11일 아침 신문을 펼친 이들은 인류 최초로 담아낸 블랙홀 사진을 보고 많이 놀랐을 것이다. 지구에서 5000만 광년 떨어진 처녀자리 은하단 중심부에 존재하는 이 블랙홀을 어떻게 우리는 사진으로 볼 수 있게 된 것일까? 올해 29세의 케이티 보우먼이 주도한 알고리즘이 없었더라면 불가능한 일이었을지 모른다고 영국 BBC가 이날 전했다. 영화 ‘인터스텔라’에 강렬하게 묘사됐던 블랙홀이 실제로 사진으로 촬영됐다는 사실이 커다란 놀라움을 안겼고, 그녀의 이름도 트위터에서 선풍적인 관심을 끌었다. 본인도 무척 흥분했던 것 같다. 페이스북에 랩톱 컴퓨터 화면에 떠오른 블랙홀 사진을 바라보며 흔감해 하면서 수줍게 웃는 사진을 올린 것이다. 사진설명으로 “내가 만든 블랙홀 첫 번째 이미지가 재구축되는 과정을 바라보는 일이 믿기지 않았다”고 적었다.그녀가 알고리즘 개발을 시작한 것은 3년 전 매사추세츠 공대(MIT) 대학원생일 때부터였다. MIT 컴퓨터공학과 인공지능 실험실, 하버드대학 스미소니언 천체물리학 센터와 MIT 해이스택 실험실의 협력을 주도한 것이 그녀였다. 미국 하와이와 애리조나, 멕시코 푸에블라, 스페인 안달루시아, 칠레 아타카마, 남극 등 전 세계 여덟 곳에 흩어져 있는 전파망원경들이 촬영한 사진들과 200여명의 과학자들 컴퓨터를 한데 연결하게 만든 것이 바로 보우먼이 주도한 알고리즘이었다. 이번에 본 블랙홀 사진은 사실 그림자 사진이다. 주변 물질과 상호작용할 때 나온 그림자를 모은 것이다. 휘어지고 왜곡된 빛들로 블랙홀 윤곽이 드러나게 만든 것이다. 보우먼은 이런 난관을 뚫고 블랙홀을 촬영하기 위해선 지구 크기만한 망원경이 필요하다는 사실을 정교한 계산 끝에 알아냈다. 그 결과로 탄생한 것이 육대륙 여덟 망원경을 지구 크기 가상 망원경으로 연결하는 이벤트 호라이즌 텔레스코프(EHT) 프로젝트였다. EHT 프로젝트는 블랙홀을 담고 있는 M87 관련 데이터 수백만 기가바이트 분량을 수집했다. 이 때 사용된 것이 간섭측정법이었다. 하지만 이렇게 수집한 데이터를 이미지로 만들기 위해선 정제 과정을 거쳐야만 했다. 데이터 중간에 틈이 많을 뿐 아니라 노이즈도 적지 않았기 때문이다. 이 과정에서 주도적으로 해결 방법을 제시한 것이 보우먼이었다.또 여러 알고리즘들이 생성해낸 사진들을 연결해 그 경계를 흐릿하게 처리해 모든 알고리즘이 얻어낸 성과들을 균등하게 복구하는 작업을 해낸 것도 보우먼의 아이디어였다. 뉴욕주 하원의원(민주당) 알렉산드리아 오카시오코르테스는 보우먼이 “역사에서 맞춤한 자리를” 점해야 한다고 트위터에 적은 뒤 “과학과 인류에게 당신이 바친 무한한 헌신을 축하하고 감사드린다. 여기 #여성 STEM(과학과 기술, 공학과 수학)이 있다!”고 기뻐했다. MIT와 스미소니언 소셜미디어 계정도 “3년 전부터 MIT 대학원생 케이티 보우먼이 인류 최초의 블랙홀 사진을 얻기 위해 새로운 알고리즘을 만드는 것을 주도하기 시작했다. 그리고 오늘 그 사진이 배포됐다”고 했다. 하지만 현재 캘리포니아 공과대학 컴퓨터와 수학과학과 조교수인 보우먼 박사는 자신뿐만 아니라 팀원들이 함께 이룬 업적이라고 몸을 낮췄다. 그녀는 미국 CNN 인터뷰를 통해 “우리 모두 혼자의 힘으로는 못 해냈을 것”이라며 “많은 다른 배경을 지닌 많은 다른 사람들이 하나가 돼 이뤄낸 성과“라고 말했다. 임병선 기자 bsnim@seoul.co.kr

블랙홀이 어둠 속에서 마침내 모습을 드러냈다. 그 존재가 예견된 지 1세기가 넘도록 모습을 드러내지 않고 있던 우주의 괴물 블랙홀이 역사상 최초로 인류의 시야에 잡혔다. 극한의 중력으로 빛마저 탈출할 수 없는 시공의 구멍은 이로써 그 기괴한 정체를 서서히 드러낼 것으로 보인다. “우리는 볼 수 없다고 생각하던 것을 보았다”고 미국 하버드 스미스소니언 천체물리학 센터의 셰퍼드 도엘레만 박사가 10일(현지시간) 워싱턴 DC의 내셔널프레스클럽에서 열린 기자회견에서 말했다. 도엘레만 박사는 역사적인 블랙홀 촬영에 성공한 사건지평선망원경(EHT·Event Horizon Telescope) 프로젝트를 총괄하고 있다. 이날 공개된 4개의 이미지는 M87 타원은하 중심에 숨어 있는 블랙홀의 윤곽을 잡아낸 것이다. 이어 “그 이미지는 자체만으로도 충분히 충격적이지만, 더 중요한 것은 후속 연구에서 더욱더 놀라운 결과들이 도출될 것이란 점”이라고 덧붙였다. 이번에 최초로 이미지를 잡아낸 블랙홀은 지구에서 5500만 광년 거리에 있는 처녀자리 은하단에 속한 M87이란 타원은하의 초대질량 블랙홀로, 태양 질량의 65억 배, 지름은 160억㎞에 달한다. EHT 프로젝트는 약 20년 동안 200여 명의 넘는 다국적 과학자들이 참여한 컨소시엄으로, 지난 수년간 미국 국립과학재단 및 전 세계의 많은 기관들로부터 기금을 지원받아왔다. 이 프로젝트의 이름, 사건지평선이란 블랙홀의 유명한 경계선을 일컫는 것이다. 이 선 안으로 떨어지면 블랙홀의 극한 중력에 붙잡혀 빛마저 빠져나올 수 없다는 반환 불가의 경계선이다. 이것에 사건 지평선이란 멋진 이름을 붙인 사람은 미국 물리학자 존 휠러로 알려져 있다. 사실 초기에는 ‘블랙홀’이란 이름조차 없었으며, 대신 ‘검은 별’, ‘얼어붙은 별’, ‘붕괴한 별’ 등 이상한 이름으로 불려왔다. '블랙홀'이란 용어를 최초로 쓴 사람 역시 존 휠러로, 1967년에야 처음으로 일반에 소개되었으며, 블랙홀의 실체가 발견된 것은 1971년이었다. ​ ​어쨌든 빛마저도 탈출할 수 없는 블랙홀은 우리가 눈으로 볼 수도 없고 내부를 촬영하는 것도 불가능하다. 그래서 EHT는 블랙홀의 어두운 실루엣을 추적하여 사건 수평선을 이미지화한다. 연구진은 EHT로 블랙홀의 그림자를 먼저 관찰하고, 슈퍼컴퓨터를 이용해 원본 데이터를 최종 영상으로 변환했다. 이후 독일 막스플랑크 전파천문학연구소 등에 위치한 슈퍼컴퓨터를 이용해 EHT의 원본 데이터를 역추적했다. 그 결과 연구진은 M87 블랙홀의 그림자가 약 400억㎞이며, 블랙홀의 크기(지름)는 그림자에 비해 약 40% 정도인 것으로 측정했다. 애리조나 대학의 천문학 부교수로 이 프로젝트에 참여하고 있는 댄 마로네는 스페이스닷컴과의 인터뷰에서 "우리는 잃어버린 광자(빛)를 찾아냈다"고 말했다. 이 프로젝트는 그 동안 두 개의 블랙홀, 즉 태양 질량의 약 65억 배인 M87 거대 블랙홀과 궁수자리 A*로 알려진 우리은하의 중심 블랙홀을 면밀히 조사했다. 우리은하 블랙홀 역시 ​​거대 질량이지만 M87의 블랙홀과 비교하면 간난아기에 불과한 430 만 배 태양 질량에 지나지 않는다. 이 두 대상은 모두 지구로부터의 엄청난 거리에 있다. 궁수자리 A*는 우리로부터 약 26,000광년 떨어져 있으며, M87은 5350만 광년 떨어져 있다. 궁수자리 A*의 사건지평선은 "너무나 작아 우리가 보기에는 달 표면에 놓인 오렌지를 보는 거나 뉴욕시에서 로스앤젤레스 가판대의 신문을 읽는 거나 비슷하다" 도엘레만은 비유한다. 따라서 지구상에 있는 어떤 망원경으로도 관측이 불가능하다는 얘기다. 여기서 지구 크기의 망원경 제작이라는 아이디어가 나타났다. EHT 연구진은 미국 애리조나, 스페인, 멕시코, 남극 대륙 등 세계 곳곳의 8개 전파망원경을 연결, 지구 규모의 가상 망원경을 구성해 2017년 4월 총 9일간 M87을 관측, 이런 성과를 냈다. 그렇다면 이 같은 최초의 블랙홀 이미지가 지닌 의미는 무엇일가? EHT 팀원들과 외부 과학자들은 이번 결과는 아인슈타인의 일반상대성이론을 궁극적으로 증명하는 것으로, 과학사에 한 획을 그은 사건이라는 데 의견 일치를 보고 있다. 마로네 박사는 1968년 12월 아폴로 8호 우주 비행사 빌 앤더스가 찍은 유명한 사진 '지구 해돋이'가 인류에게 우주 속에 떠 있는 연약한 지구의 모습을 보여줌으로써 환경운동에 박차를 가한 사례를 인용하면서, 블랙홀 이미지는 우주에서 우리 자신과 우리의 위치에 대해 생각하는 방식을 바꿀 수 있다고 강조한다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

‘암치료제 개발에 활용될 수 있는 손상된 DNA 복구 메커니즘 연구, 수질 오염원을 한 번에 정화하는 필터, 청각·발화 장애인 의사소통을 돕는 피부 부착형 센서….’ 삼성전자가 10일 ‘삼성미래기술육성사업’으로 상반기에 지원할 44개 연구과제를 선정해 발표했다. 연구비 617억원을 지원한다. 삼성전자 미래기술육성센터장인 음두찬 상무는 “모험적 연구 위주로 기초과학 16개, 소재기술 11개, 정보통신기술(ICT) 17개 과제를 선정했다”면서 “선정 과제에는 인공지능(AI), 5G(세대) 이동통신, 로봇 등 미래기술 연구뿐 아니라 난치병 치료를 돕는 연구나 사회적 약자와 공익을 위한 과제가 많이 포함됐다”고 설명했다. 2013년 8월 삼성미래기술육성재단과 삼성전자 미래기술육성센터를 설립해 추진해 온 삼성미래기술육성사업은 누적 517개 연구과제에 총 6667억원을 지원했다. 삼성미래기술육성재단 이사장으로는 서울대 화학부 김성근 교수가 내정됐다. 올 상반기 기초과학 분야에서는 글로벌 수준에서도 우수하다는 평가를 받는 과제 16개가 선정됐다. 유니스트 이자일 교수팀이 방사선이나 바이러스 등 다양한 외부 환경의 영향으로 손상된 DNA를 복구하는 메커니즘을 밝혀 암치료제 개발에 활용할 수 있는 기초기술을 연구하고, 연세대 이수형 교수팀은 대전 라온 중이온가속기 등을 활용해 현대 입자물리학의 난제 중 하나로 꼽히는 소립자의 한 종류인 강입자의 질량 측정 관련 연구를 진행한다. 소재기술 분야에서는 환경 이슈 관련 과제 등이 포함됐다. 성균관대 정현석 교수팀은 다양한 수질 오염원을 한 번에 정화할 수 있는 멀티 오염물 제거 다기능 필터를 개발해 소형화가 가능한 수처리 시스템을 연구한다. 한양대 곽노균 교수는 해수 담수화 과정에서 에너지 소비가 많은 소금 재결정화 대신 고가 합금을 합성하는 새로운 개념의 농축수가 생기지 않는 담수화 기술을 개발한다. ICT 분야엔 미래 핵심 기술을 활용해 장애와 불편을 극복하는 연구 과제가 몰렸다. 연세대 유기준 교수팀은 입 주변과 성대의 미세한 근육 움직임을 측정할 수 있는 피부 부착형 센서와 딥러닝 기반 단어 변환 알고리즘을 개발해 청각·발화 장애인들의 의사소통에 응용할 수 있는 연구를 진행한다. 서울대 김윤영 교수팀은 AI를 이용해 시행착오 없이 정밀한 로봇을 자동 설계하는 고민첩·고적응 로봇 메커니즘의 창의적 위상설계 기술을 연구한다. 한국과학기술연구원(KIST) 김광명 박사팀은 외과적 수술이나 약물 치료 등이 어려운 뇌종양을 항암제와 약물 조절 장치, 센서가 탑재된 LED를 삽입해 치료하는 시스템을 연구한다. 홍희경 기자 saloo@seoul.co.kr

아인슈타인의 일반상대성이론이 발표된 지 104년, 블랙홀의 존재가 예측된 지 103년 만에 드디어 베일 뒤에 숨겨져 있던 블랙홀의 모습이 처음 공개됐다. 이번에 포착된 블랙홀은 지구에서 5500만 광년 떨어져 있는 처녀자리 은하단(團) 중심부에 존재하는 거대은하 M87 중심부에 있는 것으로 무게는 태양 질량의 65억배에 달하는 것으로 알려졌다. ‘이벤트 호라이즌 망원경’(EHT) 프로젝트 연구진은 전 세계 8개의 전파망원경을 하나로 묶은 가상의 전파망원경을 형성해 초대질량 블랙홀 관측에 성공했다고 10일 밝혔다. 2016년 중력파 검출 발표에 이어 3년이 지난 시점에 블랙홀이 실제로 확인됨에 따라 아인슈타인의 일반상대성이론으로 예측됐던 현상들을 모두 발견하게 된 셈이다. 이 때문에 과학자들은 “일반상대성이론의 궁극적 증명에 이르렀다”는 평가를 내리고 있다. 이날 블랙홀 포착 소식은 세계표준시(UT) 기준 10일 오후 1시(한국시간 10일 오후 10시)에 벨기에 브뤼셀에서 유럽연구이사회, 유럽남방천문대(ESO), 독일 막스플랑크 전파천문연구소 연구진이 나서고 덴마크 린그비, 칠레 산티아고, 중국 상하이, 일본 도쿄, 대만 타이베이, 미국 워싱턴DC의 각국 연구진들을 위성으로 연결해 동시 기자회견을 열고 연구 결과를 공개했다.인류 최초로 블랙홀 모습을 포착한 이번 연구에는 전 세계 200여명의 천문학자가 참여했으며 이 중에는 국내에서 활동하는 연구자 8명과 외국에서 활동하고 있는 한국인 과학자 2명이 포함됐다. 이번 연구 결과는 천체물리학 분야 국제학술지 ‘천체물리학 저널 레터스’ 4월 10일자 특별판에 6편의 논문으로 게재됐다. 영화 ‘인터스텔라’에서 묘사된 블랙홀을 비롯해 수많은 SF나 TV 과학다큐멘터리 등에서 지금까지 보여 준 블랙홀은 모두 수학적·물리학적으로 계산하고 추정해 그린 ‘상상도’라고 할 수 있다. 이번에 ‘진짜’ 블랙홀 모습을 포착해 낸 EHT는 미국 하와이에 있는 SMA, JCMT, 애리조나 SMT, 멕시코 푸에블라 LMT, 스페인 안달루시아 IRAM, 칠레 아타카마 ALMA, APEX, 남극 SPT 등 전 세계 8개의 전파망원경을 연결한 가상의 전파망원경이다. ‘초장거리 간섭계’라고도 불리는 EHT는 전파망원경 8개를 연결해 1.3㎜파 파장대에서 거대한 지구 규모의 가상의 망원경을 만든 것으로 프랑스 파리 카페에서 미국 뉴욕에 있는 신문의 글자를 읽을 수 있을 정도의 해상도를 갖고 있다. EHT는 블랙홀의 외부 경계면인 ‘이벤트 호라이즌’(사건의 지평선)을 관측해 왔으며 관측 데이터들은 미국 매사추세츠공과대(MIT)와 독일 막스플랑크 전파천문연구소에서 분석됐다. EHT가 5일간 관측해 얻는 데이터는 대략 4페타바이트(PB) 분량으로 MP3 음악이라고 가정할 경우 재생하는 데만 8000년이 걸릴 정도로 방대하다. 이번에 블랙홀 포착에 활용된 데이터는 2017년 4월 5~14일 열흘간 수집된 것이다. 이처럼 엄청난 블랙홀 빅데이터를 분석해 이번에 그 결과를 발표한 것이다. 당초 2017년에 첫 사진을 발표할 예정이었지만 남극에 있는 SPT의 데이터 전달 문제 때문에 지연되면서 2년이 늦춰지게 된 것으로 알려졌다. 사실 빛조차 빠져나갈 수 없어 ‘검은 구멍’이라는 이름을 가진 블랙홀 영상을 찍기란 쉽지 않은 일이다. 블랙홀의 강한 중력은 블랙홀 외곽부인 이벤트 호라이즌 바깥을 지나는 빛도 휘어지게 만든다. 이 때문에 블랙홀 뒤편에 있는 밝은 천체나 블랙홀로 빨려 들어가는 천체와 물질들이 내뿜는 빛이 왜곡되면서 블랙홀 주위를 휘감게 된다. 이렇게 휘어지고 왜곡된 빛들은 우리가 볼 수 없는 블랙홀을 비춰 블랙홀 윤곽이 드러나게 만든다. 이번 EHT가 찍은 것도 엄격하게 따지면 블랙홀의 모습이라기보다는 블랙홀의 윤곽, 일명 ‘블랙홀의 그림자’이다. 연구팀은 방대한 관측자료를 보정하고 영상화 작업을 거쳐 고리 형태의 구조와 중심부의 어두운 지역인 블랙홀의 그림자를 발견했다. EHT 프로젝트 총괄단장인 미국 하버드스미스소니언 천체물리센터 셰퍼드 도에레만 박사는 “시공간의 휘어짐, 초고온 가열 물질, 강한 자기장 등 물리적 요소를 포함시킨 컴퓨터 시뮬레이션과 관측 자료들이 놀랄 만큼 일치되는 것에 깜짝 놀랐다”며 “불과 한 세기 전까지만 해도 불가능하리라 여겼던 일을 이번에 수많은 과학자들의 협력을 통해 이뤄 냈다”고 말했다. 2016년 중력파 검출 발표 이후 이번 블랙홀 발견 소식은 과학자들은 물론 전 세계인들을 흥분에 휩싸이게 만든 과학사의 역사적 순간으로 기록됐다. 사실 ‘블랙홀’은 사회, 정치, 문화 등 과학 이외의 다양한 분야에서 많은 사람들이 흔히 사용하지만 블랙홀이 정확하게 어떤 형태이며 어떤 물리학적 의미를 갖는지에 대해서는 잘 알지 못한다. 블랙홀을 간단히 표현하면 표면 중력이 엄청나게 강한 천체이다. 블랙홀의 표면 중력은 너무 커 이를 벗어나기 위한 최소한의 속도인 ‘탈출 속도’ 크기가 광속보다 크다. 탈출 속도가 광속보다 크다는 이야기는 빛도 그 천체 밖으로 빠져나오기 어렵다는 말이다. 그래서 그 천체를 바라보면 어둡게 보이는 것이다. 중력법칙에 근거해 빛이 탈출할 수 없는 별에 대한 언급은 18세기 프랑스 수학자 피에르 시몽 라플라스가 처음 했다. 오늘날 이야기되고 있는 블랙홀은 1915년 아인슈타인이 일반상대성이론을 발표하고 이듬해 독일 천문학자 카를 슈바르츠실트가 상대성이론을 바탕으로 처음으로 예견했다. 슈바르츠실트의 예측에 따르면 블랙홀은 밀도와 중력이 무한대여서 모든 물질이 빨려 들어가는 ‘특이점’과 블랙홀 경계면이라고 할 수 있는 이벤트 호라이즌으로 구성돼 있다. 이후 “블랙홀은 생각만큼 까맣지 않다”는 말을 남기며 평생을 블랙홀 연구에 바친 영국의 물리학자 스티븐 호킹은 로저 펜로즈와 함께 ‘특이점 정리’에 대한 증명을 통해 우주 곳곳에 블랙홀이 존재할 가능성이 있다는 것을 보여 줬다. EHT 과학이사회 위원장 하이노 팔케 네덜란드 라드바우드대 교수는 “이벤트 호라이즌에서 빛이 블랙홀의 강력한 중력으로 휘어져 만들어진 그림자는 블랙홀이라는 매혹적인 천체에 대해 많은 것을 알려주고 있다”며 “이번 블랙홀 발견이 우주의 생성과 진화에 대해 더 많은 지식을 얻을 수 있는 계기가 될 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

아인슈타인의 일반상대성이론이 발표된지 104년, 블랙홀의 존재가 예측된지 103년만에 드디어 어둠 속에 숨겨져 있던 블랙홀의 모습이 처음 공개됐다. 이번에 포착된 블랙홀은 지구에서 5500만 광년 떨어져 있는 처녀자리 은하단 중심부에 존재하는 거대은하 M87 중심부에 있는 것이다. 무게는 태양질량의 65억배에 달하는 것으로 알려졌다. ‘이벤트 호라이즌 망원경’(EHT) 프로젝트 연구진은 전 세계 8개의 전파망원경을 하나로 묶은 가상의 전파망원경을 형성해 초대질량 블랙홀 관측에 성공했다고 10일 밝혔다. 아인슈타인의 일반상대성이론으로 예측된 중력파를 2016년 검출하고 3년이 지난 지금 다시 상대성이론을 바탕으로 그 존재가 예견됐던 블랙홀을 실제로 확인하게 된 것이다. 이날 블랙홀 포착 소식은 세계표준시 기준 오후 1시에 벨기에, 덴마크, 칠레, 중국, 일본, 대만, 미국 7원 생중계로 전 세계에 알려졌다. 인류 최초로 블랙홀 모습을 포착한 이번 연구에는 전 세계 200여명의 천문학자가 참여했으며 국내 연구자도 8명이 포함돼 있는 것으로 알려졌다. 이번 연구결과는 천체물리학 분야 국제학술지 ‘천체물리학 저널 레터스’ 10일자 특별판에 6편의 논문으로 실렸다. 블랙홀은 빛조차 빠져나갈 수 없는 강한 중력을 갖고 있어서 블랙홀 외곽부인 이벤트 호라이즌(사건지평선)을 지나는 빛도 휘어지게 만든다. 이 때문에 블랙홀 뒤편에 있는 밝은 천체나 블랙홀 주변의 빛이 왜곡되면서 블랙홀 주위를 휘감아 윤곽인 ‘블랙홀의 그림자’를 드러내게 한다. 연구팀은 관측자료의 보정과 영상화 작업을 통해 블랙홀의 그림자를 발견한 것이다. EHT 프로젝트 총괄단장인 미국 하버드-스미소니언 천체물리센터 쉐퍼드 도에레만 박사는 “시공간의 휘어짐, 초고온 가열 물질, 강한 자기장 등 물리적 요소를 포함시킨 컴퓨터 시뮬레이션과 관측자료들이 놀랄만큼 일치되는 것에 깜짝 놀랐다”며 “불과 한 세기 전까지만해도 불가능하리라 여겼던 일을 이번에 수많은 과학자들의 협력을 통해 이뤄냈다”고 말했다. 한편 이번 관측에 사용된 EHT는 전파망원경 8개를 연결해 1.3㎜파 파장대에서 거대한 지구 규모의 가상의 망원경을 만든 것으로 프랑스 파리 카페에서 미국 뉴욕에 있는 신문의 글자를 읽을 수 있을 정도의 해상도를 갖고 있다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

만져지지 않고 보이지도 않지만 우주를 가득 채우고 있는 미지의 물질을 탐구하기 위해 지하 1100m에 연구시설이 만들어진다. 기초과학연구원(IBS) 지하실험연구단은 오는 12일 강원도 정선군 예미산에 있는 한덕철광 광산에서 우주의 형성과 진화를 탐구하기 위한 ‘우주입자연구시설’(ARF) 착공식을 갖는다고 8일 밝혔다. 지하 1100m 지점에 만들어지는 정선 ARF는 양양 지하실험실보다 400m 더 깊이 들어가 있고 면적은 10배나 큰 2000㎡ 규모이다. 양양 지하실험실은 한국수력원자력 양수발전소 내 지하 700m에 설치된 실험실이다. 현재 전 세계적으로 15개국에서 18개 지하연구시설을 운용하고 있다. 그중 가장 규모가 큰 것은 지하 1290m에 위치한 이탈리아 그랑사소연구소(LNGS)이고, 가장 깊은 곳에 있는 연구시설은 중국 쓰촨성에 있는 CJPL로 지하 2400m 깊이에 위치해 있다. 이들 지하시설은 우주 대부분을 차지하고 있는 암흑물질 검출과 암흑물질의 유력 후보인 중성미자의 질량 측정을 위해 만들어진 것이다. 암흑물질 검출과 중성미자 질량 측정은 우주 생성과 구성을 이해하기 위한 핵심요소로 현대물리학의 최대 과제이자 노벨물리학상 0순위로 꼽히고 있다. 암흑물질과 중성미자가 내는 신호는 매우 약하기 때문에 지상에서는 우주선(線) 입자 같은 배경 잡음 때문에 관측이 쉽지 않다. 이 때문에 연구자들은 경쟁적으로 지하 깊은 곳에 검출 장치를 설치하는 것이다. IBS 지하실험연구단은 ARF 구축을 위해 2013년부터 구간별로 시추 분석과 미소진동 점검 등 최신 공법으로 사전 조사를 마쳤으며 이번에 본격 착공에 들어가게 됐다. 2020년 말 모든 시설이 구축되면 2021년부터 본격적으로 실험을 시작할 계획이다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

“대학 화학과 전공 수업인데 학생들이 ‘해리’(解離)도 모릅니다. 고교 단계부터 다시 가르쳐야 할 판입니다.” 서울 한 대학에서 신입생 대상 ‘일반 화학’ 수업을 하는 A교수는 최근 고민에 빠졌다. 학생들이 기초적인 개념조차 구분하지 못해서다. A교수는 “학생들이 분자가 더 작은 분자로 나뉘는 ‘해리’와 용매가 분자 사이에 끼어드는 ‘용해’를 구분하지 못한다”면서 “수업 때마다 같은 내용을 반복 설명해야 한다”고 토로했다. 최근 국가수준 학업성취도 평가에서 중·고교의 기초학력 미달 학생이 늘어난 것으로 나타난 가운데 대학 역시 ‘학력 미달’ 신입생 문제로 고민이 깊다. 고교생 때 관련 기초 학습을 하지 않아 대학의 필수 전공수업을 따라가지 못하는 신입생이 적지 않다는 것이다. 대학 관계자들은 문제의 원인을 입학 전형의 다양화로 꼽는다. 수능 성적만으로 천편일률적으로 뽑던 과거와 달리 대학들은 최근 10년 새 학생의 잠재력을 평가하기 위해 다양한 입시 전형을 도입했다. 문제풀이 능력 외 다양한 장점을 보고 선발하다 보니 신입생 사이의 학력 차이가 많이 벌어졌다는 것이다. 서울대의 한 교수는 “과학고나 영재고 출신은 고교 때부터 특정 분야를 대학 수업 이상으로 선행학습한 반면 일반고 출신은 공대생인데도 물리나 기하 등 기초 학습이 돼 있지 않아 수업 내용을 전혀 이해하지 못하는 경우가 있다”고 전했다. 각 대학은 신입생 간 학력 격차를 좁히기 위해 자구책을 마련하고 있다. 학력수준이 높은 학생이 다른 학생을 가르치는 튜터링 프로그램이 대표적이다. 서울대 교수학습개발센터는 매학기 기초 학력 부족 탓에 어려움을 겪는 학부생을 대상으로 ‘교과목 튜터링’ 프로그램을 운영한다. 대학원생이 학부생에게 통계학, 공학수학 등을 가르치는 것이다. 세종대에서는 입학 예정자와 재학생을 대상으로 ‘기초학력 증진 프로그램’을 진행한다. 세종대 관계자는 “방학에 미적분학 기초, 물리학 기초, 일반화학연습 등 3개 과목에 대해 보충 수업을 제공한다”고 말했다. 대입 전형의 다변화로 발생한 신입생 간 학력격차를 부정적으로만 볼 일은 아니라는 분석도 있다. 각 대학이 전형별 신입생의 성적 변화를 분석한 결과에 따르면 학생부교과·종합전형 등 수시로 입학한 학생들은 1학년 때 성적이 낮지만 졸업 성적은 오히려 정시 출신보다 높다는 통계도 있다. 서울대 자연과학대학장인 이준호 생명과학부 교수는 “고교에서 관련 과목을 배우지 않아 신입생 때는 성적이 낮았던 학생이 졸업할 때는 실력이 많이 쌓여 교육자로서 보람을 느낄 때가 많다”고 말했다. 김동일 서울대 교육학과 교수는 “학력을 보는 시각의 다양성이 중요하다”면서 “시험 성적이 낮은 학생이더라도 발표하고 토론하는 역량이 더 뛰어난 측면도 있다”고 말했다. 김정화 기자 clean@seoul.co.kr 기민도 기자 key5088@seoul.co.kr

“대학 화학과 전공 수업인데 학생들이 ‘해리’(解離)도 모릅니다. 고교 단계부터 다시 가르쳐야 할 판입니다.” 서울 한 대학에서 신입생 대상 ‘일반 화학’ 수업을 하는 A교수는 최근 고민에 빠졌다. 학생들이 기초적인 개념조차 구분하지 못해서다. A교수는 “학생들이 분자가 더 작은 분자로 나뉘는 ‘해리’와 용매가 분자 사이에 끼어드는 ‘용해’를 구분하지 못한다”면서 “수업 때마다 같은 내용을 반복 설명해야 한다”고 토로했다. 최근 국가수준 학업성취도 평가에서 중·고교의 기초학력 미달 학생이 늘어난 것으로 나타난 가운데 대학 역시 ‘학력 미달’ 신입생 문제로 고민이 깊다. 고교생 때 관련 기초 학습을 하지 않아 대학의 필수 전공수업을 따라가지 못하는 신입생이 적지 않다는 것이다. 대학 관계자들은 문제의 원인을 입학 전형의 다양화로 꼽는다. 수능 성적만으로 천편일률적으로 뽑던 과거와 달리 대학들은 최근 10년 새 학생의 잠재력을 평가하기 위해 다양한 입시 전형을 도입했다. 문제풀이 능력 외 다양한 장점을 보고 선발하다 보니 신입생 사이의 학력 차이가 많이 벌어졌다는 것이다. 서울대의 한 교수는 “과학고나 영재고 출신은 고교 때부터 특정 분야를 대학 수업 이상으로 선행학습한 반면 일반고 출신은 공대생인데도 물리나 기하 등 기초 학습이 돼 있지 않아 수업 내용을 전혀 이해하지 못하는 경우가 있다”고 전했다. 각 대학은 신입생 간 학력 격차를 좁히기 위해 자구책을 마련하고 있다. 학력수준이 높은 학생이 다른 학생을 가르치는 튜터링 프로그램이 대표적이다. 서울대 교수학습개발센터는 매학기 기초 학력 부족 탓에 어려움을 겪는 학부생을 대상으로 ‘교과목 튜터링’ 프로그램을 운영한다. 대학원생이 학부생에게 통계학, 공학수학 등을 가르치는 것이다. 세종대에서는 입학 예정자와 재학생을 대상으로 ‘기초학력 증진 프로그램’을 진행한다. 세종대 관계자는 “방학에 미적분학 기초, 물리학 기초, 일반화학연습 등 3개 과목에 대해 보충 수업을 제공한다”고 말했다. 대입 전형의 다변화로 발생한 신입생 간 학력격차를 부정적으로만 볼 일은 아니라는 분석도 있다. 각 대학이 전형별 신입생의 성적 변화를 분석한 결과에 따르면 학생부교과·종합전형 등 수시로 입학한 학생들은 1학년 때 성적이 낮지만 졸업 성적은 오히려 정시 출신보다 높다는 통계도 있다. 서울대 자연과학대학장인 이준호 생명과학부 교수는 “고교에서 관련 과목을 배우지 않아 신입생 때는 성적이 낮았던 학생이 졸업할 때는 실력이 많이 쌓여 교육자로서 보람을 느낄 때가 많다”고 말했다. 김동일 서울대 교육학과 교수는 “학력을 보는 시각의 다양성이 중요하다”면서 “시험 성적이 낮은 학생이더라도 발표하고 토론하는 역량이 더 뛰어난 측면도 있다”고 말했다. 김정화 기자 clean@seoul.co.kr 기민도 기자 key5088@seoul.co.kr

연일 계속되는 미세먼지 때문에 사람에게 가장 중요한 호흡조차 매우 불편한 상태가 되고 있다. 중국에서는 인정하고 있지 않으나 화석연료에 크게 의존하고 있는 중국 전력 에너지의 70%를 석탄이 담당하고 있다는 세계은행의 자료는 중국 미세먼지의 주범이 석탄임을 보여주고 있다. 우리나라에서도 석탄에 의한 발전 비율이 2017년 기준으로 50%를 넘었다. 무서울 정도로 엄청난 양의 오염물질과 미세먼지 그리고 이산화탄소가 이 글을 쓰기 위한 컴퓨터를 작동시키기 위해 배출되었다는 것에 두려움마저 느껴진다. 1952년 영국에서 ‘그레이트 스모그’라 불리는 사건이 있었다. 런던에서 닷새간 심각한 스모그가 발생해 1만명 이상이 사망한 사건이다. 현재 한국을 뒤덮는 초미세먼지가 중장기적으로 얼마나 큰 질병과 사망으로 이어질지는 세밀한 역학조사로 밝혀져야 하겠지만 감히 예측하건대 상상을 뛰어넘는 수준이 될 것이다. 그런데 눈에 보이고 직접 우리가 느끼는 미세먼지보다 더 심각한 문제가 있다. 아무리 깨끗하다고 하는 화석연료도 반드시 배출하게 되는 이산화탄소이다. 금성의 예에서도 알 수 있듯이 대기 중 이산화탄소 농도가 어느 수준을 넘어가면 태양 복사에너지는 지구에 갇혀 지구 온도를 높일 것이다. 파리협약에서 이야기한 섭씨 2도가 별것 아닌 것 같지만 평균 온도의 상승은 날짜별 온도 변화의 폭을 키우게 된다. 예를 들어 여름에 50도가 넘는 날과 겨울에 영하 40도를 밑도는 날이 며칠씩 지속된다면 전 세계 곳곳에서 사망자가 속출할 것이다. 추위와 더위는 에어컨과 난방시설로 견딜 수 있을지 모르지만 일단 온도 상승이 시작되면 태양빛을 반사하던 빙하들이 녹게 되고 온도 상승이 더욱 가속화될 것이다. 그리고 시베리아처럼 얼어 있던 땅에 가둬져 있던 메탄가스가 대기 중으로 방출되면서 온실효과는 더욱 커진다. 그렇게 되면 얼음 위에 살던 북극곰만 굶어 죽는 것이 아니라 급격한 기후변화에 적응 못한 농업이 영향을 받아 굶어 죽는 사람도 급증하게 될 것이다. 문제는 이런 변화가 가까운 장래에 갑자기 올 수도 있다는 것이다. 가속되고 있는 변화가 그래서 무서운 것이다. 많은 곳에서 이런 경종이 울리고 있음에도 불구하고 에너지 수요를 감당하기 위해 화석연료를 마구 연소하다 보니 심각한 미세먼지가 몰려오고 있는 것이다. 원자물리학 실험으로 노벨 물리학상을 받은 스티븐 추 박사는 미국 오바마 정부에서 에너지부 장관을 지내며 신재생 에너지 정책을 펼쳤다. 그런 그가 한국은 2060년까지도 신재생에너지를 이용해 에너지 수요의 50%를 생산하기도 어려울 것으로 예측한 바 있다. 그럼 어떻게 해야 할까. 에너지 사용량을 절반으로 줄이는 혁신적인 대안이 있을 수도 있지만 우리 생활에서 에너지 사용은 늘면 늘지, 줄지는 않을 것이다. 그렇다면 탄소 배출을 줄이면서 필요한 에너지를 어떻게 만들어 내야할지 답은 보인다. 어떻게 보면 삼척동자도 다 알 만한 사실인 데도 결말이 뻔해 보이고 나중에 크게 후회할 수밖에 없는 에너지 정책이 현재 진행 중이라 안타까운 심정이다. 화창한 봄날이어야 할 요즘 바깥은 미세먼지가 가득하다. 우리는 가슴 깊이 맑은 공기를 들이마시고 싶다. 이번 4월은 제발 숨 쉬기 어려운 잔인한 달이 아니었으면 한다.

빅뱅 이전에도 우주가 존재했을까? 빅뱅 이후 우주는 어떻게 진화했는가? 이 같은 문제를 알기 위해서 연구자들이 시계처럼 작동하는 입자의 영향을 조사할 것을 제안한 새 연구가 발표되었다고 30일(현지시간) 우주전문 사이트 스페이스닷컴이 보도했다. 현재 대세를 이루고 있는 우주론은 우주가 태초의 짧은 순간에 엄청난 속도로 팽창을 했다는 급팽창 이론(inflation theory·인플레이션 우주론)이다. 빅뱅 후 10−36~10−34초라는 매우 짧은 시간에 우주의 크기가 1043배 팽창되었다는 것이다. 이 기간에 공간 자체는 빛의 속도보다 빠르게 팽창했다. 인플레이션 이론은 우주의 구조와 진화에 대한 여러 신비를 푸는 데 도움이 될 수 있다. 예를 들어, 인플레이션은 우주가 모든 방향에서 대체로 같은 모습을 보이는 우주의 평탄성 이유를 잘 설명해준다. 그러나 인플레이션 이론을 비판하는 쪽에서는 우주에 대한 시작 조건이 있을 것으로는 보이지 않는다고 주장하며, 우주의 가장 오래된 빛인 마이크로파 배경복사에 대한 최신 데이터를 설명하기 위해 점점 더 부가적인 모델이 필요하다고 연구 공동저자인 아비 로브 하버드대 천체물리학과장이 밝혔다. “가장 자연스럽고 그럴듯한 인플레이션 모델이 배제되었다”고 주장하는 로브는 “모든 것이 가능하고 어떤 시나리오라도 수용할 수 있는 지극히 유연한 인플레이션 이론은 조금 걱정스럽다. 과학적 이론의 강점은 어떤 결과를 예측하고 다른 이론들을 배제할 수 있는 데에 있다”고 강조한다. 과학자들은 지금까지 인플레이션 이론과 같이 우주의 수수께끼를 설명할 수 있는 전혀 다른 우주론 모델을 개발해왔다. 예컨대, 인플레이션 이론은 우주가 물질과 에너지가 극한으로 밀집된 한 특이점(singularity)에서 출발했다고 가정한다. 이론상으로 특이점은 공간과 시간의 구조를 무한대로 왜곡시키기 때문에 빅뱅 이전에는 아무것도 존재하지 않으며 시간조차도 존재하지 않는다. 그러나 또 다른 우주론 모델은 우주가 원시우주의 붕괴에 뒤따른 ‘빅 바운스'(Big Bounce)에서 태어났다고 제안한다. 이 모델은 인플레이션 이론과 마찬가지로 우주가 왜 지금처럼 되었는가를 설명할 수 있다고 로브는 주장한다. 인플레이션 이론과 다른 우주론의 진위를 결정하기 위해 로브와 그의 동료 연구자들은 한 가지 테스트를 제안했다. “과학은 믿음이 아니라 증명으로 발전하는 것이다. 그래서 우리는 어떤 시나리오가 발생했다는 것을 입증하기 위해 단서를 찾는 작업에 착수했다”고 로브는 밝혔다. 이 테스트의 핵심은 다른 우주론 모델에서 우주가 어떻게 행동하는가를 알아보는 것이라고 밝히는 하버드 대학의 종-지 시안위 공동저자는 “인플레이션은 우주가 기하급수적으로 확장되었다고 보는 반면, 빅 바운스는 원시우주가 축소되고 현재의 우주로 확장되었다고 가정한다. 어떤 모델은 우주가 서서히 팽창했다고 보지만, 그와 반대로 우주가 급격히 팽창했다고 보는 우주론도 있다”고 설명한다. 지금의 우주가 있기 전에 원시우주란 게 존재했다면, 현재의 물리학은 시계추가 앞뒤로 흔들리듯이 일정한 주파수로 진동하는 입자들이 존재했을 것이라는 사실을 말해준다. 이러한 ‘원시 표준시계’의 작동은 극미세계의 물질 밀도에 불균질을 가져와 우주가 팽창한 후 지금과 같은 구조를 갖게 하는 데 씨앗이 되었을 것이다. 하버드 대학의 싱잉 첸 대표저자는 “빅뱅 이전에 어떤 일이 있었는지에 대해 우리가 지금까지 알아낸 모든 정보가 필름 롤에 들어 있다고 상상해보면 표준시계가 어떻게 이러한 프레임을 재생해야 하는지를 알려준다”고 주장한다. 한때 원시우주가 존재했다면, 그 붕괴는 현재의 우주 구조에서 감지할 수 있는 방식으로 원시 표준시계를 작동하게 했을 것이라는 말이다. 시안위 공동저자는 성명서에서 “우주가 수축하는 것을 보여주는 신호 패턴이 발견되면 인플레이션 이론이 완전히 허구임이 입증될 것”이라고 주장한다. 연구자들이 그 같은 증거를 찾기 위해 분석할 수 있는 몇 가지 데이터 세트가 있다. 하나는 슬론 디지털 스카이 서베이(Slan Digital Sky Survey)를 비롯해, 곧 취역하게 될 다크 에너지 서베이(Dark Energy Survey), 광시야 적외선 망원경(WFIRST), 대형 시놉틱 관측 망원경(LSST)들이 전천에 대한 대규모 조사에 나설 것이라고 밝히면서, 과학자들은 또한 우주 마이크로파 배경복사를 볼 수 있을 것이라고 로브는 덧붙였다. “우리는 이미 인플레이션 이론을 배제할 수 있는 관찰 가능한 세부 사항을 확인했다”고 밝히는 로브는 “인플레이션이 발생했을 가능성은 매우 높지만, 인기있는 아이디어가 과연 진실인지 밝힐 수 있는 것은 언제나 멋진 일이다”고 강조한다. 연구진은 피지컬 리뷰 레터에 자세한 연구결과를 게재했으며, 출판 전 서버인 아카이브에 웹 사이트에서 볼 수 있다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　　

미 항공우주국(NASA)의 태양탐사선 파커 솔라 프로브(PSP)가 오는 4일(이하 미국 동부표준시) 두 번째 근일점 통과를 위한 준비단계에 돌입했다. 두 번째 도는 태양 궤도에서 태양에 가장 가까운 지점 통과 준비에 들어간 셈이다. 오는 10일까지 지속되는 태양과의 만남 단계에서 우주선은 4기의 과학장비들을 최대한으로 작동하여 태양 코로나에서 수집된 과학 데이터를 저장하게 된다. PSP가 태양 근일점 통과를 전후한 며칠 동안 지구와의 교신은 단절된다. 이는 PSP가 송신기를 지구 쪽으로 향하게 하는 것보다 열차폐 시스템(Thermal Protection System)이라 불리는 열 방패를 태양 쪽으로 유지하는 것을 우선적으로 하기 위함이다. 두 번째 근일점 통과에서 수집된 과학 데이터는 몇 주 후 미국 매릴랜드주 로럴의 존스홉킨스 응용물리학실험실로 전송될 예정이다.첫 번째 궤도의 미션처럼 PSP가 통과하는 근일점은 태양 표면으로부터 약 2400만㎞ 떨어진 지점으로, 이는 1976년 헬리오스 2호가 세운 4320만㎞ 기록을 넘어서는 것이며, 수성의 근일점 거리 4600만㎞에 비해 반 남짓한 거리이다. 두 번째 근일점 통과시 탐사선의 속도는 첫 번째 통과 때와 마찬가지로 시속 34만㎞, 초속으로는 95㎞를 찍게 되는데, 이는 2초 만에 서울-대전 간을 주파하는 속도이다. 오는 12월, PSP는 중력도움으로 더욱 빠른 속도와 태양에 근접하는 궤도를 타기 위해 7번의 금성 플라이바이 중 두 번째 플라이바이를 수행할 예정이다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

역사상 가장 위대한 천재를 단 한 명만 꼽으라면 누굴 들 수 있을까. 아마 레오나르도 다빈치일 것이다. 모차르트나 베토벤, 가우스와 아인슈타인을 비롯해 천재 대부분이 자신의 분야에서만 두각을 드러냈지만, 다빈치는 달랐다. 그의 주 종목이었던 미술을 비롯해 의학, 치과학, 해부학, 생물학, 지질학, 물리학 등 다양한 분야에서 그야말로 혁신을 일궈냈다. 최후의 만찬이나 모나리자를 비롯한 걸작은 두말할 나위 없을 터다. 오늘날 사용하는 인체 해부도의 형식을 개척하고, 혈액계의 중심이 간이 아니라 심장임을 400년 앞서 깨닫기도 했다. 세기의 혁신가들이 그의 각종 연구를 이론으로 정립하기까지 짧게는 100년 길게는 400여년이나 걸렸으니, 가히 시대를 앞선 천재인 셈이다. 1452년 이탈리아 피렌체에서 태어나 1519년 67세로 세상을 떠난 뒤 500년이라는 세월이 지났지만, 그의 작품과 연구는 우리에게 여전히 영향을 미친다. 여러 분야에 걸쳐 수세기를 앞서간 그의 천재성은 어디에서 나온 것일까.애플 창업자 스티브 잡스에 관한 1100여쪽 분량의 전기를 2011년 출간하면서 전 세계의 이목을 끌었던 월터 아이작슨은 신간 ‘레오나르도 다빈치’에서 다빈치의 천재성을 집요하게 추적한다. 저자는 다빈치의 인생을 중요한 작품이나 연구에 맞춰 모두 32개로 나누고, 출생부터 죽기까지 순서대로 따라가며 분석한다. 저자는 그가 남긴 7200쪽 분량의 노트인 ‘코덱스 노트’를 주요 분석 도구로 삼았다. 여기에 다른 전기들을 끌어와 비교하고, 특유의 통찰력으로 다빈치를 풀어낸다. 전기가 흔히 그 대상을 지나치게 독보적인 인간으로 정의하는 오류를 범하지만, 저자는 다르게 본다. 단순히 다빈치의 업적을 칭송하는 데 그치는 게 아니라 ‘왜?’에 초점을 두었다. 예컨대 다빈치가 20년 동안 연구한 새의 비행과 유인 비행기는 그가 베로키오의 작업실에서 연극 공연을 위한 작업에서 시작한다. 다빈치는 공연에 쓸 기계 새를 만드는데, 저자는 “일반 공연자와 달리 새에 관해 집요하게 관찰한 점을 눈여겨보라”고 말한다. 저자는 책 전반에 걸쳐 다빈치가 타고난 천재라기보다 ‘끊임없는 호기심을 상상력과 노력으로 해결하며 스스로 천재가 된 인물’이라 정의한다. 실제로 다빈치는 자신의 호기심을 충족하고자 수많은 분야를 파고들었다. 그리고 그 분야는 마치 거미줄처럼 엮이며 통합된다. 예컨대 다빈치는 원근법을 연구한 덕에 인체를 해부한 뒤 각 신체 부위를 2차원 평면에 3차원으로 그려낼 수 있었다. 해부를 통해 이미 한참 전에 자신이 그린 그림 속 인물의 근육 묘사가 잘못됐음을 깨닫고 10년이 지나고서 수정했다. 근육 묘사가 탁월한 ‘황야의 성 히에로니무스’는 이렇게 그렸다. 미소를 만들어내는 근육을 알아내고자 안면과 입술 근육을 집요하게 해부하고 관찰하는데, 저자는 “이런 연구가 모나리자의 아름답고 미스터리한 미소를 그려내는 데 한몫했을 것”이라 강조한다.사생아, 왼손잡이, 동성애자, 채식주의자와 같은 다빈치의 사생활이나 약점은 물론 생애에 걸친 그의 빛나는 작품과 연구 결과를 조합해 다빈치라는 천재를 입체적으로 이해할 수 있다. 일례로 다빈치의 작품은 미완성인 상태가 많았다. 이는 그의 작업 방식이 한없이 느긋하기 때문이라고 알려졌다. 실제로 다빈치는 걸작 ‘최후의 만찬’을 그릴 당시 몇 시간 동안 그저 지켜보다가 붓질 한 번 쓱 하고 가버리기도 했다. 그러나 저자는 완성작이 드문 이유는 그의 강박적인 성격, 그리고 늘 새로운 것을 좇는 호기심이 겹친 결과일 것이라 설명한다. 다빈치는 이와 관련해 죽을 때까지 자신의 작업에 관해 고뇌하기도 했다. 노트에도 이런 구절이 여러 차례 반복된다. “말해봐. 말해봐. 내가 한 가지라도 한 일이 있는지…. 무엇이라도 만들어진 것이 있는지 말해봐”라고. 책은 생애별로 따라간 전기 형태라 읽기 수월하며, 간단명료하면서도 분명한 필체 덕분에 생생하게 다빈치를 읽을 수 있다. 720쪽에 이르는 분량이지만, 책을 손에 잡는 순간 마지막까지 빨려 들어갈 듯하다. 스티브 잡스의 전기 가운데 저자의 저서를 최고로 치듯, 이번 책 역시 레오나르도 다빈치에 관한 최고의 전기라 부르기에 손색이 없다. 김기중 기자 gjkim@seoul.co.kr

“상상력은 지식보다 더 중요하다. 지식은 한계가 있지만 상상력은 세상의 모든 것을 끌어안을 수 있기 때문이다.” ‘상대성 이론’을 만들어 내 20세기 최고의 과학자라는 평가를 받는 알베르트 아인슈타인이 한 말입니다. 양자역학과 함께 현대 물리학을 떠받치는 두 기둥 중 하나인 상대성이론도 사실 상식을 뛰어넘는 놀라운 상상력에서 시작됐습니다. 과학사를 자세히 살펴보면 과학 발전의 중요한 터닝포인트를 만들어 낸 원동력은 다름 아닌 ‘상상력’이라는 것을 알 수 있습니다. ‘과학적 상상력’을 이야기할 때 흔히 언급되는 것이 SF입니다. 한국에서 SF라고 하면 여전히 많은 사람들이 ‘공상과학’이라는 이름으로 부르며 청소년이나 일부 마니아들이 즐기는 허황된 내용의 하류 문화 정도로 생각합니다. 그렇지만 외국에서는 연령대를 막론하고 많은 사람들이 사랑하는 장르입니다. SF에 대한 또 하나의 대중적 오해는 미래에 나타날 과학적 이슈들만을 다룬다는 것입니다. 미래에 대한 이야기들뿐만 아니라 과학기술로 인해 현재 인류에게 나타나고 있는 문제와 사건들을 다루는 것도 SF의 범주에 포함됩니다. 상상력으로만 구성된 판타지와는 달리 SF는 당대의 과학기술을 주요 소재나 배경 지식으로 삼기 때문에 과학자들도 SF에 관심이 많습니다. 지난 1월 24일~2월 3일 미국 유타주 파크시티에서 열린 ‘제35회 선댄스영화제’에서도 다양한 SF 영화가 대중에게 공개됐습니다. 선댄스영화제는 미국 영화배우 로버트 레드퍼드가 할리우드의 상업화에 반대해 1985년 ‘미국영화제’를 흡수해 시작한 세계 최대 독립영화 축제입니다. 미국 마운트시나이 아이칸의대, 유타대 생명과학부와 인간유전학과, 캘리포니아 샌타크루즈대(UC샌타크루즈) 지구행성과학과, 미주리대 생명과학부 과학자들이 올해 선댄스영화제 출품작 중에서 과학계가 주목할 만한 영화 10편을 골라 세계적인 과학저널 ‘사이언스’ 최신호(3월 22일)에 리뷰를 실었습니다. 가장 눈에 띄는 것은 ‘아폴로 11호’라는 영화입니다. 달착륙 50주년을 맞는 올해 여전히 ‘아폴로 11호의 달 착륙은 미국의 조작’이라는 음모론을 믿는 사람들이 있습니다. 이 영화는 미국 항공우주국(NASA) 아카이브에 있는 300개 이상의 대형 필름과 1만 1000시간에 달하는 음성녹음을 스캔하고 처리해 만든 일종의 다큐멘터리 형식의 SF입니다. 미국 플로리다 케이프 커내버럴 우주센터에서 발사되는 순간부터 달에 착륙하고 다시 지구로 복귀하기까지 과정을 생생하게 보여 주는 이번 영화에는 지금까지는 공개되지 않았던 영상들도 다수 포함돼 있다고 합니다. 이를 통해 우주 탐사의 어려움과 함께 우주 탐험의 흥분을 날것 그대로 느낄 수 있다고 하네요. 한편 아프리카 말라위의 10대 소년이 공학기술을 활용해 자신의 마을을 구한 내용을 다룬 ‘바람을 모은 소년’이라는 영화, 인간 배아를 키우는 인공지능 로봇을 통해 기계가 인류의 운명을 좌우한다는 내용의 ‘아이 엠 머더’라는 영화 등이 주목할 만하다고 합니다. ‘수포자’(수학을 포기한 자), ‘과알못’(과학을 알지 못하는)이라는 말이 익숙해진 요즘입니다. 과알못, 수포자는 과학이나 수학 이론을 재미없게 억지로 배웠기 때문에 나타나는 부작용이라고 할 수 있습니다. 과학을 좀더 재미있게 접할 수 있는 방법, SF에서 찾아보는 것은 어떨까요. edmondy@seoul.co.kr

인류 최고의 물리학자로 꼽히는 알베르트 아인슈타인(1879~1955)의 자필 편지가 경매에 나온다. 지난 25일(이하 현지시간) 미국 폭스뉴스 등 현지언론은 오는 28일 아인슈타인의 자필 편지 두장과 타이핑 편지 1장이 LA에서 경매될 예정이라고 보도했다. 이 편지는 지난 1920~1930년 대 작성된 것으로 히틀러와 반(反)유대주의에 대한 비판과 두려움, 자식 걱정 등 당시 아인슈타인이 느꼈던 감정이 오롯이 담겨있다. 이중 가장 오래된 편지는 지난 1921년 9월 6일 작성된 것으로 수신인은 자신이 가장 아꼈던 여동생 마야다. 편지에서 아인슈타인은 "뮌헨으로 갈 예정이었지만 생명에 위협을 느껴 그렇게 할 수 없었다"고 적었다. 독일 유대인으로 출생한 아인슈타인은 뮌헨에서 자랐으며 1920년 대 이곳은 반유대주의에 휩쓸렸다. 또 이 편지에는 자신의 발자취를 따랐던 공학자인 아들 한스가 이룬 성과에 대해서도 자세히 언급했다. 또다른 자필 편지는 지난 1934년 4월 17일 작성된 것으로 수신인은 아인슈타인의 첫번째 부인이자 두 아들의 엄마인 밀레바 마리치다. 아인슈타인은 조현병에 걸린 아들 에두아르트를 잘 돌봐달라는 부탁과 함께 수표를 보냈다고 편지에 적었다. 그러나 아인슈타인은 "히틀러의 광기 때문에 내 삶도 완전히 파괴돼 도움을 주는데 한계가 있다"고 적었다. 타자기로 작성된 세번째 편지는 1938년 6월 10일 방사능 치료 전문가인 모르스 렌즈 박사에게 보낸 것으로 그의 업적을 찬양했다. 경매 주관사인 네이트 샌더스 옥션 측은 "각각의 편지에는 히틀러에 대한 반감과 반유대주의 부상에 대한 우려, 또 개인적인 어려움이 토로되어 있다"면서 "총 4만 달러(약 4500만원) 이상에 경매될 것"이라고 밝혔다. 한편 아인슈타인은 반유대주의속에도 독일과 스위스를 오가며 생활하다 1933년 나치가 독일을 장악하자 미국으로 망명했다.　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

2017년 8월 일주일간 전 세계 최초 도입 지진 발생 뒤에도 국내엔 알려지지 않아해외 학술지에만 관련 논문 잇따라 발표포항지열발전소가 지진 발생 상황을 해외 학술지에 상세히 발표하고도 정작 해당 지역 주민들에게는 제대로 알리지 않은 것으로 드러났다. 사업자는 지열발전으로 지진이 생길 수 있다는 위험을 간과했고, 정부는 이에 대한 관리가 부실했다는 지적이다.24일 산업통상자원부와 포항지진 정부조사연구단에 따르면 포항지열발전소는 포항 지진 발생 3개월 전인 2017년 8월 7~14일 ‘부드러운 순환 자극’이라는 물 주입(수리자극) 작업을 진행했다. 이는 전 세계적으로 지열발전에 적용한 첫 사례로, 당시 활동은 지난 1월 30일 국제지구물리학저널에 논문으로 소개됐다. 물 주입 작업이 지진에 얼마나 영향을 줬는지는 아직 불확실하다. 그러나 지열발전소 측은 관련 정보를 제대로 제공하지 않아 주민들은 이러한 사실을 전혀 알지 못했다. 지열발전소 주관사인 넥스지오는 물론 연구에 참여한 지질자원연구원과 서울대 관계자들 역시 그동안 해외 학술지에 지열발전과 유발 지진에 대한 논문을 잇따라 제출하는 ‘실적 쌓기’에만 치중했다. 지열발전과 맞물려 지진을 안전하게 관리하기 위한 정부 차원의 지침이나 규정도 없었다. 지열발전사업 컨소시엄은 스위스 바젤 등 다른 국가 사례를 참고해 만든 신호등 체계를 활용했다. 이는 지진 규모별로 물 주입 감소·중단, 배수, 정부 보고 등의 조치를 정한 위험 관리 방안이다. 지진 2.0 이상이면 에너지기술평가원에, 2.5 이상이면 정부에 보고하도록 했다. 그러나 컨소시엄이 지열정 시추를 시작한 2015년 11월부터 2017년 11월 15일 포항 지진이 발생할 때까지 지열발전소와 연관성이 있는 크고 작은 지진 98건이 발생했음에도 정부에 보고한 것은 2017년 4월 15일 일어난 규모 3.1 지진뿐이다. 산업부는 2017년 4월 17일 컨소시엄이 신호등 체계에 따라 물 주입 중단과 배수 조치 등을 했다는 보고를 받았지만 별다른 조치를 하지 않았다. 이후 넥스지오는 서울대, 지질자원연구원 등과 논의해 물 주입을 다시 하기로 결정했다. 전문가들은 이때 제대로 조사했다면 7개월 후 일어난 규모 5.4의 지진을 막을 수도 있었다고 본다. 이강근 정부조사연구단장은 “우리가 분석한 자료들은 새로운 게 아니라 이미 포항지진 전에 있었던 것”이라며 “2017년 4월 15일 지진 이후 바로 조사했다면 좀더 많이 알 수 있었을 텐데 아쉽다”고 말했다. 장은석 기자 esjang@seoul.co.kr

캐런 울렌벡(77) 미국 텍사스 오스틴대학 명예교수가 여성으로는 사상 최초로 ‘수학의 노벨상’으로 불리는 아벨상을 받게 됐다. 노르웨이 과학·문화 아카데미는 19일(현지시간) 올해 아벨상 수상자로 울렌벡 교수가 선정됐다고 전했다. 아카데미는 20번째 아벨상 수상자가 된 울렌벡 교수의 업적에 대해 “수학계의 지형을 극적으로 변화시켰다”면서 “게이지 이론와 이론물리학의 수학적 언어에 대한 연구는 입자물리학과 일반상대성 이론 등을 이해하는 데 핵심적인 역할을 했다”고 평가했다. 또 “(울렌벡이) 과학와 수학에서 성평등의 강력한 지지자”라고 덧붙였다. 민나리 기자 mnin1082@seoul.co.kr

빛은 시간을 어떻게 느낄까? 빛도 우리처럼 늙을까? 이에 대한 물리학자의 흥미로운 칼럼이 16일(현지시간) 우주전문 사이트 스페이스닷컴에 발표되었다. 아래의 기사는 해당 칼럼을 약간 손질하여 소개한 것이다. 움직이는 시계의 시간은 느리게 간다. 우주에서 더 빨리 움직일수록 시간은 더 느리게 간다. 이것은 아인슈타인의 특수 상대성 이론에서 밝힌 가장 놀라운 결과 중 하나이며, 시간과 공간의 기묘한 관계를 시각화하는 하나의 방법이다. 이 ‘시간 지연’ 의 효과는 보통 일상생활에서는 전혀 느낄 수 있는 것이 아니다. 실생활에서는 우리와 관련된 어떤 것도 초속 30만㎞인 광속과는 비교될 수 없을 정도로 느리기 때문이다. 그러나 물체가 일단 빛의 속도에 가까워지면 시간이 조금 이상해지기 시작한다. 이른바 시간 지연 현상이 나타나는 것이다. ​ 이 ‘시간 지연’이 우리의 실생활에 작용하고 있는 부분이 실제로 있다. 바로 차량의 내비게이션이 그것이다. 내비게이션에 위치 정보를 보내주는 인공위성은 초속 4㎞로 빨리 움직이므로 특수상대성 이론에 따라 하루에 7마이크로초(1μs=100만분의 1초) 씩 시간이 느려진다. 이 시간에 빛은 40m 이상을 달린다. 이 정도 위치 오차가 생기면 내비게이션은 아무짝에도 쓸모없게 된다. GPS가 매일 그만한 시간 지연과 함께 일반 상대성 이론에 따른 중력 관련 오차를 수정해주기 때문에 지상에서의 위치를 정확하게 추적할 수 있는 것이다. 이처럼 속도가 빛의 속도에 가까워질수록 시간은 느리게 간다. 특수 상대성에 따르면 우주에서 빛보다 빠르게 움직일 수는 없다. 우주에서의 제한속도는 바로 광속인 셈이다. 그렇다면 광속으로 달리는 빛 자체는 어떨까? 빛은 시간을 전혀 못 느낄까? 시간과 공간의 관계에 대한 우리의 지식은 특수 상대성 이론에 기초하고 있다. 이 이론은 모든 종류의 놀라운 결과를 산출하지만, 알고 보면 아주 간단한 아이디어에 기초를 두고 있다. 가장 중요한 것은 물리 법칙의 보편성에 대한 개념이다. 일반적으로 한 관찰자에게 일어나는 일은 다른 관찰자에게도 그대로 일어난다는 것을 의미한다. 맥스웰의 방정식은 빛의 속도가 일정하다고 말한다. 어떤 속도로 움직이든 모든 관찰자에게 빛은 일정한 속도로 측정된다는 뜻이다. 그래서 특수 상대성에 대한 우리의 지식을 빛에 적용할 때, 우리는 약간의 어려움을 겪는다. “빛이 어떻게 시간을 느낄까?”라는 질문에 답을 찾으려면 당신은 빛을 타고 달리는 기준계에 자신을 넣어야 한다. 그러면 그 기준계에서 볼 때 당신에게 빛은 고정되어 있는 것처럼 보일 것이다. 사실 아인슈타인이 특수 상대성 이론을 쓰게 된 것도 어린 시절 빛을 타고 달린다면 어떻게 될까 하는 상상에서 비롯된 것이었다. 그러나 이 같은 상황은 물리 법칙에 의해 허용되지 않는다. 따라서 빛과 함께 타는 그러한 기준계는 존재할 수 없다. 그리고 기준계가 없으면 특수 상대성 이론이 무너진다. 특수 상대성 이론이 없으면 공간과 시간의 관계를 측정할 방법이 없다. 그렇다면 이 모든 뒤틀림의 최종 결과는 무엇일까? 빛은 시간을 거의 느끼지 못한다는 것이다. 우리의 시간 개념은 빛에 적용되지 않는다. 빛은 시간을 모른다. 빛은 늙지 않는다. 이 글을 쓴 필자 폴 M. 서터는 미국 오하이오 주립대학의 천체물리학자이다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

지구의 극지방에서 볼 수 있는 오로라는 초록이나 붉은빛의 띠가 하늘에 펼쳐지는 환상적인 우주쇼로, 오래전부터 많은 사람을 매료해 왔다. 이런 천문 현상은 북극권과 남극권에서 비슷한 발광 패턴을 갖지만 관측되는 빛에는 차이가 있어 연구자들은 ‘북극과 남극의 오로라는 왜 모양과 색이 다를까?’라는 의문을 갖고 수수께끼를 풀기 위해 조사하고 있다.지구에는 이른바 지자기로 불리는 자기장이 존재해 자석의 N극은 S극에 해당하는 북극을 가리킨다. 반대로 자석의 S극은 N극에 해당하는 남극을 향하는 것이다. 특히 지자기에서 발생하는 자력선은 남극권에서 북극권으로 지구의 대기를 뚫고 호를 그리며 존재한다. 지구의 자기장이 작용하는 범위를 지구 자기권이라고 하는데 일반적으로 지구 중심에서 지구 반지름의 10배 정도(고도 약 6만 ㎞)다. 이런 지구 자기권에는 태양에서 뿜어져 나오는 태양풍의 플라스마가 맞닿아 떨어지는 데 플라스마는 자기권을 쉽게 통과하지 못하고 자력선을 따라 이동한다. 플라스마는 자력선이 대기와 교차하는 극지방을 향해 가속하면서 나아가며 자력선을 따라가 마침내 지구의 대기에 부딪힌다. 그러면 플라스마가 대기의 원자와 분자에 충돌해 환상적인 빛의 띠를 생성한다. 바로 이것이 오로라의 원리로 여겨진다. 지구 자기권과 태양풍 플라스마의 관계를 나타낸 그림은 아래와 같다. 붉은 선은 지구 자력선이며 이 자력선을 따라 플라스마가 하강해 북극이나 남극 근처에서 대기와 충돌한다. 지구의 자력선은 외부에서 힘이 있어야 대조적인 모양을 갖지만 실제로는 태양이 지닌 강력한 자기장에 의해 자력선이 뒤틀리므로 태양 측(지구의 낮 쪽)이 짓눌린 타원 모양으로 태양과 반대 측(지구의 밤 쪽)이 오래 지연되고 있다.오로라는 똑같은 자력선을 따라 하강한 플라스마가 남북에서 동시에 대기와 충돌하므로 북극권과 남극권에서 비슷한 색과 모양으로 나타나야 한다. 이렇게 같은 자력선으로 연결돼 있는 남북의 지점을 켤레점이라고 부르지만 켤레점이어도 어떤 이유에 의해 완전히 똑같은 모양의 오로라를 관측할 수는 없다.연구자들은 남북의 오로라가 일치하지 않는 이유에 대해 지구 자기권에 있어서의 자기 재결합이 원인이 아닐까 생각하고 있었다. 지구 자기권의 자기 재결합은 변동하는 태양풍이 지구의 밤 쪽에 해당하는 자력선의 꼬리를 흔들어 지연시켜 자력선을 원래의 켤레점보다 지구에 가까운 곳에서 재결합시키는 것이다. 자기 재결합에 의해 자기권 꼬리에 쌓인 플라스마가 단번에 지구 측에 방출됨으로써 남북으로 비대칭한 위치에 색상과 모양도 다른 오로라가 만들어지는 모델이 기존의 것이었다. 그런데 노르웨이 베르겐대 연구팀은 이 자기 재결합에 의한 오로라의 변동 모델이 잘못된 것임을 발견했다.‘지구물리학 연구 저널: 우주 물리학’(Journal of Geophysical Research: Space Physics) 최근호에 실린 연구논문에 따르면, 연구팀은 2001년부터 2005년까지 북반구와 남반구에서 동시에 관측된 오로라에 대해 우주에서 촬영한 사진을 분석했다. 이 관측 결과를 지구 자기권의 꼬리 부분에서 발생한 활동에 비춰보면 자기 재결합에 의해 오로라의 상태가 남북으로 변화하는 것이 아니라 오히려 자기 재결합의 발생과 함께 오로라의 대칭성이 더 커지는 것을 알 수 있었다고 한다. 연구를 이끈 니콜라이 외스트고르 베르겐대 교수는 “지구 자기권에서 자기 재결합은 사람들이 생각하고 있던 것과 반대의 효과를 가져온다”고 말했다. 그 대신 연구팀은 태양의 자기장이 지구 자기장을 남북에서 불균일하게 압박하고 남북에서 자력선의 왜곡이 발생함으로써 남북에서 오로라의 색상과 모양, 발생하는 위치가 변화하는 것을 발견했다. 자기 재결합은 이 왜곡(비대칭성)을 감소하는 효과를 가지고 있었다. 이에 대해 이번 연구에 참여하지는 않았지만 연구논문을 살핀 영국 임페리얼칼리지런던(ICL)의 행성과학자인 인고 뮐러-보다그 박사는 외스트고르 교수팀의 발견에 대해 기존 모델과 전혀 다른 점에서 “놀랍다”고 밝혔다. 사진=오로라(CC BY-SA 1.0) 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

지난해 11월 26일 화성 적도 인근 엘리시움 평원(Elysium Planitia)에 무사히 착륙해 현재 '땅파기'중인 인사이트호의 모습이 화성 상공에서 포착됐다. 지난 14일(이하 현지시간) 유럽우주국(ESA)은 화성 궤도 탐사선인 TGO(Trace Gas Orbiter)가 촬영한 인사이트의 모습을 사진으로 공개했다. 지난 2일 TGO에 장착된 CaSSIS카메라로 촬영한 사진을 보면 인사이트가 화성 대기권에 진입, 하강, 착륙하는 과정에서 떨어져나간 부속품들이 여기저기 보인다. 인사이트 랜더는 물론 낙하산과 열방패, 덮개 그리고 그을린 흔적까지 생생히 포착된 것. 특히 사진이 촬영된 이날 인사이트는 지열측정 장비 HP3 설치를 위해 한창 땅파던 중이었다. 독일항공우주연구소(DLR)에 따르면 인사이트는 지난달 28일부터 땅파기 작업을 할 수 있는 ‘두더지’를 처음으로 가동했으나 중간에 돌을 만나 현재 난관에 봉착한 상태다.이에앞서 지난해 12월 14일 미 항공우주국(NASA)은 화성정찰위성(mars reconnaissance orbiter·MRO)에 장착된 고해상도 카메라(HiRISE)에 촬영된 인사이트의 모습을 공개한 바 있다. 이 사진 역시 이번 TGO의 '작품'과 거의 비슷하다. 물론 실제 인사이트가 땅을 잘 파고있는지는 사진 상으로 확인되지 않지만 화성 위성이 그 흔적을 찾아내 촬영한 것 자체가 대단히 흥미롭다. 　한편 인사이트의 미션은 과거 다른 화성 탐사로봇의 임무보다 한 단계 더 들어간다. 이제까지의 탐사로봇들이 주로 화성 지표면에서 생명의 흔적을 찾는 임무를 수행했다면 인사이트는 앞으로 2년 간 화성 내부를 들여다본다. 이를 위해 각국 연구진들이 힘을 합쳤는데 미 항공우주국(NASA)을 필두로 독일항공우주연구소(DLR)와 파리지구물리학연구소(IPGP) 등이 개발에 참여했다.　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

‘3월 14일’이라고 하면 가장 먼저 떠오르는 것은 무엇인가요. 사랑에 빠진 사람이라면 달콤한 사탕과 함께 한 아름 꽃다발 받기를 기대하며 ‘화이트데이’를 떠올리겠지요. 과학을 좀 아는 사람이라면 다른 것들이 연상될 겁니다. 우선 유럽이나 미국에서 3월 14일은 수학 시간에 원과 관련된 문제가 나올 때면 항상 등장하는 원주율 ‘π’(파이)를 의미하는 ‘파이데이’입니다. 원둘레를 지름으로 나눈 값인 π는 ‘둘레’를 의미하는 그리스어 ‘페리메트로스’(περιμετρο)의 제일 앞 글자를 따왔습니다. 원주율을 숫자로 표시하면 3.141592…로 길게 이어지는 무한소수입니다. 그래서 매년 3월 14일 오전 1시 59분이 되면 원주율 탄생을 축하하는 ‘파이데이 행사’가 전 세계 곳곳에서 열립니다. 보통 사람들에게 π는 수학 문제를 풀 때나 필요하지만 과학사를 보면 π의 정확한 값을 구하기 위해 오랜 시간 많은 과학자들이 도전했습니다. 원주율에 대한 관심은 건축기술이 발달한 고대 이집트에서 시작됐습니다. 그러던 중 그리스 수학자 아르키메데스가 원과 같은 넓이를 지닌 정사각형을 눈금 없는 자와 컴퍼스로만 그리는 ‘원적문제’를 해결하는 과정에서 3.14라는 근사값을 처음으로 유추해냈습니다. 17세기 말 영국의 아이작 뉴턴과 독일의 고트프리트 라이프니츠가 만든 미적분 덕분에 원주율 계산은 훨씬 수월해졌습니다. 1882년 독일 수학자 페르디난트 린데만이 π값이 무리수이면서 초월수라는 사실을 증명하면서 정확한 원주율 값을 찾으려는 시도들을 끝냈습니다. 그렇지만 요즘도 슈퍼컴퓨터 개발 후 성능시험을 할 때 무한소수인 원주율을 소수점 이하 몇 자리까지 계산할 수 있는지를 본답니다. 파이데이로 알려져 있던 3월 14일이 지난해부터는 과학계에 더욱 특별한 날이 됐습니다. 바로 뉴턴과 알베르트 아인슈타인의 계보를 잇는 금세기 최고의 이론물리학자 스티븐 호킹 박사가 타계한 날이기 때문입니다. 호킹 박사는 지동설을 주장한 갈릴레오 갈릴레이가 사망한 지 정확히 300년이었던 1942년 1월 8일에 태어나 상대성이론을 만들어 낸 아인슈타인이 태어난 지 109년이 되는 지난해 3월 14일, 아인슈타인과 똑같은 76세의 나이로 세상을 떠났습니다. 블랙홀 연구에 있어서 호킹 박사 이전과 이후로 나뉠 정도로 우주론에서 그의 영향은 상당합니다. 호킹 박사는 일반상대성 이론에서는 반드시 특이점이라는 것이 존재해야 한다는 것, 블랙홀도 에너지를 방출하기 때문에 반드시 검은색 구멍이라고 볼 수 없다는 점 두 가지를 증명해 냈습니다. 즉 일반상대성 이론에 따르면 빅뱅이나 블랙홀이 반드시 존재해야 하며 블랙홀 경계구간인 이벤트 호라이즌 근처에서는 블랙홀도 빛을 내고 에너지를 내뿜는 호킹 복사를 한다는 것을 밝혀낸 것입니다. 그의 연구 덕분에 영화 ‘인터스텔라’도 가능했다고 하면 지나친 말일까요. 호킹 박사의 젊은 시절을 그린 영화 ‘사랑에 대한 모든 것’을 보면 그는 삶을 즐길 줄 아는 ‘로맨티스트’였음을 알 수 있습니다. 화이트데이이자 호킹 박사의 기일을 맞아 그가 평소에 입버릇처럼 한 말이 다시 생각납니다. “당신이 사랑하는 사람들이 살고 있는 곳이 아니라면 이 큰 우주도 별 의미가 없을 것입니다.” 밤하늘의 별이 된 호킹 박사를 생각하며 사랑으로 가득 찬 하루가 됐으면 좋겠습니다. edmondy@seoul.co.kr