1900년, 영국의 물리학자 켈빈 경은 물리학의 미래에 대해 이렇게 선언했다. “앞으로 물리학에서 더 발견될 새로운 것은 없으며, 남아 있는 것이라고는 더 정확한 측정일 뿐이다.” 그러나 이 예측은 몇 년도 가지 않아 보기 좋게 깨졌다. 1905년, 스위스 특허청 직원인 26살의 새파란 젊은이 알버트 아인슈타인이 광속도 불변의 법칙을 내세운 특수 상대성 이론을 발표해, 시간과 공간에 대한 기존의 개념을 혁명적으로 바꿔버린 것이다. 그뿐 아니었다. 1916년에는 물체의 질량이 시공간을 휘게 만든다는 일반 상대성 이론이 역시 아인슈타인에 의해 발표되었으며, 곧이어 양자역학이 나타나 물리학 지형을 대대적으로 개편하기에 이른 것이다. 과연 물리학의 끝은 어디일까? 이것은 우주의 신비가 남김없이 다 풀릴 수 있을 것인가라는 질문과 등가이다. 오늘날 어떤 물리학자도 인류의 지식이 완성에 가깝다고 주장하지 않는다. 우주란 하나의 신비가 풀리면 열 개의 다른 신비가 튀어나오는 프랙탈 같은 속성을 가지고 있기 때문이다. 현존 우주의 신비 중 최대의 것을 들라면, 단연 암흑물질과 암흑 에너지일 것이다. 어쩌면 이 미스터리들은 영원히 풀리지 않을지도 모르지만, 수많은 과학자들이 맹렬하게 그 답을 추구하고 있는 중이다. 비록 그 해답은 모르더라도, 우리가 무엇을 모르고 있는지 알아보는 것도 충분히 가치있는 일이기 때문이다. ​암흑 에너지란 무엇인가? 천체 물리학자들이 아무리 숫자를 이리저리 꿰어맞추더라도 그 계산서는 우주를 제대로 설명하지 못하고 있다. 무엇보다 우주가 담고 있는 물질의 질량을 가진 중력은 우주의 ‘천’이랄 수 있는 시공간을 안쪽으로 잡아당기고 있다고 보아야 한다. 그렇다면 우주는 마땅히 쪼그라들어야 함에도 불구하고 현실은 그 반대이다. 더욱 빠른 속도로 팽창을 거듭하고 있는 것이다. 그렇다면 무엇이 우주를 이처럼 팽창시키고 있는 걸까? 도대체 어떤 힘이 우주를 잡아늘이고 있다는 말인가? 물리학자들이 내놓은 답은 중력에 반하는 척력이 시공간을 밀어내어 우주를 팽창시키고 있으며, 그들은 그 정체 모를 힘에 ‘암흑 에너지’라는 이름을 붙여주었다. 1998년, 1a형 초신성을 이용하여 우주의 팽창속도 변화를 연구하던 관측결과에 의하면 우주의 팽창속도는 느려지는 것이 아니라 빨라지고 있음이 밝혀졌다. 그들이 얻은 결과에 의하면 오늘날 우주는 70억 년 전 우주에 비해 15%나 빨라진 속도로 팽창하고 있다. 이 놀라운 사실을 알아낸 과학자들에게는 2011년 노벨 물리학상이 주어졌다. 가장 널리 받아들여지는 암흑 에너지의 모델은 공간 자체가 갖고 있는 어떤 고유의 힘으로 파악된다. 따라서 우주가 팽창하면 그만큼 더 많은 암흑 에너지가 생산되는데, 놀랍게도 우주의 총 에너지-물질의 양 중 73%나 차지하고 있는 것으로 밝혀졌다. 이 암흑 에너지로 인해 우리는 우주공간이 말 그대로 텅 빈 공간만은 아님을 알게 되었다. 입자와 반입자가 끊임없이 생겨나고 스러지는 역동적인 공간으로, 이것이야말로 우주공간의 본원적 성질임을 어렴풋이 인식하게 된 것이다.암흑물질이란 무엇인가? 1933년 우주론 역사상 가장 기이한 내용을 담고 있는 주장이 발표되었다. 내용인즉슨, “정체불명의 물질이 우주의 대부분을 구성하고 있다!”는 것으로, 우주 안에는 우리 눈에 보이는 물질보다 몇 배나 더 많은 암흑물질이 존재한다는 주장이었다. 암흑물질의 존재를 인류에게 최초로 고한 사람은 스위스 출신 물리학자인 칼텍 교수 프리츠 츠비키(1898~1974)였다. 츠비키는 머리털자리 은하단에 있는 은하들의 운동을 관측하던 중, 그 은하들이 뉴턴의 중력법칙에 따르지 않고 예상보다 매우 빠른 속도로 움직이고 있다는 놀라운 사실을 발견했다. 그는 은하단 중심 둘레를 공전하는 은하들의 속도가 너무 빨라, 눈에 보이는 머리털 은하단 질량의 중력만으로는 이 은하들의 운동을 붙잡아둘 수 없다고 생각했다. 이런 속도라면 은하들은 대거 튕겨나가고 은하단은 해체돼야 했다. 여기서 츠비키는 하나의 결론에 도달했다. 개별 은하들의 빠른 운동속도에도 불구하고 머리털자리 은하단이 해체되지 않고 현상태를 유지한다는 것은 우리 눈에 보이지 않는 암흑물질이 이 은하단을 가득 채우고 있음이 틀림없다. 머리털자리 은하단이 현상태를 유지하려면 암흑물질의 양이 보이는 물질량보다 7배나 많아야 한다는 계산도 나왔다. 그러나 이 같은 주장은 워낙 파격적이라 학계에서 간단히 무시되었다. 그로부터 80여 년이 지난 현재, 전세는 대반전되었다. 암흑물질이 우리 우주의 운명을 결정할 거라는 데 반기를 드는 학자들은 거의 사라지고 말았다. 문제는 암흑물질이 과연 무엇으로 이루어져 있는가 하는 점이다. 이것만 안다면 다음 노벨상은 예약해놓은 거나 마찬가지다. 그래서 많은 학자들의 그 정체 규명에 투신하고 있지만, 아직까지는 뚜렷한 단서를 못 잡고 있다. 암흑물질이 빛은 물론, 어떤 물질과도 거의 상호작용을 하지 않는 만큼 단서를 잡아내기가 쉽지 않기 때문이다. 현재 우주배경복사와 암흑물질 연구에서 선구적 역할을 하는 것은 윌킨슨 초단파 비등방 탐사선(WMAP)이다. 이 위성은 2002년 부터 몇 차례에 걸쳐 매우 정밀한 우주배경복사 지도를 작성했다. 우주는 이 가시물질 4%와 암흑물질 22%, 그리고 암흑 에너지 74%라는 비율로 이루어져 있어, 우주의 대부분은 눈에 보이지 않는 미지의 물질로 채워져 있음이 윌킨스 탐사선에 의해 밝혀졌다. 암흑물질은 우주의 생성과정과도 밀접하게 연관되어 있다. 우리가 관측적으로 얻어낸 우주의 은하 분포는 암흑물질이 없이는 가능하지 않다는 것이 현대 우주론의 결론이다. 은하를 만드는 과정에서 암흑물질이 중력으로 거대구조를 미리 만들지 않았다면, 현재와 같은 은하의 분포를 보일 수 없다는 것이다. 앞으로 우주의 운명은 팽창-수축 여부를 결정할 암흑물질과 암흑 에너지에 의해 결정될 거라는 게 과학자들의 생각이다. 두 ‘암흑’이 현대천문학 최대의 화두이다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

조국 법무부 장관 후보자가 좌장을 맡은 국제학술회의에서 조 후보자 딸 조모(28)씨가 인턴십을 한 뒤 고려대 수시모집 이력서에 이를 경력으로 기재한 것으로 알려지는 등 의혹이 잇따르고 있다. 조씨는 조 후보자의 동료 교수가 대표를 맡고 있는 비영리단체에서도 인턴십을 한 것으로 나타났다. 조 후보자의 아들도 이 단체에서 역시 인턴십을 한 것으로 전해졌다. 22일 서울대 등에 따르면 서울대 공익인권법센터는 2009년 5월 15일 서울대 법학대학원 100주년 기념관에서 ‘동북아시아의 사형제도’라는 주제로 국제콘퍼런스를 개최했다. 조 후보자는 중국·일본·대만의 사형제도를 발표하는 1세션의 좌장을 맡았고, 2세션에서는 ‘남한의 사형제도’를 주제로 발표를 했다. 당시 조 후보자의 딸은 이 콘퍼런스에서 인턴십을 했다. 고등학교 재학 시절 인권 동아리 활동을 하는 등 인권 문제에 관심이 많아 인턴으로 참가했다는 게 조 후보자 측 설명이다. 앞서 조씨는 고교 2학년 때인 2008년 12월 사단법인 유엔인권정책센터가 모집한 ‘2009 제네바 유엔인권 인턴십 프로그램’에도 합격했다. 당시 조씨 등 인턴 참가자들을 선발하는 과정에는 센터 공동대표를 맡고 있던 서울대 사회학과 정모 교수가 참여한 것으로 알려졌다. 정 교수는 당시 조국 국가인권위원회 국제인권전문위원장과 함께 위원으로 활동하고 있었다. 2013년에는 조 후보자 아들도 인턴에 선발된 것으로 알려졌다. 조씨가 경력으로 내세운 ‘여고생 물리캠프’에서는 조씨가 출전한 해에만 전원이 상을 받은 것으로 나타났다. 조씨는 고교 3학년이던 2009년 7∼8월 한국물리학회 여성위원회가 숙명여대에서 연 여고생 물리캠프에서 장려상을 받았고, 수상 실적을 대입 자기소개서에 적었다. 한국물리학회 홈페이지 등에 따르면 2009년 여고생 물리캠프에서 본선에 진출한 8개팀이 모두 상을 받았다. 금상과 동상을 각각 2개팀, 은상을 1개팀이 받았고 조씨가 속한 한영외고팀을 포함한 나머지 3개팀은 장려상을 수상했다. 대회가 시작된 2005년 이후 지난해까지 모든 팀에 상이 돌아간 해는 2009년이 유일하다. 한편 조씨가 부산대 의학전문대학원 입시 전형 과정에 있던 2014년 8월 주민등록상 생년월일을 7개월가량 늦게 태어난 것으로 바꿨는데, 합격 가능성을 높이기 위해 생년월일을 일부러 늦춘 게 아니냐는 의혹이 제기됐다. 이에 조 후보자 측은 실제 생일과 일치시키기 위해 변경한 것이고, 의전원 지원 및 합격은 변경 전 주민번호가 사용됐다고 해명했다. 김헌주 기자 dream@seoul.co.kr

2014년 고려대 커뮤니티 고파스에 올린 글“MEET 점수 80점대…평가 반영 안 됐을 것”“서울대 1차 통과했지만 면접서 탈락해 재수”고려대 등 합격 자기소개서 6건 온라인 거래도조국 법무부 장관 후보자의 딸 조모(28)씨의 대학·대학원 입시 부정 의혹이 연일 터져나오는 가운데 조씨가 직접 쓴 것으로 추정되는 부산대 의학전문대학원(의전원) 합격 수기가 주목을 받고 있다. 조씨는 애초 최고 수준의 서울대 의전원에 지원했다가 탈락한 뒤 1년 재수를 거쳐 부산대 의전원에 진학했다고 밝혔다. 특히 논란이 일었던 의학교육입문검사(MEET)에 대해 당시 조씨는 부산대에 MEET 점수를 제출했으나 점수가 80점대여서 평가에 반영되지 않았을 것이라고 언급했다. 고려대 재학생과 졸업생이 활동하는 인터넷 커뮤니티 고파스에 따르면 조씨는 지난 2014년 10월 부산대 수시 일반전형에 합격했다며 자신의 성적과 스펙, 전형 준비 과정을 상세히 적은 글을 올렸다. 조씨는 “작년(2013년)에 서울대 지원해 1차 통과 후 면접에서 탈락했다”며 “당시 GAP(학부 평균 성적·100점 만점 기준) 94점 정도였는데 지금 생각해보면 최소한 95는 되어야 노릴만 한 곳”이라고 소개했다. 그는 “근거 없는 패기로 선택을 잘못해 1년 재수하면서 피눈물을 흘렸다”며 “소신보다 좀 낮게 지원하는 것을 추천한다. 어딜 가든 가기만 하면 의사가 되고 성공”이라며 자신의 생각을 덧붙이기도 했다.조씨가 부산대 의전원에 합격했을 당시 스펙은 ‘GPA 92점, 텝스(영어공인시험) 905점, 나이 24세, 스킨스쿠버자격증’ 등이다. 특히 의료 관련 봉사시간이 400~500시간이라고 소개한 점이 눈에 띈다. 한국국제협력단(코이카) 몽골봉사대표, 의료통역, 아프리카 수술실 봉사, 고대병원 봉사, 의료지원 관련 NGO(비정부기구) 활동 등이다. 조씨는 한국과학기술원(KIST)과 유엔인권정책센터(Kocun)에서 인턴으로 활동한 내용도 덧붙였다. 장학금 이력에 대해서는 “서울대 대학원에서 2회 받았다”며 “학점을 보면 알겠지만 고려대 다닐 때는 장학금을 하나도 못 받았다”고 적었다.그는 “MEET는 안 보는 거 확실하다”며 “저는 80점대”라고 밝혔다. MEET는 100점 만점이며 조씨는 MEET 점수를 평가에 반영하지 않는 부산대 수시 일반전형에 지원했다. 조씨는 “부산대는 나이, 자기소개서, 면접이 관건이었다”며 “활동이 다양하다고 다 쓰는 건 좋지 않다. 작년 서울대 지원할 때 온갖 걸 다 썼더니 면접에서 비교과 활동이 집중되어 있지 않다는 지적을 받았다”고도 했다. 조씨는 “의전원 편입에 한 번 더 지원할 것”이라고 밝히기도 했다. 한편 조씨는 고려대와 부산대 의전원에 합격한 자신의 자기소개서 등 6개 문서를 온라인 보고서 거래 사이트에 올리기도 했다. 특히 고대 입학 자기소개에는 문제가 된 단국대 의대와 공주대 논문 참여 내용을 스펙으로 강조했다는 사실이 드러났다. 조씨는 “단국대학교 의료원 의과학 연구소에서의 인턴쉽 성과로 나의 이름이 논문에 오르게 되었으며, 공주대학교 생명공학연구실에서의 인턴쉽 성과로 IPS(국제조류학회)에서 포스터 발표의 기회를 가졌다. 또한 한국물리학회가 주최하는 ‘여고생물리캠프’에서는 장려상을 수상하였다”고 적었다. 오달란 기자 dallan@seoul.co.kr

지난해 2월 6일(현지시간) 민간우주기업 스페이스X와 전기자동차 회사 테슬라의 최고경영자(CEO) 일론 머스크는 전기차 한대를 팰컨 헤비 로켓(Falcon Heavy)에 실어 우주로 발사했다. 이 전기차는 테슬라의 로드스터(Roadster)로, 흥미롭게도 운전석에는 우주복을 입은 마네킹 ‘스타맨’(Starman)이 앉았다. 특히 조수석 앞 대시보드에는 더글러스 애덤스의 책 '은하수를 여행하는 히치하이커를 위한 안내서' 첫 머리에 나오는 경고문 '당황하지 마라'(Do not Panic)라는 문구를 새긴 명판을 붙어있다. 마치 사람이 자동차를 타고 우주여행을 하는듯한 모습은 세계적인 관심을 모았고 테슬라 입장에서는 자사의 차를 홍보하는 톡톡한 재미도 누렸다.이후 태양을 중심으로 떠돌던 스타맨이 발사 557일 만인 지난 주말 태양을 한바퀴 돈 것으로 확인됐다. 현재 로드스터의 정확한 위치는 ‘로드스터는 어디에 있나’(Where is Roadster)라는 위치 추적 사이트를 통해 확인할 수 있다. 엔지니어 출신인 벤 피어슨이 개설한 사이트를 보면 현재 로드스터는 지구에서 2억 9800만㎞ 떨어진 거리를, 1744㎞/h의 속도로 '달리고' 있다. 로드스터는 태양 중심 궤도를 타원형으로 돌기 때문에 지구와 가까워지기도 멀어지기도 한다. 실제 로드스터가 달린 총거리는 현재까지 12억 3000만㎞정도로 이를 보증수리 기간인 3만6000마일과 비교하면 무려 2만 1200배를 넘어섰다.그렇다면 우주로 나간 로드스터의 미래는 어떻게 될까? 궤도 모델링 연구에 따르면, 로드스터는 63년 후인 2091년, 지구와 달 사이만큼이나 가까이 지구로 접근한다. 특히 캐나다 토론토 대학 천체물리학자인 한노 레이 박사의 연구에 따르면 로드스터가 1000만 년 내에 지구, 금성 혹은 태양에 떨어져 사라질 것으로 추측했다. 한편 로드스터를 우주로 떠나보내는데 성공한 팰컨 헤비는 민간 최초의 심우주 로켓으로 길이는 70m, 폭 12.2m에 달한다. 미 항공우주국(NASA)의 막강한 새턴 V 달 로켓 이래 최강의 것으로, 발사 추진력이 다른 발사체의 두배이며, 보잉 747의 18대를 합쳐놓은 수준이다. 지구 저궤도(600~800㎞)를 기준으로 최대 63.8t까지 운반할 수 있다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

국내 연구진이 우리은하 끝자락 어두운 곳에서 처음으로 왜소신성을 발견했다. 한국천문연구원 은하진화그룹, 캐나다 토론토대 공동연구팀은 외계행성탐색시스템(KMTNet)을 이용해 지금까지 발견된 것들보다 훨씬 멀리 떨어져 있는 우리은하 헤일로에 존재하는 왜소신성을 발견했다고 20일 밝혔다. 이번 연구결과는 천문학 분야 국제학술지 ‘천체물리학 저널’에 실렸다. 헤일로는 은하의 원반 주위를 감싸듯 둘러싼 구름 형태 부분으로 천체가 많지 않고 대부분 어둡고 멀리 떨어져 있다. 특히 우주 대부분을 차지하고 있는 암흑물질을 포함하고 있을 것으로 여겨져 천문학자들의 주요 연구대상이다. 주로 구상성단, 행성상 성운 등으로 연구했지만 이번처럼 헤일로에서 발견되는 왜소신성의 수가 늘어나면 헤일로를 연구할 수 있는 새로운 도구가 될 수 있을 것으로 기대되고 있다. 왜소신성은 신성이나 초신성에 비해 덜 밝아 가까운 거리에 있어야 발견되기 쉽다. 이 때문에 지금까지 발견된 왜소신성들은 대부분 지구로부터 3000 광년 이내의 거리에서 발견됐다.연구팀이 이번에 발견한 왜소신성 ‘KSP-OT-201611a’는 지구로부터는 2만 4000광년, 우리은하 중심에서는 4만 5000광년, 우리은하 평년에서는 5500광년 떨어져 있는 우리은하 외곽 헤일로에 있는 것으로 확인됐다. 연구팀은 헤일로 근처에 있는 왜소신성은 별 내부의 금속 함량이 적고 만들어진 나이도 많을 것으로 보고 있다. 김상철 천문연구원 박사는 “우리은하 헤일로 천체의 관측은 쉽지 않은데 이번 연구는 24시간 연속관측이 가능한 KMTNet 덕분”이라며 “이번 연구로 금속 함량이 적은 왜소신성을 설명하는데 필요한 이론과 모형을 개선하는데 도움이 될 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

20년 묵은 천문학계의 난제가 해결되었다. 심우주에 밝은 빛을 방출하는 수수께끼의 천체 퀘이사(Quarsars)가 최초로 발견된 것은 1950년대 후반이었다. 엄청나게 밝은 이 은하 빛은 발견된 이래 지금까지 천문학자들을 혼란스럽게 만들었다. 그러나 이 신비한 천체에 새로운 빛을 던져주는 연구결과가 발표되어 마침내 20년 묵은 천문학적 논쟁에 종지부를 찍게 되었다. 퀘이사는 숙주 은하의 중심에 위치한 은하 핵으로, 지구에서 관측할 수 있는 가장 먼 거리에 있는 천체이다. 별처럼 보인다고 하여 ‘준성'(準星)이라고도 불리는 퀘이사는 사실은 수천 내지 수만 개의 별로 이루어진 은하이다.　​ 퀘이사가 그렇게 멀리 있음에도 불구하고 관측이 가능한 것은, 은하 중심에 숨어 있는 초거대 블랙홀이 주변을 둘러싼 원반의 물질을 집어삼킬 때 물질의 중력 에너지가 빛 에너지로 바뀌면서 엄청난 밝기의 빛으로 방출되기 때문이다. 퀘이사가 방출하는 빛의 밝기는 태양 밝기의 600조에 해당하는 엄청난 것이다. 과학자들은 수십 년 동안 퀘이사 같은 핵을 가진 세이퍼트 은하의 유형이 하나인가 둘인가를 놓고 열띤 논쟁을 벌여왔다. 산타 바바라 소재의 캘리포니아 대학이 발표한 성명에 따르면, 연구팀이 허블우주망원경을 사용하여 두 가지 유형의 특징을 모두 지닌 세이퍼트 은하를 관측함으로써 이러한 은하가 실제로 한 종류의 천체라는 사실을 발견했다. 지금까지 논쟁의 초점이 된 두 유형의 은하들이 보여준 차이점은 제1형 세이퍼트 은하가 넓은 빛 기둥을 생성하는 반면, 제2형 세이퍼트 은하는 그 같은 빛 기둥이 없다는 점이다. 그러나 이번 새로운 연구는 두 유형의 세이퍼트 은하가 사실은 같은 종류의 은하임을 밝혀냈다. 연구자들은 빛 기둥이 없는 제2형 세이프트 은하의 중심을 집중 관측한 결과, 은하의 내부를 가리는 짙은 먼지 고리를 발견했다. 과학자들이 관측한 대상은 NGC 3147이라고 불리는 제2형 세이퍼트 은하로, 그 핵 중심에서 보이지 않던 넓은 빛 기둥을 찾아냈던 것이다. 과학자들은 초기에 X-선을 사용하여 은하 중심을 조사했지만, 먼지 고리나 방출선을 발견하지 못했다. 또한 최근 관측에서는 허블우주망원경을 사용하여 은하 중심을 확대해 넓은 빛 기둥 지역을 찾았지만 주변의 밝은 별빛에 압도되어 역시 발견에 실패했다. UC 산타바바라 물리학과 교수이자 공동저자 인 로버트 안토누치는 “천문학자에게 가장 중요한 것은 이런 불필요한 가지들을 쳐내는 것”이라고 밝혔다. 연구자들은 이런 과정을 거친 후 은하 중심을 자세히 들여다볼 수 있었고, 마침내 지금껏 알려진 두 유형의 세이퍼트 은하가 기실은 한 종류라는 사실을 발견하기에 이른 것이다. 연구팀은 이전 관측 결과를 확인하기 위해 NGC 3147의 중심을 더욱 세밀히 관찰할 계획이라고 밝혔다. 이 연구는 7월 11일 왕립천문학회 월보에 발표되었다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

세계화라는 이름으로 1990년대를 기점으로 전 세계에 신자유주의 경제체계가 확산되면서 소득 불균형이 극심하게 나타났다. 2011년 미국과 유럽 등을 중심으로 ‘월스트리트를 점령하라’ 운동이 벌어진 것도 이 때문이다. 실제로 월스트리트 점령 운동은 2008년 금융위기로 인해 나타난 경제공황에도 불구하고 상위 1%와 나머지 99%의 경제적 불균형이 여전하다는 생각 때문이었다. 영·미 수리경제학자와 생물학자, 물리학자들이 극심한 경제적, 사회적 불균형은 사회 붕괴의 원인이 될 수 있다는 연구결과가 나와 주목받고 있다. 연구자들은 ‘기회의 평등, 과정의 공정함, 결과의 정의로움’을 구성원이 공감할 수 있다면 소득의 일부 불균형은 사회발전의 동력이 될 수 있다고도 밝혔다. 영국 엑스터대 경제학과, 오스트리아 과학기술연구원(IST), 미국 하버드대 진화역학프로그램, 진화생물학과, 수학과 공동연구팀은 지나친 불평등이 사회 안정성을 심각하게 위협한다는 연구결과를 내놨다고 17일 밝혔다. 그렇지만 사회 전체의 발전과 행복을 위해서는 완벽한 평등 상태도 바람직하지는 않다고 연구팀은 밝혔다. 이번 연구결과는 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 15일자에 실렸다. 연구팀은 게임이론, 컴퓨터 모의실험, 행동실험 기법을 통해 사회적 조건에 따라 집단의 상호작용을 파악할 수 있는 수학적 모델을 만들었다. 기존에도 관련 연구는 있었지만 개별 상호작용을 살펴보는 수준에 그쳤다. 그렇지만 이번에 개발한 모델링 기법은 수 백만개에 이르는 서로 다른 시나리오에 따른 집단 상호작용을 분석해 사회와 집단에 어떻게 영향을 미치는지 세부적으로 관찰했다는 점에서 차이를 보인다.연구팀은 소득과 생산성을 기준으로 집단의 크기와 숫자를 달리하면서 완전 균형(완전한 평등), 어느 한 쪽에 힘이 쏠려 있는 불균형 등 다양한 상태를 상정하고 소득의 일부를 공공서비스를 위해 제공하려는 의지를 측정함으로써 공공재 분배와 협력관계를 살펴봤다. 그 결과 어느 한 쪽에 소득과 생산성이 80% 이상 쏠려 있는 매우 불평등한 사회에서는 소득이 높은 사람들이 공공 재화나 서비스 제공에 대한 자신의 소득을 나누는데 소극적이며 사회 구성원간 협력 관계에도 관심이 없어 결국 집단 해체로 이어진다는 사실을 확인했다. 불평등이 높은 사회에서 부자들과 저소득층, 그리고 얇은 중산층간 협력하지 않고 서로 반목하는 가운데 공공서비스 수준이 낮아지는 이유도 이 때문이라고 연구팀은 설명했다. 높은 불평등 상태에서는 사회와 집단 유지를 위한 필수적인 공공서비스에 대한 자금 조달을 서로 거부하는 현상이 나타나기 쉽다는 것이다. 그러나 연구팀은 소득과 생산성의 완벽한 균형 상태(절대 평등상태)도 협력에 대한 동력을 잃게 만들고 집단이 정체되게 만든다는 사실을 밝혀냈다. 연구팀은 개인의 능력을 발휘할 수 있도록 기회의 균등함이 보장된 상태라면 약간의 불평등 상태는 모든 사람이 사회에 충분히 기여할 수 있는 동력이 된다는 것을 확인했다.실제로 세 명으로 이뤄진 그룹에서 한 명의 소득이 다른 두 사람의 소득을 합친 것보다 많을 경우 협력 의지는 줄어드는 것으로 나타났다. 그렇지만 경험이나 업무능력 같은 생산성이 다른 상태에서 소득의 일부 불균형은 협력을 더 용이하게 만들고 미래 소득을 늘릴 수 있다는 것을 확인했다. 이번 연구는 세금, 의료, 교육 등과 같은 공공재와 공공서비스를 유지하기 위해 필요한 조건들을 한 눈에 보여줌으로써 관련 정책입안자들에게 도움이 될 수 있을 것으로 보인다. 이번 연구를 주도한 마틴 노왁 하버드대 생물학·수학과 교수는 “이번 연구에 따르면 불평등이 지나치게 커지면 상대방에 대한 상호 영향력이 사라지고 더 이상 협력할 동기가 사라지면서 협력관계가 빨리 깨지게 된다”라며 “사회의 발전을 위해서는 무조건적인 절대 평등보다는 기회의 평등이 중요하며 반드시 지켜져야 하는 조건”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

영화 ‘해리포터’를 비롯해 많은 판타지 영화나 SF에서는 다른 사람이 볼 수 없도록 만들어주는 투명 망토가 등장한다. 실제로 ‘메타물질’로 투명 망토를 만들 수 있다는 사실이 확인되기도 했다. 보통 반복적 패턴을 갖는 메타물질은 자연계에 존재하지 않는 특성을 갖도록 설계된 인공물질이다. 국내 연구진이 무한 속도로 움직이면서 적에게 탐지되지 않을 수 있는 전투기나 미사일을 만들 수 있는 신개념 유체역학적 메타물질의 개념을 제시해 주목받고 있다. 단국대학교 파이버시스템공학과와 서울대 재료공학부 공동연구팀이 공기나 물의 흐름에 의한 저항을 줄일 수 있는 메타물질을 만드는데 성공했다. 이번 연구결과는 물리학 분야 국제학술지 ‘피지컬 리뷰 레터스’ 최신호(13일자)에 실렸다. 기존에도 진공에 가까운 상태를 만들어 물이나 공기를 지나가는 물체의 저항력을 줄이려는 시도가 있었다. 스폰지처럼 다공성 구조에서 저항력이 줄일 수 있다는 이론적 결과도 있었다. 연구팀은 투명망토가 굴절률 분포를 변형시켜 광학적으로 은폐하듯 물체 주변을 지나는 유체의 점도 분포를 변형시키는 메타물질을 만들었다. 공간의 수학적 설계와 변형을 통해 유체 흐름이 완전히 사라진 공간을 가상으로 만들어 내 이런 공간에 있는 물체는 저항력 영향을 받지 않도록 한 것이다. 더군다나 이번에 개발된 메타물질은 마이크로미터 수준에서 거대 건축물까지 크기 제한을 받지 않을 것으로 연구팀은 설명했다.연구팀은 실제로 마이크로유체시스템을 만들어 실험한 결과 2차원 유체 흐름 속에서 일반 점성 유체와 비슷한 저항력을 5배 이하로 감소시킬 수 있다는 것을 확인했다. 이번 개념을 실용화해 자동차, 선박, 비행기에 적용하면 공기로 인한 저항력을 최소화해 진공 속을 주행하는 것처럼 움직일 수 있어 연료효율을 높이고 주행안정성을 확보할 수 있을 것으로 기대된다. 또 전투기, 잠수함, 미사일 같은 전략무기에 적용하면 공기 마찰이 최소화돼 속도가 현저하게 증가할 뿐만 아니라 소리에 의한 탐지가 거의 되지 않을 수 있다는 장점이 있다. 또 건축물에 적용할 경우 해안 재난방지 시스템으로 활용할 수도 있을 것으로 보인다. 송영석 단국대 교수는 “이번에 제시한 개념의 메타물질은 유동제어에 대해 도전적이고 독창적이면서 새로운 패러다임을 제시한 것으로 이번 개념으로 높은 연료효율을 달성하고 자연재해로부터 우회하는 재난방지 구조물을 만드는 방법을 추가 연구할 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

미국 캘리포니아주 로스앤젤레스(LA) 시의회에서 두 번째 한인 시의원이 탄생했다. LA타임스 등 외신은 지난 13일(현지시간) 치러진 12지구 보궐선거 결선투표에서 한인 정치인 존 리 후보가 로레인 런드키스트 후보를 제치고 당선됐다고 전했다. 이튿날 개표 마감 결과 리 후보는 1만 6724표(52.07%)를 얻어 1만 5395표(47.93%)를 획득한 런드키스트 후보를 1329표 차로 앞섰다. 지난 6월 예비선거에서 런드키스트 후보에게 460표 뒤진 2위로 결선에 진출했으나 역전에 성공한 것이다. 시의원 선거는 비당파적이지만 12지구의 미첼 잉글랜더 전 의원의 수석 보좌관 출신인 리 후보는 공화당이며 경쟁자였던 런드키스트 후보는 민주당이다. 리 후보를 제외한 나머지 14명 의원 모두 민주당이지만 몇십년간 공화당 색채를 드러냈던 12지구 주민들은 천체물리학자이자 대학에서 강의하는 사회운동가 런드키스트 대신 20여년간 지역 의회에서 일한 리 후보를 택했다. 리 후보의 당선으로 LA 시의회에 두 번째 한인 의원이 탄생했으며, 처음으로 복수의 아시아계 의원이 동시에 활동하게 됐다. 다른 한 명은 LA 시의회 4지구 데이비드 류 의원이다. 민나리 기자 mnin1082@seoul.co.kr

-태양계와 성간구름 관계 밝히는 실마리​ 과학자들이 남극의 눈을 조사한 결과, 최근 지구에 떨어진 성간 먼지를 발견했다고 우주 전문 사이트 스페이스닷컴(Space.com)이 14일(현지시간) 보도했다. 이 발견은 태양계가 정기적으로 통과하는 성간구름의 신비를 밝히는 실마리가 될 수 있을 것으로 과학자들은 기대하고 있다. 지구에는 매일 수 톤의 우주먼지가 떨어지는데, 이는 지구 궤도 부근을 지나가는 혜성의 찌꺼기를 비롯해, 소행성 충돌 이나 폭발하는 별에 의해 발생하는 수많은 별 먼지가 만들어낸 것이다. 그러나 과학자들은 지구상에 떨어지는 우주먼지를 즉시로 발견하기는 힘들며, 오랜 시간이 지난 후에나 발견하는 경우가 많기 때문에 태양계가 주위의 우주 환경과 어떤 영향을 주고받는지에 대해 자세한 정보를 얻기 어려웠다. 그러나 이번 남극에서 발견한 우주 지는 지구에 떨어진 지 얼마 안된 선선한 것인 만큼 이 성간 먼지를 분석하면 성간구름의 신비와 태양계와의 관계에 대해 어떤 통찰을 얻을 수 있을 것으로 과학자들은 생각하고 있다. 호주 캔버라에 있는 호주국립대학교 실험 핵물리학자인 도미니크 놀 박사는 “과학자들이 우리의 연구 결과를 이용하여 태양계 주변이 어떻게 형성되었는지 알아낼 수 있을 것"이라고 밝히면서 "우리는 먼 은하와 별, 태양계에 대해서는 많은 것들을 알고 있지만, 정작 우리 태양계 주변 상황에 대해서는 그다지 자세히 알고 있지 못한 상태로 더 많은 연구조사가 필요하다"고 덧붙인다. 비교적 변질이 덜된 순수한 성간먼지 샘플을 얻기 위해 과학자들은 내린 지 20년 이내인 남극의 눈을 약 500kg 모았다. 독일의 코넨 남극기지가 있는 해안에서 수백 마일 떨어진 곳에 쌓인 눈이었다. 연구원들은 수집된 눈을 뮌헨으로 가져와 녹인 다음 고형물을 걸러내고 잔류물을 소각하는 등의 과정을 거친 후, 빛의 패턴을 분석했다. 그 결과 희귀한 방사성 동위원소인 철-60과 망간-53의 존재를 소량 발견했다. 동위원소는 핵에 보유하는 중성자 수가 다른 원소를 말한다. 예를 들어 자연에 가장 풍부한 철 동위원소인 철-56은 30개의 중성자를 가지며 철-60은 34개의 중성자를 가진다. 연구자들에 따르면, 철-60의 근원은 거대한 별의 임종인 초신성 폭발에서 생성된 것이다. 초신성 폭발은 전 은하가 내는 밝기를 웃돌 만큼 강력한 것으로, 우주 최대의 드라마라 할 수 있다. 자연적으로는 철의 10분의 1이 이 철-60 동위원소이다. 그러나 우주선(宇宙線)의 소립자가 행성 간 먼지에 부딪칠 때 철-60과 망간-53이 생성될 수 있다. 그런데 연구원들은 이 메커니즘에서 기대했던 예상치보다 망간-53의 비율에 비해 철-60의 비율이 더 크다는 사실을 발견했다. 연구원들은 또한 이 철-60이 핵무기나 발전소에서 나온 것인지의 여부를 조사한 결과, 이러한 출처에서 나온 철-60과 망간-53의 존재는 무시할 만한 수준이라는 것을 발견했다. 따라서 과학자들은 이들 방사성 동위원소가 성간 가스와 먼지 구름을 뿌린 근처의 초신성에서 만들어졌을 가능성이 가장 크다는 결론을 내렸다. 이 연구는 태양계가 그러한 성간 구름을 통과할 때 우주먼지가 지구 표면에 비처럼 내렸을 것이라고 제안했다. 앞으로 더 오래된 눈과 얼음에서 나온 성간 먼지를 조사해보면 인근 성간 구름의 기원과 구조, 그리고 태양계와의 상호작용의 역사를 밝힐 수 있을 것으로 연구원들은 기대하고 있다. 이 연구 결과는 8월 12일자 '피지컬 리뷰 레터' 저널에 발표되었다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

“사노맹의 이상국가는 일당독재 사회주의”“조 후보자 속한 조직은 사노맹 목표 추구”하태경 바른미래당 의원이 과거 남한사회주의노동자동맹(사노맹) 사건에 연루돼 국가보안법 위반으로 처벌 받은 조국 법무부 장관 후보자가 사노맹이 경제민주화를 추구했다는 발언에 대해 “사노맹은 대한민국 헌법을 부정하는 사회주의”이라면서 “위선이 너무 심하다”고 맹비난했다. 하 의원은 14일 페이스북을 통해 “조 후보자는 오늘 기자들에게 1991년 당시 사노맹은 ‘경제민주화를 추구했다’고 했는데 위선이 너무 심하다”며 이렇게 밝혔다. 하 의원은 “조 후보자는 사노맹을 참여연대와 유사한 단체인 것처럼 이야기하고 있다”면서 “당시 함께 활동했던 사람들 모두 눈을 시퍼렇게 뜨고 있는데 어떻게 이런 새빨간 거짓말을 할 수 있느냐”고 비판했다. 조 후보자는 이날 오전 인사청문회 준비를 위해 출근하던 길에 “장관 후보자가 되고 나니 과거 독재정권에 맞서고 경제민주화를 추구했던 저의 1991년 활동이 2019년에 소환됐다”며 사노맹을 둘러싼 의혹에 대해 입을 열었다. 그러면서 “20대 청년 조국은 부족하고 미흡했다”면서 “그러나 뜨거운 심장이 있었기 때문에 국민의 아픔과 같이하고자 했다. 앞으로도 그럴 것”이라고 말했다. 이어 “향후 비가 오면 빗길을 걷고 눈이 오면 눈길을 걷겠다”면서 “그러면서 저의 소명을 다하도록 하겠다”고 덧붙였다.이에 대해 하 의원은 “조 후보자는 사노맹이라는 이름에 있는 사회주의가 마치 경제민주화였던 것처럼 거짓말을 한다”면서 “당시 사노맹이 추구한 ‘사회주의’는 우리 헌법 109조의 경제민주화가 아니다. 대한민국 헌법을 부정하는 사회주의”라고 반박했다. 또 “사노맹의 이상국가는 구소련이나 동독, 북한처럼 자본주의를 폐지한 일당독재 사회주의”라면서 “조 후보자가 속한 남한사회과학원은 사노맹 직속 조직으로 사노맹과 같은 목표를 추구했다”고 강조했다. 하 의원은 “조 후보자가 법무장관이 되지 말아야 할 가장 큰 이유는 그가 30년 된 반체제 활동을 했기 때문이 아니다”라면서 “가장 중요한 결격 사유는 위선의 정도가 너무 심하다는 것”이라고 주장했다. 하 의원은 대학 재학시절 운동권에 몸담았으며 국가보안법 위반 혐의로 옥살이도 했다. 서울대 물리학과 86학번으로, 82학번인 조 후보자의 대학 4년 후배다. 앞서 조 후보자는 사노맹 산하 조직인 ‘남한사회주의과학원(사과원)’ 강령연구실장으로 활동한 혐의로 울산대 전임강사이던 1993년 수사를 받았고, 6개월간 구속 수감됐다. 이후 대법원에서 국보법 위반으로 징역 1년에 집행유예 2년의 확정판결을 받았다.사노맹은 1980년대 후반 사회주의를 내건 노동자 계급의 전위 정당 건설과 사회주의 국가 건설을 목표로 출범한 조직이다. 판결문에 따르면 조 후보자는 26세이던 1991년 7월 사과원에 가입해 1992년 3월 탈퇴했다. 사과원 구성원 20여명 대부분은 조 후보자처럼 대학원이나 연구소에서 연구 활동을 하던 젊은 연구자들이었다. 이들은 사회주의 이론 연구와 선전·선동, 사회주의 이론진영의 조직화 등을 추진한 것으로 파악됐다. 2심 재판부는 조 후보자에게 집행유예를 선고하며 “(사과원) 운영위원과 강령연구실장직을 맡기는 했으나 대학강의, 기타 연구 활동 때문에 실질적으로 운영위원으로 활동하거나 사회주의 정당 강령 작성 작업을 하지는 않았다”고 판시했다. 이어 “비합법적인 비밀·전위조직 활동이나 폭력적 혁명 방법에 의한 사회개혁은 지금에 와서는 더이상 가능하지도 적절하지도 않다고 생각하는 점, 초범이고 과거 사과원 활동을 후회하고 있는 점 등을 참작했다”고 양형 이유를 설명했다. 강주리 기자 jurik@seoul.co.kr

우리 은하 중심부에 있는 블랙홀에서 전례없는 빛 에너지 방출이 감지됐다. 미국 캘리포니아대학 로스앤젤레스 캠퍼스(UCLA) 연구진은 지난 5월, 우리 은하 중심에 있는 궁수자리 A*( Sagittarius A*)로부터 뿜어져 나온 방사선을 포착하는데 성공했다. 연구진에 따르면 방사선이 방출되는 순간, 블랙홀이 밝기가 평소보다 75배 가량 밝아졌으며, 갑작스럽게 터져나오듯 밝아졌던 블랙홀은 며칠 뒤 평상시의 밝기로 되돌아갔다. 천문학자들은 우리 은하의 중심에 있는 이 블랙홀에서 이토록 강력한 빛이 뿜어져 나온 사례가 없었으며, 강력한 방사선 방출과도 연관된 현상이라고 설명했다. 당시 이를 직접 관찰했던 UCLA 소속 천문학자는 과학 전문 매체인 사이언스얼러트와 한 인터뷰에서 “몇 번의 섬광이 이어졌고 이는 매우 불규칙했다. 곧장 블랙홀에 매우 흥미로운 무언가가 벌어지고 있다는 것을 깨달았다”고 당시를 떠올렸다. 이어 “거의 동시에 엄청난 방사선이 감지됐고, 우리는 이 순간을 촬영할 수 있었다”고 덧붙였다. 연구진이 우리 은하 내부의 거대 블랙홀의 활동을 포착하는데 활용한 것은 W. M 켁 전문대의 망원경이다. 미국 하와이 마우나케아 정상 부근에 위치한 두 개의 천체 망원경으로 구성된 이 천문대의 망원경은 지름이 각 10m로, 세계에서 가장 큰 광학 망원경으로 알려져 있다. 연구진은 이 망원경을 이용해 나흘 밤 가량 지속된 블랙홀의 활동을 촬영할 수 있었다. 연구진이 공개한 영상에서 블랙홀의 섬광은 단 몇 초로밖에 보이지 않지만, 이는 연구진이 쉬운 이해를 위해 편집한 것이다. 실제로 방사선과 함께 밝은 빛이 터져 나왔다가 다시 원래대로 돌아가는데 걸린 시간은 길게는 2시간에 달했다. 연구진은 “블랙홀은 원래 매우 불규칙하게 활동하지만 이렇게 강력한 빛이 궁수자리 A*에서 방출된 적은 없었다”면서 “정확한 원인은 아직 알 수 없지만, 가설 중 하나는 궁수자리 A*를 돌고 있는 항성인 S0-2가 주위를 돌던 중, 블랙홀 내부로 가스 에너지를 떨어뜨리면서 상당한 빛과 에너지가 방출됐다는 것”이라고 설명했다. 한편 궁수자리 A*는 초거대 질량의 블랙홀로, 2002년 독일 막스플랑크연구소 연구진이 궁수자리 A* 근처 별의 운동을 관측해 은하 중심에 반경 0.002 광년 속에 태양 질량의 약 430만 배의 천체인 궁수자리 A* 블랙홀이 있음을 밝혀냈다. 이번 연구결과는 ‘천체물리학저널 회보‘(The Astrophysical Journal Letters) 최신호에 실릴 예정이다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

죽은 별을 공전하는 행성의 핵은 전파를 방출하며, 지구에서 10억 광년 거리에서 오는 그 전파까지 탐지할 수 있다는 새 연구논문이 발표되었다. 별이 연료를 모두 소진하면 바깥층을 우주공간으로 방출하는데, 이것이 바로 별의 임종이라고 할 수 있다. 방출된 별먼지는 거대한 고리를 만들고, 그 중심에는 별의 속고갱이라 할 수 있는 백색왜성이 남는다. 별들이 죽을 때면 보통 근처의 천체를 파괴하는데, 궤도를 도는 행성의 경우에는 바깥층이 벗겨져나간다.　​ 영국 워릭대학의 천체 물리학자 디미트리 베라스가 이끄는 연구에 따르면, 백색왜성 주위를 공전하는 행성의 핵은 여전히 전파를 방출하며, 과학자들이 지구에서 그들을 탐지할 수 있다. 이 같은 사실은 외계행성을 탐색하는 데 활용될 수 있다는 의미라고 연구자들은 말한다. 베라스 박사는 “이전에는 자기장 신호를 탐색하는 방법으로 주요 행성을 발견한 적이 없었다”면서 “백색왜성 주위를 도는 주요 행성이나 그 핵을 발견한 적도 없는 만큼 이번에 발견된 행성 핵의 전파는 세 가지 의미에서 ‘처음’을 나타내는 것”이라고 설명했다. 새 연구에 따르면, 백색왜성과 그 궤도를 도는 살아남은 행성 핵 사이의 자기장은 단극 유도 회로를 형성할 수 있다. 이 회로는 금속 물체가 자기장에서 회전하여 전류를 생성할 때 형성된다. 이 회로의 방사선은 전파로 방출되며, 이는 연구원들이 전파 망원경으로 관측할 수 있다. 연구원들은 이 현상을 통해 ‘죽은’ 행성계를 탐지하는 것 외에도 단극 유도 회로를 형성하는 목성과 그 위성 이오를 연구할 수 있을 것으로 생각하고 있다. 그러나 백색왜성 주변의 모든 행성이 핵을 남기는 것은 아니다. 행성의 핵이 백색왜성에 너무 가까이 위치하면 모성의 조석력으로 핵이 파괴되기 때문이다. 그리고 핵이 살아남더라도 모성에서 너무 멀리 떨어진 궤도에 있으면 그 전파를 탐지해낼 수가 없다. 또한 자기장이 너무 강하면 핵이 백색왜성으로 끌려들어가 파괴되고 만다. “따라서 우리는 약 태양 반지름 3배에서 수성-태양 간 거리 사이에서 백색왜성 주위의 행성만을 찾아야 한다”고 베라스 박사는 밝혔다. 연구자들은 백색왜성 궤도를 도는 행성 핵 시스템을 모델링한 결과, 별이 죽을 때 외층이 벗겨져나가도 행성 핵은 1억 년 이상 생존할 수 있으며, 때로는 10억 년 생존할 수 있다는 사실을 발견했다. 1990년 대 초, 과학자들은 궤도를 도는 별들로부터 전파를 감지함으로써 최초의 외계행성을 발견했다. 이 연구팀은 전파를 탐지하여 행성의 핵을 발견함으로써 외계행성 발견과 탐사를 위한 강력한 도구를 발견한 셈이다. 이 연구에 이어 연구팀은 아레시보 전파망원경 등을 사용하여 백색왜성 주위를 도는 행성 핵를 탐지하고 연구할 계획을 세우고 있다. 베라스 박사는 "그러한 연구는 항성계의 역사를 밝히는 데 도움이 될 것“이라면서 “우리 인류의 먼 미래와 태양계가 어떻게 진화할 것인지에 대한 통찰을 얻을 수 있을 것”이라는 기대를 밝혔다. 이 연구는 지난 6월 21일 왕립천문학회 월보에 발표되었다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

우리 태양 질량의 무려 400억 배가 넘는 것으로 추정되는 거대한 괴물 블랙홀이 발견됐다. 최근 독일 막스 플랑크 천체물리학연구소 등 공동연구팀은 유럽남방천문대의 세계 최대 천체망원경 VLT(Very Large Telescope)로 초거대 타원형 은하인 '홀름버그 15A'의 중심을 분석한 결과 극대질량 블랙홀을 새로 발견했다고 발표했다. 지구에서 7억 광년 떨어진 곳에 위치한 홀름버그 15A 은하는 약 500개 이상의 은하들이 모여있는 ‘아벨(Abell) 85’라는 은하단(銀河團)의 주요 일원이다. 이번에 새롭게 발견된 블랙홀은 홀름버그 15A의 중심에 똬리를 틀고있으며 태양 질량의 400억 배가 넘어 극대질량 블랙홀(Ultramassive black hole)로 분류됐다. 　　 일반적으로 대부분의 은하들은 그 중심부에 우리 태양 질량의 수백 만 배 심지어 수십 억 배가 넘는 거대한 블랙홀을 품고 있다. 우리 은하 역시 예외가 아닌데 실제 중심에는 태양의 400만 배가 넘는 초질량 블랙홀 ‘궁수자리 A*’가 얌전하게 자리잡고 있다. 블랙홀은 우리의 태양 질량과 비교해 ‘체급’을 나누는데 태양보다 수십 만 배 이상 큰 초질량 블랙홀과 태양보다 3배 이상 큰 항성질량 블랙홀로 구분한다. 특히 우주에는 인간의 상상을 훌쩍 뛰어넘는 블랙홀도 존재하는데 태양의 100억 배 이상 질량을 가진 블랙홀을 극대질량 블랙홀이라 부른다. 연구를 이끈 키아누쉬 메르간 연구원은 "지금까지 발견된 블랙홀 중 가장 거대한 것 중 하나"라면서 "우리 태양계 모든 행성의 궤도를 잡아먹고도 남을 정도"라고 밝혔다. 　 한편 역대 발견된 것 중 가장 큰 블랙홀은 'TON 618' 이라고 불리는 퀘이사 중심에 자리잡은 블랙홀이 꼽히는데 태양 질량의 무려 660억 배로 추정된다. 이번 연구결과는 국제학술지 ‘천체물리학저널'(Astrophysical Journal) 최신호에 발표됐다.　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

서예지가 영화 ‘암전’ 촬영 중 우울증을 겪었다고 고백했다. 2일 방송된 (이하 ‘씨네타운’)‘에는 영화 ’암전‘(감독 김진원) 개봉을 앞둔 서예지가 출연해 눈길을 끌었다. 이날 단발머리로 등장한 서예지는 “드라마 작품 때문에 잘랐다가 ’암전‘에서 또 잘랐다”며 “너무 아까웠다. 계속 기를 생각이다”고 전했다. DJ 박선영이 “외모 칭찬 중 가장 좋았던 칭찬이 무엇이냐”고 묻자, 서예지는 “’실물이 눈부시다‘라는 말이 좋다”며 미소를 지었다. 또 서예지는 영화 ’암전‘ 촬영 당시 힘들었던 점을 털어놨다. 서예지는 “당시 많이 힘들고 잠도 못 잤다. 우울증이 많이 왔었다”며 “감독님, 작가님이 믿어주시고, 배려해 주셔서 리허설 없이 한 번에 성공했다”고 고마움을 전했다. 또 “캐릭터에서 억지로 빠져나오려고 하지 않는다”고 덧붙였다. 이어 서예지는 “’암전‘ 촬영 때는 하루하루 너무 많은 가위를 눌렸고, 하루하루가 벅찼다. 작품 끝나고 나서도 가위눌리는 게 가장 괴롭다. 지금은 괜찮다”고 말해 안타까움을 자아냈다. 한편 2013년 영화 ’나와 S4 이야기‘로 데뷔한 서예지는 이후 영화 ’사도‘, ’비밀‘, ’봉이 김선달‘, ’기억을 만나다‘, ’암전‘, ’양자물리학‘, 드라마 ’라스트‘, ’무림학교‘, ’또 오해영‘, 무법변호사’ 등 스크린과 TV를 오가며 활발히 활동하고 있다. 사진 = 서울신문DB 연예부 seoulen@seoul.co.kr

21세기 거대과학 프로젝트 중 하나인 대형 강입자 충돌기(Large Hadron Collider, LHC)는 지금까지 힉스 입자 발견을 비롯해 수많은 과학적 성과를 거뒀다. 물론 이렇게 얻은 과학적 지식이 당장 우리 생활에 도움을 주지는 않지만, 이렇게 얻은 기초 과학적 성과는 중요한 기술적 혁신의 토대가 된다. 핵물리학 연구 역시 초기에는 아무 실용성이 없었지만, 원자력이라는 중요한 기술적 혁신의 토대가 됐다. 대형 강입자 충돌기를 이용한 기초 과학 연구도 언젠가 세상을 바꾸는 기술 혁신의 밑거름이 될 수 있다. 하지만 유럽 입자물리 연구소(Conseil Européenne pour la Recherche Nucléaire, CERN)과학자들은 발상의 전환을 통해 지금 당장 지역 사회에 실용적인 도움을 줄 방법을 제시했다. 27km 길이의 거대과학 장치인 대형 강입자 충돌기를 가동하기 위해서는 막대한 에너지가 필요하다. 이 에너지는 결국 모두 열에너지 형태로 버려진다. 하지만 여기서 나온 폐열(waste heat)은 단순한 쓰레기가 아니라 훌륭한 자원이 될 수 있다. 이 열이 지역난방에 활용될 수 있기 때문이다. 유럽 입자물리 연구소는 프랑스 방면에 건설되는 신도시 지역 주민 8000명에게 난방을 제공할 수 있는 지역난방 시스템을 건설할 예정이다. 시스템을 항상 가동하지 않더라도 지하 50 – 150m 깊은 곳에 건설된 터널 자체가 겨울철에는 지상보다 온도가 높다. 일반적인 지열 난방 시스템을 약간 개조해 이 열을 활용할 수 있는 열교환 장치를 만들면 상당한 난방 에너지를 절약할 수 있다. 현재 난방 시스템 건설 예정 지역은 대형 강입자 충돌기에서 P8이라고 부르는 지역으로 그 효과가 입증되면 다른 인구 밀집 지대에 이 시스템을 도입할 예정이다. 난방 시스템 테스트는 2021년, 시스템 운영은 2022년을 목표로 하고 있다. 약간의 발상의 전환을 통해 버려지는 에너지를 자원으로 재활용한 경우인데, 친환경과 경제성의 두 마리 토끼를 잡을 수 있을지 결과가 주목된다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

지구에서 약 73광년 떨어진 항성 주위에서 외계행성 세 개가 발견됐다. 이들 행성은 먼지와 가스가 뭉쳐 행성을 형성하는 모형에서 ‘잃어버린 고리’일 수 있어 학계의 관심이 집중되고 있다. 미국 매사추세츠공대(MIT) 등 국제 연구진이 미 항공우주국(NASA) 우주망원경 ‘테스’(TESS)를 사용해 적색왜성(M형 주계열성) ‘TOI-270’ 주위에서 슈퍼지구 1개와 미니 해왕성 2개를 발견했다고 세계적 학술지 네이처 자매지 ‘네이처 아스트로노미’(Nature Astronomy) 최신호(29일자)에 발표했다.지난 3월 화가자리에 있는 이 항성에서 가장 가까운 약 450만㎞(약 0.03AU) 떨어진 곳에서 발견된 슈퍼지구 ‘b 행성’(TOI-270 b)은 지름이 지구보다 약 1.2배 더 크다. 슈퍼지구는 지구보다 크지만 그 지름이 지구의 1.75배 이하이고 질량은 2~10배 정도인 암석형 행성을 말한다. 이 행성의 공전 주기는 3.4일로 항성과 바짝 붙어있어, 지구형 행성이지만 평균 온도가 약 254°C에 달해 생명체가 도저히 살 수 없는 곳으로 추정된다. 또 이 항성에서 750만㎞(약 0.05AU) 떨어진 첫 번째 미니 해왕성 ‘c 행성’(TOI-270 c)의 지름은 지구의 약 2.4배로 세 행성 중 가장 크다. 미니 해왕성은 지구 지름의 2~3.5배 사이의 행성으로 표면에 수소와 헬륨으로 된 기체를 지닌 가스형 행성이다. 이들은 해왕성이나 천왕성 같은 행성이지만, 기체가 적은 형태의 행성으로 추정된다. 공전 주기는 약 5.7일, 평균 온도는 약 150°C에 달한다. 두 번째 미니 해왕성 ‘d 행성’(TOI-270 d)은 모성에서 약 1100만㎞(약 0.07AU) 거리에 있으며 그 지름은 지구의 약 2.1배다. 공전 주기는 약 11.4일이며 평균 온도는 약 66°C다. 이에 대해 연구를 이끈 MIT 천체물리학자 막시밀리안 귄터 박사는 “항성 TOI-270은 곧 지구형 행성과 가스가 좀더 우세한 미니 해왕성 사이의 잃어버린 고리를 연구할 수 있게 해줄 것”이라면서 “왜냐하면 이 항성계에서는 이 모든 형태의 행성들이 같은 시스템(항성계)에서 형성됐기 때문”이라고 설명했다. 이는 태양계에 이들 행성처럼 지구와 해왕성 크기 사이에 속하는 행성이 없어 행성 행성의 비밀을 밝히는 데 도움이 된다는 얘기다. 따라서 연구진은 슈퍼지구와 두 미니 해왕성의 형성 경로가 같은지 아니면 다른지를 확인할 수 있기를 기대한다.이런 세 행성이 발견된 항성 TOI-270의 이름은 지난해 4월 발사된 뒤 관측 임무를 수행하고 있는 TESS가 발견한 천체들 가운데 행성을 거느릴 가능성이 높은 관심 천체(OI·Object of Interest) 중 270번째(270)라는 뜻에서 이런 약칭이 붙었다. 또한 연구진은 이 항성계 안에 더 많은 행성들이 숨겨져 있을 가능성이 높다고 추정한다. 그중 일부 행성은 생명체 거주 가능 공간에 있을지도 모른다. 귄터 박사는 “TOI-270은 외계행성 과학을 위한 진정한 디즈니랜드이자 TESS가 발견한 가장 중요한 항성계 중 하나”라면서 “이는 하나가 아닌 여러 이유로 뛰어난 실험실로 정말 사람들이 좋아할 요소를 다 갖췄다”고 말했다. 연구진은 앞으로 TESS보다 적외선 분해능이 뛰어난 차세대 제임스 웹 우주망원경(JWST)이 배치되면 TOI-270에 관한 더 자세한 관측 연구에 집중할 계획이다.한편 TESS는 ‘천체면통과 외계행성 탐색 위성’(Transiting Exoplanet Survey Satellite)의 약자로 지난해 11월 퇴역한 케플러 우주망원경의 후임으로 그해 4월 발사됐다. TESS는 2년 동안 슈퍼지구를 포함해 1500개의 외계행성 후보 물질을 분류하는 임무를 수행한다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

우리 은하는 여러 위성은하를 거느린 대형 은하로 100억 년이 넘는 긴 역사 동안 여러 은하를 합병하면서 지금처럼 커졌다. 이 사실은 여러 은하를 관측해 얻은 결론이지만, 사실 우리 은하에도 과거 역사를 짐작할 수 있는 증거들이 남아 있다. 스페인 카나리아 천체물리학연구소(IAC)의 과학자들은 유럽우주국(ESA)의 가이아 우주망원경 자료를 분석해 100억 년 전 우리 은하와 충돌한 왜소은하의 흔적을 발견했다. 가이아 우주망원경은 우리 은하에 있는 수많은 별의 3차원적인 위치, 이동 속도, 이동 방향, 온도, 스펙트럼 등 다양한 정보를 수집했다. 최근 공개된 가이아 자료는 무려 10억 개가 넘는 별의 관측 자료를 포함하고 있다. 연구팀은 이 가운데 지구에서 6500광년 이내에 있는 오래된 별 100만 개의 구성을 조사했다. 그 결과 이 별들을 리튬보다 무거운 원소가 풍부한 붉은 별과 무거운 원소가 적은 푸른 별로 나눌 수 있다는 사실을 발견했다. 별의 화학적 구성은 어떤 은하에서 형성되었는지에 따라 크게 다르다. 연구팀은 무거운 원소가 적은 푸른 별이 과거 우리 은하에 흡수된 은하의 흔적이라는 결론을 내렸다. 이 은하는 가이아-엔켈라두스(Gaia-Enceladus) 혹은 가이아 소시지라고 불리는 은하로 가이아 자료를 통해 최근 그 존재가 알려지기 시작했다. 우주가 지금보다 젊었던 100억 년 전에는 작은 은하가 훨씬 많았다. 우리 은하 같은 대형 은하는 중력에 의해 작은 은하를 하나씩 흡수하면서 성장했다. 태양처럼 상대적으로 젊은 별은 합병 이후에 태어났지만, 100억 살이 넘는 오래된 별 가운데 일부는 이렇게 외부 은하에서 들어온 이민자라고 할 수 있다. 흥미로운 사실은 은하 합체가 과거뿐 아니라 앞으로도 일어날 수 있다는 것이다. 과학자들은 수십 억 년 후 우리 은하와 안드로메다은하가 충돌해 하나의 거대 은하로 재탄생할 것으로 보고 있다. 우리의 태양이 100억 살을 맞이할 때가 되면 이 새로운 은하의 일부가 되어 있을 것이다. 서로 다른 두 은하의 별이 같은 은하에서 공존하는 역사는 먼 미래에 다시 되풀이될 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

지난 4~5일(현지시간) 20년 만에 가장 강력한 규모 6.4, 7.1의 강진이 미국 캘리포니아를 강타한 이후 23일까지 총 8만여회 여진이 이어지면서 주민들이 공포에 휩싸였다. 자카리 로스 캘리포니아공대 지질물리학 교수는 “4~5일 리지크레스트 강진 이후 인근 지역에서 지금까지 8만여차례 여진이 있었다”면서 “다시 규모 7.0 이상 강진이 다시 일어날 확률은 300분의 1 정도”라고 말했다고 로스앤젤레스타임스가 이날 전했다. 로스 교수는 “강진 확률이 떨어지지만 리지크레스트 인근 지하에는 뜨거운 지구 열류가 흐르고 있어 지반이 불안하다”라고 설명했다. 로스 교수가 예측한 강진 확률은 강진 직후 미 지질조사국(USGS)이 점친 규모 7.0 이상 강진 재발 확률(100분의 1)보다는 낮아진 것이다. 또 같은 대학의 에길 호크슨 교수도 “지반이 상대적으로 뜨거운 지역에서 나타나는 지진의 특성은 최초에 강한 지진이 일어나고 이후 수없이 많은 여진이 이어지면서 열기가 식어간다는 점“이라고 설명했다. 캘리포니아 리지크레스트에서는 지난 4일 규모 6.4, 5일 규모 7.1의 강진이 강타해 주민 여러 명이 부상하고 가스관 누출 등으로 화재가 일어났다. 도로 곳곳에 갈라지면서 고속도로 일부 구간이 폐쇄되기도 했다. 남쪽으로는 멕시코 국경지대, 동쪽으로는 라스베이거스, 북쪽으로 샌프란시스코까지 진동이 감지된 리지크레스트 강진 이후 캘리포니아 남부 주민들은 ‘빅 원’(강력한 지진)에 대한 공포가 커지고 있다. 워싱턴 한준규 특파원 hihi@seoul.co.kr

무더운 여름, 파도를 타고 있는 서퍼들을 보면 직업 탓인지는 모르겠지만 파도를 타고 질주하는 미립자를 떠올리곤 한다. ‘가속기’란 장치 안에서 전자기파라는 파도를 타고 질주하는 입자들 말이다. 일반인에게 가속기는 몹시 낯선 장치이다. 그래서 입자들이 파도를 타는 가속기가 첨단 산업기술 개발과 기초과학 연구에 필수적이며 실생활에도 활용된다고 말하면 모두 놀라곤 한다. 가속기는 입자를 가속시켜 충돌시키는 장치다. 초기의 가속기는 진공관 내부에 양(+) 전극과 음(-) 전극을 설치해 만들어 낸 전기장으로 입자를 가속하는 정전형 가속기였다. 1800년대 후반에 개발된 음극선관(CRT)도 정전형 가속기의 일종이다. 영국 물리학자 톰슨은 이 장치로 전자의 전하와 질량의 비율을 측정하는 데 성공했다. 이를 통해 전자의 존재가 밝혀지고 이후 그는 노벨 물리학상을 받았다. 가속기를 이용해 자연의 본질을 탐구한 대표적 사례다. 지금은 보기 힘들지만 예전 브라운관TV도 음극선관이다. 20여년 전만 해도 집집마다 가속기 한 대씩을 갖고 있었던 셈이다. 필자는 어릴 적 브라운관TV 표면에 자석을 갖다 대 화면을 일그러뜨리는 장난을 치다가 부모님께 혼났던 기억이 있다. 비슷한 기억을 갖고 있다면 어릴 때부터 이미 가속기를 이용해 자연의 본질을 탐구하는 실험을 해 본 셈이다. 정전형 가속기보다 더 빠른 입자를 만들기 위해 개발된 것이 고주파 가속기다. 두 개의 전극에 고주파 전류를 흘려 보내면 두 전극 사이의 전기장도 고주파에 맞춰 진동해 전자기파가 만들어진다. 이 전자기파에 입자를 실으면 입자는 파도를 타는 서퍼처럼 고주기파 가속기 내부를 질주하게 된다. 속이 빈 원통형으로 만든 전극들을 연달아 배치하면 어떻게 될까. 파도를 연달아 만나는 서퍼처럼 입자는 원통형 전극들을 통과하면서 계속 에너지를 얻어 점점 더 빨리 달리게 된다. 한국원자력연구원의 경주 양성자가속기는 고주파 가속기로서 수소 원자의 핵인 양성자를 초속 13만㎞까지 가속시킬 수 있다. 2013년에 만들어진 경주 양성자가속기는 생명공학, IT, 우주산업 소재 개발, 핵물리학 등 다양한 분야에서 활용되고 있다. 고(高)에너지 방사선 이용 연구 및 의료용 동위원소 생산에도 이용된다. 무더운 여름이 지나도 가속기 안에서 파도를 타고 질주하는 양성자는 멈추지 않을 것이다.