 뿌리와 토양 사이 수 백만 종의 곰팡이와 박테리아들과 네트워크를 이뤄 영양분과 신호를 주고받는다. 기후변화로 인해 가뭄이 잦아지고 있는 만큼 산림이 어떤 역할을 할 수 있을 것인지를 보여주는 중요한 연구라는 평가를 받았다.지난해 6월 발견된 ‘우주 암소’(The Cow)라는 별칭이 붙은 ‘AT2018cow’ 폭발은 올해까지 여전히 풀리지 않는 수수께끼로 남았다. AT2018cow는 전형적인 초신성보다 10~100배 밝고 관측 2주만에 완전히 사라져버려 과학자들의 궁금증을 더했다. 지난 1월 ‘천체물리학 저널’에는 우주 암소는 갓 태어난 블랙홀이거나 초밀도 중성자 별일 가능성이 있다는 연구결과가 실리기는 했지만 여전히 신비한 ‘수수께끼’로 남아있게 됐다.실험실 생쥐도 숨바꼭질을 할 수 있으며 사람과 장난을 칠 정도라는 연구결과에 대해서도 많은 사람들이 관심을 가졌다. 지난 9월 13일 ‘사이언스’에는 독일 훔볼트대 생물학과 연구진이 실험실 쥐에게 숨바꼭질을 가르치는데 성공했으며 사람과 장난할 수 있을 정도라는 재미있는 연구결과가 발표됐다. 보통 실험실에서는 먹이를 주는 등 보상행위를 통해 특정 행동을 하도록 훈련시키는데 이번에는 부모와 아이들이 하듯 사회적 상호작용을 통해서만 숨바꼭질을 가르치는데 성공했다는데 많은 사람들이 주목했다.해외여행을 나가면 외국어를 잘 하는 사람들도 현지인들의 언어 속도에 당황하는 경우가 많다. 이탈리아 사람들이나 스페인 사람들은 말을 더 빨리 하는 것 같고 독일어는 또박또박 천천히 하는 느낌이 든다. 그렇지만 아주대 불어불문학과 오윤미 교수가 포함된 국제공동연구팀은 지난 9월 5일자 ‘사이언스 어드밴시즈’에 언어가 다르고 아무리 빠른 것처럼 느껴지더라도 정보전달 속도는 초당 39.15비트로 일정하다는 연구결과를 발표했다. 실제로 이 속도를 넘어가면 인간의 뇌에서 정보처리가 불가능하다고 밝혔다.흔히 잃어버린 대륙이라고 하면 ‘아틀란티스’를 떠올리는 경우가 많다. 그렇지만 네덜란드, 노르웨이, 남아프리카공화국, 스위스, 영국, 호주의 지질학자들이 지난 9월 3일자 지구과학 분야 국제학술지 ‘곤드와나 리서치‘에 발표한 연구에 따르면 약 1억 4000만년 전에는 유럽 일대에 ‘대 아드리아’(Greater Adria)라는 대륙이 존재했다는 사실을 밝혀냈다. 그런데 이 대륙의 실체를 확인할 수 없는 이유는 가상의 대륙 아틀란티스처럼 바다 속에 가라앉은 것이 아니라 유럽 남부 지각 밑에 깔려 있기 때문이다.대중들이 열광한 과학 뉴스 중 하나는 미국 캘리포니아 샌디에고대(UC샌디에고) 연구진이 후성유전학 시계를 이용해 개의 나이를 사람의 나이로 환산하는 방법을 발견해 낸 것이다. 이 연구는 미국 콜드스프링하버 연구소에서 운영하는 생물학 분야 출판 전 논문공개 사이트인 ‘바이오아카이브’(bioRxi) 11월 4일자에 실렸다. 연구팀은 생후 4주~16살의 래브라도 레트리버 품종 개 104마리를 대상으로 게놈 메틸화를 사람의 것과 비교한 결과 개의 노화시계는 처음에는 사람보다 빨리 가다가 이후에는 더 천천히 움직인다는 사실을 밝혀냈다. 이 밖에도 미국 케이스 웨스턴 리저브대 물리학과와 지구환경행성학과 연구진이 거대 암흑물질의 경우 사람의 몸을 암흑물질 탐지기로 사용할 수 있다는 아이디어를 내놨다는 뉴스에 사람들이 관심을 보였다. 영국 브리스톨대 기계공학과, 스페인 팜플로나 공립대 공동연구팀이 개발한 영화 스타워즈처럼 영상과 소리, 촉감이 동시에 느껴지는 3D 가상현실 영상 기술도 독자들이 주목한 올해의 연구로 선정됐다. 이스라엘 와이즈먼연구소 연구진이 지난 11월 27일자 생물학 분야 국제학술지 ‘셀’에 발표한 연구도 주목받았다. 이들은 대장균의 유전자를 편집해 식물처럼 이산화탄소를 흡수해 생존할 수 있는 기술을 개발함으로써 지구온난화 주범 이산화탄소를 흡수해 의약품이나 주요 화학물질로 전환시킬 수 있을 것으로 기대하고 있다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

영화 ‘러브 액츄얼리’(2003)는 크리스마스 시즌만 되면 공중파나 케이블 채널에서 많이 트는 영화로 자리매김했다. 최고의 배우과 크리스마스 시즌을 맞아 얽혀 있는 여러 사랑 이야기들은 ‘또 저 영화야’라면서도 화면 앞으로 잡아끄는 매력이 있다. 러브 액츄얼리에는 소설가 제이미(콜린 퍼스)와 포르투갈 여성 오렐리아(루시아 모니즈)의 사랑 이야기도 한 축을 이룬다. 영화에서는 말이 서로 통하지 않아도 ‘사랑’은 인류 공통의 감정이라는 것을 보여주려고 한다. 그런데 과연 ‘사랑’이라는 개념과 의미가 인류 공통의 것일까. 미국 노스캐롤라이나대 심리학·신경과학과, 융합 응용수학연구센터, 응용물리학과, 독일 막스플랑크 인류사연구소 언어·문화 진화 연구부, 뉴질랜드 오타고대 종교학과, 진화·종교·행동연구센터, 오클랜드대 심리학부, 영국 옥스퍼드대 실험심리학과, 호주 국립대 언어동력학 연구센터 공동연구팀은 2500여개 언어로 표현된 24개의 감정 관련 단어를 분석해 본 결과 사랑이나 수치심, 분노 등 개념은 같은 단어로 번역되더라도 개념 자체는 문화에 따라 크게 다르다는 사실을 밝혀냈다. 이 같은 연구결과는 세계적인 과학저널 ‘사이언스’ 20일자에 실렸다. 같은 언어를 쓰는 사람들끼리도 대화를 하다보면 오해가 생기기 십상인데 서로 다른 언어를 쓰는 경우는 똑같은 개념이라도 다르게 받아들여 문제가 발생할 수 있다는 것은 생각하기 쉽다. 그러나 서양에서는 고대 그리스 철학자 아리스토텔레스 때부터 인간에게는 이성과는 달리 공통적인 감정을 갖고 있다고 주장해왔다. 또 찰스 다윈이 1872년 진화론 관점에서 감정에 관해 저술한 ‘인간과 동물의 감정 표현’에서 세계 모든 문화는 행복, 슬픔, 공포, 분노, 놀람, 혐오라는 6가지 기본 감정을 공유한다고 했다. 그 이후로 많은 심리학자와 신경과학자들은 다윈이 말한 6개 감정의 흔적을 다양한 언어로 찾아냈다. 또 여러 얼굴 표정의 사진을 보고 어떤 감정을 느끼는지에 대해 이야기하도록 하는 실험을 통해 감정의 보편성을 주장해왔다.그러나 이번 연구팀은 ‘사랑’같은 개념이 언어마다 어떻게 다른지 살펴보기 위해 언어통계학적 측면에서 접근했다. 연구팀은 이를 위해 전 세계 3156개 언어의 동음이나 다의성을 살펴볼 수 있도록 유형별로 모아놓은 데이터베이스인 ‘CLICS3’를 활용했다. CLICS3를 활용하면 따분한, 윤기없는, 둔한, 침체된 등 다양한 뜻을 가진 ‘dull’이라는 영어단어가 다른 언어들에서 같은 의미로 쓰이는 단어들이 무엇이 있는지를 일목요연하게 보여주고 비슷한 의미를 가진 언어들끼리 지도로 표현해주는 식이다. 수학자, 통계학자, 언어학자, 심리학자, 뇌과학자 등으로 구성된 연구진은 2년 동안 24개의 감정 개념이 20개 어족(語族, language family) 2474개 언어에서 어떻게 표현되고 어떤 개념으로 쓰이는지 분석했다. 그 결과 두 가지 개념이 공통되는 단어가 많을수록 언어는 비슷한 것으로 조사됐다. 예를 들어 하와이어에서 ‘알로하’는 사랑과 연민이라는 개념을 의미하는데 오스토로네시아 어족(말레이폴리네시아 어족)에서도 사랑과 연민은 비슷한 의미의 하나의 단어로 쓰이는 경향을 보였다. 오스트로네시아 어족은 동남아시아, 마다가스카르, 태평양 지역에서 사용되는 언어들을 말하는데 약 1257개의 언어가 여기에 속한다. 또 어찌보면 당연할 수도 있겠지만 감정적 개념은 어족이 다를수록 차이가 크게 나는 것으로 나타났다. 감정적 개념은 어족에 따라 그 의미와 표현이 세 배 이상 차이나는 것으로 조사됐다. 우랄알타이어족에 속하는 한국어에서 사랑이 인도유럽어족에 속하는 영어의 ‘love’와 완전히 일치하지는 않는다는 설명이다. 한국인이 생각하는 사랑은 영어로 다른 표현에 더 가깝고 영어의 ‘러브’ 역시 한국어의 다른 표현으로 더 잘 구현될 수 있다는 식이다. 연구팀에 따르면 남태평양의 섬나라 바누아투에서는 영어의 ‘러브’는 공감, 관대함, 환대와 더 가까운 단어이다.연구팀은 감정을 표현하는 언어와 개념은 지리적으로 가까울수록 일치하는 경향이 강한 것으로 나타났는데 이는 공유된 경험이나 조상들 로 인한 문화 때문에 공진화했기 때문으로 해석했다. 크리스틴 린퀴스트 노스캐롤라이나대 교수(정서 신경과학)는 “다국어를 사용하는 사람이라고 하더라도 해당 문화에 대해 잘 알지 못할 경우는 전혀 엉뚱한 말을 하게 되는 경우도 이 때문에 생기는 것”이라며 “흔히 언어를 배운다고 할 때 많은 사람들이 단어를 외우고 문법을 배우는데 그치지만 중요한 것은 그 언어에 쓰이는 단어가 어떤 맥락에서 쓰이는지를 배우는 것이 더 중요하다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

자녀가 있는 가정이라면 피할 수 없는 그 날, 크리스마스가 코 앞으로 다가왔습니다. 평소 갖고 싶었던 선물을 조르지 않고도 산타할아버지에게서 받을 수 있는 기회이기 때문에 아이들의 기대감은 그 어느 때보다 큽니다. 아이들은 선물에 대한 기대감과 함께 산타클로스에 대한 온갖 질문공세로 부모들의 상상력을 총동원하게 만듭니다. 그런 질문들을 받다보면 저 역시 ‘산타클로스가 전 세계 어린이들에게 선물을 주기 위해서는 얼마나 빨리 움직여야 할까’라는 궁금증이 떠오릅니다. 그런 궁금증은 과학자들도 마찬가지인 모양입니다. 가장 먼저 궁금증 해결에 나선 것은 항공공학자들입니다. 이들은 산타가 24일 밤 10시부터 25일 새벽 6시까지 종교와 상관없이 전 세계 약 20억명의 어린이들에게 선물을 나눠준다고 가정하고 이동속도를 계산했습니다. 세계 평균 출산율을 기준으로 한 가정에 평균 2.67명의 아이가 있으며 이들은 극지방과 사막 등을 제외한 5억 1800㎢에 넓게 분포돼 있고 각 가구들은 평균 2.67㎞ 떨어져 있다고도 가정했습니다. 그 결과 산타가 방문해야 할 가정은 약 7500만 가구이며 초속 2272㎞의 속도로 썰매를 끌어야 한답니다. 유엔인구기금(UNFPA)에서 올 초 펴낸 ‘2019 세계인구현황 보고서’에 따르면 전 세계 인구는 77억 1500만명이며 그 중 14세 이하 어린이는 20억 590만명이니 2000년 중반의 계산 결과를 현재에도 그대로 적용할 수 있을겁니다. 엄청나게 빨라보이지만 이 속도는 비행속도만 계산한 것 입니다. 산타가 썰매에서 내려 창문이나 굴뚝을 통해 집 안으로 들어가 선물을 놓고 나오는 시간까지 고려한다면 이동속도는 더 빠를 것입니다. 결국 한 집을 방문하는 시간은 100만분의 1초 수준인 마이크로초(㎲)에 불과할 것입니다. 눈 깜박하는 시간은 평균 100~150밀리초(㎳)라는데 이보다 더 빠른 시간이니 아이들이 산타할아버지를 볼 수 없는 것은 당연한 일일지도 모릅니다. 이 계산에는 문제가 하나 더 있습니다. 물체가 음속보다 빨리 이동할 때는 ‘소닉붐’이라는 엄청난 폭발음이 발생합니다. 선물을 기다리다 전 세계인이 난청에 시달릴 수 있다는 말입니다.이에 대한 해결책은 물리학자와 경영학자들이 내놨습니다. 산타클로스를 돕는 요정들이 있거나 지역별로 산타가 있어서 배달지역을 분담하면 각각의 썰매는 소닉붐을 일으키지 않고 조용히 선물을 전달할 수 있다는 설명입니다. 또 다른 물리학자들은 산타할아버지 1명이 양자역학 원리에 따라 동시에 여러 곳에서 나타날 수 있기 때문에 전혀 문제될 것이 없다고 주장하기도 합니다. 지난해 영국 엑스터대 실험심리학자들은 크리스마스를 맞아 산타클로스에 대한 설문조사와 심리분석 결과를 발표 했습니다. 연구팀에 따르면 산타할아버지의 실체에 대해 알기에 가장 적절한 나이는 10살 전후이며 아이들이 스스로 깨닫도록 하는 것이 좋다고 합니다. 느닷없이 사실을 폭로하게 되면 아이들은 어른에 대한 신뢰감을 잃을 가능성이 높아질 수 있다고 조언하기도 했습니다. ‘하늘에는 영광, 땅에는 평화’가 깃드는 성탄절이 일주일 앞으로 다가오면서 2019년 한 해도 서서히 저물고 있습니다. 이르긴 하지만 내년에는 독자 여러분 모두 아이들처럼 호기심 가득하고 항상 행복한 모습이길 기원합니다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 단백질을 빠르게 냉각시켜 원래 모습 그대로 관찰할 수 있는 기술을 활용해 암 발생과 확산, 전이 원인이 되는 단백질 구조를 밝혀냈다. 카이스트 생명과학과, 울산과학기술원(UNIST) 생명과학부 공동연구팀이 암세포에서 많이 만들어지고 암의 진행을 촉진시키는 것으로 알려진 단백질의 구조를 규명하고 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 17일자에 발표했다. 사람의 DNA 사슬을 모두 풀면 지구에서 명왕성까지 연결할 수 있을 정도의 길이이지만 히스톤이라는 단백질 덕분에 작은 세포 핵 속에 들어가 있다. 히스톤은 DNA 유전정보를 복제하거나 유전정보를 읽어 단백질을 만들 때도 중요한 역할을 하는 물질이다. 문제는 DNA 사슬을 조절하는 과정에서 히스톤이 뭉치거나 엉키게 되면 유전정보의 손실이나 과발현이 발생해 암을 비롯한 각종 질병이 발생하게 된다. 연구팀은 이런 과정이 제대로 작동하도록 제어하는 히스톤 샤폐론 단백질, 특히 ATAD2의 분자구조와 작용 메커니즘을 밝혀낸 것이다. ATAD2 유전자는 전립선암, 대장암, 췌장암 등 여러 암에서 많이 발견되는데 이 유전자가 많이 발현되는 경우 암은 전이가 쉽게 되고 악성인 경우가 많은 것으로 알려져 있다. 이 때문에 ATAD2에 대한 임상적 연구는 많지만 실제 세포 내에서 기능과 메커니즘이 명확히 밝혀지지는 않았다.연구팀이 이번에 활용한 기기는 ‘초저온 전자현미경’이다. 이는 2017년 노벨화학상을 받은 자크 두보쉐 스위스 로잔대 교수, 요아킴 프랑크 미국 컬럼비아대 교수, 리처드 핸더슨 영국MRC분자생물학연구소 박사가 개발한 것으로 단백질 같은 복잡한 생체조직을 수 밀리세컨드라는 짧은 시간에 영하 190도까지 냉각시켜 얼음결정이 생기지 않고 원래 모습을 그대로 유지하도록 해 원자수준의 해상도로 관찰할 수 있도록 해주는 기술이다. 연구팀에 따르면 ATAD2는 생체 에너지를 이용해 나선형 구조에서 고리 구조로 변형되면서 암을 유발시키며 악성화되는 것으로 확인됐다. 송지준 카이스트 교수는 “이번 연구는 초저온 전자현미경 같은 첨단 생물물리학적 기술을 활용해 암과 관련된 단백질 구조는 물론 작용메커니즘을 밝혀냈다는데 의미가 크다”라며 “이번 발견을 바탕으로 해당 단백질을 표적으로 하는 신약후보 물질 발굴이 가속화될 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

우리 은하계의 총질량은 얼마나 될까? 우리은하 질량이 태양 질량의 약 8900억 배에 이른다는 초정밀 측정값이 밝혀졌다. 이를 미터법으로 나타내면 1.8 × 10^42제곱㎏이 된다. 곧, 1 뒤에 0이 42개나 붙는'1,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000'이다. 코끼리로 치면 60억 마리의 10억 배의 10억 배가 되고, 지구로 치면 296×10^15제곱 개가 된다. 우리은하의 질량을 측정하는 것은 그 안에 우리가 살고 있다는 이유로 인해 몇 가지 특이한 어려움이 따른다. 은하를 저울 위에다 올려놓을 수가 없기 때문에, 과학자들은 은하의 중력과 별들의 상호작용을 추적함으로써 은하 천체의 질량을 측정하는 방법을 취한다. 예컨대, 은하 중심을 공전하는 별들의 움직임을 측정하면 우리 은하 전체의 질량을 알아낼 수 있다는 말이다.　​ 충분히 강력한 망원경을 가지고 있다면 안드로메다 은하 전체를 관측하기란 어렵지 않은 일이지만, 우리은하는 대부분이 우리 시야에 잡히지 않는다는 데 문제점이 있다. 우리와 가까운 별들과 우주 먼지 등이 멀리 떨어진 별들을 우리 시야로부터 차단하기 때문에 연구자들은 보다 정교한 기법과 통계적 방법을 사용하여 우리은하의 움직임과 외부에서 보이는 모습을 추론해야 한다. 또한, 우리의 태양계는 우리은하 안에서 특이한 방식으로 움직이고 있기 때문에 연구자들은 측정에서 이를 반영하고 보정해야 한다. 새로운 연구는 두 가지 주요 데이터 편집에 의존했다. 이 정보는 성간 가스, 별, 기타 물질이 우리은하의 다른 부분에서 어떻게 움직이는지를 보여준다. 과학자들은 이것을 사용하여 은하가 실제로 얼마나 무거운지를 나타내는 ‘회전 속도 곡선’을 만들 수 있다.“우리은하의 원반은 회전하지만 균일하지는 않다”고 전제한 임페리얼 칼리지 런던의 천체물리학자인 파비오 이오코 공동저자는 “은하 중심으로부터 다른 거리에 있는 물체들은 그 중심을 다른 속도로 돌고 있다”며 “이 회전하는 힘은 은하 원반의 각 지점에서 은하의 중력과 균형을 이루어야 하며, 그렇지 않으면 은하계 자체가 조각나서 은하 간 우주공간으로 갈가리 찢겨져나갈 것”이라고 설명했다. 이오코는 “중심에서 서로 다른 거리에 있는 두 물체에 대해 측정할 경우 거리가 멀어질수록 정확한 질량의 추정치를 얻을 수 있다”면서 “따라서 총질량 뿐만 아니라 질량 분포도 알아낼 수 있다”고 밝혔다. 물론 은하수는 별과 가스뿐 아니라 우리 눈에는 보이는 않는 것으로 구성된다. 거의 모든 은하들과 마찬가지로 우리은하의 대부분은 보이지 않는 암흑물질의 헤일로에 갇혀 있는데, 이 암흑물질은 우리가 직접 관찰할 수 있는 천체물리학적 물체를 형성하지 않지만, 중력에는 영향을 미치는 존재이다. 이번 연구에서 연구자들은 암흑물질의 질량이 태양 질량의 약 8300억 배, 은하계 전체 질량의 약 93%에 해당한다는 사실을 발견했다. 연구원들은 이 결과를 은하의 질량을 측정하기 위한 과거의 측정치와 비교한 결과, 대체로 일치한다는 결론을 얻었다. 새 연구는 출판 전 논문을 게재하는 웹사이트 아카이브(arXiv)에 월요일 (12월 9일) 발표되었다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

지구상에 존재하는 동물 중 가장 큰 것은 무엇일까. 바로 대왕고래라고 불리는 ‘흰긴수염고래’다. 몸길이가 24~26m, 몸무게는 약 125t에 이른다. 그러나 모든 고래가 그렇게 큰 것은 아니다. 흰긴수염고래와는 달리 몸길이가 1.5m 정도에 불과한 고래도 있다. 이렇듯 고래의 몸집이 천차만별인 이유가 무엇인지 밝혀내는 것은 생물학자들에게 주어진 오랜 숙제였다. 이 같은 상황에서 미국, 덴마크, 그린란드, 스페인, 영국, 네덜란드 등 6개국 21개 연구기관의 생물학자, 물리학자, 수학자로 이뤄진 국제공동연구팀은 작은 쥐돌고래부터 거대한 흰긴수염고래까지 다양한 크기의 돌고래와 고래에게 멀티센서를 부착해 관찰한 결과 고래 몸 크기의 비밀을 풀어내고 세계적인 과학저널 ‘사이언스’ 13일자에 발표했다. 멀티센서는 고래의 움직임과 위치, 이동속도, 에너지 소모량, 주변 먹이밀도, 주변 소리까지 파악할 수 있게 해 주는 장치다. 연구팀은 먹이를 얻고자 사용하는 에너지와 실제 먹는 양을 고래의 에너지 효율로 정의하고 몸집과 비교한 결과 둘 사이에 밀접한 관계가 있다는 사실을 확인했다. 이빨을 갖고 있어서 물고기들을 사냥해야 하는 고래에 비해 크릴새우를 진공청소기처럼 빨아들여 먹는 흰긴수염고래 같은 고래들이 몸집이 크다는 것이다. 쉽게 말하면 먹이 사냥에 이빨을 사용하는 고래들의 에너지 효율이 낮아 몸집이 커지지 못했다는 것이다. 한편 미국 미시간대 고생물학박물관, 이집트 자연보호국, 사우디아라비아 지질조사국 공동연구팀은 유네스코가 지정한 이집트 서부 와디알히탄 유적지구에서 2007년 발굴한 3500만년 전 고래 화석을 분석한 결과 고래는 꼬리가 아닌 발을 사용해서 수영한 흔적을 찾아냈다. 이 같은 연구 결과는 미국공공과학도서관에서 발행하는 국제학술지 ‘플로스 원’ 12일자에 실렸다. 연구팀에 따르면 4100만~4700만년 전까지만 해도 꼬리가 아닌 발을 사용해 수영했었지만 3700만년 전부터는 꼬리도 함께 사용하다가 이후에 발이 완전히 퇴화해 지금처럼 꼬리로만 수영하게 됐다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

얼음은 딱딱하다. 하지만 얼음을 이루는 물 분자는 딱딱하지 않다. 물 분자 사이의 연결 구조가 얼음의 딱딱함을 만들어 낸 것이다. 이처럼 하나의 존재로는 의미를 읽을 수 없어도 많은 구성 요소들이 연결돼 영향을 주고받을 때 전체는 완전히 새로운 특성을 만들어 낸다. 이런 현상을 만들어 내는 시스템을 ‘복잡계’라 부른다. 우리 인간 사회야말로 대표적인 복잡계다. 복잡계는 시스템의 내부 구성 요소들이 긴밀하게 연결돼 있다. 구성 요소 사이의 강한 연결로 인해 하나의 구성 요소에서 발생한 작은 사건이 엄청난 규모의 격변으로 이어질 수도 있다. 한 사람의 패셔니스타가 유행을 만든다거나, 작은 돌멩이 하나의 움직임이 지진을 불러올 수도 있다. 그러니 무엇이, 어떻게, 어떤 강도로 연결됐는지를 들여다보는 것은 사실상 전체를 보는 것과 다름없다. 이는 복잡계 과학이 세상을 대하는 방식이기도 하다. 신간 ‘관계의 과학’은 이 같은 방식을 충실하게 구현한 과학 에세이다. ‘과학으로 풀어낸 세상살이의 이치’랄까. 복잡계 물리학자인 저자가 통계물리학을 활용해 해석한 인간 사회의 모습을 담고 있다.저자는 질문을 던지고, 과학적으로 해석한 뒤 이를 현실 세계에 대입하는 방식으로 논지를 이어 간다. 이런 식이다. 우공이산이란 말이 있다. 우직하게 한 우물을 파는 사람이 큰 성과를 거둔다는 고사성어다. 우공이 오랜 시간 조금씩 흙을 나르다 보면 실제 산을 옮길 수 있을지도 모른다. 한데 바위도 그럴 수 있을까. 거대한 바위는 혼자 힘으로는 단 1㎝도 옮기기 어렵다. 여럿이 연결되면 다르다. 바위는 연결의 힘으로 옮길 수 있다. 연결은 전체를 부분의 단순한 합보다 훨씬 크게 만들기 때문이다. 단, 조건이 있다. 문턱값을 넘어야 한다. 문턱값은 상(phase)이 전이되는 순간을 뜻하는 과학 용어다. 안방과 마루를 가르는 문턱, 얼음이 녹아 물이 되는 순간이 바로 문턱값이다. 예를 들면 이렇다. 저항운동에 지속적으로 참여한 사람 숫자가 인구의 3.5%를 넘어선 ‘모든’ 저항운동은 성공했다고 한다. 이는 연구로 밝혀진 사실이다. 이를 인구 5000만명 정도인 우리에 대입하면 약 200만명이 지속적으로 저항운동에 참여할 경우 성공한다는 뜻이다. 이때 필요한 약 200만명이 바로 ‘거대한 바위를 옮기기 위한 문턱값’이다.이처럼 소통하며 연결된 다수는 세상을 바꾼다. 우리의 경우 퍽 많이 바꿨다. 저자는 이를 통해 민주주의의 동력은 ‘관계의 연결’이란 것을 확신한다. 책을 읽다 보면 실망스런 이야기도 종종 듣게 된다. 예컨대 누적확률분포로 보면 부의 불평등은 자연스러운 현상이다. 1만년 이상 이어져 온 부의 편중 현상을 막을 과학적 방법은 없다는 것이다. ‘완벽한 정의’를 꿈꿨던 이상주의자나 ‘계층의 사다리’ 아래 있는 장삼이사들에겐 실망스런 결과일 것이다. 하지만 정도를 줄일 방법은 있다. 소득세와 재산세를 적절히 부과하고 기본소득을 주는 거다. 당연한 말처럼 들리지만 상식과 과학적 사실은 엄연히 다르다. 저자는 하나의 현상을 과학적으로 증명해 움직일 수 없는 사실로 바꾸는 마법을 부린다. 책은 이 외에도 과학의 중요한 개념들을 현실에 대입해 소개하고 있다. 논란이 됐던 광화문 집회 참가 인원을 ‘암흑물질’이란 개념을 도입해 설명하고, 우정을 수치로 측정하는 방법, 연예인 차은우와 저자의 합성사진을 이용한 ‘중력파’ 검출 방법 등을 소개하기도 한다. 손원천 기자 angler@seoul.co.kr