국내 연구진이 우리은하 끝자락에서 별이 만들어지는 모습을 포착하는데 성공했다. 한국천문연구원 전파천문본부 연구진은 대전 대덕전파천문대에서 운용하고 있는 13.7m 전파망원경을 이용해 우리은하 가장자리에서 무거운 별을 만들어 내는 영역인 ‘CTB 102’라고 불리는 전리수소영역을 관측했다고 13일 밝혔다. 전리수소영역은 별이 만들어지는 영역으로 은하의 진화에 중요한 역할을 하는 곳으로 천문학자들에게는 중요한 연구 영역이다. 이번 연구결과는 천문학 분야 국제학술지 ‘천체물리학 저널’ 최신호(5월 1일자)에 실렸다. 이번에 고해상도 영상 관측에 성공한 CTB 102 구역은 매우 큰 질량을 가진 전리수소영역이지만 먼지와 가스로 가득찬 분자구름 뒤에 존재해 심도 있는 관측이 이루어지지 못했다. 연구팀은 수신성능을 개선한 대덕전파망원경을 이용해 낮은 주파수로 관측한 기존 영상에 비해 10배 정도 우수한 고해상도 영상을 얻는데 성공했다. 이번 측정으로 CTB 102 영역의 물리적 구조와 그 속에서 생성되고 있는 어린 별의 특성과 별 생성률 등을 알아냈다. 또 고해상도 일산화탄소 관측 결과에 따라 CTB 102는 크기가 180광년 정도이고 무게는 태양의 10만배에 이르는 것으로 파악됐다. 연구팀은 미국 항공우주국(NASA)의 와이즈 적외선 망원경을 이용한 어린별 등급 분류방법으로 CTB 102 영역에서 별 생성률을 파악했는데 전체적으로는 5~10% 정도였지만 일부 특정 부분에서는 17~37%의 높은 어린 별 생성률을 보이는 것으로 나타났다. 강성주 천문연구원 박사는 “국내 전파망원경으로 우리은하 내 별 생성 영역의 고해상도 이미지를 관측하고 별 생성 특성을 파악했다는데 이번 연구의 의미가 크다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

NASA 스피처우주망원경, 130억년 전 우주의 빛 관측 성공빅뱅으로 우주가 처음 만들어져 확장되기 시작할 무렵 원시우주는 그동안 예상됐던 것보다 밝았던 것으로 확인됐다. 스위스 제네바대 천문학과, 덴마크 닐스보어연구소, 호주 스윈번공과대 천체물리학 및 슈퍼컴퓨터센터, 네덜란드 라이덴대 천문대, 칠레 칠레국립대 천문학과, 카미노천문대, 영국 케임브리지대 캐번디쉬연구소, 카브리우주연구소, 미국 캘리포니아 산타크루즈대(UC산타크루즈) 릭천문대 공동연구팀은 미국 항공우주국(NASA)에서 운영하는 스피처우주망원경을 이용해 관측한 결과 우주 초기은하 중 일부는 예상보다 밝았던 것으로 확인됐다고 10일 밝혔다. 이번 연구결과는 천문학 분야 국제학술지 ‘영국 왕립천문학회 월간보고’(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society) 최신호에 실렸다. 연구팀은 재이온화 시대가 끝나기 직전의 모습을 관측하기 위해 우주의 두 지점을 선택해 200시간 이상 관측한 결과 빅뱅 이후 10억년이 흐른 시점으로 알려진 130억년 전 빛을 포착하는데 성공했다. 연구팀이 포착한 빛은 빅뱅 직후 만들어진 별은 아니지만 원시 우주에서 생성된 별에서 나오는 빛으로 분석결과 당시 원시 은하가 예상보다 밝게 빛난다는 사실을 확인했다. 당초 빅뱅 직후 초기 원시은하는 상당히 어두운 상태였던 것으로 알려져 있었지만 이번 관측으로 일부 은하는 오늘날 우리가 볼 수 있는 은하계보다도 밝은 것으로 조사되기도 했다. 연구팀은 이번 연구를 통해 중성 수소로 가득찬 우주에서 이온화된 수소로 채워진 우주로 전환되는 재이온화 시대를 만들어 낸 에너지의 근원도 찾아낼 수 있을 것으로 기대하고 있다. 실제로 이번 연구는 오늘날 우리가 알고 있는 화려한 우주를 만들어 놓은 중요한 사건인 ‘재이온화 시대’에 대한 단서를 제공하는 것으로 천문학자들의 주목을 받고 있다. 초기 원시우주에서 별이 탄생하고 최초의 별과 은하, 블랙홀이 형성될 때 수소 원자가 중성 상태에서 양성자와 전자로 분리되는 ‘재이온화’가 이뤄졌다. 재이온화가 일어난 시기는 대략 빅뱅 이후 2억~10억년 사이로 추정되고 있지만 재이온화를 촉발한 에너지의 원천은 여전히 밝혀지지 않고 있는 상황이다. 2021년 발사될 제임스 웹 우주망원경은 스피처가 관찰한 것보다 다양한 파장에서 별을 관측할 수 있기 때문에 우주 생성 직후 초기우주 연구에 도움을 줄 수 있을 것으로 기대되고 있다. 파스칼 외쉬 스위스 제네바대 교수는 “이번 연구는 우주의 진화에 중요한 시기인 재이온화 시기에 대한 비밀을 풀어낼 단초가 될 것”이라며 “초기 은하계의 물리적 조건이 현재 우리가 맞닥뜨리고 있는 은하계와는 매우 다르다는 것을 알 수 있으며 2021년 발사될 제임스 웹 우주망원경이 그 비밀을 풀어 줄 수 있을 것으로 기대하고 있다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

금이나 우라늄 등 중원소들이 우주에서 어떻게 생성되었는가를 밝힌 새 연구결과가 발표되었다. 새 연구에 따르면, 우주에 존재하는 대부분의 중원소들은 급속도로 회전하는 별들이 붕괴되면서 생성된 것이다. 자연에 존재하는 원소의 종류는 약 90여 가지인데, 그중에서 가장 가벼운 세 가지 원소인 수소, 헬륨, 리튬은 빅뱅 직후 1 분 남짓 흐른 우주의 초기 단계에서 나타났다. 원소 주기율표에서 원자번호 26번인 철(Fe)까지 이르는 원소들은 대부분 나중에 별들의 중심부에서 핵융합으로 만들어졌다. 그러나 주기율표에서 철보다 무거운 금과 우라늄과 같이 중원소가 생성되는 방식은 오랫동안 풀리지 않은 수수께끼였다. 이전의 연구가 제안한 핵심 단서로, 원자핵은 종종 빠른 속도로 충돌하는 중성자를 흡수하는데, 이 현상은 ‘r-프로세스’로 알려져 있다. “우리가 주기율표 탄생 150주년을 축하하는 올해까지도 우주의 중원소가 어떻게 생성되는지에 관해서 잘 모른다는 사실이 무척이 흥미로운 주제라는 생각이 들었다”고 캐나다 워털루 소재의 이론물리학 연구소의 대니얼 시겔 대표저자가 8일(현지시간)스페이스닷컴과의 인터뷰에서 말했다. 그러한 중원소에는 휴대용 전자제품에 쓰이는 금과 백금, 희토류 원소가 포함되어 있다. 2017년 LIGO(레이저 간섭계 중력파 관측소)와 Virgo 중력파 관측소를 통해 탐지된 중력파의 발견으로 인해 천문학자들은 중성자 별끼리의 충돌을 감지했다. 중성자 별은 초신성으로 알려진 대폭발로 죽어버린 별의 중성자들이 고밀도로 압축되어 만들어진 별로, 일종의 거대 항성의 시체라 할 수 있다. 중력파 발견은 연구자들로 하여금 대부분의 r-프로세스 원소가 중성자 별의 충돌-합병 때 벼려진 것이라는 결론에 도달했다. 천체의 거대한 충돌시 일어나는 극도의 고압-고온 환경이 중성자들을 핵자 속에 박아넣음으로서 중원소들을 생성하게 되었다는 것이다. 이러한 과정은 순식간에 일어나기 때문에 중원소들이 대량으로 생성되지는 않는다. 이것이 우주에 중원소들이 수소나 헬륨, 철보다 귀한 이유이자, 금이 쇠보다 비싼 이유이기도 하다. 2017년에 발견된 중성자 별 충돌은 블랙홀을 낳았다. 이전의 연구는 r-프로세스 원소의 대부분은 별들의 충돌 때 형성되는 블랙홀 주변의 강착원반에서 생성되는 것이라고 제안했다. “우리는 똑같은 물리학이 완전히 다른 천체 물리학 시스템에서도 발견될 수 있다는 것을 바로 깨달았다”고 시겔 교수는 밝혔다. 연구진은 붕괴되는 별 주위에 형성될 것으로 예상되는 강착원반에 대한 컴퓨터 시뮬레이션을 개발하여, 빠르게 회전하는 거대 항성이 종말을 맞으면서 초신성과 블랙홀로 진행해가는 과정을 추적했다. ​ 시겔 교수는 “우리는 이 강착원반에서 새로 태어난 블랙홀 주변에 많은 물질이 순환하는 것을 발견했다”면서 “전자, 양전자, 중성미자와 같은 입자들은 강착원반의 가장 안쪽 고밀도 영역에서 양성자를 중성자로 변환시키는 방식으로 상호작용하여 금이나 백금 같은 중원소를 생성한다”고 설명한다. 이어 “이번 연구에서 발견한 사실은 우리은하에서 무거운 원소 함량의 80% 이상을 거대 항성의 붕괴가 생산해야 한다는 것”이라면서 “거의 20%는 중성자 별 합병에서 나온 것”이라고 덧붙였다. 앞으로 강력하게 자화된 별이 초신성 폭발을 일으킬 때 만들어지는 다른 종류의 강착원반에서 원소가 어떻게 벼려지는지 연구할 예정이라고 밝히는 시겔 교수는 “우리는 또한 은하의 형성과 화학적 진화에 대한 우리의 연구결과가 우주론적으로 어떤 의미를 갖는지 탐구할 것”이라고 밝혔다. 이번 연구결과는 온라인판 ‘네이처’ 지 5월 8일자에 발표됐다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　　

막날개 가진 쥐라기시대 암보프테릭스, 익룡이 새·박쥐로 변하는 과정 알려줘 백악기 중기 육식 공룡 수스키티라누스, 최대 2.7m·41㎏… 대형 티라노의 선조공룡에 대해 가장 잘 아는 사람은 누구일까. 어린이, 그다음으로는 그 부모, 마지막으로 공룡을 연구하는 고(古)생물학자라는 우스갯소리가 있다. 지금은 과학관이나 자연사박물관에서나 볼 수 있는 공룡은 지구의 오랜 역사 속에 살았던 생물 중 가장 큰 몸집을 가지고 있었지만 지금은 멸종해 흔적을 찾아볼 수 없기 때문에 아이들뿐만 아니라 많은 사람들이 열광한다. 일반인들이 공룡에 관심을 갖는 것이 단순한 호기심 때문이라고 한다면 화석으로 예전에 살았던 동식물의 모습, 생활환경 등을 연구하는 고생물학자들에게 공룡은 생물의 진화와 지구 환경변화를 파악할 수 있는 중요한 열쇠이다. 이렇듯 고지구 환경과 생물진화를 파악할 수 있는 새로운 종류의 공룡 화석을 중국과 미국 과학자들이 발견해 주목받고 있다. 중국 과학원 고(古)척추동물·고인류 연구소, 생물진화·환경센터 공동연구팀은 중국 랴오닝성에서 약 1억 6300만년 전인 중생대 2기 쥐라기 시대 중후반기에 살았던 박쥐와 비슷한 형태의 날개를 가진 새로운 수각류 공룡을 찾아내고 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 9일자에 발표했다. ‘암보프테릭스 론기브라키움’이라고 이름 붙여진 이 공룡은 2015년 4월 중국에서 발견된 익룡(翼龍) ‘이치’와는 비슷한 형태이지만 다른 공룡으로 분류됐다. 이치는 박쥐처럼 깃털이 없는 날개를 가진 비둘기 크기의 공룡으로 현생 조류의 조상으로 추정되고 있다. 이치는 손목 쪽에서 길게 뻗어 나온 뼈로 날개를 지탱하는 모습이 특징이지만 암보프테릭스는 넓고 긴 앞다리 뼈를 갖고 있으며 짧은 꼬리와 뒷다리를 갖고 있고 새와 비슷하지만 막(膜) 날개를 가져 새와 박쥐의 중간 단계 모습을 보인다는 차이가 있다. 특히 깃털이 없는 날개를 갖고 있는 암보프테릭스가 새로 발견됨에 따라 익룡이 어떻게 깃털을 가진 새와 박쥐처럼 깃털이 없는 막 날개 날짐승으로 독립 진화했는지를 알려주는 중요한 발견이라는 평가를 받고 있다.미국 버지니아공과대(버지니아텍) 지구과학과, 유타대 지질학·지구물리학과, 유타대 부설 자연사박물관, LA자연사박물관 공룡연구소, 뉴욕 스토니브룩대 해부학과, 애리조나 주니공룡연구소, 영국 에든버러대 지구과학부 공동연구팀도 미국 뉴멕시코 지역에서 ‘수스키티라누스 하제레’라는 새로운 육식 공룡을 발견했다. 수스키티라누스는 대표적인 육식공룡 티라노사우루스 렉스의 친척뻘인 것으로 밝혀졌다. 이 같은 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘네이처 생태·진화’ 7일자에 실렸다. 약 9200만년 전인 중생대 3기인 백악기 중기에 살았던 수스키티라누스의 크기는 0.9~2.7m, 몸무게는 20~41㎏ 정도였을 것으로 연구팀은 추정했다. 백악기 후기 지구를 정복했던 티라노사우루스와는 달리 두개골이 작고 길다랗고 다리뼈를 비롯한 몸통 뼈들이 가늘고 가벼운 수스키티라누스는 육식공룡이지만 자신보다 작은 동물들을 잡아먹었을 것으로 연구팀은 보고 있다. 백악기 후기에 등장한 티라노사우루스는 10~13m의 키에 최대 9t에 이르는 몸무게를 자랑했다. 스털링 네스빗 버지니아텍 지구과학과 교수는 “티라노사우루스의 친척으로 알려진 공룡들의 화석이 많이 발견되기는 했지만 티라노사우루스의 등장을 명확히 설명해주지는 못했다”면서 “수스키티라누스는 백악기 후대에 나타난 티라노사우루스와 그 밖의 몸집이 큰 육식공룡들의 진화를 설명해줄 수 있는 중요한 연결고리”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

학문이 추구하는 바는 해당 학문 분야의 이론적 혹은 실용적 발전이다. 학문적 발전은 간혹 혁명적일 때도 있지만 대개는 누적을 통해 점진적으로 이루어진다. 이런 누진적 변화는 다른 맥락에서 사용된 표현이기는 하지만, 온고지신이나 청출어람으로 특징지을 수 있다. 둘 다 원래 것보다 더 나은 변화를 가리키지만, 앞뒤 맥락을 살펴보면 차이가 있다. 공자가 이야기한 온고이지신 가이위사의(溫故而知新 可以爲師矣)는 그 출발점이 과거다. 옛것을 바탕으로 새로운 지식을 만들어 낼 수 있을 때 비로소 스승이 될 수 있다는 뜻이다. 즉 가르치는 사람은 단순히 지식을 재생산하는 것 이상으로 자신만의 새로운 주장을 펼쳐야 한다는 것이다. 청출어람은 순자의 권학문(勸學文)에 나오는데, 전문을 보면 학불가이이, 청취지어람이청어람, 빙수위지이한어수 (學不可以已 靑取之於藍而靑於藍 氷水爲之而寒於水)다. 학문은 멈추어서는 안 되고, 청색은 쪽에서 나왔지만 쪽보다 더 푸르고, 얼음이 물에서 나왔지만 물보다 더 차갑다는 말이다. 청출어람은 온고이지신보다도 도전적이고 미래지향적이다. 새로운 것을 깨닫는 것도 어려운데 그 깨달음을 뛰어넘는 제자를 배출해야 하기 때문이다. 이런 맥락에서 우리의 학문과 교육의 지향점을 온고지신을 바탕으로 한 청출어람으로 삼았으면 한다. 가르치는 사람이 스스로 생각할 뿐 아니라, 학생들에게 지식 외에 생각하는 방법도 가르치자는 것이다. 그래야만 자신을 능가할 수 있는 제자를 키워 낼 수 있기 때문이다. 사실 어떤 일을 정말 잘하고 싶은 사람은 스스로 탐구하면서 누구에게라도 배우고 비판이나 피드백을 기꺼이 수용하려 한다. 이에 반해 일보다 지위나 자리에 연연하는 사람은 배우려 하지 않고 새로운 시도를 꺼린다. 청출어람을 보여 주는 최고의 사례는 중국 남북조 시대의 공번과 이밀의 관계다. 이밀은 원래 공번의 제자였으나 그의 학문이 깊어지자 공번이 이밀에게 자신의 스승이 되길 요청했다고 한다. 공번의 이같이 놀라운 겸손은 오늘날 한국 사회의 학문 발전에 더 없이 필요해 보인다. 비록 지금은 많이 약화하기는 했지만, 조선 시대 이후 유교적 전통으로 스승의 지위가 지나치게 높이 받들어져 왔기 때문이다. 학문 발전을 위해 단지 자리만 차지하는 것이 아니라, 일을 잘 해내는 사람이 더 많아져야 한다. 배우는 사람에게도 온고이지신과 청출어람을 기대해야 한다. 이탈리아 출신의 세계적 물리학자인 카를로 로벨리는 고대 그리스 철학의 발상지인 밀레토스에서는 이런 기대가 팽배했다고 주장한다. 그런 기대 속에서 만물의 근원이 물이라는 탈레스의 주장에 대해 그의 제자인 아낙시만드로스는 만물의 근원은 아페이론이라는 무형의 근원이 서로 대립하는 요소들로 구체화되면서 물, 흙, 불, 그리고 공기의 네 요소를 만들어 낸다고 주장했다. 아낙시만드로스는 스승의 주장을 그대로 다 받아들이는 대신 일부는 받아들이고 일부에 대해서는 과감히 비판한 것이다. 이런 비판은 종교에서는 물론 피타고라스를 추종한 피타고라스 학파나 공자를 따른 맹자에게서 찾아보기 어렵다. 로벨리는 이 점을 높이 평가해 아낙시만드로스를 인류의 첫 번째 과학자로 칭송했다. 아낙시만드로스가 시작한 전통은 플라톤과 그의 제자 아리스토텔레스에게서도 확인할 수 있다. 오늘날 우리 학문을 가로막는 걸림돌 중 하나는 가르치는 사람들의 지나친 권위주의다. 사실 권위주의는 학문뿐 아니라 한국 사회 전반에 해악을 끼치고 있다. 그럴 여지가 있으면 지위, 나이 심지어 성별을 빌미로 상대방을 무시하는 소위 ‘갑질’이 넘친다. 이런 권위주의 축출에 대학이 나서야 한다. 대학이 새로운 변화의 중심이고, 대학의 핵심 이념인 자유와 진리가 이들로 인해 저해되기 때문이다. 교수들은 공밀과 같은 겸손한 태도로, 학생들이 더 적극적으로 도전할 수 있는 기회를 제공해야 한다. 지금 당장은 지식과 경험이 부족하더라도 지적 탐구의 여정에 함께하는 고마운 길동무로 여겨야 한다. 나아가 자신보다 더 훌륭한 연구를 할 동료로 기대하고 존중하면, 제자들 가운데서 존경할 수 있는 학자들이 더 많이 속출할 수 있다. 패기 있는 젊은 학자들의 등장에 우리 학문의 미래가 달려 있다.

5월이 되면 1학기 중간고사를 마친 대학 신입생들은 자주 이렇게 말한다. “어떻게 공부해야 하는지 잘 모르겠어요.” “한다고 했는데 성적이 나빠요.” 단순히 대학 공부가 어렵거나 학생들이 공부를 게을리했기 때문이 아니다. 불과 몇 달 전까지 익숙했던 공부법이 대학에서 더이상 통하지 않기 때문이다. 대학생들에게는 핵심만 뽑아 정리해 놓은 참고서와 친절한 설명은 물론 오답풀이까지 담고 있는 예상문제집이 없다. 공부하다 막히면 물어볼 대상도 마땅찮다. 고등학교까지 참고서와 사교육에 기대어 공부하던 학생들이 대학생이 됐다고 갑자기 스스로 공부하는 방식에 적응하기 어려운 것은 어찌 보면 당연하다.신입생뿐만 아니라 전공 과정에 들어간 2학년 이상 대학생들의 사정도 크게 다르지 않다. 적응의 문제를 시간이 해결해 주지 못한다는 뜻이다. 그러므로 대학생들이 환경 변화에 적응하여 스스로 학습하는 방법을 터득하도록 도와줄 교육 서비스가 필요하다. 이를 위해 대학에는 조교 제도가 있으니 조교 수를 늘리면 될까. 그것으로 충분치 않아 보인다. 기존 조교 제도의 주된 목표는 교과목 담당 교수의 교육 부담을 덜어주는 것이다. 그래서 조교는 내용이 어렵고 깊은 이해가 필요한 전공 교과목보다는 수강생이 많고 강의와 실험·연습이 결합된 기초 교과목, 즉 일반수학, 일반물리학, 일반화학 등에 주로 배정된다. 이 경우 교수는 강의, 조교는 실험기구 준비, 실험 진행 과정을 지도 감독하거나 연습문제 풀이 지도, 채점으로 역할을 나눈다. 대학 교육이 내실 있게 되도록 하기 위해 학생 입장을 적극 고려한 학습 코칭과 튜터링 기회를 제공할 것을 제안한다. 이 역할을 맡아줄 사람을 조교라 불러도 상관없다. 교수를 돕는 것이 아니라 학생을 돕는 역할이라는 발상의 전환이 중요하다. 이들의 활동은 추가 설명, 문제 풀이 지도, 심화 학습과 응용을 위한 정보 제공, 토론 등을 포함한다. 아마도 1, 2학년을 위해서는 자기주도 학습에 적응하는 과정을 돕는 일이 주가 될 것이다. 3, 4학년을 위해서는 전공 심화, 응용, 프로젝트 기획 등의 지도 비중이 클 것이다. 이를 통해 대학생들의 전공 및 직업 소양을 위한 기초가 탄탄해지기를 기대한다. 최근 대학 교육은 전공 지식 전수보다는 창의성과 문제 해결 능력을 강조한다. 우리는 선진국의 과학기술 따라하기 단계에서 스스로 새로운 과학기술을 창조해야 하는 단계로 넘어가는 중이다. 그래서 대학생들에게 교과서 공부 외에 자기 프로젝트를 기획하고 수행하고, 그 성과를 관리하는 경험을 강조한다. 창의적 문제 설정과 문제 해결 능력이 중요하기 때문이다. 그러면 조교를 통한 학부생 학습 코칭 또는 튜터링은 이러한 교육 방향과 어긋나는 것일까. 그렇지 않다. 자기주도적 문제 해결 능력은 허공에서 나오는 것이 아니라 탄탄한 기초에서 나온다. 그리고 대학 교육에서 연습문제 풀이는 그 자체가 목적이 아니라 다음 단계에서 새로운 문제 해결을 시도할 때 필요한 기초를 쌓기 위한 것이다. 현실은 대학생들이 창조적 문제 해결을 위해 필요한 정도의 지식 학습과 연습문제 풀이에도 어려움을 느낀다는 것이다. 학부생들이 이런 어려움을 극복하고 스스로 학습하고 자기주도적 문제 해결 능력을 갖도록 돕는 방안이 필요한 것이다.

윌 곰퍼츠는 영국 BBC의 예술 편집인이며 예술 리뷰를 맛깔나게 쓰는 작가로 이름 높다. 국내에도 그의 책 ‘발칙한 현대미술사’가 번역 소개됐다. 에밀리 왓슨과 자레드 해리스가 연기 호흡을 맞추고 영국 스카이 어틀랜틱과 미국 HBO가 합작해 영국에서 3회까지 방영된 미니 시리즈 ‘체르노빌’ 리뷰를 별 다섯의 만점 평점과 함께 4일(현지시간) 실었다. 약간만 변형해 전문을 옮긴다.이 드라마가 많은 생각을 불러일으키게 한다고 말하는 것은 우사인 볼트를 세상에서 가장 빠른 달림이라고 묘사하는 것이나 북극해 얼음 밑의 물이 아주 차갑다고 하는 것과 비슷한 일이 될 것이다. 그저 생각에 잠기거나 하는 것이 아니라 아예 잠이 싹 달아나게 만든다. 1986년 4월 26일 오전 1시 15분 옛소련 우크라이나의 원자력발전소에서의 폭발 사고로 시작하는 이 핵재앙이 한 시간 분량의 드라마로 다섯 편에 걸쳐 손에 잡힐 듯이 그려진다. 3편이 끝날 때까지 난 조금 더 가벼운 것, 예를 들어 아마도 영화 ‘타워링’을 다시 보는 일이나 드라마 ‘루터’의 복사판 같은 것을 갈망하고 있었다. 실제로는 어느 쪽이든 현실이 아니었다. 왜냐하면 우리의 핵경쟁 시대에 움크리고 있던 위험들의 실체를 이곳에서도 두려움에 떨게 하는 것처럼 부검하듯 소름끼치게 돌아보고 있어서다. 당시 전세계 정부들이 자신들의 핵발전 계획을 보장받기 위해 (지금은 버려진) 신도시 프립얏에서 그날 밤 벌어진 일들의 끔찍한 참상을 축소하려 했다는 소문이 사실이라면 이 시리즈는 여러분이 왜 그래야 했는지 이해하게 만든다. 1편의 첫 장면은 참사 2년 뒤 물리학자 발레리 레가소프(해리스 분)의 작고 허름한 아파트에서 시작한다. 새벽 1시 10분이다. 사고 원인을 조사하는 위원회를 이끄는 이 남자는 부엌 식탁에 앉아 카세트 녹음기를 돌려 들으며 체르노빌 4번 원자로가 안전 검사를 마친 뒤 폭발하기 전과 과정, 후에 일어난 일들에 대해 자신이 알았던 모든 구체적인 사항들이 맞는지 확인한다. 음울하며 음산하다. 길 건너 자동차 안에서는 KGB 간부들이 침묵 속에 지켜보고 있어 시청자들은 사악한 위협을 감지할 수 있다. 당시는 그야말로 세상 사람들은 미소 짓는 법을 잊었다. 암담하다. 그 뒤로도 나빠지기만 했다.24개월 전의 한 시간 전으로 되감으면 프립얏의 또다른 아파트다. 새 신부 류드밀라 이그나텐코(제시 버클리 분)가 잠든 신랑 바실리 이그나텐코(애덤 나가이티스)를을 사랑스럽게 바라본다. 창 쪽으로 걸어가는 도중 건물을 뒤흔드는 폭발이 일어났고 남편은 잠에서 깨어난다. 소방관인 남편은 걱정할 일 없다며 유니폼을 챙겨 입고 뛰쳐나가 현장에 가장 먼저 도착한다. 그 뒤 관료주의가 참상을 은폐했으며 살갗이 녹아내릴 정도로 방사능 오염이 심각했으며, 재앙의 규모를 그나마 적게 만들려고 현명하던 그렇지 않았던 간에 열심이었던 사람들의 희생이 없었더라면 이 엄청난 비극은 훨씬 큰 재앙이 됐을 것이라는 얘기가 이어진다. 무슨 일이 벌어졌는지 안다는 것은 때때로 (드라마를) 시청하기 어렵게 만든다. 파자마 차림의 어린이 등 온마을 사람들이 다리 위에서 방사능 재가 머리 위에 떨어지는데도 불구경을 하는 장면을 지켜보는 일은 무시무시했다. 식상할 수도 있는 일이었다. 그러나 제작진은 압력솥 속처럼 연출해냈고 장면 전환의 페이스를 잘 조절했고 연기도 완벽(러시아 엑센트의 가짜 냄새가 전혀 없었다)해 드라마로 만들어진 넌픽션 가운데 독보적이고 중요한 작품이란 평가를 들을 만했다. 스텔란 스카스가르드가 연기한 소비에트의회 부의장인 보리스 슈체르비나는 처음에는 무지하고 자기만족에 빠져 당 노선만 좇는 고집불통의 베테랑 정치인이었으나 현장을 찾아 레가소프의 냉정한 평가를 듣고 끔찍하지만 정확하다는 것을 알게 된다. 왓슨이 연기한 벨라루스 핵물리학자 울랴나 코미육은 민스크 연구실에서 어떤 일이 벌어졌는지 알기 위해 안간힘을 쓴다. (초대받지 않았는데도) 현장을 방문하고 레가소프에게 (검열을 거치지 않은) 조언을 청하고 사고 원인을 정확히 파악하는 것이 이런 비극을 다시 일어나지 않게 하는 첩경이란 생각으로 진실에 접근한다. 세 배우들(스카스가르드, 해리스, 왓슨)은 기억에 남을 연기를 펼쳤고 1980년대 소련 시절의 감정을 제대로 살려냈다. 요한 렝크의 뛰어난 연출은 무채색의 세계를 제대로 그려냈다. 드라마를 보기 시작했을 때 다 아는 얘기라고 생각했다. 지금은 그렇지 않다는 것을 안다. 크레이그 마진의 각본은 팽팽하거나 적확하지는 않다. 대신 그는 시청자들을 그곳으로 데려가 잡아당기고 달아날 여지를 주지 않는다. 즐겁게 만들거나 흥분시키지 않지만 여러분을 느끼게 하고 생각하게 만든다. 어떻게 했어야 하는지 생각하게 한다. 어떤 민족주의 정부 가운데 하나가 비용을 줄이고 지름길을 택하려고 원자로를 운영한다면 어떤 일이 벌어질지 생각하게 만든다. 그리고 이 커다란 시리즈 속에 하나의 작은 아이러니가 자리하고 있다. 체르노빌 원자력발전소를 이 시리즈에서처럼 화려하게 관리하고 업그레이드하는 데 들어간 시간과 어려움, 돈과 맞먹는 정도로는 그걸 해낼 수 없다는 것이다. 임병선 평화연구소 사무국장 bsnim@seoul.co.kr

●김상철(삼성물산 건설부문 수석)씨 현주(EBS PD) 민희(처브라이프생명보험 전산실 부장) 모친상 우종관(제주대 물리학과 교수) 박재혁(㈜아미아이티 이사)씨 장모상1일 삼성서울병원, 발인 4일 오전 7시 (02)3410-6919 ●고일호(대한예수교장로회 영은교회 담임 목사)씨 별세 주영(김앤장법률사무소 근무)부친상 김지훈(SK텔레콤 근무)씨 장인상1일 신촌세브란스병원, 발인 4일 낮 12시 (02)2227-7580 ●전재경(대구 동구 부구청장)씨 장인상 2일 대구의료원, 발인 4일 오전 6시 (053)560-9574

국내 최대 책 축제인 서울국제도서전이 다음달 19~23일 서울 강남구 코엑스에서 열린다. 올해 도서전 주제인 ‘출현’을 키워드로 한 주제 강연을 우선 눈여겨보자. 도서전 기간 매일 오후 2시 관객을 맞는다. 첫날인 6월 19일에는 한강 작가가 ‘영원히 새롭게 출현하는 것들’을 주제로 종이책과 문학의 가치를 이야기할 예정이다. 20일에는 유엔난민기구 친선대사 배우 정우성이 ‘난민, 새로운 이웃의 출현’을 강연한다. 이어 김상욱 경희대 물리학과 교수의 ‘과학문화의 출현’, 김형석 연세대 철학과 명예교수의 ‘백년을 살아보니’, 이욱정 KBS PD의 ‘요리하다, 고로, 인간이다’ 강연이 이어진다. 책과 관련한 다양한 이슈를 살피는 프로그램도 마련했다. 전 세계 20개 도시에서 올 국제도서전 총감독들과 함께 ‘출판과 정치’, ‘전자책과 오디오북, 새로운 독서 매체’, ‘젊은 독자와 독서의 미래’를 주제로 논의하는 ‘글로벌 이슈 콘퍼런스’가 6월 19·20일 이틀간 열린다. 도서전 입장료는 성인 6000원, 초·중·고 3000원이다. 다만 이달까지 도서전 홈페이지에서 사전 등록하면 무료 입장할 수 있다. 김기중 기자 gjkim@seoul.co.kr

르네상스 시대 이탈리아가 낳은 천재 미술가이자 과학자인 레오나르도 다빈치(1452~1519)의 초상화 한 장이 새롭게 확인됐다. 2일(현지시간) 영국 가디언과 BBC 등 외신은 다빈치 사망 500주년인 오늘 영국 왕실의 소장품 사이에서 발견된 다빈치의 초상화가 버킹엄궁에 전시됐다고 보도했다. 영국 왕실재단 ‘로열 컬렉션 트러스트’의 큐레이터 마틴 클레이튼은 전시회 준비 중 우연히 이 초상화를 발견했으며, 다빈치의 제자 중 한 사람이 그린 것으로 추정된다고 밝혔다. 지금까지 확인된 다빈치의 초상화는 그의 제자인 프란체스코 멜치(1493~1570)가 그린 것이 유일했다. 클레이튼은 “새롭게 발견된 초상화 속 다빈치는 훨씬 더 생각과 고민이 많아 보인다. 65세쯤으로 추정되는데 그때 다빈치는 팔에 마비가 와서 그림을 그릴 수 없었다. 초상화에서 그의 우울한 감정이 그대로 드러난다”고 설명했다. 그는 “멜치가 그린 초상화와 비교했을 때 여러 유사점을 발견할 수 있다”면서 “이 그림이 다빈치의 초상화라는 것은 피할 수 없는 결론”이라고 말했다. 특히 우아하게 뻗은 코, 대각선으로 볼을 타고 귀까지 올라가는 수염의 선, 입가로 떨어지는 콧수염과 곱슬머리까지 모두 멜치가 그린 초상화 속 다빈치 그대로라고 밝혔다. 다빈치는 매우 풍성하고 잘 다듬어진 수염으로 유명했는데, 당시에는 수염을 기르는 남성이 흔치 않았던 것으로 알려졌다. 새롭게 발견된 다빈치의 초상화는 매우 빠르게 그려진 캐주얼 스케치로 작품으로서의 가치는 떨어지지만, 스냅사진과 유사해 다빈치 생애 연구에 귀중한 자료가 될 것으로 보인다. 다빈치는 생애 단 한 장의 자화상만을 남겼는데 이 작품(Portrait of a Man in Red Chalk)은 1512년 종이에 빨간 분필로 그린 것으로 이탈리아 토리노왕립도서관에 보관돼 있다. 인생의 막바지에 이른 다빈치의 사색에 잠긴 눈빛이 인상적인 작품이다. 그러나 역사학자들과 미술연구가 사이에서는 이 작품의 진위 여부를 놓고 의견이 분분하다. 클레이튼 역시 이 작품의 속성에 대해 의심을 가진 전문가 중 한 명이다. 한편 다빈치 500주기를 맞아 프랑스 클로뤼세 성에서 공식 기념행사가 열리며, 이탈리아와 프랑스, 영국이 연말까지 다빈치 관련 전시 10여 개를 주관한다. 특히 프랑스 루브르 박물관은 오는 10월 세계에 흩어져 있는 다빈치 작품을 모두 모아 전시할 예정이다. 1452년 이탈리아에서 피렌체의 유명 공증인 세르 피에르의 사생아로 태어난 레오나르도 다빈치는 회화와 건축, 철학, 문학, 음악, 육상은 물론 수학, 과학, 천문학, 지질학, 물리학, 해부학 등 다양한 분야에서 뛰어난 재능을 발휘했다. ‘최후의 만찬’과 ‘모나리자’ 등 희대의 걸작을 남겼으며, 사람과 동물의 사체를 해부해 그린 인체해부도는 의학 발전에 크게 기여했다. 말년에 프랑스 왕 프랑수아 1세의 제안으로 프랑스로 거주지를 옮겨 수학 실험과 해부학 연구를 계속하다 1519년 5월 2일 사망했다. 권윤희 기자 heeya@seoul.co.kr

△정하희씨 별세, 김상철(삼성물산 건설부문 수석)·김현주(EBS PD)·김민희(처브라이프생명보험 전산실 부장)·김민영씨 모친상, 권현정씨 시모상, 우종관(제주대 물리학과 교수)·박재혁(㈜아미아이티 이사)씨 장모상 = 1일 오후 1시50분께, 삼성서울병원 장례식장 19호실, 발인 4일 오전 7시. 02-3410-6919

영화 ‘사랑에 대한 모든 것’이 전파를 타며 스티븐 호킹에 대한 관심도 커지고 있다. 28일 오후 1시5분부터 EBS에서는 물리학자 스티븐 호킹의 인생이야기를 다룬 영화 ‘사랑에 대한 모든 것’을 방영했다. 2014년 12월 개봉한 이 영화는 제임스 마쉬 감독이 메가폰을 잡았고 에디 레드메인(스티븐 호킹), 펠리시티 존스(제인 호킹), 해리 로이드, 데이빗 듈리스, 찰리 콕스, 에밀리 왓슨 등이 출연했다. 이 영화는 세상을 바꾼 천재 과학자 ‘스티븐 호킹’과 그에게 기적과도 같은 사랑을 선사한 여인 ‘제인 호킹’의 이야기를 담았다. 천재 과학자 스티븐 호킹은 우연히 신년파티에서 매력적인 여인 제인 와일드를 처음 마주한다. 두 사람은 첫 만남에서 서로에게 빠져들고 사랑을 키워나간다. 하지만 스티븐 호킹이 루게릭 병이라는 시한부 선고를 받게 되고, 그는 모든 것을 포기하려 하지만 여인 제인 와일드는 그의 삶을 지킨다. 두 사람은 운명 같은 사랑과 예기치 않게 찾아온 절망의 순간에도 서로에 대한 사랑과 희망으로 다시 일어선다. 한편 1942년생인 호킹은 루게릭병을 앓으면서도 블랙홀과 관련한 우주론과 양자 중력연구에 기여했으며, 뉴턴과 아인슈타인의 계보를 잇는 물리학자로 불린다． 1959년 17살의 나이로 옥스퍼드대에 입학한 그는 21살에 전신 근육이 서서히 마비되는 근위축성측삭경화증(ALS)，이른바 ‘루게릭병’ 진단을 받았다． 의사들은 그가 불과 몇 년밖에 살지 못할 것이라고 예상했지만, 호킹은 휠체어에 의지한 채 컴퓨터 음성 재생 장치 등의 도움을 받아 연구활동을 이어왔다． 루게릭병은 운동신경세포만 선택적으로 사멸하는 질환이며 사지근력약화, 근육위축 구음장애, 연하장애, 호흡장애 등의 증상을 보인다. 루게릭병은 손, 팔 등에 힘이 없어지는 것을 시작으로 나중에는 몸의 어떤 근육도 움직일 수 없고, 결국 호흡까지 할 수 없게 되어 사망하게 되며, 아직까지 정확한 원인을 찾을 수 없어 그 치료 또한 불가능한 것으로 알려져 있다. 또 임상 증상이 나타나기 전에는 조기 진단, 예방법도 없다. 실제로 국내 환자가 증상 발생 후 병원을 방문하기까지 걸리는 기간은 평균 8.1개월이었으며, 확진까지 걸리는 기간은 평균 14.7개월인 것으로 나타났다. 스티븐 호킹 박사는 대학재학 시절에 만난 첫 부인 제인 사이에 3자녀가 있으며 1990년 제인과 이혼하고 자신을 돌보는 간호사였던 일레인과 재혼했다. 이보희 기자 boh2@seoul.co.kr

우주가 예상보다 약 9% 더 빠르게 팽창하고 있다는 연구 결과가 나왔다. 25일(현지시간) CNN 등에 따르면, 애덤 리스 존스홉킨스대 교수(물리·천문학)가 이끄는 연구팀이 허블 우주망원경의 새로운 관측자료를 분석해 이런 결과를 발표했다. ‘슈즈’(SH0ES·Supernovae, H0, for the Equation of State)로 불리는 이 연구팀은 허블 망원경을 통해 이웃 대마젤란은하(LMC)의 항성 70개에서 나오는 ‘빛’을 측정했다. 이들 별은 케페우스자리 델타별과 같은 변광 형태를 보여 이른바 케페이드변광성으로 불리는 맥동변광성으로, 밝기가 규칙적으로 변해 별이나 별이 속한 은하까지의 거리를 구할 수 있다. 이런 측정 방식은 우주 팽창 속도를 나타내는 허블상수(H0)를 구하는 데도 도움이 된다. 또한 연구팀은 관측자료를 칠레와 미국 그리고 유럽 연구팀의 공동 프로젝트 ‘아라우카리아’를 통해 수집한 자료와 하나로 묶어 분석했다. 이를 통해 이들 별의 진정한 밝기 변화를 알아낼 수 있었고 좀 더 정확한 우주 팽창 속도를 구할 수 있었다는 것이다. 물론 연구팀이 구한 새로운 허블상수 역시 가속팽창 우주론과 정확히 일치하지 않는다. 하지만 연구팀은 이번 연구로 이런 차이가 우연일 가능성을 3000분의 1에서 10만 분의 1로 줄였다고 말했다. 특히 이번 관측 결과는 지금까지 가장 적은 불확실도(1.9%)를 지닌다. 하지만 연구팀은 앞으로도 연구를 계속해 불확실도를 1%까지 줄일 계획이다. 이전까지 가장 정확한 허블상수는 2013년 유럽우주국(ESA)의 플랑크 위성을 통해 구한 것이었다. 자세한 연구 결과는 세계적인 학술지 ‘천체물리학저널’(ApJ·Astrophysical Journal) 최신호에 게재된다.사진=NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

뇌에 전극 이식해 단어·문자로 재구성 억양 변화 못 시키는 기존 장치와 달리 발성기관 움직임 관련 뇌 신호까지 추출 언어의 리듬·성별·정체성까지 조절 가능지난해 3월 타계한 세계적인 물리학자 스티븐 호킹은 1985년 급성 폐렴으로 사경을 헤매다가 기관지 절개수술을 받고 겨우 살아났다. 대신 웃음소리를 제외한 자신의 목소리를 잃고 컴퓨터 음성합성기를 통한 목소리를 갖게 됐다. 호킹 박사처럼 루게릭병이나 뇌졸중, 외상성 뇌손상, 파킨슨병, 다발성 경화증 같은 퇴행성 신경질환을 앓는 사람들은 말을 할 수 없게 되는 경우가 많아 언어전환 장치를 사용하곤 한다. 이 장치는 눈이나 미세한 몸짓으로 컴퓨터 커서를 작동시키거나 화면의 글자를 선택해 말을 하거나 글을 쓸 수 있게 해 준다. 일반인이 분당 100~150단어를 말하는 것에 비해 분당 10단어 정도밖에 표현할 수 없어서 대화에 빠르게 끼어들지도 못하고 언어의 톤이나 억양을 변화시킬 수도 없다.그러나 최근 뇌과학의 발달로 뇌신경 손상으로 인해 말을 하거나 글을 쓸 수 없는 환자들이 머릿속에서 말하고자 하는 내용을 밖으로 끄집어낼 수 있는 방법들이 속속 연구되고 있다. 지난 1월 미국 컬럼비아대, 호프스트라 노스웰 의대 공동연구팀은 뇌 속에 전극을 이식해 얻은 신호를 신경망 컴퓨터를 이용해 단어와 문자로 재구성하는 데 성공하고 생물학 분야 출판 전 논문공개 사이트인 ‘바이오아카이브’(bioRxi)에 발표하기도 했다. 이번에는 미국 캘리포니아 샌프란시스코대(UCSF) 신경외과, 웨일신경과학연구소, 캘리포니아 버클리대(UC버클리)·UCSF 조인트생명공학프로그램 공동연구팀이 뇌·컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술을 활용해 머릿속에서 생각하는 것을 언어로 변환시킬 수 있는 해독기술을 개발하고 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 25일자에 발표했다. 연구팀은 뇌 부위에 칩을 심어 언어 관련 뇌파만 추출해 언어로 전환하는 기존 방식을 넘어 턱과 후두, 입술, 혀 등 발성기관들의 움직임과 관련된 뇌 신호까지 더해 음성이나 글로 전환시키는 방법을 찾아낸 것이다. 연구팀은 우선 신경외과 수술을 받아 뇌에 전극을 이식했지만 말하는 데 문제가 없는 20~40대 성인남녀 5명에게 ‘잠자는 숲속의 공주’, ‘개구리왕자’, ‘이상한나라의 앨리스’ 같은 책에 나오는 문장들 450~750개씩을 또박또박 읽도록 하면서 발성 기관과 언어 관련 부위 뇌파를 측정했다. 그다음 이들에게 문장을 말할 때 소리를 내지 않고 입만 뻥긋거리면서 읽도록 하거나 눈으로 읽도록 한 뒤 발생하는 뇌파도 측정했다. 이렇게 얻은 데이터를 신경망 기계학습 알고리즘으로 분석해 프로그래밍한 다음 실험 참가자들에게 단어나 짧은 문장을 생각하도록 해 컴퓨터나 인공음성 장치로 출력된 것과의 일치도를 살펴봤다. 그 결과 쉬운 단어나 문장의 경우는 69%를 정확하게 인식하고 기록하거나 표현한다는 사실을 확인했다. 복잡한 단어나 문장에 대한 표현 정확도는 47%로 떨어졌지만 언어의 리듬과 억양, 말하는 사람의 성별과 정체성까지 조절이 가능했다. 연구를 이끈 에드워드 창 UCSF대 신경외과 교수는 “BMI 기술을 이용해 팔과 다리의 운동능력을 상실한 사람을 대상으로 생각대로 사지를 움직일 수 있는 방법들이 많이 연구됐다”며 “실제 임상 적용을 위해서 추가 연구가 필요하겠지만 신경과학과 언어학, 기계학습의 전문지식을 활용한 BCI 기술을 통해 후천적으로 언어를 잃었거나 선천적으로 언어장애를 가진 사람들 모두 인공 성대를 사용해 자신의 생각을 자유롭게 말하고 표현할 수 있는 날이 곧 찾아올 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

우주전문 사이트 스페이스닷컴이 ‘금주의 놀라운 우주사진’으로 선정한 태양의 플라스마 사진이 우주 마니아들의 관심을 끌고 있다. 지구 수십 배 규모의 거대한 태양 자기장 고리를 타고 용솟음치는 플라스마가 마치 비처럼 태양 표면으로 쏟아지는 광경은 천체 사진 중 가장 압도적인 장면으로 선정되기에 모자람이 없다. 자기장 고리를 타고 플라스마가 팽창할 때 태양 외층에서 만들어지는 플라스마 비는 열원에서 멀어지면 냉각되어 중력에 의해 다시 태양 표면 쪽으로 내려간다. 이러한 플라스마의 움직임이 태양 대기인 코로나에서 만들어내는 크고 밝은 불기둥을 태양홍염(太陽紅焰) 또는 프로미넌스(prominence)라고 한다. 코로나가 플라스마라는 극도로 뜨거운 이온 가스로 구성되어 있는 반면, 태양홍염은 채층의 구성과 비슷한 상대적으로 훨씬 차가운 플라스마로 이루어져 있다. 태양홍염은 하루 정도에 구성되며, 코로나 내부에서 몇 주간 지속된다. 천문학자들은 이 ‘플라스마 비’가 태양 표면보다 태양 코로나가 수백 배나 더 뜨거운 이유를 알려줄지도 모른다는 생각을 하고 있다. 미 항공우주국(NASA)의 설명에 따르면, 최근 관측에서 이전에는 간과되었던 작은 자기장 고리에서 내리는 코로나 비가 발견되었다. 이 비는 태양의 외부 대기(코로나)에서 태양 표면으로 떨어지는 뜨거운 플라스마 방울로 구성된 것이다. NASA의 태양활동관측위성인 SDO(Solar Dynamics Observatory)에 장착된 고해상도 망원경을 사용하여 수집된 이 새로운 데이터는 코로나 비가 지구상의 비와 비슷한 움직임을 보여주는 것으로 나타났다. 물론 지구상의 비와는 달리 태양의 플라스마 비는 온도가 수백만 도에 달한다. 또한 하전된 가스인 플라스마는 지구상에 물처럼 한곳에 모이지 않는다. 그 대신 플라스마는 태양 표면으로부터 분출되는 자기장 선이나 고리를 따라 움직인다. 또한 연구진은 자기장 고리가 태양 표면에서 분출되는 부분에 플라스마가 과열되어 섭씨 100만 도를 넘는다는 사실을 발견했다. 이 극고온의 플라스마는 고리를 확장하고 고리의 최고점에 모인다. 그리고 냉각과 응축 과정을 거친 후 중력에 의해 코로나 비가 되어 태양 표면으로 떨어지는 것이다. 연구원들은 태양 표면으로부터 수백만 마일 규모로 뻗은 거대한 고리형 플라스마(helmet streamers로 불린다)에서 코로나 비의 흔적을 이전부터 찾고 있었다. 연구자들은 헬멧 스트리머가 플라스마와 입자의 흐름인 느린 태양풍의 근원 중 하나일 것으로 여겨 집중적인 관측과 연구를 해왔다. “이 고리들은 우리가 찾고 있던 것보다 훨씬 작았다”라고 밝힌 새 연구의 공동저자 스피로 안티오코스 NASA 고다드 우주비행센터의 물리학자는 “코로나의 가열은 우리가 생각했던 것보다 훨씬 좁게 국지화되어 있다”라고 덧붙였다. 따라서 ‘천체물리학저널 레터스’ 4월 5일자에 발표된 새 연구결과는 코로나의 가열 과정뿐 아니라 느린 태양풍의 원인을 밝히는 데 한 줄기 빛을 던져주고 있다. “루프에 코로나 비가 있는 경우, 그 바닥에서 10% 이하가 코로나 가열이 일어나는 부분”이라고 공동저자이자 미국 가톨릭 대학의 대학원생 에밀리 메이슨이 성명서를 통해 밝혔다.연구진은 높이 약 4만8000km의 플라스마 고리에서 내리는 코로나 비를 발견했다.이는 연구진이 찾던 헬멧 스트리머 높이의 2%에 불과한 것이었다. 메이슨은 “우리는 여전히 코로나가 가열되는 메커니즘을 정확히 알지 못하지만, 가열과정이 이 층에서 발생한다는 것만은 확신하고 있다”고 말했다. 새 연구결과는 또한 작은 자기장 고리와 느린 태양풍 사이의 가능한 상관관계를 확인하는 전과를 올렸다. 연구진이 생각해온 바와 같이 닫힌 자기장 고리뿐 아니라 열린 자기장 선에서도 코로나 비가 발생할 수 있다는 견론을 얻었다. 열린 자기장 선의 한쪽 끝은 공간으로 뻗어나가 플라스마가 태양풍 속으로 빠져나갈 수 있다는 것이다. 연구진은 NASA의 파커 태양탐사선을 이용해 더 작은 자기장 고리 구조를 연구할 계획이다. 파커 탐사선은 2018년에 발사되어 이전의 어떤 우주선보다 태양에 가까이 접근하고 있는 중으로, 지난 4월 4일 두 번째로 근일점을 통과했다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

지난 2017년 10월 마치 시가처럼 길쭉하게 생긴 특이한 외형을 가진 천체가 발견돼 전세계 천문학계의 큰 관심을 끌었다. 미국 하버드 스미스소니언 천체물리학센터의 에이브러햄 러브 교수 연구팀이 발견한 이 천체의 이름은 ‘오무아무아'(Oumuamua)로 태양계가 아닌 '외계에서 온 첫 손님'으로 분석됐다. 당시 오무아무아는 베가(Vega)성 방향에서 시속 9만2000㎞의 빠른 속도로 날아와 태양계를 곡선을 그리며 방문한 후 페가수스 자리 방향으로 날아갔다. 지난 17일(현지시간) 미국 CNN 등 현지언론은 오무아무아가 찾아오기 5년 앞선 지난 2014년 '외계에서 온 작은 천체'가 지구에 떨어진 것으로 보인다는 놀라운 연구결과를 전했다. 역시 같은 러브 교수 연구팀이 발표한 이 논문을 보면 2014년 1월 파푸아뉴기니 북쪽 해안 남태평양 상공에서 산산조각난 폭 0.9m 정도의 물체가 확인됐다. 곧 태양계를 떠돌던 천체 하나가 지구에 떨어지면서 유성이 됐고 만약 타지않고 남은 물질이 있다면 남태평양 어딘가에 운석이 돼 떨어진 셈이다. 결과적으로 이 유성이 외계에서 온 것으로 실제 확인된다면, 이 유성은 지구 대기권에 들어온 최초의 인터스텔라 천체가 된다. 물론 이는 오무아무아처럼 인류가 확인한 첫번째 일 뿐, 실제로는 지구 역사상 이와같은 일이 많다는 것이 합리적인 추론이다. 이를 알아보기 위해 러브 교수 연구팀은 미 항공우주국(NASA)의 지구근접천체연구센터(CNEOS)에 저장된 지난 30년 간 지구에 떨어진 유성 데이터를 분석했다. 그 결과 오무아무아처럼 특이한 궤도를 갖고 태양의 중력에 얽매이지 않는 이 유성을 발견했다.연구팀에 따르면 이 천체는 시속 21만6000㎞의 빠른 속도로 이동했으며 그 궤도를 거슬러 올라가보면 태양계 밖 아마도 다른 행성계 안쪽에서 기원됐을 것으로 보인다. 러브 교수는 "오무아무아의 경우 덩치가 크고 지구에서 아주 멀리 떨어진 곳에서 발견됐지만 우주에는 이보다 작은 천체가 흔하다"면서 "오무아무아처럼 멀리서가 아닌 지구에 떨어지는 유성에서 찾아보자는 것이 연구 아이디어였다"고 설명했다. 이어 "만약 이 유성이 생명체 거주가능한 영역에서 온 것이라면 하나의 행성계에서 다른 행성계로 생명체를 옮기는 데 도움을 줄 수 있을 것"이라고 덧붙였다. 한편 하와이말로 ‘제일 먼저 온 메신저’를 뜻하는 오무아무아는 길이가 400m 정도의 천체로 소행성인지 혜성인지에 대해서도 학자들 사이에 의견이 분분하다. 오무아무아의 정식 명칭은 ‘1I/2017 U1’로, 이름에 붙은 ‘1I’의 의미도 첫 번째 인터스텔라라는 뜻이다. 오무아무아가 지구와 최근접한 것은 2017년 10월 14일로 당시 거리는 2400만㎞다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

△이정순씨 별세, 조영서(전 조선일보 출판국장)씨 부인상, 조수원(경기대 전자물리학과 교수)씨 모친상 = 16일 오후 2시께, 강남성모병원 장례식장 1호실, 발인 18일 낮 12시. 02-2258-5940

별의 지름은 질량, 밝기, 표면 온도, 거리 등과 더불어 매우 중요한 물리적 특징이다. 하지만 아무리 큰 별이라도 지구에서 대부분 멀리 떨어져 있어 강력한 망원경으로도 작은 점으로 보이는 경우가 대부분이다. 지구에서 가까운 거리에 있는 일부 별을 제외하고서 별의 지름을 직접 측정하는 일은 거의 불가능에 가깝다. 하지만 방법이 아예 없는 것은 아니다. 독일 전자 싱크로트론 연구소의 타렉 하산과 스미스소니언 천체물리학 관측소의 마이클 다니엘이 이끄는 23개 대학의 국제 협력 연구팀은 지름 60km의 소행성을 이용해서 지구에서 700광년과 2674광년 떨어진 별의 지름을 정확히 측정했다. 원리는 간단하다. 소행성의 크기, 거리, 이동 속도를 알고 있고 별까지의 거리를 알고 있으면 소행성이 별빛을 가리는 시간을 측정해 별의 지름을 잴 수 있다. 물론 지구에서 봤을 때 우연히 별 앞으로 소행성이 지나가야 하므로 상당한 우연의 일치가 필요하지만, 태양계는 많은 소행성이 있고 은하계에는 무수히 많은 별이 있기 때문에 이런 일이 종종 발생한다. 문제는 이를 관측하는 일이다. 국제 과학자팀은 이 현상을 관측하기 위해 미국 애리조나 프레드 로렌스 휘플 천문대의 베리타스(Very Energetic Radiation Imaging Telescope Array System·VERITAS) 망원경을 사용했다. 이 망원경은 이미징 대기 체렌코프 망원경(Imaging Atmospheric Cherenkov Telescope)이라는 매우 특수한 형태의 망원경으로 지름 12m 망원경 4대가 같이 작동해 빠르게 움직이는 소행성의 이동을 포착한다. 베리타스는 초당 300장의 사진을 찍어 별빛이 가리는 시간을 측정한다. 연구 결과 2674광년 떨어진 거성인 'TYC 5517-227-1'은 태양 지름의 11배인 것으로 나타났다. 700광년 떨어진 'TYC 278-748-1'은 태양과 비슷한 G형 별로 지름은 태양의 2.17배다. 이 정도 거리에 있는 별의 지름을 정확히 측정할 수 있는 기회는 과학자들에게도 흔치 않다. 별의 지름을 정확히 측정할 수 있으며 별의 구조와 특징에 대해서 더 자세히 파악할 수 있으며 직접 측정할 수 없는 별의 지름을 추정하는 방법의 정확도를 높일 수 있다. 사실 상식적으로 생각하면 멀리 떨어진 별의 지름을 측정하는 일은 불가능에 가깝기 때문에 포기하는 것이 당연하다. 하지만 다른 분야와 마찬가지로 과학자들은 안되는 상황에서 어떻게든 되는 방법을 고민해왔다. 이런 고민이 결국 과학 발전을 이끄는 원동력일 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

우리는 동일한 시간과 장소에 있어도 동일한 것을 보지 않는다. 내게는 보이는 것을 다른 사람은 보지 못하기도 하고, 다른 사람이 보는 것을 내가 보지 못하는 경우도 있다. 함께 TV를 보아도, 남편이 부인에게 반말을, 부인은 남편에게 존대하는 드라마가 어떤 사람에게는 ‘들리지 않’지만, 다른 사람에게는 그것이 심한 문제로 들린다. 신년토론에 나온 대담자들이 100% ‘남성·비장애인·중년층·이성애자’ 인 것이 어떤 사람에게는 매우 ‘자연스러운’ 장면이지만, 다른 어떤 사람에게는 ‘부자연스러운’ 것이다. 한국사회의 중심부가 누구이며 어떤 사람들이 배제되어 있는가를 적나라하게 드러내는 ‘생략에 의한 차별’의 장면이기 때문이다. 이렇게 우리는 사람마다 각기 다른 ‘인식의 사각지대’를 지니고 있다.비장애인인 나에게 인식의 사각지대가 있음을 구체적으로 경험하게 된 것은, 장애를 지닌 나의 친구가 한국을 방문했을 때였다. 그녀는 나의 미국 유학시절에 가장 친하게 지내던 친구였다. 그런데 그녀는 박사과정 공부를 하던 중, 알 수 없는 바이러스로 인해 한쪽 다리를 완전히 절단했어야 했다. 투병 생활을 하면서 그녀는 우여곡절 끝에 박사학위를 마치고, 캐나다의 한 대학에서 교수로 일하게 되었고, 어느 해 한국에서 열린 국제회의에 참석하고서 나와 함께 서울과 강원도 여행을 하게 되었다. 의족을 하기도 하고, 목발을 짚고서 이동해야 하는 그녀와 함께 여러 곳을 다니면서 그동안 나의 눈에 전혀 보이지 않았던 것들이 비로소 내게 보이기 시작했다. 가파른 계단들을 올라가야 들어갈 수 있는 경사진 곳의 카페나 레스토랑들은 아무리 좋아 보여도 들어가지 않았다. 이전에 보이지 않던 계단들, 경사진 곳들, 엘리베이터가 없는 2~3층 건물들이 곳곳에 많다는 사실도 보이기 시작했다. 그런데 무엇보다도 나를 불편하게 느끼게 한 것은 내 친구와 함께 가는 곳마다 만나게 되는 사람들의 ‘시선’이었다. 백인의 몸을 지닌 그녀가 한쪽 다리가 없는 장애를 지닌 사람이라는 것이 어떤 이들에게는 ‘신기한 존재’로 바라보는 그 시선들 속에서 나의 친구는 단지 호기심과 측은지심의 대상일 뿐이었다. 그녀를 구성하는 수많은 결들은 보이지 않고 오로지 그녀의 ‘육체적 장애’라는 ‘이슈’로만 규정되는 것을 느낄 수 있었다. 장애를 가진 친구와 일주일을 함께하면서 나의 보기 방식에는 많은 변화가 생겼다. 삶의 다양한 정황들 속에서 장애를 지닌 사람이 경험하는 차별과 배제는 일일이 열거할 수 없다는 것, 동일한 자리에 있어도 장애를 지닌 사람과 아닌 사람이 경험하는 세계는 완전히 다르다는 것을 나는 이론만이 아니라 함께하는 삶을 통해서 배우게 되었다. ‘교차성’(intersectionality)이라는 개념은 장애를 지닌 사람의 문제가 얼마나 복잡한 것인가를 잘 보여준다. 예를 들어서 장애를 지닌 여성과 장애를 지닌 남성이 경험하는 세계는 겹치는 부분만이 아니라 전혀 상이한 부분들이 있다. 장애를 지닌 여성은 장애를 지닌 남성들이 경험하지 않는 경험을 하게 된다. 전통적인 가부장제적 사회에서 여성의 가치는 몸 그리고 그 몸의 기능과 연결되어 있다. 무엇보다도 남성중심적 사회에서는 육체적 미(성적 어필)가 여성에게 가장 중요한 것이라는 가치가 어릴 때부터 여자아이들에게 주입된다. 따라서 여성에게 가장 중요한 것은 창의력이 아니라, ‘육체적 외모와 그 성적 기능’이라는 여성에 대한 고정관념을 남성은 물론 여성 자신도 내면화한다. 이러한 사회에서, 장애를 지닌 여성은 그러한 두 역할, 즉 성적으로 어필하지 못하고, 더 나아가서 출산과 양육의 역할을 할 수 없다는 점에서 장애를 지닌 남성과 참으로 다른 경험을 하며 살게 된다. 이렇게 가사, 출산, 육아의 담당 능력 여부에 따라서 여성으로서의 ‘역할’을 다 하는 것이라는 생각이 여전히 사회적으로 고정되어 있을 경우, 돌봄노동의 전담자로서의 역할과 출산능력에 대한 기대에 맞지 않는 경우일 때, 장애를 지닌 여성들은 장애를 지닌 남성들의 경험과 다른 이중 삼중의 다층적 차별과 배제를 경험한다. 장애를 지닌 남성과 결혼하는 비장애 여성은 많지만, 거꾸로 비장애 남성이 장애를 지닌 여성과 결혼하여 그 여성에게 돌봄노동의 전담자로 살아가는 경우는 매우 드물다. 세계적으로 유명한 물리학자 스티븐 호킹을 아는 사람들은 많다. 그런데 그가 지닌 질병을 넘어서는 학문적 업적을 이루는 것이 가능했던 것은 그의 곁에서 그를 전적으로 돌보는 역할을 했던 배우자가 있었기에 가능했다. 21세부터 루게릭병으로 휠체어에서 살아야 했던 중증의 장애를 지닌 스티븐 호킹 곁에는 30여년 동안 돌봄노동의 전담자로 함께 했던 비장애 여성이었던 그의 배우자 제인 호킹이 곁에 있었다. 그녀가 호킹이 필요한 모든 돌봄노동의 전담자 역할을 하였기에 호킹은 글을 쓰고 이론을 발전시키는 일에만 몰두할 수 있었다. 그런데 만약 호킹이 여성이었다면 어떠한 상황이 되었을까. 4월 20일은 장애인의 날이다. 이 세계에 정신적 또는 육체적 장애를 지닌 사람들은 세계 인구의 10%라고 한다. 장애인의 날, 여성의 날, 어린이날 등 이러한 ‘특별한 날’에 호명되는 존재들은 누구인가. 그들의 공통점이 있다면, 그들은 한 사회에서 ‘주변부적 존재’라는 점이다. ‘장애인의 날’은 그저 매년 한번 치르는 연례행사가 아니라, 여전히 그들이 인간으로서의 평등성이 제도화되지 못했다는 것을 자각하는 성찰과 연대의 날이 되어야 한다. 한국 사회에서 인식의 사각지대에 놓인 이들 중 장애를 지닌 사람들이 경험하는 차별과 배제는 제도적 차원만이 아니라, 개인적 차원에서도 심각하다. 장애를 지닌 사람들은 ‘장애인’이라는 표지만을 지닐 뿐, 한 ‘인간’임을 보지 않는 사실 자체가 심각한 문제이다. ‘장애인’은 ‘장애를 지닌 인간’일 뿐이다. 즉 개별인 ‘인간’으로서의 독특성과 유일성을 지닌 존재라는 것, 따라서 다른 사람들에게 적용하는 젠더, 나이, 성적 지향, 경제적 계층 등의 요소들이 어떻게 작동되고 교차하는가를 복합적으로 조명해야 한다.장애차별(ableism)이란 문자적으로 하면 육체적 또는 정신적 장애 여부에 따른 차별을 의미한다. 그 차별에는 눈에 보이는 제도적 차별도 있지만, 눈에 보이지 않는 그러나 강력한 영향을 미치는 차별도 있다. 장애가 있는 사람은 없는 사람보다 ‘열등한 존재’로 간주된다. 그들에 대한 부정적인 고정관념은 다양하게 그들을 ‘열등한 존재’로서 고착시키는 역할을 한다. 이러한 의미에서 장애 차별은 다층적 차별과 편견을 작동시키는 가치관과 제도를 말한다. 인류 역사에서 장애차별의 대표적인 경우는 나치 독일에서이다. 1939년에서 1941년까지 독일에서 약 7만명의 장애인 여성, 남성, 아동들이 학살되었으며, 1945년까지 20만명의 장애인이 더 학살되었다. 장애인에 대한 노골적 학살의 역사인 것이다. 나는 ‘장애인’ (a disabled person)이 아니라, ‘장애를 지닌 사람’(a person with disability)이라는 표현을 의도적으로 쓴다. ‘장애인’이라는 표현은 ‘장애’만이 그 사람을 규정하는 고착된 장치가 되어 버린다. 그러나 장애를 지녔다고 해서 모두 동일한 경험을 하는 것이 아니다. ‘장애’만이 아니라, 한 인간으로서 그 사람의 젠더, 계층, 나이, 인종, 종교, 학력, 개성 등 다양한 요소들이 그 사람의 삶을 구성하고 있기 때문이다. ‘장애인’이라는 표지로만 한 사람을 고착시킬 때, 문제는 모든 장애인들이 마치 젠더, 계층, 나이, 인종, 학력 등에 상관없이 ‘단일한 집합체’라고 간주하게 되며, 결국 하나의 ‘이슈’로만 보게 한다. ‘페미니즘은 여성도 인간이라는 급진적 주장’이라는 모토는 장애 문제에도 동일하게 적용된다. ‘장애인의 날’에 호명되는 장애인은 종종 하나의 ‘이슈’로만 간주된다. 그러나 갖가지 특별행사보다 가장 중요한 것이 있다. 그들 한 사람 한 사람이 개별성을 지닌 ‘인간’임을 인식하는 것, 그래서 인간으로서의 자유로운 이동권, 평등권, 직업권, 교육권, 거주권 등이 보장되어야 하는 것은 그들에 대한 ‘시혜’나 ‘특별대우’가 아니라 한 인간으로서의 당연한 ‘권리’라는 인식이다. 장애인은 ‘이슈’가 아니라, 인간이다. 분명히 기억하자. 이 명료한 진실을. 글 텍사스 크리스천대, 브라이트 신학대학원 교수 그림 김혜주 서양화가

이론과 간접 증거로만 존재했던 블랙홀을 인류가 마침내 확인했습니다. 세계 8곳의 전파망원경을 연결하여 만든 지구 크기의 가상 망원경인 ‘사건지평선 망원경’(EHT·Event Horizon Telescope)으로 블랙홀을 포착함으로써 1세기 넘게 추적해온 블랙홀의 실체를 드디어 파악하기에 이른 것입니다. 이로써 1915년 발표된 알버트 아인슈타인의 일반 상대성 이론은 다시 한번 검증에 거뜬히 통과하는 쾌거를 이룩했습니다. 즉, 물체의 질량이 주변 시공간을 휘게 하며, 질량이 클수록 시공간의 곡률은 더욱 큰 곡률을 갖게 된다는 내용입니다. 천문학 최대의 화두인 블랙홀이란 과연 무엇일가요? 초간단 정리해보겠습니다. 상상 속에서 태어난 ‘검은 별’(Dark stars) 블랙홀은 우주에서 가장 기이하고도 환상적인 천체라 할 수 있습니다. 물질밀도가 극도로 높은 나머지 빛마저도 빠져나갈 수 없는 엄청난 중력을 가진 존재입니다. 가까이 접근하는 모든 물체를 가리지 않고 게걸스럽게 집어삼키는 중력의 감옥, 블랙홀. 모든 연령층, 모든 직업군을 아우르면서 블랙홀에 대해 크나큰 관심을 불러일으키고 상상력을 자극하는 것은 대체 무엇 때문일까요? 이 괴이쩍은 존재는 최초로 인간의 상상 속에서 태어났습니다. 1783년, 천문학에 관심이 많던 영국의 지질학자 존 미첼이 밤하늘의 별을 보면서 엉뚱한 생각을 합니다. 뉴턴의 중력 법칙과 빛의 입자설을 결합하여, '별이 극도로 무거우면 중력이 너무나 강한 나머지 빛마저도 탈출할 수 없게 되어 빛나지 않는 검은 별이 될 것이다' 이것이 블랙홀 개념의 첫 씨앗이었습니다. 미첼은 이런 생각을 쓴 편지를 왕립협회로 보냈습니다. '만약 태양과 같은 밀도를 가진 어떤 구체의 반지름이 태양의 500분의 1로 줄어든다면, 무한한 높이에서 그 구체로 낙하하는 물체는 표면에서 빛의 속도보다 빠른 속도를 얻게 될 것이다. 따라서 빛이 다른 물체들과 마찬가지로 관성량에 비례하는 인력을 받게 된다면, 그러한 구체에서 방출되는 모든 빛은 구체의 자체 중력으로 인해 구체로 되돌아가게 될 것이다' 그러나 당시 과학자들은 이론적인 것일 뿐, 그런 별이 실재하지는 않을 거라 생각하고 무시했습니다. 이러한 ‘검은 별’ 개념은 19세기 이전까지도 거의 무시되었는데, 그때가지 빛의 파동설이 우세했기 때문에 질량이 없는 파동인 빛이 중력의 영향을 받을 것이라고는 생각하기 힘들었기 때문입니다. 블랙홀 등장, 백조자리 X-1 그로부터 130년이 훌쩍 지난 1916년, 아인슈타인이 우주를 기술하는 뉴턴 역학을 대체하여 시간과 공간이 하나로 얽혀 있음을 보인 일반 상대성 이론을 발표한 직후, 검은 별 개념은 새로운 활력을 얻어 재등장했습니다. 일반 상대성 이론은 중력을 구부러진 시공간으로 간주하며, 질량을 가진 천체는 주변 시공간을 휘게 만든다는 이론입니다. 독일의 카를 슈바르츠실트가 아인슈타인의 중력장 방정식을 별에 적용해서 방정식의 해를 구했습니다. 그 결과, 별이 일정한 반지름 이하로 압축되면 빛마저 탈출할 수 없는 강한 중력이 생기게 되고, 그 중심에는 모든 물리법칙이 통하지 않는 특이점이 나타난다는 것을 알았습니다. 이것을 '슈바르츠실트 반지름'이라고 부릅니다. 이는 어떤 물체가 블랙홀이 되려면 얼마만한 반지름까지 압축되어야 하는가를 나타내는 반지름 한계치입니다. 이에 대해 아인슈타인은 “슈바르츠실트 반지름은 수학적 해석일 뿐, 실재하지 않는다는 것을 내 연구는 보여준다”면서 인정하지 않았습니다. 그러나 그 뒤 핵물리학이 발전하여 충분한 질량을 지닌 천체가 자체 중력으로 붕괴한다면 블랙홀이 될 수 있다는 예측을 내놓았고, 이 예측은 결국 강력한 망원경으로 무장한 천문학자들에 의해 관측으로 입증되었습니다. 1963년 미국 팔로마산 천문대는 심우주에서 유독 밝게 빛나는 천체를 발견했는데, 그것이 검은 별의 에너지로 형성된 퀘이사임을 확인했습니다. 오로지 상상 속에서만 존재하던 검은 별이 2세기 만에 마침내 실마리를 드러낸 것입니다. 사실 이전에는 ‘블랙홀’이란 이름조차 없었습니다. 대신 ‘검은 별’, ‘얼어붙은 별’, ‘붕괴한 별’ 등 이상한 이름으로 불려왔죠. ‘블랙홀’이란 용어를 최초로 쓴 사람은 미국 물리학자 존 휠러로, 1967년에야 처음으로 일반에 소개되었으며, 블랙홀의 실체가 발견된 것은 1971년이었습니다. 그 존재가 예측된 지 거의 200년이 지나서야 이름을 얻고 실체가 발견된 셈입니다. 1971년 미 항공우주국(NASA)의 X-선 관측위성 우후루는 블랙홀 후보로 백조자리 X-1을 발견했습니다. 강력한 X-선을 방출하는 이것이 과연 블랙홀인가를 놓고 이론이 분분했는데, 급기야는 과학자들 사이에 내기가 붙었습니다. 1974년 스티븐 호킹과 킵 손 사이에 벌어진 내기에서 호킹은 백조자리 X-1이 블랙홀이 아니라는 데에 걸었고, 킵 손 교수는 그 반대에 걸었습니다. 지는 쪽이 성인잡지 ‘펜트하우스’ 1년 정기 구독권을 주기로 했죠. 1990년 관측자료에서 특이점의 존재가 입증되자 호킹은 내기에 졌음을 인정하고 잡지 구독권을 킵 손에게 보냈는데, 그 일로 킵 손 부인에게 엄청 원성을 샀다고 합니다. 2005년에는 우리은하 중심에서도 블랙홀이 발견되었는데, 최신 관측자료에 의하면 전파원 궁수자리 A*가 태양 질량의 430만 배인 초대질량 블랙홀임이 밝혀졌습니다. 영화 ‘인터스텔라’ 제작에 자문역으로 참여하기도 했던 킵 손은 나중에 블랙홀 존재를 결정적으로 입증한 LIGO(레이저 간섭계 중력파 관측소)의 블랙홀 중력파 검출로 노벨 물리학상을 받았습니다. 블랙홀 연구에 큰 업적을 남긴 호킹은 노벨상을 받지 못해 안타깝게도 킵 손에게 두 번이나 패배한 형국이 되었습니다.블랙홀 존재, 어떻게 알 수 있나? 블랙홀은 엄청난 질량을 갖고 있지만 덩치는 아주 작습니다. 그만큼 물질밀도가 극도로 높다는 뜻이죠. 예컨대 태양이 블랙홀이 되려면 얼마나 밀도가 높아야 할까요? 슈바르츠실트 반지름의 해 공식으로 구해보면, 70만㎞인 반지름이 3㎞까지 축소되어야 하며, 밀도는 자그마치 1cm^3에 200억 톤의 질량이 됩니다. 각설탕 하나 크기가 그만한 무게가 나간다는 얘기죠. 지구가 블랙홀이 되려면 반지름이 우리 손톱 정도인 0.9cm로 작아져야 합니다. 이처럼 초고밀도의 블랙홀은 중력이 극강이어서 어떤 것도 블랙홀을 탈출할 수가 없습니다. 지구 탈출속도는 초속 11.2㎞이며, 빛의 초속은 30만㎞입니다. 블랙홀의 중력이 너무나 강해 탈출속도가 30만㎞를 넘기 때문에 빛도 여기서 탈출할 수가 없는 거죠. 따라서 우리는 블랙홀을 볼 수가 없습니다. 그런데 과학자들은 블랙홀의 존재를 확인할 수가 있습니다. 어떻게? 블랙홀이 주변의 가스와 먼지를 강력히 빨아들일 때 방출하는 X-선 복사로 그 존재를 탐색할 수 있습니다. 우리은하 중심부에 있는 초대질량 블랙홀은 두터운 먼지와 가스로 뒤덮여 있어 X-선 방출을 가로막고 있습니다. 물질이 블랙홀로 빨려들어갈 때 블랙홀의 사건 지평선 입구에서 안으로 들어가지 않고 스쳐지나는 경우도 있습니다. 블랙홀이 직접 보이지는 않지만, 물질이 함입될 때 발생하는 강력한 제트 분출은 아주 먼 거리에서도 볼 있습니다. 1958년에 미국 물리학자 데이비드 핀켈스타인이 블랙홀의 ‘사건 지평선’ 개념을 처음으로 선보였습니다. 사건 지평선이란 외부에서는 물질이나 빛이 자유롭게 안쪽으로 들어갈 수 있지만, 내부에서는 블랙홀의 중력에 대한 탈출속도가 빛의 속도보다 커서 원래의 곳으로 되돌아갈 수 없는 경계를 말합니다. 말하자면 블랙홀의 일방통행 구간의 시작점이죠. 어떤 물체가 사건의 지평선을 넘어갈 경우, 그 물체에게는 파멸적 영향이 가해지겠지만, 바깥 관찰자에게는 속도가 점점 느려져 그 경계에 영원히 닿지 않는 것처럼 보입니다. 블랙홀은 특이점과 안팎의 사건 지평선으로 구성됩니다. 특이점이란 블랙홀 중심에 중력의 고유 세기가 무한대로 발산하는 시공간의 영역으로, 여기서는 물리법칙이 성립되지 않습니다. 즉, 사건의 인과적 관계가 보장되지 않는다는 뜻이죠. 이 특이점을 둘러싸고 있는 것이 안팎의 사건 지평선으로, 바깥 사건 지평선은 물질이 탈출이 가능한 경계이지만, 안쪽의 사건 지평선은 어떤 물질이라도 탈출이 불가능한 경계입니다. 블랙홀, 화이트홀, 웜홀 1964년, 이론 물리학자 존 휠러가 최초로 ‘블랙홀’이라는 단어를 대중에게 선보인 데 이어 1965년에는 러시아의 이론 천체물리학자 이고르 노비코프가 블랙홀의 반대 개념인 ‘화이트홀’이라는 용어를 만들었습니다. 만약 블랙홀이 모든 것을 집어삼킨다면 언젠가 우주공간으로 토해낼 수 있는 구멍도 필요하지 않겠는가 하는 것이 이 화이트홀 가설의 근거입니다. 말하자면, 블랙홀은 입구가 되고 화이트홀은 출구가 되는 셈이죠. 이렇게 블랙홀과 화이트홀을 연결하는 우주 시공간의 구멍을 웜홀(벌레구멍)이라 합니다. 말하자면 두 시공간을 잇는 좁은 통로로, 우주의 지름길이라 할 수 있습니다. 웜홀을 지나 성간여행이나 은하 간 여행을 할 때, 훨씬 짧은 시간 안에 우주의 한쪽에서 다른 쪽으로 도달할 수 있다는 거죠. 웜홀은 벌레가 사과 표면의 한쪽에서 다른 쪽으로 이동할 때 이미 파먹은 구멍으로 가면 더 빨리 간다는 점에 착안하여 이름지어진 거죠. 하지만 화이트홀의 존재가 증명된 바 없으며, 블랙홀의 기조력 때문에 진입하는 모든 물체가 파괴되어서 웜홀을 통한 여행은 수학적으로만 가능할 뿐입니다. 그래서 스티븐 호킹도 웜홀 여행이라면 사양하고 싶다고 말한 적이 있습니다. 어쨌든 블랙홀의 현관 안으로 들어갔던 물질이 다른 우주의 시공간으로 다시 나타난다는 아이디어는 그다지 놀랄 만한 것은 아니지만, 여기에서 무수한 공상과학 스토리가 탄생했습니다. ‘닥터 후(Doctor Who)’, ‘스타게이트(Stargate)’, ‘프린지(Fringe)’ 등 끝이 없을 정도죠. 이런 얘기들은 하나같이 등장인물들이 우리 우주와 다른 우주 또는 평행우주를 여행한다는 줄거리로 되어 있습니다. 그러한 우주는 수학적으로 성립되는 가공일 뿐으로, 그 존재에 대한 증거는 아직까지 하나도 밝혀진 것이 없습니다. ​그러나 어떤 의미에서 시간여행이 현실적으로 불가능하다는 얘기는 아닙니다. 만약 우리가 엄청난 속도로 여행하거나, 또는 블랙홀 안으로 떨어진다면 외부 관측자의 눈에는 시간의 흐름이 아주 느리게 보일 것입니다. 이것을 중력적 시간지연이라 합니다. 이 효과에 의해 블랙홀로 낙하하는 물체는 사건의 지평선에 가까워질수록 점점 느려지는 것처럼 보이고, 사건의 지평선에 닿기까지 걸리는 시간은 무한대가 됩니다. 즉 사건의 지평선에 닿는 것이 외부에서는 관찰될 수 없습니다. 외부의 고정된 관찰자가 보면 이 물체의 모든 과정은 느려지는 것처럼 보이기 때문에, 물체에서 방출되는 빛도 점점 파장이 길어지고 어두워져서 결국 보이지 않게 됩니다. 아인슈타인의 특수 상대성 이론에 따르면, 빠르게 운동하는 시계의 시간은 느리게 갑니다. 2014년 영화 ‘인터스텔라’는 블랙홀 근처에서 일어나는 이러한 현상을 보여주었죠. 우주 비행사 쿠퍼(매튜 맥커너히)가 시간여행을 할 수 있었던 것은 그 때문입니다. 블랙홀의 사건 지평선 안에는 실제로 어떤 것이 있을까란 문제는 여전히 뜨거운 논쟁거리가 되고 있습니다. 블랙홀 내부를 이해하기 위해 끈이론, 양자 중력이론, 고리 양자중력, 거품 양자 등등 현대 물리학의 거의 모든 이론들이 참여하고 있습니다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com