-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.

국내 과학자가 주도하는 국제 공동연구진이 우주의 비밀을 품고 있는 것으로 알려진 암흑물질의 수수께끼를 푸는데 한 발 더 다가서는 연구결과를 내놔 화제다. 기초과학연구원(IBS) 지하실험연구단이 중심이 된 국제공동연구팀은 암흑물질 후보의 연간 신호를 분석하고 검증신뢰도를 1시그마(68.3%)로 높여 20년 전 이탈리아 연구진의 연구결과를 검증해냈다고 22일 밝혔다. 이번 연구결과는 물리학 분야 국제학술지 ‘피지컬 리뷰 레터스’ 최신호(17일자)에 실렸다. 시그마는 정규분포 평균 양쪽으로 표준편차 만큼 떨어진 곳 사이에 분포돼 있는 데이터 비율을 말한다. 보통 실험의 신뢰도가 3시그마(99.7%)이면 힌트를 얻었다고 하고 5시그마(99.99994%)면 ‘발견’한 것으로 본다. 노벨 물리학상 수상업적으로 우주 생성의 비밀을 풀어내는데 도움이 된 중력파는 5.1시그마, 힉스 입자는 5.9 시그마로 발견됐다. 육안으로 보이는 우주의 행성이나 별은 전체 우주의 4% 정도에 불과하고 우주 대부분은 암흑물질과 암흑에너지로 가득 차 있는 것으로 알려져 있다. 특히 암흑물질은 우주의 27% 정도를 차지하는 물질로 아직까지 명확히 그 흔적을 발견하지 못했다. 1998년 이탈리아 그랑사소 지하실험실 ‘다마’(DAMA) 실험팀이 암흑물질 후보인 ‘윔프’를 발견했다고 주장했지만 다른 연구진들에 의해 재현되지 않아 실험에 대한 의문이 제기돼 오고 있었다.연구팀은 강원도 양양에서 다마와 동일한 고순도 요오드화나트륨 결정 제작을 한 뒤 2016년 9월부터 ‘코사인-100’실험을 시작했다. 연구 착수 후 59.5일 동안 얻은 입자신호를 바탕으로 다마가 틀렸을 가능성이 있다는 논문을 지난해 세계적인 과학저널 ‘네이처’에 발표한 바 있다. 그런데 이번에는 완벽한 검증을 위해 필요한 연간조변신호를 처음으로 분석한 결과 다마에서 20년간 축적한 입자신호가 이번에 실시된 재현실험의 관측 오차범위 내에 있는 것으로 확인됐다. 이탈리아에서 관측한 신호가 암흑물질일 가능성이 있다는 것이다. 연구팀은 이 같은 분석 추세라면 3년 내에 데이터 신뢰도 3시그마(99.7%)를 달성함으로써 다마 실험을 완벽하게 검증할 수 있을 것으로 보고 있다. 특히 3년 뒤 코사인 실험과 다마가 다른 관측 결과를 내놓는다면 다마 연구팀이 관측한 것은 암흑물질이 아니라는 설명이다. 이번 연구를 주도한 이현수 IBS 암흑물질연구단 부연구단장은 “이번 연구는 다마실험과 동일한 고순도 결정검출기에서 데이터를 얻어 동일한 분석방법을 적용한 최초의 실험이라는 점에서 의미가 크다”라며 “완벽한 검증까지는 3년이 걸릴 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

1. 평행우주는 정말 존재할까? 평행우주(parallel world)란 어떤 시공간의 우주에서 분기하여 병행해서 존재하는 다른 우주를 가리킨다. 천체 물리학적 데이터는 시공간이 구부러지지 않고 ‘평탄’(flat)하며, 그 상태로 무한히 펼쳐져 있을 것임을 암시한다. 그렇다면 우리가 볼 수 있는 영역(우리가 ‘우주’라고 생각하는 영역)은 무한히 큰 ‘패치 다중우주’의 한 패치일 뿐이다. 동시에, 양자역학의 법칙은 각 우주 패치(10^10^122개의 가능성) 내에서 가능한 입자 구성의 경우수가 유한개로 존재한다고 규정한다. 그러나 우주 패치 수가 무한하므로 입자 배열들은 무한히 반복될 수밖에 없다. 이것은 곧 무한히 많은 평행우주가 있다는 것을 뜻한다. 그렇다면 우리와 완전히 다른 패치들 외에도 우리와 정확히 같은 우주의 패치들(당신과 정확히 똑같은 사람을 포함한)뿐만 아니라, 한 입자의 위치만 다른 패치들, 두 입자의 위치에 따라 다른 패치들도 존재가 가능하다는 얘기다. 이 논리에 문제가 있는가? 아니면 그 기괴한 결과가 사실일까? 만약 그것이 사실이라면 우리는 평행우주 존재를 어떻게 감지할 수 있을까? 그 점에 있어서는 평행우주는 우리 우주와 어떤 연결도 소통도 없다는 전제가 있기 때문에 공상의 산물이라는 비판을 받기도 하며, 다세계 해석에서는 평행우주를 우리가 관측하는 것은 불가능하며, 그 존재를 부정도 긍정도 할 수 없다는 점에서 회의적인 의견도 존재한다. 이 같은 평행우주론은 그동안 수많은 논란을 불러일으켰으며, 아직까지 순전한 가설의 영역을 벗어나지 못하고 있다. 이것을 부정적인 시각으로 보는 사람들은 대부분 우리 우주에 어떤 영향도 주지 않으며, 평행하게 진행하고 있는 다른 우주를 관측하는 것이 불가능한 이상, ‘관측할 수 없는 것이 존재하고 있다’는 것은 합당하지 않다고 주장한다. 다만 평행우주론자들은 우리 우주의 어딘가에 다른 우주와 충돌의 흔적이 있을 수 있다는 가정하에 우주배경복사에서 우주 충돌의 단서를 열심히 찾고 있지만 아직껏 어떤 흔적도 발견하지 못한 상태다. 신의 존재 증명처럼 영원히 증명할 수 없는 가설로 끝날지, 아니면 어떤 단서가 밝혀질지 현재로선 아무도 장담할 수 없다. 2. 시간은 왜 미래로만 흐를까?시간은 앞으로만 흐른다. 왜냐하면 무질서도를 나타내는 ‘엔트로피’(entropy)는 비가역적으로 증가하는 방향으로만 움직이기 때문이다. 증가한 엔트로피를 되돌릴 수 있는 방법은 없다. 이것을 정식화한 것이 바로 엔트로피 증가의 법칙으로, 열역학 제2법칙이라 한다. 열역학 제1법칙은 에너지 보존의 법칙으로, 우주에 존재하는 에너지 총량은 일정하며 절대 변하지 않는다는 것이다. 독립된 한 계에서도 마찬가지다. 이로써 보면 엔트로피는 열(heat)에 관련된 법칙임을 알 수 있다. 그런데 이 열이 가진 가장 중요하고도 흥미로운 특성은 언제나 높은 온도에서 낮은 온도 쪽으로만 흐른다는 것이다. 저절로 그 반대쪽으로 흐르는 일은 결코 없다. 이 비가역성이 바로 시간이 뒤로 흐를 수 없고, 우주가 종말을 맞을 수밖에 없는 이유다. 이 법칙은 실제로는 통계적인 것으로, 통계역학에서는 어떤 체계를 구성하는 원자의 무질서한 정도를 결정하는 양으로서 주어진다. 엔트로피는 물질계의 열적 상태로부터 정해진 양으로서, 통계역학의 입장에서 보면 열역학적인 확률을 나타내는 양이다. 다시 말하면, 엔트로피 증가의 원리는 분자운동이 낮은 확률의 질서있는 상태로부터 높은 확률의 무질서한 상태로 이동해가는 자연현상이라는 것이다. 자연은 늘 확률이 높은 쪽으로 움직인다. 예를 들면, 마찰에 의해 열이 발생하는 것은 역학적 운동(분자의 질서 있는 운동)이 열운동(무질서한 분자운동)으로 변하는 과정이다. 그 반대의 과정은 무질서에서 질서로 옮겨가는 과정이며, 이것은 결코 자발적으로 일어나지 않는다. 시간의 화살이 왜 앞으로만 흐르냐는 오랜 질문에 대한 답은 바로 엔트로피의 법칙이 말해주고 있다. 열역학 제2법칙은 그래서 모든 자연의 자발적 방향성을 나타내는 자연계 최고의 법칙이라 할 수 있다. 근본적인 질문은 엔트로피가 과거에 왜 그렇게 낮았는가 하는 것이다. 다르게 말하자면, 우주의 초창기에 작은 공간 속에 엄청나게 거대한 에너지가 뭉쳐 있었을 때 우주는 왜 그렇게 높은 질서를 갖고 있었는가 하는 문제이다. 3. 우주는 어떤 종말을 맞을까? 우주의 형태를 결정짓는 것은 우주에 담겨 있는 물질-에너지에 기반한 중력과 우주를 팽창시키는 척력과의 줄다리기다. 우주의 물질 밀도의 임계치(Ω)를 1이라 할 때, Ω가 1보다 큰 경우 우주의 시공간은 닫혀서 공 표면처럼 된다. 이를 닫힌 우주라 한다. 이 우주는 경계는 있지만 끝은 없는 우주다. 개미가 구면을 한없이 기어가더라도 끝에 다다를 수 없는 것이나 같다. 이 우주는 그러면 어떻게 되는가? 결국 팽창을 멈추고 수축되기 시작하여 종국에는 한 점으로 붕괴될 것이다. 이를 대파열(Big Crunch)이라 한다. 반대로 밀도가 임계치 이하이면 무한 팽창을 영원히 계속하는 열린 우주가 된다. 그 형태는 말안장과 같은 꼴이다. 그 끝에는 물질의 밀도가 극도로 낮아져 온 우주가 자체로 거대한 무덤이 되는 열사망이 기다리고 있다. 만약 우주의 물질 밀도가 Ω=1로 임계치에 딱 들어맞는다면, 우주의 기하학적 모양은 종잇장처럼 ‘편평’한 꼴이 된다. 암흑 에너지가 없다면 우주는 영원히 팽창은 하겠지만 결국 팽창률은 영(0)에 수렴된다. 최근의 관측결과는 2% 오차 범위 내에서 우주는 편평한 것으로 나타났다. 우리는 다소 지루하겠지만 당분간 팽창하는 우주를 하염없이 바라다볼 운명인 셈이다. 하지만 크게 걱정할 일은 아니다. 앞으로 수백조 년 뒤의 일이니까. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

‘꿈의 신소재’ 그래핀은 탄소 원자의 얇은 한 층 두께의 물질로 최근 2차원물질 반도체 소재로 주목받고 있다. 반도체로 상용화되기 위해서는 그에 걸맞는 크기로 만드는 것이 중요한데 쉽지 않다는 것이 문제이다. 국내 연구진이 포함된 국제 공동연구팀이 반도체로 상용화 하기 위해 대면적화하는 기술을 개발하는데 성공했다. 기초과학연구원(IBS) 다차원 탄소재료 연구단, 울산과학기술원(UNIST) 신소재공학부 연구진은 중국 북경대 물리학부, 청두 국립전자과기대, 광저우 화남사범대, 송샨호 재료과학연구소 등 중국 연구진들과 함께 불소(F)를 이용해 기존보다 3배 빠른 속도로 그래핀을 성장시키는데 성공하고 화학 분야 국제학술지 ‘네이처 케미스트리’ 16일자에 발표했다. 그래핀처럼 원자 두께의 2차원 소재는 얇고 잘 휘면서도 단단하다는 특징 때문에 차세대 반도체 소재로 각광받고 있다. 그러나 반도체로 만들기 위해서는 대면적 제작이 쉽지 않고 대면적 제작 시간이 지나치게 오래 걸린다. 많은 연구자들이 원료물질을 바꾸거나 온도 조절 같은 제조환경 변경으로 제조시간을 단축하는 방법을 찾았지만 그래핀 성장을 완전히 제어할 수 없어 근본적인 해결책이 필요했다. 연구팀은 원자나 분자가 화학결합을 할 때 다른 전자를 끌어들이는 전기음성도가 높은 불소에 주목했다. 그러나 반응성이 큰 불소기체는 곧바로 주입할 경우 다른 물질과 결합해 독성물질을 만들어 낼 수 있다. 이 때문에 공간적으로 제한된 부분에서만 국소적으로 불소를 활용하는 방법을 찾아냈다. 연구팀은 금속기판에 불소를 함유한 금속불화물을 사용하고 그 위에 얇은 구리 필름을 올린 형태의 기판을 제작했다. 그 다음 온도를 높여 불소가 금속불화물에서 방출되도록 했다. 이렇게 되면 불소는 금속불화물과 구리 필름 사이 10~20㎛(마이크로미터)의 좁은 공간에 머물게 된다. 이 틈 속에서 불소로 인해 메탄가스는 더 분해되기 쉬운 형태의 기체로 바뀌고 결국 그래핀은 원료인 탄소를 손쉽게 얻어 더 빠르게 성장하게 되는 것이다.이번에 새로 개발된 기술은 분당 12㎜의 속도로 그래핀을 성장시켰다. 기존 그래핀 성장속도는 3.6㎜에 불과했다. 10㎠ 그래핀을 만들 때 10분이 걸렸다면 이번 기술을 활용하면 3분 정도 단축시킬 수 있게 된 것이다. 연구팀은 2차원 부도체 물질은 육방정계 질화붕소와 반도체 물질인 텅스텐 이황화물 성장에도 도움이 되는 것을 확인했다. 펑 딩(UNIST 특훈교수) IBS 다차원 탄소재료 연구단 그룹리더는 “이번 연구는 2차원 물질의 성장과정에서 불소를 국소적으로 주입하는 간단한 방식으로 상용화 걸림돌이 되던 성장속도 문제를 해결한 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

이탈리아에서 10일(현지시간) 오렌지 크기의 우박이 내리고 토네이도가 발생하는 등 기상 이변으로 피해가 속출했다. 시칠리아 섬의 동부 해안에 위치한 카타니아 인근 해변은 화마가 덮쳐 40여 명이 긴급 피신하는 등 혼란이 빚어졌다. 예년에는 8월 중순 이후에야 나타났던 기상 이변이 앞당겨진 것은 지구 온난화 현상으로 인해 대기 흐름이 바뀌고 있기 때문이라는 분석이 나온다. ANSA통신 등 외신은 이날 아브루초 주의 해안도시 페스카라에서 지름이 10㎝에 달하는 우박이 내려 임산부를 포함한 18명이 다쳤다고 보도했다. 페스카라 병원 응급실 관계자는 이들 대부분이 우박을 맞아 머리와 얼굴 등이 찢어지고 멍드는 등 부상을 입어 응급실에서 상처 봉합 등의 치료를 받았다고 밝혔다. 남부 도시 베나프로에서는 우박으로 운행 중이거나 주차돼 있던 차량의 창문과 주택의 지붕이 파손되는 등 피해를 봤다. 우박이 폭우로 바뀌면서 도심 곳곳이 침수되기도 했다. 단시간에 100㎜에 달하는 호우가 집중돼 대부분 도로의 통행이 통제됐으며, 시립 병원은 운영이 중단됐다. 주차장 한 곳에는 빗물이 2m까지 차오르면서 차량 수십 대가 망가진 것으로 전해졌다. 페스카라에서 북쪽으로 300㎞ 떨어진 에밀리아 로마냐 주의 해안도시 밀라노 마리티마에서는 회오리바람에 200년 된 소나무가 쓰러지면서 여성 1명이 중상을 입었다. 시칠리아 섬의 리조트가 위치한 산비토 로 카포에서는 밤새 바람으로 인한 불길이 번져 피서객 750여명이 바다로 대피하는 소동이 빚어졌다. 진화에 나선 소방관들은 해수욕객들에게 집이나 호텔에 돌아가지 말고 해안에 머물러 줄 것을 당부했다. 소방당국은 이후 어린이 40여 명을 포함해 해변에 갇힌 사람 수백 명을 해안경비대와 소방용 쾌속정과 헬리콥터를 이용해 피신시켰다고 밝혔다. 국립연구센터(CNR)의 물리학자인 안토넬로 파시니 박사는 ANSA통신에 “‘아조레스 고기압’이 제공하던 보호 효과가 점점 희박해지면서 이탈리아는 극단적인 날씨에 점점 더 많이 노출되고 있다”고 지적했다. 아조레스 고기압은 대서양의 한가운데 위치한 포르투갈령 아조레스 제도 부근에서 발생하는 북대서양 아열대 고기압으로 과거에는 이 고기압이 약화되던 8월 15일 이후에 극단적인 기후 현상이 나타났다. 파시니 박사는 “이제 대기 흐름이 바뀌어 더 따뜻한 고기압이 리비아 등지로부터 도달하고 있다. 이에 따라 열파가 더 자주 발생할 뿐 아니라 극단적인 (기상 이변)사례들도 빈발하는 것”이라고 설명했다. 최훈진 기자 choigiza@seoul.co.kr

슈퍼카 람보르기니 아벤타도르는 가격만 평균 6억 원이 넘어 많은 사람에게는 그야말로 꿈의 자동차에 지나지 않는다. 하지만 미국 콜로라도주(州) 덴버에 사는 한 아빠와 아들은 자기들만의 슈퍼카를 만들기 위해 3D 프린터를 사용해 꿈을 현실로 만들고 있다고 뉴욕포스트 등 현지언론이 9일(현지시간) 보도했다.물리학자이기도 한 스털링 배커스와 11살짜리 아들 샌더는 지난 1년 4개월 동안 람보르기니 아벤타도르를 직접 제작하고 있다. 차체는 물론 내부까지 비슷하게 재현한 모습이다. 두 사람은 비디오 게임 ‘포르자 허라이즌 3’을 플레이하다가 람보르기니 아벤타도르에 푹 빠졌고 직접 만들어보기로 한 것이었다.배커스는 한 전문지와의 인터뷰에서 “12살 때부터 기계광이었다. 7년 전 일할 때 3D 프린터를 다루기 시작했다”면서 “3D 프린터의 설정과 배치를 하는 데 시간이 오래 걸렸다”고 말했다. 이어 “아들이 자동차 제작에 참여한 것이 이번 작업에서 가장 즐거운 점 중 하나”라고 덧붙였다. 또 그는 “난 아이들이 스템(STEM·Science, Technology, Engineering & Mathematics: 과학, 기술, 공학 등 다양한 분야를 융합 교육)에 관심을 갖기를 원한다. 이번 작업 역시 좋은 교육이 될 것”이라고 말했다.현재 그는 아들과 함께 제작 중인 슈퍼카에 드는 총비용은 약 2만 달러(약 2300만 원)가 될 것으로 예상하며 설계는 법적 문제가 발생하지 않을 만큼 충분한 수정을 거쳤다고 밝혔다. 즉 똑같은 차는 아니지만, 슈퍼카를 30분의 1 가격으로 만들 수 있다는 것. 아울러 그는 “우리는 이 차를 제작하는 데 첨단 기술을 쓰기로 했다. 하지만 우리는 저렴하게 제작할 필요가 있었다”면서 “따라서 우리는 다양한 자동차 제작 기술을 연구하게 됐다”고 설명했다. 이어 “우리는 차가 안전하길 원했고 그래서 차대에 강철을 사용했다. 결국 차제의 대부분은 3D 프린터로 만들어도 이를 튼튼하게 만들 필요가 있었다”면서 “거의 모든 부분을 솔리드워크스 소프트웨어로 설계했으며 헤드라이트 같은 부품은 직접 구매했다”고 덧붙였다.사진=스털링 배커스/페이스북 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

우주에는 존재하지만 확인하기 어려운 것들이 있다. 블랙홀은 1915년 아인슈타인의 일반상대성 이론에서 존재가 예견된 이래 그 모양을 직접 눈으로 확인할 수 없었다. 강한 중력으로 시공간마저 크게 휘어 빛도 빠져나올 수 없기 때문이다. 그럼에도 블랙홀의 존재를 인지할 수 있었던 까닭은 그 존재로 생기는 여러 현상을 관찰한 까닭이다. 블랙홀 뒤에 가려진 별을 블랙홀 주변에서 굴절된 빛을 통해 관찰한 것도 그 예 중 하나다. 지난 4월엔 지구 곳곳에 설치된 8개 전파망원경으로 예측 104년 만에 블랙홀의 존재를 확인할 수 있었다. 지구도 마찬가지다. 지구는 반지름이 6400㎞에 이르기 때문에 직접 조사 대신 다양한 간접적 방법이 활용되고 있다. 지구 내부의 가장 깊은 곳에 자리잡은 핵은 밀도가 높은 철과 니켈을 주성분으로 하며, 방사성 동위원소 붕괴와 지구 생성 초기에 쌓인 에너지로 인해 늘 많은 열을 배출한다. 이 때문에 고체 상태의 내핵과 액체 상태의 외핵으로 구분돼 있다. 외핵과 내핵의 물성 차이는 이미 1900년대 초반 지진학적 관측으로 확인됐다. S파가 외핵을 통과하지 못한다는 관측으로부터 외핵이 액체임이 확인됐고 외핵과 내핵의 경계에서 반사된 지진파를 통해 고체 상태의 내핵의 존재를 알게 됐다. 액체 외핵의 발견으로 지구 자기장이 만들어지는 원리와 지구의 운동도 설명이 가능해졌다. 내핵과 맨틀 사이에 자리잡은 액체 외핵으로 인해 지구는 작은 공을 내부에 갖고 있는 공 모양을 띠게 된다. 바깥 공이 구를 때 두 공 사이의 공간이 액체로 채워져 있으므로 안쪽 공은 바깥 공과 동일한 운동을 하지 않는다.초기 지구 내부는 불균질한 물질들로 서로 뒤섞여 있는 거대한 고체 덩어리였다. 이후 지구 내부 구성 물질의 밀도에 따라 분화가 일어나며 현재와 같은 지각, 맨틀, 외핵과 내핵을 가진 층상 구조로 성장했다. 외핵이 액체 상태로 발달함에 따라 지구 전체적으로 하나였던 자전운동이 외핵을 기준으로 둘로 나뉜 상태가 된 것이다. 밀도가 높고 부피가 작은 내핵에서의 자전 속도보다 맨틀과 지각에서의 자전 속도는 더 느리다. 만약 외핵이 고체라면 지표에서 관측되는 지구의 자전 속도는 지금보다 빨라져 하루도 지금보다 더 짧아졌을 것이다. 지구 내부를 직접 탐사할 수 없는 상황에서 오랫동안 맨틀과 내핵 간의 자전운동 차이를 확인하기 어려웠다. 지구핵과 맨틀에서 자전운동의 차이는 1990년대 후반에 이르러서야 광물의 정렬로 나타나는 광물의 물리학적 비등방성 성질을 활용해 측정이 가능해졌다. 동일한 암석이라도 광물이 정렬된 방향에 따라 암석의 강도와 지진파 전파 속도 차이가 난다는 점에서 착안했다. 수십년의 시간 간격을 두고 동일한 위치에서 발생한 지진의 지진파를 비교해 내핵을 통과하는 지진파 속도가 서로 차이가 나는 것을 확인한 것이다. 이를 통해 내핵이 비등방성 성질을 가지고 있을 뿐 아니라 내핵이 맨틀과 서로 다른 각속도로 자전을 하고 있음을 확인했다. 만약 내핵이 비등방성을 띠지 않았다면, 맨틀과 내핵의 자전운동 차이는 아직도 알지 못했을 것이다. 자연에는 아직 알지 못하는 많은 부분이 남아 있다. 자연에는 보이지 않는 것이 없다. 우리가 보지 못하는 것은 단지 볼 수 있는 적절한 눈과 도구를 가지지 못했을 뿐이다.

야광 구슬을 연상케 하는 신비로운 구름이 공개됐다. 미국 지구 물리학회(American Geophysical Union)에 따르면 지난달 12일 북극과 그린란드 상공 일대에서 포착된 이것은 다름 아닌 얼음과 유성먼지로 이뤄진 희귀한 구름이다. 정확한 명칭은 야광운(noctilucent clouds) 또는 야광구름으로, 고위도 지방의 80~90㎞ 고도 부근에서 여름에만 매우 드물게 나타난다. 고도가 높은 위치에서 나타나기 때문에, 태양이 지평선 부근에 있을 때 푸르게 빛나 보인다. 주로 해가 뜨기 전이나 해가 진 후에만 관측되며, 지상보다는 위성과 같은 우주에서 내려다볼 때 더욱 자세하게 관찰할 수 있다. 대기 중 얼음 결정체의 밀집도에 따라 밝은 푸른색에서 흰색까지 다양한 빛깔을 나타내는데, 푸른 빛으로 빛날수록 더욱 신비로운 분위기를 자아낸다. 북극과 그린란드 상공 밤하늘에서 포착된 야광운은 미국항공우주국(NASA)의 AIM(Aeronomy of Ice in the Mesosphere) 탐사선이 북극을 통과하면서 촬영한 것이다. AIM 위성은 지구 중간 대기권을 탐험하는 임무를 맡고 있다. 한편 밤하늘에서 마치 야광 구슬처럼 빛나는 야광운이 처음 확인된 것은 19세기 중반으로 알려져 있다. 당시 크라카타우 화산이 폭발한 후 화산재가 대기권 높은 곳까지 이르렀고, 이때 야광운이 처음 포착됐다. 이 때문에 사람들은 당시 야광운이 화산 폭발과 관련이 있는 기상현상이라고 생각했지만, 화산재가 가라앉은 후에도 같은 현상이 반복되면서 화산과는 관련이 없다는 사실이 확인됐다. NASA 관계자는 “최근 들어 야광운이 관찰되는 범위가 점차 넓어지는 추세”라고 설명했다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

병원에서 초음파 검사나 컴퓨터단층촬영(CT)으로 병변이 발견될 경우 더 정확한 진단을 위해 자기공명영상(MRI)를 촬영한다. MRI는 커다란 자석으로 자기장을 발생시켜 몸 속 수소원자핵을 공명시켜 조직의 물리적, 화학적 특성을 영상으로 만드는 기술이다. 과학자들이 MRI 기술을 활용해 작은 원자 한 개가 만들어 내는 자기장까지 관찰할 수 있는 방법을 개발했다. 기초과학연구원(IBS) 양자나노과학연구단과 미국 IBM 공동연구팀은 기존의 분자 수준 MRI보다 100배 이상 해상도를 높여 원자 한 개가 만들어 내는 스핀 자기장을 시각화할 수 있는 기술을 개발해 물리학 분야 국제학술지 ‘네이처 피직스’ 2일자에 발표했다. 세상에서 가장 세밀한 MRI를 만들었다는 차원에서 주목받고 있는 연구이다. 일반적으로 병원에서 사용하는 MRI는 촬영을 위해 수 억개의 원자 스핀이 필요하다. 이 때문에 미시세계 연구를 위해 분자 수준까지 측정할 수 있는 자기공명영상 연구는 이뤄져 있지만 해상도가 나노미터 수준이어서 개별 원자를 또렷하게 볼 수 없다. 독특한 분자 구조를 가진 신소재나 양자소자를 연구하기 위해서는 개별 원자 스핀을 시각화하는 것이 필요하다. 연구팀은 주사터널링현미경(STM)에서 해결책을 찾았다. STM은 뾰족한 금속 탐침을 시료 표면을 아주 가깝게 가져간 상태에서 탐침과 시료 사이에 전류를 걸어주면 전자가 에너지 장벽을 넘어 다른 쪽으로 넘어가면서 표면 구조를 관찰할 수 있게 해주는 장치이다. 연구팀은 STM 탐침 끝에 철원자 1~5개를 묶은 스핀클러스터를 부착하는 방법을 만들어 냈다. 스핀의 방향에 따라 자석처럼 서로 끌어당기고 밀어내는 성질에 따라 탐침과 시료원자의 스핀 사이에 자기력이 생겨 탐침이 시료 표면에 더 가까이 접근하고 이것이 원자 한 개를 시각화할 수 있게 한 것이다. 이 같은 방법을 통해 표면 위 원자 하나와 스핀 클러스터 사이의 자기적 공명을 읽는데 성공했다. 이번에 원자 하나의 또렷한 MRI를 촬영한 것은 처음이다. IBS 안드레아스 하인리히(이화여대 물리학과 석좌교수) 단장은 “병원에서 정확한 진단과 치료를 하기 위해서는 MRI 촬영이 필요하듯 물리적 시스템도 정확히 분석해야 변형과 응용이 가능한데 이번 연구는 원자 성질을 스핀 구조라는 새로운 측면에서 확인했다는데 의미가 크다”라고 말했다. 연구를 이끈 필립 윌케 연구위원은 “최근 자성 저장 장치를 포함해 나노 수준에서 다양한 자성 현상이 보고되고 있는데 이번 원자 MRI기술로 고체 표면, 양자컴퓨터의 스핀 네트워크, 생체분자까지 여러 시스템의 스핀 구조를 연구할 수 있게 됐다고 볼 수 있다”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

올해로 18회째를 맞는 ‘2019 한국 로레알-유네스코 여성과학자상’ 수상자로 이미옥(55) 서울대 약대 교수가 선정됐다. 로레알코리아와 유네스코한국위원회, 여생명과학기술포럼은 ‘제18회 한국 로레알-유네스코 여성과학자상’ 학술진흥상 수상자로 이 교수를 선정하고 신진 여성과학자에게 주어지는 펠로십 수상자로는 김필남(39), 이수현(37) 카이스트 바이오및뇌공학과 교수, 정현졍(37) 카이스트 생명과학과 및 나노과학기술대학원 교수, 진윤희(30) 연세대 생명공학과 연구교수를 선정하고 서울대 교수회관에서 시상식을 열었다고 28일 밝혔다. 학술진흥상 수상자에게는 상장과 함께 연구지원비 2000만원, 펠로십 수상자에게는 상패와 함께 연구지원비 500만원씩 수여됐다. 학술진흥상 수상자인 이미옥 교수는 지난 25년간 내분비생리, 약리 핵심조절인자인 호르몬 핵 수용체의 활성화 기전을 밝히고 대사질환의 발병 메커니즘을 규명하는데 전력해왔다. 그 과정에서 지방간을 포함한 대사질환 치료목적의 티오우레아 화합물에 대해 기술이전을 하기도 했다.펠로십 수상자인 김필남 교수는 생명체 내 기계공학적, 물리학적 힘, 구조물의 역할을 밝혀내는 새로운 개념의 융합학문 분야를 만들어내기 위한 시도를 지속적으로 해와 선도적 연구를 수행해온 공로를 인정받았다. 이수현 교수는 기억을 되살릴 때 나타나는 단백질 분해 현상이 기억 메커니즘에서 필수적이라는 점을 처음으로 밝혀내는 등 신경과학 발전에 기여해온 것을 높이 평가받았다. 정현정 교수는 나노소재로 질병을 진단하는 기술을 주도해왔으며 특히 항생제 내성을 갖는 슈퍼박테리아 감염을 신속하고 정확하게 진단할 수 있는 기술을 개발해왔다. 진윤희 교수는 약물전달 메커니즘을 바탕으로 한 치료용 세포를 제작하는 도전적 연구를 수행하고 있다는 점에서 높은 평가를 받아 이번에 수상자로 선정됐다. 한국 로레알-유네스코 여성과학자상은 2002년부터 한국 여성과학계의 진흥과 발전에 기여한 공로자를 포상하기 위해 유네스코한국위원회, 여성생명과학기술포럼과 공동으로 우수 여성과학자를 선정해 시상했다. 지금까지 총 74명의 수상자를 배출했으며 올해부터 펠로십 분야는 1명 더 추가한 4명을 선정했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr