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

살아 있는 한, 누구에게나 인생은 열린 결말입니다(강의모 지음, 목수책방 펴냄) 10년 넘게 SBS 러브FM ‘책하고 놀자’의 작가로 일해 온 저자가 독서를 주제로 쓴 글을 모아 엮었다. 그간 책을 매개로 만난 사람과 그들과 함께한 시간 속에서 건져 올린 경험들을 적었다. 작가에 따르면 책 읽기는 ‘겸손과 비굴 사이에서 균형을 잘 잡아야 하는 삶 속에서 버틸 수 있게 해 준 힘’이다. 200쪽. 1만 3000원.소소하지만 단단하게(배연국 지음, 글로세움 펴냄) 천사들이 인간 세상의 ‘소확행’을 찾으러 가는 여정과 그들이 찾아낸 지혜 보따리를 28가지 ‘인생 우화’에 담았다. 신화와 별자리 설화 등을 재가공한 천사의 존재, 실존 인물 및 작가의 상상력으로 그려 낸 우화 주인공들의 얘기가 소소하지만 쉽게 지나칠 수 있는 인간 삶의 허구를 꿰뚫는다. 272쪽. 1만 4000원.우리가 절대 알 수 없는 것들에 대해(마커스 드 사토이 지음, 박병철 옮김, 반니 펴냄) 양자물리학과 우주론, 지각과 인식, 신경과학 등 첨단과학의 경계를 탐험하는 책. 옥스퍼드대학의 과학 대중화 사업을 이끌고 있는 저자는 우주는 무한한지, 빅뱅 이전에는 무슨 일이 있었는지 등 여러 의문에 대해 지식의 한계를 시험한다. 596쪽. 2만 8000원.무지개는 더 많은 빛깔을 원한다(한국성소수자연구회 지음, 창비 펴냄) 교육학, 법학, 보건학, 사회복지학, 사회학, 신학 등 다양한 분야의 전문가들이 모여 결성된 연구자 모임인 한국성소수자연구회에서 펴낸 책. 혐오의 세상을 살아 가는 성소수자의 삶을 면담 자료와 통계를 통해 그려 내고, 성소수자의 가족구성권과 재생산권, 트랜스젠더 성별정정 등 여러 쟁점을 논한다. 344쪽. 1만 8000원.광장의 법칙(한병진 지음, 곰출판 펴냄) ‘정치의 본질은 싸움’이라고 보는 정치학자가 광장 정치의 본질인 싸움과 투쟁의 작동 과정을 고찰한 저작. 소수의 정치 세력뿐 아니라 민주적 의지를 지닌 시민의 집단적 힘으로 광장에서 싸움에 승리하는 전략과 전술을 제시한다. 292쪽. 1만 7000원.베로니카의 눈물(권지예 지음, 은행나무 펴냄) 이상문학상, 동인문학상을 연달아 수상한 작가가 10년 만에 펴낸 소설집. 한 편의 중편과 다섯 편의 단편으로 묶인 소설집은 파리, 발칸반도 등 ‘이국’과 ‘낯선 장소’라는 장치를 적극 활용해 인물 사이에 느껴지는 미묘한 감정의 변화를 그리고 있다. 336쪽. 1만 4000원.

△ 김현정 서강대 물리학과 교수가 한국방사광이용자협회 제15대 회장으로 선임됐다. 김 교수는 내년 1월부터 2년간 회장직을 수행한다. 한국방사광이용자협회는 1989년 발족한 공익법인으로, 방사광 관련 학문과 기술 발전을 위한 연구발표회와 국제 학술행사를 열고 있다.

물리학계의 록스타라면 리처드 파인먼을 떠올리는 사람들이 많을 것이다. 47세에 양자전기역학에 관한 연구로 노벨상을 받았고 양자컴퓨터와 나노과학의 기초를 놓았다. 이런 업적 외에 강의 잘하기로도 유명해 물리 공부 좀 해본 사람이면 그의 물리학 강의록을 탐독했을 것이다.3권으로 돼 있는 강의록 중 1권 3장에는 물리학과 다른 학문의 연관성이 폭넓게 조망돼 있다. 특히 3장 끝부분에서 그는 “와인 한 잔에는 전 우주가 담겨 있다”는 시구를 인용하면서 와인에 어떻게 우주의 역사와 과학이 담겨 있는지 짧게 설명했다. 처음 이 글을 읽을 당시에는 필자가 와인을 즐기지 않아 잘 이해하지 못했으나, 최근 들어 그 진가를 알게 돼 초겨울에 어울리는 묵직한 맛의 이탈리아 바롤로를 음미하면서 그의 말을 다시 떠올리게 됐다. 와인을 보면 원소 생성의 우주 역사, 화학 반응과 생명 현상이 다 떠오르는 것이다. 파인먼 외에 다른 물리학자들도 와인을 즐겼던 것 같다. 캘빈경으로 더 잘 알려진 물리학자 윌리엄 톰슨의 형 제임스 톰슨은 1855년 와인을 마시기 전에 빙빙 돌린 잔 속에서 흘러내리는 와인 방울들의 독특한 형태를 발견하고 이를 ‘와인의 눈물’이라고 불렀다. 과학적으로 살펴보면 매우 재미있는 현상이다. 보통의 물잔과 달리 와인잔에서는 눈물처럼 여러 개의 흐름이 잔의 내벽을 타고 내려가는 것을 볼 수 있다. 조금 더 재미있는 것은 이렇게 흐르는 와인이 잔 속에 담겨 있는 와인에 흘러들지 않고 와인 표면에 닿기 전에 다시 튀어 오르는 것처럼 보인다는 것이다. 이런 현상은 알코올과 물이 섞여 있는 경우 나타난다. ‘마랑고니 효과’라고 불리는 이런 현상이 일어나는 이유는 증발하는 알코올, 표면장력 등이 복합적으로 작용하기 때문이다. 알코올은 물보다 더 쉽게 증발한다. 그리고 물은 알코올보다 표면장력이 더 크다. 물은 동그랗게 물방울로 잘 모이는데 알코올은 그렇지 않다는 것이다. 따라서 와인 표면에서는 알코올이 증발하면서 물의 비율이 많아지고, 따라서 표면장력이 증가한다. 알코올 비율이 낮은 곳에서는 표면장력이 커지면서 주위의 액체를 끌어당기게 되고 그 빈자리에 다른 액체가 몰려오게 되는 것이다. 이런 미묘한 힘들의 작용으로 와인의 눈물이 만들어지는 것이다. 최근에는 ‘와인의 눈물’의 응용이 여러 분야에서 연구되고 있다. 넓은 면적의 기판에 유기반도체를 고르게 펴는 데도 활용할 수 있다고 한다. 이렇게 하면 훨씬 저렴하게 태양전지를 만들 수 있을지도 모른다. 또 다른 재미있는 응용은 ‘커피 링 효과’를 완화시키는 데도 도움이 된다. 커피 링 효과는 식탁보 위에 쏟은 커피가 마르면서 커피 가루가 얼룩의 가장자리에 몰려서 원을 만드는 현상이다. 페인트칠이 고르게 되려면 이런 현상이 완화돼야 하는데, 증발하는 속도가 다른 두 가지 물질을 섞어 고르게 페인트 입자가 번지게 할 수 있다는 것이다. 와인의 눈물 하나를 가지고도 우주 생성의 빅히스토리, 생명 현상의 놀라운 과정을 생각할 수도 있고, 한편으로는 우리의 일상에서도 매우 쓸모 있게 응용할 수도 있다니 경이로울 따름이다. 와인은 우리의 입과 코만 자극하는 것이 아니고 우리의 뇌를 자극해 우주 전체와 닿아 있는 경험을 하게 할 뿐만 아니라 우리의 삶 곳곳에서 어떤 역할을 하는 것이 아닌가 한다.

-'우주의 암흑시대' 비밀 풀릴까? 최초의 별이 탄생해 우주공간을 첫 빛을 뿌리기 전 우주는 온통 흑암의 바다였다. 빅뱅 이후 40만 년부터 시작하여 수억 년 동안 지속된 이 우주의 암흑시대는 태허의 텅 빈 공간이 실제로 비어 있었던 마지막 시간을 표시하는 이정표라 할 수 있다. 이 시기의 우주에는 생명은 말할 것도 없고, 어떠한 행성이나 별, 은하 등도 존재하지 않았다. 빅뱅에 의해 생성된 수소 원자의 구름만이 태초의 캄캄한 우주공간을 떠돌고 있었을 뿐이다. 오늘날 전 세계의 망원경들은 암흑시대가 끝나고 최초의 은하가 형성되는 순간을 정확히 찾아내기 위해 그 원시 수소(중성 수소)를 찾는 데 열중하고 있다. 이 태초의 원자는 좀처럼 잡아내기 힘든 모호한 존재이지만, 호주의 한 연구팀이 어느 때보다 원시 원자의 발견에 가까이 다가선 것으로 보인다. 출판 전 논문을 수록하는 웹사이트 아카이브(arXiv)에 게재되고, 곧 천체물리학 저널에 발표될 이 새 연구에 따르면, 연구팀의 천문학자들은 호주의 사막에 전개된 머치슨 광역 전파망원경(MWA)을 사용하여 중성 수소의 특정 파장, 곧 70-300 MHz 파장을 찾기 위해 우주 과거를 깊숙이 들여다보고 있다. 아직 그들이 원하는 것을 찾지는 못했지만, 망원경의 최근 업데이트된 배열에서 새로운 설정을 사용하여 중성 수소의 신호 강도에 대한 최저 한계를 결정할 수 있었다. 미국 브라운 대학의 조나단 포버 물리학 조교수는“중성 수소 신호가 우리가 논문에서 설정한 한계보다 더 강하다면 망원경이 이를 감지했을 것이라고 확신할 수 있다”고 말했다. 이 원시 분자에 대한 추적은 여전히 진행 중이며, 이제 연구원들은 중성 수소의 발자국이 예상보다 훨씬 희미하다는 사실을 알아냈다. 태초의 우주공간을 휘저은 에너지가 너무나 강한 나머지 모든 원자에서 전자를 떼어내어 양전하를 띠게 만들었다. 이들 원자 중 최초의 원자는 양전하를 띤 수소 이온이었다. 수십만 년 동안 우주는 팽창하면서 냉각되면서 이윽고 수소 이온이 전자를 되찾을 수 있을 정도로 온도가 떨어져 수소 이온은 다시 전기적으로 중성이 되었다. 이 중성 수소 원자는 우주 암흑기의 주요 특징으로 여겨지고 있다. 결국 중성 수소들이 충분히 모여 첫 번째 별을 형성했을 때, 그 별들로부터 방출된 에너지에 의해 수소 원자들은 다시 이온화된다. 과학자들은 중성 수소가 21cm 파장에서 방사선을 방출한다는 것을 알고 있다. 그러나 우주가 지난 120억 년 동안 줄곧 팽장함에 따라 그 파장도 확장되었다. 새 연구의 저자들은 중성 수소의 파장이 약 2m로 늘어났다고 추정하고 있는데, 이것이 그들이 MWA를 사용하여 심우주를 뒤지며 찾은 신호다. 문제는 동일한 파장에서 방출되는 많은 전파원(인공 및 천체)들이 있다는 사실이다. 포버 박사는 “이러한 다른 소스들은 대개 우리가 감지하려는 신호보다 훨씬 더 강하다”고 밝히며 "망원경 위로 지나가는 비행기에서 반사되는 FM 라디오 전파조차도 데이터를 오염시키기에 충분하다"고 설명한다. 따라서 보버와 그의 동료들은 이러한 오염원들을 관찰, 제거하는 일련의 기법을 개발했다. 그들은 하늘에서 1200개 이상의 전파 스냅 샷을 찍은 후, 그들이 발견한 모든 2m 파장 방출의 흔적이 그들이 찾고 있던 중성 수소가 아닌 다른 것으로부터 나온 것임을 밝혀냈다. 그들이 찾고 있는 성배인 원자 신호는 여전히 발견되지 않았지만, 새 연구는 중성 수소에 대한 미래의 검색 범위를 좁히는 데 성공했다. 연구원들에 따르면, 이러한 결과는 원시 원자 사냥에 MWA 실험이 올바른 경로로 가고 있음을 담보하는 것이라고 주장한다. 우주 암흑시대의 마지막 유물은 추가 연구를 통해 곧 밝혀질 것으로 기대된다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

지난 10월 23일 구글은 그들이 개발한 양자컴퓨터가 특정한 계산문제에서 슈퍼컴퓨터의 성능을 뛰어넘는 결과를 보였다는 논문을 유명 과학저널인 네이처에 발표하였다. 그 과정에서 9월 말쯤 미리 논문의 초안이 실수로(?) 공개되기도 하고, 경쟁사의 반박 논문이 나오기도 하는 등의 해프닝이 있어 대중의 흥미를 유발했다.하지만 일반적으로는 양자컴퓨터란 것이 무엇이며 도대체 어떤 일을 그렇게 빨리 해냈다는 것인지 금방 머릿속에 떠오르지는 않는다. 어쨌든 구글의 새 양자프로세서 ‘시커모어’(Sycamore)를 기반으로 하는 초기 형태의 양자컴퓨터 시스템이 개발되었고, 특별한 수학 문제의 해결에 슈퍼컴퓨터에 비해 놀라운 성능을 보인 것은 사실이다. 그러면 드디어 슈퍼컴퓨터를 뛰어넘은 양자컴퓨터가 등장한 것이고 양자컴퓨터의 시대가 도래한 것인가. 지금의 컴퓨터보다 수만배 수억배 빠른 컴퓨터가 드디어 등장해 지금의 컴퓨터를 대체할 것인가. 이러한 이야기를 좀 해보려 한다. ●양자컴퓨터란 무엇인가? 양자컴퓨터가 도대체 무엇인가 알아보기 전에 먼저 컴퓨터란 도대체 무엇인지 다시 한번 생각해보기로 하자. 요즈음에는 컴퓨터나 스마트폰이 워낙 널리 쓰이고 있고 그 안에서 어떤 일들이 일어나고 있는지 작동원리 따위를 사용자 입장에서 굳이 고민할 필요가 없다. 먼저 컴퓨터는 우리가 하려는 일을 입력받아서(키보드나 터치, 혹은 음성으로) 그것을 적당한 수학적 문제로 바꾼다. 그리고 그에 해당하는 숫자들을 이진법 디지털 신호로 바꾼 뒤 중앙처리장치(CPU)에 넣고 이런저런 작업을 시킨다. 그 결과물로 나온 디지털 신호를 다시 수학 문제의 답으로 해석하고, 그 결과를 우리가 원래 하려던 일의 결과물로 다시 해석해서 우리에게 알려 준다. 간단히 말하면 스마트폰의 자판에서 A자를 누르면 그게 위의 과정을 거쳐서 화면에 A자를 표시한다는 것이다. 양자컴퓨터는 이 과정 중에서 디지털 신호 대신에 양자역학적 상태를 신호로 이용하고, CPU 대신 양자프로세서가 양자역학적 현상을 이용해서 신호를 처리한다는 점이 다르다. 사용자 입장에서는 A 자판을 누르니 A가 표시되더라는 입력과 결과는 동일하다. 양자컴퓨터는 내부적으로 정보의 입력과 처리를 양자역학적으로 다루었을 뿐이다. 그런데 양자역학적으로 신호를 처리하면, 최소한 몇 가지 특별한 문제들에 대해서는 지금의 컴퓨터보다 어마어마하게 빠른 계산이 가능하다. 그 특별한 문제들 중에서 암호 해독 등이 있다. ●양자역학적인 신호처리는 어떤 것인가 기존의 컴퓨터에서 계산을 빠르게 하려면 어떻게 하는가. 일단 속도를 올려 주어진 시간에 더 많은 계산을 하게 하면 된다. 예를 들어 컴퓨터 CPU 클럭을 2GHz에서 4GHz로 올리는 일이다. 또 다른 방법은 여러 CPU를 병렬로 작동시키면 된다. 한 CPU에 여러 개의 코어를 넣거나, 혹은 CPU를 여러 개 동시에 작동시키면 된다. 이렇게 성능을 극대화한 것이 슈퍼컴퓨터이다. 속도를 2배 올리거나 개수를 2개 늘리면 성능은 대략 2배 증가한다. 기존의 컴퓨터에서 정보를 처리하는 단위는 0과 1의 디지털 신호를 다루는 ‘비트’(bit)다. 한편 양자컴퓨터에 정보를 저장하고 처리하는 기본단위는 양자비트, 즉 ‘큐비트’(qubit)다. 큐비트는 0과 1이 동시에 존재하는 중첩 상태를 이용할 수 있으며, 멀리 떨어져 있는 큐비트 간에도 서로 강하게 연결되어 있는 얽힘 상태를 이용한다. 예를 들어 세 개의 비트가 있다고 하면, 각각의 비트는 디지털 신호 0 또는 1 이므로, 우리가 표시할 수 있는 정보는 그중 한 가지 조합, 예를 들어 001 등으로 정해진다. 한편 큐비트는 각 큐비트가 0과 1을 중첩으로 동시에 가질 수 있으므로, 우리가 표시할 수 있는 정보는 000, 010, 111… 등 모든 조합이 ‘동시’에 가능하다(3개의 큐비트라면 8개의 조합이 가능하다). 즉 큐비트를 이용하면 계산공간이 커져서 더 많은 정보를 한꺼번에 다룰 수 있다. 게다가 큐비트들이 얽힘으로 연결되어 있으면, 한 번의 조작으로 많은 수의 정보를 동시에 변경하고 처리할 수 있으며, 이를 ‘양자 병렬성’(quantum parallelism)이라고 표현한다. 이 경우 큐비트의 수를 2배 늘리면 성능은 4배, 큐비트를 3배 늘리면 성능은 8배 좋아지는 것을 기대할 수 있다. 컴퓨터의 크기가 커짐에 따라 성능이 늘어나는 것이 기존 컴퓨터보다 훨씬 빠른 것이다. 양자컴퓨터가 특정 계산에서 슈퍼컴퓨터보다 빠를 수 있는 것은 앞에서 설명한 ‘양자병렬성’을 최대한으로 이용할 수 있는 수학 문제인 경우인데, 아직 몇 가지만이 알려져 있고, 대표적인 것이 소인수분해 문제이다. 이같이 양자컴퓨터의 성능을 최대한 활용하려면, 양자컴퓨터에 맞게 완전히 새롭게 고안된 알고리듬이 필수적이다. 소인수분해 문제는 1994년 피터 쇼어에 의해서 양자컴퓨터 알고리듬이 제안되었고, 이 문제가 지금 우리가 널리 쓰고 있는 암호체계(RSA암호)의 원리이기 때문에, 현재 암호를 무력화시킬 가능성이 제안된 것이었다. 이를 계기로 1990년대 중반부터 양자컴퓨터 연구가 급격히 확대되었다. ●구글 ‘양자우월성’ 곧 달성될 것으로 기대 양자컴퓨터의 큰 전환기는 그 이후 몇 차례 더 있는데, 먼저 2007~2008년경부터 미국 정부가 대규모 투자를 시작한 시점, 2014년 구글이 본격적으로 뛰어들고 2016년 IBM이 양자컴퓨터를 클라우드로 일반에 공개하는 등 대기업들이 본격적으로 참여한 일 등이다. 이후 벌어진 개발 경쟁의 결과물이 이번 구글의 양자우월성 발표이며, 이 역시 아주 중요한 티핑포인트라고 할 수 있다.이번에 구글이 사용한 시커모어 프로세서는 초전도 회로로 제작된 큐비트 53개로 구성된 소자이다. 2012년 칼텍의 존 프레스킬 교수는 지금 컴퓨터에서는 매우 어렵지만 양자컴퓨터에는 쉬운 특정 수학 문제를 양자컴퓨터에서 푸는 것을 시연하면, 양자컴퓨터가 최소한 한가지 임무에서는 지금 컴퓨터보다 앞선다는 것을 명확히 보여줄 수 있다는 제안을 하였고, 이를 ‘양자우월성’(Quantum Supremacy)이라고 명명했다. 구글 팀은 이를 위해서 별칭 ‘qubit speckle’(큐비트 얼룩무늬)이라는 알고리듬을 만들었는데 (레이저 빛이 간유리를 통과하고 나면 반짝이 패턴을 보이는 것과 같은 원리임) 이것은 큐비트 회로에 무작위로 고른 계산을 시키고 그 결과에서 나오는 특정한 패턴을 기존의 컴퓨터로 계산할 수 있을 것인가의 문제이다. 이번 발표는 양자컴퓨터가 대략 200초에 계산한 결과를 세계 최고의 슈퍼컴퓨터인 서밋으로 계산하더라도 약 1만년 걸릴 것으로 예상한다는 것이다. ●“슈퍼컴 1만년 걸릴 것 단 200초에 계산 가능” 물론 슈퍼컴퓨터에서 새로운 알고리듬을 개발하면 그 시간을 지금보다 대폭 줄일 수 있고, 경쟁사인 IBM은 그 시간을 2.5일 정도까지 줄일 수 있을 것이라고 발표하기도 하였다. 하지만 이번 결과는 매우 명확하게 양자컴퓨터가 특정한 계산을 슈퍼컴퓨터보다 훨씬 잘할 수 있음을 보인 것임에 이견이 없다. 한가지 이야기하고 싶은 것이, 이 결과가 베일에 싸여 있다가 갑자기 나온 것이 아니라는 점이다. 구글 및 다른 연구팀들은 이미 지난 수 년간 관련 연구결과들을 꾸준히 공개해 왔고 성능 향상도 꾸준히 보고되고 있었다. 구글도 이미 2년 전에 이번 실험의 청사진을 구체적으로 발표하였다. 이미 지난해부터 최근에 발표된 하드웨어 성능을 보면서 양자우월성이 곧 달성되리라는 것은 이미 기대할 수 있었다. 구글의 양자AI랩 디렉터인 하르무트 네벤은 금년 초 ‘양자컴퓨터 성능이 이중지수적으로 매우 빠르게 발전한다’는 네벤의 법칙을 언급했고 이미 상반기에 구글이 양자우월성을 달성했다는 소문이 연구자들 사이에 언급되고 있었다.●현실로 다가온 양자기술 앞의 설명에도 양자컴퓨터가 도대체 무얼 하는 것인지 잘 이해가 되지 않는다면, 그것은 지극히 정상이다. 양자현상은 우리의 일상에서 겪는 직관과는 완전히 다르기 때문에 금방 이해했다고 생각한다면 디테일을 간과하거나 잘못 이해한 것이기 쉽다. 20세기 초 원자를 설명하기 위해 태동한 양자역학은 수학적으로 완벽하고 매우 아름다운 이론으로 자연현상을 완벽하게 설명하며 수많은 혁신을 가져왔다. 하지만 그 내용이 우리의 직관과 너무나 달라서 지금 우리의 언어로 그 결과를 어떻게 해석해야 하는가는 아직도 논란이다. 그런데 양자기술이 지금처럼 눈앞의 현실로 다가오는 시대라면, 뭐 자동차를 운전하는 데 꼭 차동기어의 원리를 이해하거나 그런 것이 있다는 사실조차도 알 필요는 없지 않을까 하고 여길 수도 있겠다. 하지만 그와 동시에 만약 당신이 자동차를 개발·제작하는 사람이라면 차동기어의 원리나 유체역학을 매우 잘 알고 있어야 하지 않을까 싶은 그런 시점인 것이다. 전 세계가 지금 양자기술에 열광하고 투자하는 이유는 단기간에 무언가 만들어내기 위한 것이라기보다는, 이 기술이 지금의 기술 패러다임 전반을 완전히 바꾸는 기술이기 때문이다. 양자컴퓨터가 현재 슈퍼컴퓨터의 연장선상에 있는 것이 아니듯이, 양자기술은 지금의 기술을 극한까지 개발하면 되는 기술이 아니라 시작부터 개념부터 완전히 다른, 새로운 패러다임이다. 그래서 지난해 말 시작된 미국 정부의 양자 이니셔티브에서는, ‘양자-스마트’(quantum-smart)한 인력을 어릴 때부터 키우는 일을 중요하게 다루고 있다. 즉 뼛속까지 양자역학의 개념을 체득한, 중첩이나 얽힘에 대해서 열심히 설명하지 않아도 그냥 자연스레 체험으로 알고 있는, 그런 인력이 있어야 다가오는 기술 패러다임 시프트를 선도할 것이라는 점이다. ●비트코인에는 앞으로 상당기간 영향 없을 것 예전에는 원자 세계에서 일어나는 양자역학을 말과 글로써 열심히 설명해야 하는 상황이었다면, 지금은 완전히 양자역학적으로 동작하는 머신, 즉 양자컴퓨터가 일반 대중에 공짜로 공개되어 있는 상황이다. 실제 학생들과 양자컴퓨터에서 코딩을 조금만 해보면, 앞에서처럼 중첩이니 얽힘이니 열심히 설명하지 않아도 그것이 어떤 것이란 것을 금방 습득한다. 구글의 양자컴퓨터 팀을 이끌고 있는 존 마르티니스 박사는 세계 최고 수준의 물리학자이지만 항상 자신을 양자 엔지니어라고 부른다. 우리 눈앞에서 작동하는 양자머신을 만드는 사람이란 의미이다. 이제는 양자역학을 실생활에서 직접 체험하는 시대가 다가온 것이다. 양자우월성에 대한 소식이 전해진 그날, 비트코인 가격은 급락했다. 결론부터 말하면 양자컴퓨터는 당장, 그리고 앞으로도 한참 동안, 비트코인에 전혀 영향이 없다. 따라서 투자자라면 그때 저가에 비트코인을 샀어야 했다. 양자컴퓨터에 대해 과장해 이해한 사례다. 양자컴퓨터 관련 기술은 앞으로도 계속 빠르게 발전해 장기적으로는 암호 해독, 중단기적으로는 신약이나 신물질 개발 등의 응용분야에 도움을 줄 것이다. ●양자컴퓨터 시대 무얼 준비할 것인가 그러나 양자컴퓨터가 어떤 중요한 일을 해 줄지, 하드웨어가 어디까지 개발이 될지는 아직은 잘 모르는 열린 문제이다. 양자컴퓨터의 성능이 계속 향상되면서, 각 단계의 성능에 맞는 활용이 이루어질 것으로 예측할 뿐이다.그래서 지금을 NISQ(Noisy Intermediate-Scale Quantum)시대라고 부른다. 몇 가지 분명한 것은 있다. 양자컴퓨터는 매우 비싸고 덩치가 큰 물건이다. 따라서 앞으로도 양자컴퓨터는 클라우드 형태로 운영될 것이다. 현재의 컴퓨터는 앞으로도 지금의 역할을 충실히 수행할 것이며, 양자컴퓨터는 현재의 컴퓨터가 지금까지는 아예 못했던 문제들을 새롭게 해결해 줄 것이다. 무엇보다 자명한 것은, 양자기술은 진입장벽이 매우 높은 기술이라서 미리미리 준비하고 대비해야 한다. 그것은 단지 투자의 규모를 늘리는 문제가 절대 아니다. 영화 ‘타짜’에서 정마담이 말하지 않았던가 “호구는 밑천이 적어서 돈을 잃는다고 생각한다.” 그보다는 게임을 잘하는 실력 있는 ‘양자-스마트’ 플레이어를 길러내는 것이 승리의 핵심이다. 사람이 전부다. 정연욱 한국표준연구원 연구원■ 정연욱 연구원은 필자 정연욱 연구원은 한국표준연구원 소속으로 서울대 물리학과를 나온 뒤 모교에서 석박사를 마쳤다. 독일 율리히연구소 연구원(1997)과 서울대 연구원(1999-2002), 미국 상무부 표준기술연구소인 NIST Boulder 연구원(2002-2005)을 거쳐 2005년부터 한국표준과학연구원 양자기술연구소에서 일하고 있다.

발사 1년 만에 태양 2400만㎞ 앞에 근접 태양서 나오는 초속 200~900㎞ ‘태양풍’ 자기장 변화가 가속 만든단 사실 밝혀내 초속 450㎞ 미만 바람 코로나 구멍서 비롯 그리스 신화에서 크레타섬에 갇힌 천재 발명가 다이달로스는 아들 이카로스와 함께 새의 깃털을 밀랍으로 붙여 만든 날개를 달고 탈출을 시도한다. 다이달로스는 탈출 직전 이카로스에게 “태양을 똑바로 쳐다보고 날지 마라. 그러면 추락하게 될 테니까”라고 충고를 했다. 그러나 하늘을 나는 것에 신이 난 이카로스는 태양을 향해 너무 높이 날았다가 날개를 잃고 바다에 떨어져 죽었다.태양은 지구에 사는 모든 생물에게 생명의 원천이다. 과학기술이 눈부시게 발달했지만 얼마 전까지만 해도 태양은 멀리서 바라볼 수밖에 없는 천체였다. 태양 표면의 온도는 5778K(절대온도 켈빈·섭씨 약 5504도)이고 태양 대기 가장 바깥쪽인 코로나의 온도는 100만K(약 섭씨 99만 9727도)에 이르기 때문에 ‘태양 탐사는 불가능한 임무’였다. 그러나 지난해 8월 12일 미국 플로리다 케이프커내버럴 공군기지에서 인류 최초로 태양 탐사를 목적으로 만들어진 ‘파커 태양 탐사선’이 발사됐다. 파커 태양 탐사선은 1958년 태양에서 입자와 자기장의 지속적 방출이 있다는 태양풍 가설을 세운 과학자 유진 파커 박사의 이름을 딴 것으로 생존 과학자의 이름을 우주선에 명명한 것은 처음이었다. 파커 태양 탐사선은 발사 1년 만에 태양과 가장 가까운 행성인 수성까지 거리인 5800만㎞보다 더 가깝게 태양에 다가가 관찰했다. 그렇게 얻어진 데이터를 바탕으로 태양풍의 기원과 고에너지 입자물리학에 대한 통찰력을 보여 준 연구 결과들이 한꺼번에 발표됐다. 미국 프린스턴대, 항공우주국(NASA) 고다드우주비행센터, 캘리포니아공과대(칼텍), 존스홉킨스대 응용물리학연구소 등 15개 연구기관과 그리스, 영국, 프랑스 공동연구팀을 비롯한 세 개의 연구팀은 파커 탐사선이 태양에서 2400만㎞ 떨어진 곳까지 근접해 코로나를 정밀 관찰해 얻은 데이터들을 분석해 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 5일자에 세 편의 논문과 한 편의 분석논문으로 발표했다. 태양에서 불어오는 바람이라고 할 수 있는 태양풍은 양전자, 전자 같은 미립자와 고에너지 입자 등 물질을 초당 약 100만t 가까이 방출하고 있다. 태양풍의 속도는 초속 200~900㎞인데 초속 750~900㎞는 빠른 태양풍, 초속 450㎞ 이하는 느린 태양풍으로 분류된다. 태양풍은 보통 코로나를 떠나면서 속도가 빨라지고 지구 가까이 오면서 속도나 특성이 변화되는데 이전까지는 이 같은 현상에 대해 정확한 설명을 내놓지 못했었다. 저스틴 캐스퍼 미시간앤아버대 기후우주과학과 교수가 주도한 연구팀은 파커 태양 탐사선이 보내온 자료를 분석한 결과 자기장의 변화가 태양풍의 속도를 증가시킨다는 사실을 발견했으며 이런 속도의 증가는 이론적으로 예측한 것보다 더 빠르다는 것을 확인했다. 또 러셀 하워드 미해군연구소 박사가 주도한 연구팀은 초속 450㎞ 미만의 느린 태양풍에 초점을 맞춰 분석을 했는데 느린 태양풍은 태양의 적도 부근에서 발견된 코로나 구멍에서 비롯된다는 사실을 확인했다. 이번 연구를 종합한 데이비드 맥코머스 프린스턴대 우주물리학과 교수(플라스마물리학)는 “태양에 가깝게 다가가는 것 자체가 매우 위험한 모험이지만 파커 태양 탐사선은 앞으로도 5년 동안 태양에 근접하면서 지금까지 알지 못했던 태양의 구조와 태양풍에 대한 상세한 정보를 얻게 될 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

미국 마이애미에서 2019년을 마무리하는 미국 최대의 아트축제에 한국의 서양화가 최비오(Vio Choe) 작가가 참가한다. 미국 시각으로 12월 3일, 오늘부터 오는 8일까지 6일간 이어지는 이 행사는 마이애미 비치에서 펼쳐지는 아트 바젤 마이애미(Art Basel Miami Beach)를 필두로 아트 마이애미, 컨텍스트 마이애미 등 크고작은 세계 최고수준의 아트쇼가 예술축제 형식으로 동시에 열리는 범 지구적인 예술한마당이다. 특히 바젤 아트쇼는 세계에서 3곳 홍콩, 스위스, 마이애미 비치에서 하는데 이곳에는 할리우드 스타들이 모습을 드러내며 여기에 따라 패리스 힐튼이 디제잉하는 파티, 등으로 연일 마이애미 전체가 파티의 장이 된다. 최비오 작가가 참여하는 컨텍스트 마이애미(Context Miami)는 전통적이며 세계 최고작가들의 작품이 다수 출품 되는 아트마이애미(Art Miami)의 자매 행사로 전시장 역시 서로 마주보고 있으나 아트 마이애미와 달리 신진 및 중진 젊은 작가들과 신흥 갤러리들을 위한 플랫폼을 제공하는 것에 목적을 두고 있다. 뉴욕 스쿨오브비주얼아트(SVA)에서 미술석사학위(MFA)를 받은 최비오 작가는, 한국에서는 공대를 나온 공학도였던 이유로 그의 작품과 사고에서는 과학을 바탕으로 하는 체계적인 논리성이 드러난다. 최비오는 세상의 존재와 관계를 섬세하며 밀도있는 표현력으로 나타내는데 이는 양자물리학에서 말하는 사람의 정신, 즉 생각 그것이 인식하는 대상을 현실에서 실체로 만들어내는 주체라는 가설을 마치 입증이라도 하려는 모습이다. 최비오 작가는 지난 11월 24일, 6개월간의 대장정 후 폐막한 베니스 비엔날레 특별전으로 현대미술의 중심인 유럽에서 자신만의 미학과 세계관을 치밀하게 표현하는 작품을 통해 한국미술의 실력을 세계인에게 뽐내며 위상을 드높였는데 이어서 참가하는 컨텍스트 마이애미 에서는 인피니트 비오 (Infinite Vio)라는 주제로 미국을 대표하는 세계적인 예술축제에서 다시 한국미술의 현재를 보여주게 된다.작가 특유의 무의식 속에서 강렬한 선으로 감성적인 에너지와 다차원적 시공간을 표현하는 최비오는 내년 2020년 4월에는 한국에서 개인전으로 관객들을 만나볼 예정이며 최신 현대미술을 선보이는 컨텍스트 아트 마이애미는 마이애미 45,000평방피트규모의 전시관에서 12월 8일까지 진행한다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

소방청은 지난달 13∼19일 제26기 소방간부후보생 선발시험 원서접수를 마감한 결과 30명 선발에 1066명이 지원해 35.5대 1의 경쟁률을 보였다고 2일 밝혔다. 소방간부후보생 선발시험은 매년 30명을 선발하며, 인문사회계열과 자연계열 각각 15명씩(남자 13명, 여자 2명)을 선발한다. 채용 분야별 경쟁률은 인문사회계열 여자가 2명 선발에 117명이 응시해 58.5대 1로 가장 높았다. 13명을 뽑는 인문사회계열 남자는 563명이 지원해 43.3대 1의 경쟁률을 보였다. 자연계열 남자 경쟁률(13명 선발)은 26.7대 1, 자연계열 여자(2명 선발)는 19.5대 1이었다. 필기시험 장소는 오는 20일 공고된다. 필기시험 과목은 인문사회계열은 헌법, 한국사, 영어, 행정법이 필수과목이며 행정학, 민법총칙, 형사소송법, 경제학, 소방학개론 중 2과목을 선택한다. 자연계열은 헌법, 한국사, 영어, 자연과학개론이 필수과목이며 화학개론, 물리학개론, 건축공학개론, 전기공학개론, 소방학개론 중 2과목을 선택해 시험을 치른다. 응시자들은 내년 1월 18일 치러지는 필기시험을 시작으로 체력시험, 인성검사, 신체검사, 면접시험 등을 거친다. 최종합격자는 내년 3월 10일 발표한다. 최종선발된 간부후보생은 중앙소방학교에서 1년간 초급 간부로서 필요한 교육을 받은 뒤 소방위로 임용돼 일선 소방관서에 배치된다. 이범수 기자 bulse46@seoul.co.kr

지진은 자주 발생하지는 않지만 한 번 발생하면 엄청난 인적·물적 피해를 가져오는 자연재해다. 큰 지진이 발생한 뒤에는 항상 지진 며칠 전부터 개미나 새들이 떼지어 다른 곳으로 이동했다든가, 물고기들이 떼지어 죽었다든지, 원인 불명의 가스 냄새가 났다든지 하는 전조 현상이 있었다는 이야기가 나온다. 그러나 과학자들은 지진을 예측하는 것은 현재 기술로는 사실상 불가능하고 흔히 얘기되는 전조 현상들은 지진과 관련 없으며 사후 해석에 불과하다는 입장이다. 그렇다고 과학자들이 지진 예측에 손을 놓고 있는 것은 아니다. 인명·재산 피해를 최소화하기 위해 일기예보처럼 지진도 사전에 예측할 수 있는 다양한 과학적 방법들을 찾고 있다. 미국 캘리포니아 버클리대(UC버클리) 지구·행성과학과, 로렌스버클리 국립연구소 에너지 지구과학연구부, 몬터레이베이해양연구소(MBARI), 라이스대 지구·환경·행성과학과 공동연구팀은 해저 광섬유 케이블을 이용해 지진해일(쓰나미)이나 바닷가 지진의 원인인 해저지진을 감지할 수 있는 기술을 개발했다. 이 같은 연구 결과는 세계적인 과학저널 ‘사이언스’ 11월 29일자에 실렸다. 연구팀은 캘리포니아주 서쪽 연안도시인 몬터레이 앞바다에 설치된 22㎞ 길이의 통신용 광섬유 케이블과 분산음향감지시스템(DAS)을 이용해 6개월 동안 해저 지각활동을 관찰했다. DAS는 케이블에서 나오는 파장과 신호의 미세한 변화를 감지해 주변 환경의 변화를 감지해 내는 기술이다. 그 결과 그동안 발견되지 않았던 몬터레이 해안 주변의 새로운 해저 단층을 발견하고 미세한 규모의 해저지진을 사전에 예측해 내는 한편 해안에서 45㎞ 떨어진 내륙에서 발생한 규모 3.4의 지진이 바다에 미치는 영향을 관찰하기도 했다. 조너선 아조프랭클린 로렌스버클리연구소 교수(지구물리학)는 “이번 연구 결과는 현재 전 세계 바다에 깔려 있는 약 1000만㎞ 이상의 광섬유 케이블 네트워크를 이용해 지진 사전 예측은 물론 지진관측소가 설치되지 않은 지역까지 지진 감시를 가능하게 만들어 줄 것”이라고 말했다. edmondy@seoul.co.kr

공포영화나 스릴러영화를 보면 예상치 못한 상황에 맞닥뜨렸을 때 등장인물들이 순간적으로 ‘얼어붙는’ 장면들이 나오곤 한다. 일상생활에서도 갑자기 놀라운 상황에 접하면 자신도 모르게 몸이 움츠러들고 움직일 수 없게 된다. 미국 컬럼비아대 분자생물물리학과, 생화학과, 신경과학과, 스위스 로잔연방공과대(EPFL) 뇌연구소, 생체공학연구소 공동연구팀은 위험 상황에 놓였을 때 순간적으로 몸을 얼어붙게 만드는 신체 반사작용이 다름 아닌 행복 호르몬 ‘세로토닌’ 때문이라는 사실을 밝혀내고 생명과학 분야 국제학술지 ‘커런트 바이올로지’ 11월 28일자에 발표했다. ‘놀라 얼어붙는 반응’은 사람을 포함한 포유류는 물론 파리, 물고기까지 거의 모든 동물에게서 관찰되지만 정확한 메커니즘이 밝혀지지 않아 생물학계의 수수께끼 중 하나로 남아 있었다. 연구팀은 초파리들을 두 그룹으로 나눠 한 그룹은 세로토닌이 분비되지 않도록 만들었다. 세로토닌은 뇌의 시상하부 중추에 있는 신경전달물질로 ‘행복 호르몬’으로 잘 알려져 있다. 연구팀은 초파리들이 날지 않고 걷도록 한 다음 걸음걸이를 분석할 수 있는 실험 장치인 ‘플라이워커’에 넣어 실내를 갑자기 어둡게 만들거나 소형 모터로 심한 흔들림을 느끼도록 한 다음 반응을 관찰했다. 그 결과 세로토닌이 분비되지 않는 초파리들에게서는 갑작스러운 상황이 발생해도 멈추지 않고 계속 움직이는 것이 관찰됐다. 그러나 일반 초파리들에게서는 깜짝 놀라서 잠깐 멈춘 다음 정전 상황일 때는 조심해서 천천히 걷고 지진 상황에서는 이전보다 더 빨리 움직이는 것이 확인됐다. 연구팀은 세로토닌이 일종의 비상 브레이크처럼 작동해 갑작스러운 변화에 대한 정보를 수집하고 어떻게 대응해야 할지 결정할 수 있게 해주는 역할을 한다고 설명했다. 리처드 만 컬럼비아대 교수(시스템 생물학)는 “이번 연구는 기억과 정서, 기분 조절에 주로 관여하는 것으로 알려진 신경전달물질인 세로토닌이 감각 정보를 처리해 운동반응을 유도하는 데도 중요한 역할을 한다는 것을 처음 밝혀냈다는 점에서 의미가 크다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr