‘꿈의 신소재’ 그래핀을 다양한 재료와 섞어 물리적, 화학적 특성을 강화한 다기능성 그래핀 복합체를 손쉽게 제작할 수 있는 기술을 국내 연구진이 개발했다. 미국 라이스대 화학과, 응용물리학과, 토목환경공학과, 나노공학 및 재료과학과, 한국기초과학지원연구원 전주센터, 이스라엘 네게브 벤구리온대 공대 공동연구진은 저비용으로 쉽고 간단하게 다양한 그래핀 복합체 제작 기술을 개발했다고 21일 밝혔다. 이번 연구결과는 나노분야 국제학술지 ‘ACS 나노’ 최신호(2월 7일)에 실렸다. 연구팀은 레이저 합성 그래핀(LIG)을 만든 뒤 복잡한 화학적 처리 없이 고분자, 탄성체, 건설재료 등 다양한 재료에 집어넣는 간단한 방법으로 그래핀 복합체를 제작했다. LIG도 고온 공정이나 화학처리 과정 없이 저비용으로 비교적 간단하게 만들 수 있으며 넓고 크게 확장하기도 쉬운데 이번 연구로 다기능성 복합체로 활용 가능성도 크다는 것이 밝혀진 것이다. 연구팀은 LIG 복합체가 물을 밀어내는 초소수성 표면이나 병원균이나 오염물질이 묻는 것을 막아주는 오염 방지막, 결빙방지 기능이 있는 발열소자, 쉽게 구부릴 수 있는 비휘발성 메모리 소자 등 다양한 분야에 활용할 수 있을 것으로 기대하고 있다.연구에 참여한 윤종원 기초과학지원연 박사는 “이번 연구는 그래핀 복합체 제작 공정을 간소화시켜 원하는 물질을 빠르고 쉽게 제작할 수 있을 뿐만 아니라 다기능성 표면을 실생활에 쉽게 응용할 수 있도록 도와줄 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

역대 가장 차가우면서도 가장 나이가 많은 백색왜성이 새롭게 발견됐다. 최근 미 항공우주국(NASA) 소속 과학자 등 공동연구팀은 지구에서 약 145광년 떨어진 곳에서 특이한 형태의 백색왜성 'LSPM J0207+3331'(이하 J0207)을 발견했다는 연구결과를 '천체물리학저널 레터스'(The Astrophysical Journal Letters)에 발표했다. 다소 낯선 단어인 백색왜성(white dwarf)은 우리의 태양같은 항성이 진화 끝에 나타나는 종착지를 말한다. 일반적으로 수명이 다한 별은 죽어가면서 물질을 우주로 방출하면서 부풀어 오르고 결국 차갑게 식으며 쪼그라드는데 이를 백색왜성이라고 한다. 우리의 태양 역시 앞으로 70억 년 후면 수소를 다 태운 뒤 바깥 껍질이 떨어져나가 행성모양의 성운을 만들고 나머지 중심 부분은 수축한 뒤 지구만한 크기의 백색왜성이 될 것으로 예상된다. 이번에 발견된 J0207은 나이가 30억년, 온도는 5800℃ 정도로, 특별한 점은 그 주위에 먼지와 파편 등으로 이루어진 2개 이상의 고리가 있다는 사실이다. 논문의 선임저자인 천문학자 존 데베스 박사는 "백색왜성 주위에서 고리가 발견된 것은 이번이 처음"이라면서 "행성계 형성에 대한 기존 이론의 재고와 우리 태양의 미래를 알 수 있는 단서가 된다는 점에서 의미가 있다"고 설명했다. 　　 이번 백색왜성 발견에는 흥미로운 점이 하나 더 있다. 시민과학자라 불리는 아마추어 천문가가 J0207 발견에 결정적인 역할을 했다는 사실이다. 당초 독일 출신의 시민 과학자인 멜리나 테베노는 유럽우주국(ESA)의 방대한 가이아 위성 데이터를 뒤지다 이상한 점을 발견했다. 처음에는 틀린 데이터로 생각했으나 NASA의 광역적외선탐사망원경(WISE·Wide-Field Infrared Survey Explorer)의 이미지로 추가 조사해보니 이 데이터가 충분한 가치가 있다고 판단했다. 이에 테베노는 민간인이 함께 참여하는 프로젝트 단체인 '백야드 월드: 플래닛 9'(Backyard Worlds: Planet 9·태양계 9번째 행성과 갈색왜성을 찾는 프로젝트)에 이 자료를 넘겼다. 이후 연구팀은 하와이에 있는 켁 2 망원경(Keck II Telescope)을 재배치해 추가적인 조사에 나섰고 결국 새로운 백색왜성이라는 사실을 밝혀냈다. 논문에 함께 이름을 올린 테베노는 "처음에는 새로운 갈색왜성(brown dwarf·별이 되려다 실패한 천체)을 발견했다고 생각했으나 J0207는 너무 밝아 보여 이 결과를 프로젝트팀과 공유한 것"이라면서 "내가 발견한 것을 최대한 연구에 반영하고 활용하는 전문가들과 상호소통하는 것이 너무나 기뻤다"고 밝혔다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

100년 전과 비교했을 때 ‘암’은 예전처럼 금방 죽을 병으로 인식되고 있지는 않다. 점점 관리 가능한 질병의 범주에 포함되고 있지만 수많은 연구자들의 분투에도 불구하고 여전히 완전 정복은 멀어보이기만 한다. 그런데 암 발병 패턴을 보면 여성과 남성의 차이가 나타날 때가 많다. 물론 간혹 담배를 피우지도 않고 공기질이 나쁜 곳에서 거주하는 것도 아닌데 폐암에 걸리거나 음주를 하지 않는데도 간암에 걸리는 여성들이 있기는 하지만 폐암이나 간암은 남성들에게 더 많이 나타난다. 최근 캐나다와 미국 연구진이 다양한 암조직과 종양세포를 분석한 결과 남성과 여성에게서 특징적으로 나타나는 암들은 생활방식 차이보다는 성에 따라 달라진다는 사실을 밝혀냈다. 캐나다 온타리오 암연구소, 토론토대 의학생물물리학과, 약학및독성학과, 벡터AI연구소, 미국 캘리포니아 로스앤젤레스(UCLA) 인간유전학과와 의대 비뇨기과, 존슨비교암센터, 정밀보건연구소 공동연구진은 2000개의 종양세포(tumor)와 28종의 암(cancer)에 대한 유전체 분석결과 생물학적인 성(性)이 암의 원인이 되는 변이에도 영향을 미친다는 사실을 규명했다고 세계적인 과학저널 ‘네이처’가 13일자에 보도했다. 이들의 연구결과는 생물학 분야 논문 출판 전 공개사이트인 ‘바이오아카이브’(bioRxiv) 최신호에 실렸다.종양은 과잉증식해 장기를 침범해 영향을 미치는 조직을 말하는데 이 중 번식력이 강하고 발생 장기와는 다른 주변 장기까지 침투해 생명을 위협하는 것을 악성종양, 흔히 암이라고 부른다. 실제로 양성 종양은 암에 비해 성장속도가 느리고 어느 정도 자라라면 더 자라지 않고 주위 정상조직에도 침투하지 않는다. 폐암과 간암의 경우 흡연이나 음주여부의 차이를 보정한 다음에도 여성보다는 남성에게서 더 흔하게 발병되는데 정확한 원인은 알려지지 않았다. 이 때문에 많은 종양학자들은 지금까지 ‘발병하는 암의 종류에 따른 남녀의 차이는 거의 없다’는 통념이 지배해왔다. 그렇지만 2014년 미국 국립보건원(NIH)에서 “전임상 연구를 할 때 반드시 암컷 동물이나 여성의 세포주를 포함시키라”는 성차 고려 연구지침을 권고하면서부터 일부 뇌종양이나 진행성 흑색종 같은 암에서 성편향성이 있다는 연구결과가 발표되기도 했다. 연구팀은 지금까지 알려져 있는 대부분의 종양과 암세포의 단백질 코딩 유전자와 유전자 발현을 제어하는 DNA 변이까지 광범위한 분석을 실시했다. 그 결과 생물학적 남성에서 발생되는 암 유발 변이는 생물학적 여성에게서 발견되는 변이의 갯수와 종류까지 통계학적으로 현저하게 차이를 보인다는 사실을 확인했다. 연구팀의 분석에 따르면 4285개의 성편향 유전자가 암의 종류와 전이를 결정한다. 남성과 여성에게서 나타나는 암의 종류가 다르기 때문에 항암제 개발 과정에서도 이런 성차를 고려해야 효과적인 치료가 가능할 것이라고 연구진은 입을 모으고 있다. UCLA 폴 부트로스 유전학 교수는 “이번 연구를 통해 종양의 변이를 유발하는 근본적 원인 중 하나가 생물학적 성차라는 사실을 알게 됐다”면서 “임상시험은 물론 전임상시험에서도 반드시 성차를 고려한 연구가 진행돼야 하는 이유를 보여주는 것이며 성차에 따른 암발병을 정확히 이해한다면 예방과 치료 전략을 더 효과적으로 짤 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

미국에서 북핵 해결의 방향을 주도하는 비선 실체가 드러났다. 이들은 북한과 실무협상을 주도하고 있는 스티븐 비건 미 국무부 대북특별대표의 실질적 조언자인 스탠퍼드팀과 카네기팀으로 밝혀졌다. 이들은 비건 특별대표가 그동안 고집했던 미국의 일괄타결식 해법을 버리고 단계적·동시적 해법으로 전환하는 데 큰 역할을 한 것으로 알려졌다. 워싱턴포스트(WP) 외교 전문 칼럼니스트 데이비드 이그네이셔스는 13일(현지시간) ‘2차 북미 정상회담은 일부 허풍이지만 세계를 좀 더 안전하게 만들 수도 있다’는 글에서 “비건 대표가 스탠퍼드대와 카네기국제평화연구소 전문가들한테 (북핵 해법의) 아이디어를 구했다”면서 “비건 대표와 이들이 무엇이 논의됐는지는 명확하지 않지만, 이들의 주장하는 대북해법을 받아들인 것 같다”고 주장했다. 애리얼 르바이트·토비 덜튼 연구원이 이끄는 카네기팀은 북한에 현대식 인프라가 부족한 상황에서 핵·미사일 프로그램 폐쇄에 대한 검증을 어떻게 할지에 집중해왔다고 이그네이셔스는 전했다. 또 모든 핵무기를 일일이 검증하는 것이 현실적으로 불가능하기 때문에 북한이 잘 지키고 있는지 믿을 수 있는 수준에서 전반적 평가를 하는 ‘확률론적 검증’을 하자는 것이 카네기팀의 주장이라고 소개했다.스탠퍼드팀은 영변 핵시설을 직접 관찰한 핵물리학자 지그프리드 헤커 박사와 국무부 출신 로버트 칼린 객원연구원, 엘리엇 세르빈 연구원이 주도한다. 이 팀은 “북한은 체제 보장을 얻기까지는 (핵)무기와 프로그램을 포기하지 않을 것”이라면서 “체제 보장은 북한이 약속한다고 이뤄지는 게 아니라서 (신뢰 구축을 위한) 기간이 10년까지 걸릴 수 있다”는 입장이라고 이그네이셔스는 설명했다. 그래서 미국도 북한과 단기전에서 장기전으로 입장을 바꾼 것이라고 주장했다. 비건 대표는 지난달 31일 스탠퍼드대에서 이들 전문가를 만나고 ‘단계적·동시적 비핵화’ 등을 담은 연설을 한 것으로 알려졌다. 일각에서는 이들 전문가 집단의 현실적 견해가 비건 대표의 대북 접근법에 상당한 영향을 미쳤으리라는 관측도 제기되고 있다. 워싱턴 한준규 특파원 hihi@seoul.co.kr

지난 1월 29일자 미국 뉴욕타임스는 앞으로 지구 전역에서 한파와 폭염, 폭우와 폭설, 폭풍 등이 일상화될 것이라고 경고하고 나섰다. 1938년 영국 공학자인 캘런더가 화석연료를 연소시킬 때 나오는 이산화탄소가 지구 온도를 높여 인류의 존속에 부정적 영향을 미칠 것이라는 주장을 한 이래 많은 과학자가 이 문제의 심각성을 알리고자 노력해 왔다. 2009년 영국 런던 킹스칼리지의 흄 교수는 기후변화를 위키드 프로블럼(wicked problem)으로 규정하고 전 지구적 차원에서 해결책을 찾아야 한다고 역설했다. 실제로 지난 몇 년 사이에 북극 소용돌이가 기후온난화로 약해진 제트기류를 뚫고 남하해 미국 전역에 기록적 한파를 몰고 왔고, 지구 반대편인 호주에서는 기록적인 폭염과 산불로 사우스오스트레일리아의 주도 애들레이드의 기온이 섭씨 46도를 넘어섰다. 2018년 76세를 일기로 타계한 세계적 물리학자 스티븐 호킹 박사도 지구온난화의 위험에 대해 이렇게 경고했다. “온실효과와 지구온난화는 궁극적으로 지구의 기후를 매우 뜨겁고 황산비가 내리는 섭씨 250도의 금성처럼 만들어 버릴 개연성이 매우 높다”고 말이다. 이런 환경 위기를 극복하려고 수많은 노력이 유엔을 중심으로 이루어졌다. 국경을 넘어 이동하는 대기오염물질을 통제하기 위해 1979년 유럽 국가들이 중심이 돼 체결한 제네바협약, 유엔환경계획(UNEP)과 세계기상기구(WMO)가 중심이 돼 기후변화에 관한 정부간협의체(IPCC)를 조직하고 이산화탄소의 배출량을 1988년 수준에서 20% 감축하기로 한 토론토회의, 그리고 1992년 브라질 리우에서 선진국의 우선 감축을 강조하는 기후변화협약에 154개국이 서명함으로써 최초로 지구적 차원에서 기후변화에 대처하는 공동 노력이 빛을 보게 됐다. 이러한 온실가스 감축 의무를 구체화하기 위해 1997년 일본 교토에서 개최된 제3차 당사국 총회에서는 교토의정서를 채택했다. 그럼에도 불구하고 이 의정서 참여국에는 그 당시 세계에서 가장 많이 온실가스를 배출하던 미국이 불참했고, 온실가스 다배출국인 중국과 인도는 개도국으로 분류되면서 감축 의무에서 제외됐다. 이런 기후변화에 대한 제도적 결함은 2015년 12월에 파리에서 개최된 제21차 당사국 총회에서 극적으로 2020년 이후 적용될 새로운 체제에 대한 합의가 이루어짐으로써 해결됐다. 이러한 신기후 체제하에서는 과거 교토의정서와 달리 선진국에만 온실가스 감축 의무가 있는 것이 아니라 195개 당사국 모두에게 구속력이 있는 온실가스 감축 의무가 부과되게 됐기 때문이다. 사실 20세기가 자본주의와 공산주의의 대결이었다면 21세기는 자본주의와 생태주의 간의 대결로 귀결될 것이다. 양쪽 시각을 서로 조화롭게 포용하는 제3의 길을 모색하지 않는다면 인류의 앞날이 비극적으로 끝나게 될 수 있는 절체절명의 순간에 파리협정이라는 옥동자가 탄생한 것이다. 그런데 문제는 미국에서 트럼프 행정부가 들어서면서 불거지기 시작했다. 미국 제45대 대통령으로 당선된 도널드 트럼프는 기후변화는 거짓이고 사기라고 주장하면서 2017년 6월 파리기후변화협약 탈퇴를 선언한 것이다. 이는 1981년에 미국 40대 대통령으로 당선된 로널드 레이건이 환경 위기는 과학적 인과성이 결여된 거짓 주장에 불과하다고 주장하면서 친기업적 성향의 인물을 환경 분야 각료로 임명한 것과 정확히 일치한다. 이 각료들은 거의 대부분 재임 중에 의회의 탄핵을 받아 해임됐다. 트럼프의 이러한 주장을 비웃기라도 하듯 2019년 세계경제포럼(일명 다보스포럼)에서 안토니우 구테흐스 유엔 사무총장은 기조연설을 통해 세계 경제를 가장 위협하고 있는 지구온난화를 방지하기 위해서 각국 정부는 과감한 행동에 나서야 할 것이라고 역설했다. 빌 게이츠도 지구온난화 방지를 위해 자신의 사재를 털어 친환경 에너지 개발에 박차를 가하고 있다. 지구를 보존하고 우리 인류가 지속가능한 발전을 이룩해 내려면 제2종 오류보다 제1종 오류를 줄이는 데 전력을 투구해야 한다. 다시 말해 기후변화가 환경 위기의 주범인데도 불구하고 이를 애써 부정하려는 정책적 선택을 정치인들이 못 하도록 전 인류의 운명을 걸고 막아야 한다.

러시아의 한 인공위성이 신비한 ‘빛의 폭발’을 감지했으며 이는 새로운 물리 현상일 가능성이 있는 것으로 전해졌다. 11일 러시아 관영 스푸트니크스 보도에 따르면, 모스크바대가 운영하는 미하일 로모노소프 위성(이하 로모노소프 위성)이 지구의 상층 대기권에서 완전히 새로운 빛의 폭발을 수차례나 감지했다. 2016년 발사된 이 위성은 러시아 최초 대학 모스크바대의 설립자이면서 시인, 언어학자, 계몽학자이자 과학자인 미하일 로모노소프의 이름을 딴 천문관측위성으로, 주목적은 상층 대기권에서 감마선 폭발과 고에너지 우주선, 그리고 과도현상을 관측한다. 그런데 이 위성이 최근 뭔가 신비한 현상을 감지했다는 것이다. 연구팀을 이끄는 미하일 파나시크 모스크바대 핵물리학연구소장은 스푸트니크스와의 인터뷰에서 “우리는 이 위성에 탑재된 망원경의 도움으로 예상했던 것보다 훨씬 더 중요한 결과물을 얻었다. 새로운 물리 현상과 만난 것 같다”면서 “아직 물리적 본질은 모른다”고 밝혔다. 이와함께 “예를 들어 위성이 고도 수십 ㎞ 위를 비행하는 동안 우리는 몇차례나 매우 강력한 빛의 폭발을 감지했다”면서 “그렇지만 그 밑에는 폭풍은 물론 구름도 없었다”고 설명했다. 이같이 특이한 전기적 방출은 최근 몇 년 동안 여러 위성과 국제우주정거장(ISS)에 체류 중인 우주비행사들에 의해서도 포착됐다. 발광 현상은 여러 가지가 있었는데 그중에서도 가장 두드러진 현상은 ‘레드 스프라이트’와 ‘블루 제트’ 현상이었다. 레드 스프라이트는 번개가 칠 때 이와 연계돼 상층 대기권에서 일어나는 이차적인 거대 섬광 현상을 말한다. 스프라이트라고도 불리며 대체로 붉은 빛을 띄어 레드 스프라이트라고 불린다. 블루 제트는 뇌운 위쪽의 적란운 상층에서 가늘고 긴 모양을 나타내며 전리층인 고도 40~50㎞까지 뻗어 오르는 섬광 현상으로 파란빛을 띄어 블루 제트라고 불린다. 하지만 이런 전기적 폭발은 항상 폭풍우와 연관돼 있었다. 따라서 이번 발견은 놀라울 수밖에 없었다고 연구팀은 말한다. 연구팀은 고에너지 우주선과 감마선 폭발에 숨겨진 과정을 이해하기 위해 최근 상층 대기권에서 감지된 빛 폭발과 같은 일시적인 현상의 진짜 원인을 알아내기 위해 노력하고 있다고 밝혔다. 이어 이런 현상은 지표면에도 영향을 줄 수 있다고 덧붙였다. 사진=CC0 1.0　 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

우리은하가 현재의 형태로 예상한 것보다 약간 더 오래 살아남을 것이라는 새로운 연구 결과가 발표되었다. 가이아 위성의 관측 데이터에 기초한 새로운 연구에 따르면, 우리은하와 이웃 나선은하인 안드로메다 은하 사이에 일어날 거대 충돌은 약 45억 년 후에 발생하는 것으로 나타났다. 이전의 대체적인 추정치는 충돌이 약 39억 년 후일 것으로 알려졌지만, 새 연구는 두 은하의 충돌이 이보다 약 6억 년 늦추어질 것이라는 연구결과를 내놓은 것이다. 지난 2013년 12월에 발사된 유럽우주국(ESA)의 관측위성 가이아는 연구원들로 하여금 최고 수준의 우리은하 3D지도를 만들 수 있게 도와주고 있다. 가이아는 엄청난 수의 별과 다른 대상의 위치와 움직임을 정확하게 모니터링한다. 미션 팀은 가이아가 그 예리한 눈을 영원히 감을 때까지 10억 개 이상의 별을 추적할 계획이다. 가이아는 대체로 우리은하계 내에 있는 별들을 추적하고 있지만, 일부는 가까운 이웃 은하의 별들을 대상으로 삼기도 한다. 새로운 연구에서, 연구자들은 우리은하를 비롯하여 안드로메다(M31)와 삼각형 자리은하(M33)에서 수많은 별을 추적했다. 이들 이웃 은하는 우리은하에서 250만-300만 광년 거리에 존재하며, 은하들끼리 상호작용하고 있다고 연구팀은 밝혔다. 볼티모어의 우주망원경 과학연구소의 롤란드 반 데르 마렐 대표 저자는 “우리는 은하들이 어떻게 성장하고 진화했는지, 그리고 무엇이 그 같은 특징과 행동을 만드는 데 영향을 미치는지 밝혀내기 위해 은하의 움직임을 3D로 탐사했다”면서 “우리는 가이아가 발표한 고품질 데이터의 두 번째 패키지를 사용해 이 작업을 수행할 수 있었다”고 밝혔다.연구팀은 이 작업으로 M31과 M33의 회전 속도를 결정할 수 있었으며, 가이아에서 얻은 결과와 기록 분석을 사용하여 M31과 M33이 과거 어떻게 움직였는지, 그리고 앞으로 수십억 년 동안 어떻게 움직일지에 대한 궤적을 찾아냈다. 이 팀이 제시한 모델은 우리은하와 안드로메다 은하의 충돌 시점을 예상보다 늦게 잡고 있으며, 충돌 양상은 정면 출돌이 아니라 스치는 듯한 측면 충돌을 보여주고 있다. 그러나 두 은하의 별들끼리 충돌할 가능성은 아주 낮다. 별들 사이의 거리가 너무나 멀기 때문에 두 은하는 별들의 충돌 없이 서로 관통할 것으로 예상된다. 따라서 은하 합병으로 인해 우리 태양계가 혼란에 빠질 확률은 아주 낮다. 그러나 그때쯤이면 지구는 달아오르는 태양에 의해 숯덩이가 되어, 두 은하가 지구 하늘에서 몸을 섞는 장관을 볼 수 있는 생명체는 존재하지 않을 것이다. 이 새로운 연구는 이번 달 ‘천체물리학 저널’에 발표되었다. 그런데 우리은하를 합병한 안드로메다가 다음의 우리은하가 되지는 않을 것이다. 대마젤란 은하가 25억 년 후 먼저 우리은하에 합병될 것이기 때문이다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

추우면 보온 기능을 발휘하고, 더우면 냉각 기능이 되는 쌍방향 특수섬유가 개발됐다. 더위 또는 추위에 대처하는 기능성 섬유는 다양하게 개발됐지만, 상반된 두 기능을 함께 갖춘 섬유는 최초다. 미국 메릴랜드대학(UMD) 화학·생화학 담당 왕위황 교수가 이끄는 연구팀은 적외선 방사(infrared radiation·열)가 통과하는 양을 조절해 냉각과 보온 기능을 모두 수행할 수 있는 섬유를 개발하고, 관련 논문을 국제 과학저널 ‘사이언스(Science)’를 통해 밝혔다. 우리 몸은 7~14 마이크로미터 파장의 중적외선 형태로 열을 내보낸다. 연구팀은 방수와 흡수 성질을 각각 가진 두 종류의 합성물질로 실을 뽑아낸 뒤, 초경량 도체성 금속인 ‘탄소 나노튜브’를 입혀 특수 섬유를 만들었다. 이 섬유는 방수와 흡수 물질을 모두 갖고 있어 덥고 습한 환경에서는 뒤틀리게 되고, 이 뒤틀림으로 인해 실 가닥을 더 밀착시켜 섬유의 기공을 연다. 특히 실을 덮고 있는 탄소나노튜브 간 전자기 결합을 조절해 열이 빠져나가게 함으로써 냉각 효과가 발휘된다. 춥고 건조할 때에는 반대로 열이 빠져나가는 것을 차단해 체온을 유지하게 한다. 연구팀은 이를 적외선 방사에 대한 ‘게이팅(gating)’이라고 표현했다. 이 특수섬유가 몸에서 나는 열과 상호작용을 하며 열을 옷 밖으로 내보내거나 차단하는데, 인간이 덥거나 춥다고 느끼기 전에 거의 즉각적으로 반응해 기능을 조절하는 것으로 연구팀은 설명했다. 왕 교수는 “몸에서 방출하는 적외선을 35% 이상 제어하는 데 성공했다”면서 “적외선 방사를 역동적으로 게이팅할 수 있는 최초의 기술”이라고 밝혔다. 논문의 교신저자인 같은 대학 물리학과 어우양민 교수는 “인체는 완벽한 라디에이터로 열을 즉각적으로 발산한다”면서 “역사적으로 이 라디에이터를 조절하는 유일한 길은 옷을 벗거나 입는 것이었지만 이 섬유는 양방향으로 조절할 수 있다”고 설명했다. 이를 상업화하는 데 더 연구가 필요하지만, 기본섬유에 사용한 물질은 이미 쉽게 구할 수 있고, 탄소나노튜브 코팅도 일반적인 염색 과정을 통해 쉽게 처리할 수 있어 큰 문제가 없는 것으로 전해졌다. 신진호 기자 sayho@seoul.co.kr

2018년은 1880년 지구 기상 관측이 시작된 이래 네번째로 더운 해로 기록됐다. 7일 외신에 따르면 미국항공우주국(NASA)과 미국 국립해양대기국(NOAA), 세계기상기구(WMO) 등은 지난해 기후를 분석한 결과를 내놓았다. 출처별로 지구 기후 측정 방식은 약간 차이가 있지만 지난해가 2016년과 2015년, 2017년에 이어 역대 4위로 평균기온이 높았다는 분석 결과를 똑같이 발표했다. NASA와 NOAA는 기후분석 보고서를 통해 지난해 평균기온이 14.69도로 20세기 평균기온보다 0.79도 높은 것으로 측정됐다고 밝혔다. 미국만 놓고 보면 평균기온이 역대 14위로 그리 무더운 해가 아니었지만, 유럽 대부분의 지역에서 기상 관측 이래 가장 무더운 해로 기록됐다. WMO는 지난해 평균기온이 산업화 이전보다 1.8도 높아 역대 4위를 기록했다고 최종 분석 결과를 발표했다. 이러한 내용은 지난해 11월 1차 보고서를 통해 발표됐으며, 이후 남은 기간의 기상 관측 기록을 추가해 최종 보고서를 내놓았다. 기후 전문가들은 한해의 평균기온 순위 등락보다는 장기적인 기후 흐름을 주목해야 한다고 강조했다. 특히 평균기온이 높았던 역대 20위까지가 지난 22년 사이에 집중돼 있었고, 무엇보다 1~5위가 지난 5년 이내로 몰려 있다는 점을 우려하고 있다. 페테리 탈라스 WMO 사무총장은 “장기적인 기온 흐름이 한해의 순위보다 더 중요하며, 그 흐름은 상승 중이라는 것”이라면서 “지난 4년간의 온난화 정도는 땅과 바다에서 모두 이례적인 것이었다”고 설명했다. 지난 4년뿐만 아니라 향후 전망도 좋지 않은 상황이다. 영국 기상청은 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 향후 5년 동안의 평균기온이 14.73~15.27도를 기록할 것으로 전망했다. 이는 1~4위를 기록한 지난 4년의 평균기온을 웃도는 수치다. WMO는 호주에서 1월에 기록적인 더위를 보인 것을 비록해 극단적인 기상 이변의 상당수는 “기후 변화가 초래할 것으로 예상해 온 것과 일치하는 현상”이라고 강조했다. 포츠담연구소 기후변화 과학자 스테판 람스토프는 AP통신과의 이메일 회견에서 “기온상승세는 수그러들지 않고 지속할 것”이라면서 “이런 사실을 부정하며 사는 사람들은 물리학을 부정하며 사는 것과 같다”고 했다. 신진호 기자 sayho@seoul.co.kr

김용 세계은행 총재 후임으로 대중국 강경파인 데이비드 맬패스(63) 미국 재무부 차관이 낙점된 것으로 알려졌다. 월스트리트저널(WSJ) 등에 따르면 미 정부는 회원국을 상대로 맬패스 차관에 대한 지지 요청을 하고 있으며 최종 지명 발표는 이번 주 내 이뤄질 전망이다. `트럼프 충성파’로 분류되는 그는 평소 세계은행 등 국제기구가 “덩치가 커지면서 더 주제넘게 참견하고 있다”며 “국제기구들을 재집중시키는 일이 시급하고 더 어려워지고 있다”는 의견을 피력해 왔다. 국제관계 업무를 담당하는 맬패스 차관은 콜로라도대에서 물리학 학사를 받았고 덴버대에서 경영학석사(MBA)를 취득했다. 조지타운대에서 국제경제학도 공부한 그는 스페인어와 러시아어, 프랑스어 등에 능통한 것으로 전해졌다. 로널드 레이건, 조지 H W 부시 전 정부에서 각각 재무부 부차관보와 국무부 부차관보로 일했으며 투자은행 베어스턴스 수석 이코노미스트로 활동하기도 했다. 도널드 트럼프 후보 대선캠프에서 선임 경제정책보좌관으로 활동한 그는 재무부에 입성해 보호주의 통상정책을 실행하는 데 앞장섰다. 현재 진행 중인 중국과의 무역협상에서도 주도적 역할을 하고 있다. 세계은행 이사회는 오는 3월 14일까지 총재 후보를 추천받아 4월 중순까지 새 총재를 선출할 예정이다. 김규환 선임기자 khkim@seoul.co.kr

30여개 원소 성질 따라 배치한 주기율표 화학을 예측 가능한 학문으로 만들어줘 최소 160번까지 원소 발견 계속될 듯 새 원소 이름은 발견자나 국가 이름 붙여“수(소), 헬(륨), 리(튬), 베(릴륨), 붕(소), 탄(소), 질(소), 산(소), 플(루오르), 네(온), 나(트륨)….” ●현재까지 알려진 원소는 118종 중·고등학교에서 화학을 처음 접하는 사람들이라면 누구나 한번 거쳐가야 할 관문이 있다. 바로 학생들에게 화학은 암기 과목이라는 잘못된 고정관념을 갖게 만든 ‘원소 주기율표’다. 주기율표는 원소들을 원자번호 순서대로 배치하되 반복되는 화학적 성질에 따라 배열한 것으로 현재까지 알려진 원소는 자연계에 존재하는 98종과 인공적으로 합성된 20종을 합쳐 118종이다. 우리가 알고 있는 주기율표는 러시아 화학자 드미트리 멘델레예프(1834~1907)가 1869년 당시 알려진 30여개의 원소들을 이용해 만든 것이다. 그 이전에도 원소들을 성질에 따라 배열한 ‘원시 주기율표’가 있었지만 멘델레예프의 주기율표는 원소들의 알려진 원자량을 원소 성질에 따라 배치해 만들어진 것이다. 특히 멘델레예프 주기율표를 보면 미발견 원소들의 원자량과 성질을 정확하게 예측할 수 있다는 장점이 원시 주기율표와의 가장 큰 차이점이다. 화학은 수학, 물리학, 생물학 같은 다른 자연과학보다 과학적 체계를 갖춘 것은 늦었지만 20세기 들어 현대 물리학의 양자론과 결합돼 양자화학이 만들어지고 새로운 합성법들이 개발되면서 눈에 띄게 발전했다. 이런저런 물질들을 혼합해 만드는 연금술 수준에서 화학을 예측 가능한 학문으로 만들어 주고 20세기를 ‘화학의 세기’가 될 수 있도록 한 것도 주기율표의 공이다. 이 때문에 유엔은 멘델레예프가 주기율표를 발표한 지 150년이 되는 것을 기념해 올해를 ‘국제 주기율표의 해’로 지정했다. 올해는 새로운 원소 발견을 검증하고 이름을 짓는 권한을 갖는 국제순수응용화학연합(IUPAC) 창립 100주년이 되는 해이기도 하다. 지난주 과학저널의 양대 산맥인 ‘네이처’와 ‘사이언스’는 주기율표와 화학의 발전을 나란히 커버 스토리로 다뤘다. 멘델레예프의 주기율표가 등장한 초창기에는 화학자들이 새로운 원소 발견을 주도했지만 자연계에 존재하는 원소들이 사실상 모두 발견된 이후 최근에는 물질을 구성하는 근본 원리와 힘에 대한 호기심 때문에 물리학자들이 인공원소 발견을 이끌고 있다. 원자번호 100번대가 넘어가는 인공원소들은 자연상에 존재하는 시간이 매우 짧아 활용 가치가 낮기 때문에 화학자들의 관심에서 벗어나고 있다. 그러나 물리학자들에 따르면 최소 원자번호 160번 원소까지 발견할 수 있을 것으로 보여 새로운 원소들은 앞으로도 계속 발견될 것으로 기대되고 있는 상황이다. 새로운 원소의 이름은 발견자나 발견한 국가가 붙이도록 돼 있다. 현재 주기율표 118개의 원소 중 나라 이름이 붙은 것은 31번 갈륨(Ga·프랑스의 옛 라틴어 이름인 갈리아), 32번 저마늄(Ge·독일), 44번 루테늄(Ru·러시아), 84번 폴로늄(Po·폴란드), 87번 프랑슘(Fr·프랑스), 95번 아메리슘(Am·미국), 113번 니호늄(Nh·일본)이다. 이처럼 주기율표에 이름을 올리는 것은 노벨과학상 수상에 버금가는 영광으로 받아들여지고 있다. ●“주기율표, 물질의 성질 알려주는 보물지도” 이덕환 서강대 화학과 교수는 “화학은 물질의 성질을 알려주는 ‘보물지도’인 주기율표를 바탕으로 물질의 변환, 분석, 합성을 다루는 학문”이라며 “주기율표를 통해 자연의 오묘한 규칙성을 이해하는 것이 아니라 원소 이름이나 외우는 암기 과목으로 취급받는 것은 입시 위주 교육의 폐해”라고 지적했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

트위터 등 SNS상에 금성과 목성 그리고 달이 나란히 늘어선 새벽하늘을 포착한 사진이 잇달아 공개돼 천문 마니아들의 눈길을 사로잡았다. 미 CNN 등 외신에 따르면, 지난 29일 새벽(이하 현지시간) 영국 하늘에서는 이 같은 천문 현상이 나타났다. 이에 대해 그리니치천문대 소속 천문학자 애나 로스 연구원은 원래 금성과 목성은 일주일 전인 22일 더 가까이 접근했었지만 영국에서는 보이지 않았었다고 말했다.그런데 그후 날씨가 좋아져 관측하는 데 이상적인 조건이 갖춰져 영국 전역에서 이런 멋진 광경이 목격된 것이라고 목성을 주로 연구하는 영국 레스터대 천문학자 리 플레처 박사는 설명했다. 플레처 박사는 지난해 12월 미국지구물리학회(AGU) 학술지 ‘지구물리연구 회보’(Geophysical Research Letters)에 발표한 연구논문에서 목성의 적도에서 자주 관측되는 흰색 구름이 목성이 태양 뒤에서 다시 모습을 드러낼 때 사라질 것이라고 예상했다. 그리고 이번에 자신의 예상이 적중했다고 밝혔다. 사실 이들 천문학자는 몇 달 전부터 목성이 태양 뒤에서 다시 모습을 드러내길 기다렸다. 즉 이번 목성 관측은 올해 들어 처음이라는 것. 목성은 앞으로 몇 개월 동안에 걸쳐 점점 더 잘 보이게 되며 오는 6월 10일을 시점으로 가장 선명하게 관측될 전망이다. 미국항공우주국(NASA)에 따르면, 목성에서 태양까지의 거리는 지구에서 태양까지의 거리의 약 5배다. 반면 금성은 지구와 태양 사이에 있고 태양광을 반사해 밤하늘에서는 달 다음으로 밝게 보인다.올해는 여러 행성이 나란히 늘어선 천문 현상이 총 14회에 걸쳐 발생한다. 그중에서도 이번에 금성과 목성이 밝은 달과 나란히 늘어선 현상은 그림 같은 광경을 연출한 것이다. 한편 NASA는 오는 2월 12일 주노 탐사선을 다시 목성 대기에 근접 비행할 계획이다. 주노는 이를 통해 새로운 정보를 지구로 보내올 것이다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

20세기에 기라성 같은 천문학자들 중 최고의 영웅 한 사람을 꼽으라면 에드윈 허블을 드는 데 토를 달 사람은 아무도 없을 것이다. 고요하기만 한 줄 알았던 우리의 우주가 실은 무서운 속도로 팽창하고 있다는 사실을 맨처음 발견하여 인류에 고한 사람이 허블이기 때문이다. ‘팽창우주’의 발견은 7000년 인류 과학사에서 가장 위대한 발견으로 자리매김되었다. 그 전에 허블은 그때까지 우리은하 내의 성운으로만 알려졌던 안드로메다 성운이 실은 독립된 외계은하임을 밝혀내, 우리은하가 우주의 전부인 줄 알았던 사람들을 충격 속에 빠뜨렸다. 밤하늘에서 빛나는 모든 것들이 우리은하 안에 속해 있다고 믿고 있던 사람들에게 이 발견은 청천벽력과도 같은 것이었다. 갑자기 우리 태양계는 자디잔 티끌 같은 것으로 축소되어버리고, 지구상에 살아 있는 모든 것들에게 빛을 주는 태양은 우주라는 드넓은 바닷가의 한 알갱이 모래에 지나지 않은 것이 되었다. 오랜 세월 동안 맨눈으로 볼 수 있는 범위의 크기로 생각해왔던 우주가 허블의 발견 이후 은하들 뒤에 다시 무수한 은하들이 늘어서 있는 무한에 가까운 우주임이 드러났다. 인류에게 이것은 근본적인 계시였다. 이런 상황에서 다시 광막하기 그지없는 우주가 현재에도 무한 팽창을 거듭하고 있다는 사실을 접하자, 우리가 발붙이고 사는 이 세상에 고정되어 있는 거라곤 하나도 없다는 현기증 나는 사실에 사람들은 황망해했다. 최초로 인류가 지구상을 걸어다닌 이래 우리 인간사가 불안정하다는 것을 알고는 있었지만, 20세기에 들어서는 하늘조차도 불안정하다는 사실을 깨닫게 되었던 것이다. 그것은 제행무상(諸行無常)의 대우주였다. ​허블이 팽창우주를 발견하는 데 사용한 도구는 적색이동이었다. 멀어져가는 천체의 빛을 스펙트럼으로 보면 적색이동 현상이 나타난다. 허블이 중학교 중퇴 학력의 관측조수 휴메이슨과 함께 24개의 은하를 집요하게 추적해서 얻은 관측자료를 정리하여 거리와 속도를 반비례시킨 표에다가 은하들을 집어넣은 결과, 모든 은하들이 우리로부터 멀어져가고 있다는 놀라운 사실을 발견했다. 멀리 있는 은하일수록 더 빠른 속도로 멀어져가고 있는 것이다! 이게 무슨 일인가? 사방의 은하들이 우리로부터 도망가고 있었다. 우리가 무슨 몹쓸 것에 오염되었거나 큰 잘못이라도 저질렀다는 건가? 그래서 우리와는 다시는 상종하지 않으려고 저렇게 허겁지겁 달아나는 건가? 훗날 어떤 천문학자는 우리은하가 인간이라는 물질로 오염되어서 다른 은하들이 도망가는 거라는 우스갯소리도 했다. 은하는 후퇴하고 있다. 먼 은하일수록 후퇴속도는 더 빠르다. 그리고 은하의 이동속도를 거리로 나눈 값은 항상 일정하다. 이것이 바로 허블의 법칙이다. 훗날 이 상수는 허블 상수로 불리며, H로 표시된다. 허블 상수는 우주의 팽창속도를 알려주는 지표로서, 이것만 정확히 알아낸다면 우주의 크기와 나이를 구할 수 있다. 그래서 허블 상수는 우주의 로제타 석에 비유되기도 한다. 허블과 휴메이슨의 발견은 우주가 팽창하고 있음을 명백히 보여주는 것이었다. 그러나 당시에는 허블 자신까지 포함해서 이것이 우주의 기원과 연관되어 있으며, 모든 것의 근본을 건드리는 심오한 문제라고 확신하는 사람은 아무도 없었다. 이상하게도 죽이 잘 맞았던 이 커플이 인류를 우주 기원의 순간으로 데려갈 이론적 토대를 닦았던 것이다. 이 발견 이후 신출내기 천문학자였던 허블은 단숨에 천문학 영웅으로 떠올랐으며, 수많은 상과 명예박사를 받는 영예를 누리게 되었다. 노벨 물리학상 후보에까지 올랐으나, 당시 천문학이 포함되지 않아 수상하지는 못했다. 그러나 나중에 규정이 바뀌어 허블에게 노벨상을 주려 했으나, 그때는 받을 사람이 없었다. 얼마 전 세상을 떴기 때문이다. 노벨상을 받으려면 업적 외에도 장수가 필수적인 상수임을 일깨워주는 대목이다. 노벨상 규정이 일찍 바뀌었다면 아마 허블은 두 번쯤 받았을 것이다. 안드로메다 은하 거리 결정과 팽창우주가 각각 충분한 수상자격이 될 것이기 때문이다. ​ 허블은 노벨상만 받지 못했을 뿐, 과학자로서는 최고의 영예와 인기를 누렸다. 영화 배우나 작가들과 모임을 가졌으며, 1937년 아카데미 영화상 수상식에 주빈으로 참석하기도 했다. 그뿐 아니다. 1948년에는 허블의 초상화가 ‘타임’지 표지를 장식했다. 천문학자로서는 최초의 일이었다. 그후 반세기 동안 ‘타임’지 표지에 얼굴을 올린 천문학자는 퀘이사를 발견한 마틴 슈미트와 유명작가이자 천문학자인 칼 세이건뿐이었다. 몇 번의 좌절과 느닷없는 임종 인생의 정점에 있던 허블에게 뜻하지 않은 좌절이 찾아왔다. 1944년 윌슨산 천문대 대장 애덤스는 은퇴를 결심하고 업적이나 지명도를 고려하여 후임으로 허블을 추천했다. 그러나 천문대 연구원과 직원들의 반대에 부딪혔다. 거기에는 그럴 만한 이유가 있었다. 워낙 독단적인데다 과시욕이 심한 허블은 주위 사람들과 자주 마찰을 일으켰는데, 대표적인 것이 천문대 선배 연구원이던 할로 섀플리와의 불화였다. 두 사람은 기질적으로도 상극이었다. 평화주의자였던 섀플리는 1차대전에 종군한 퇴역소령인 허블이 군용 트렌치 코트를 휘날리며 파이프를 문 채 천문대를 휘젓고 다니는 모습이 영 눈에 거슬렸다. 섀플리는 학문적으로 반대편에 섰던 허블에게 여러 차례 거친 말로 모욕당한 적도 있었지만 끝까지 허블을 관대하게 대했다. 뿐더러, “허블은 뛰어난 관측자다. 나보다도 몇 배는 더 훌륭하다”고 상찬했다니, 대인배였던 모양이다. 평생을 은하 연구에 바쳤던 새플리는 다음과 같은 명언을 남기기도 했다. “우리는 뒹구는 돌들의 형제며, 떠도는 구름의 사촌이다.”허블의 또 다른 불화 상대는 반 마넨이었다. 역시 선배 연구원이던 반 마넨은 냅킨 링 사건으로 허블과의 악연을 남겼다. 윌슨산 천문대의 저녁식사에서는 전날 밤 2.5m 망원경 관측자가 상석에 앉아 대화를 이끌어가는 관례가 있었다. 그런데 허블이 식사 전에 나타나 상석에 놓인 반 마넨의 냅킨 링을 자기 것과 바꾸어놓았다. 식사 종 소리에 내려온 반 마넨은 자기 냅킨 링이 다른 자리에 놓인 것을 보고는 잠시 얼굴이 굳어졌지만 아무 말 없이 식사를 했다고 한다. 이런 일들은 허블이 주위 사람들과 어떤 관계에 있었던가를 알려주는 단편적인 사례에 지나지 않는다. 애덤스 대장은 허블의 독단으로 인해 빚어지는 골치 아픈 문제들에 무든히 속을 썩였지만 모든 것을 감싸안는 편이었고, 후임으로 허블을 추천한 것을 보면 그 역시 대인배였던 모양이다. 천문대 연구원과 직원들이 반대하자 천문대측에서도 허블 카드를 포기할 수밖에 없었고, 후임으로는 허블보다 한참 어린 물리학자 보웬을 천문대장으로 임명했다. 이 소식을 듣고 허블은 “천문학자가 아닌 물리학자를 새로운 천문대장으로 임명하다니 놀랍다”는 반응을 보였다고 한다. 허블의 좌절은 이뿐 아니었다. 윌슨산 천문대가 5m 망원경을 소유한 팔로마산 천문대와 합병했는데, 세계 최대인 5m 망원경으로 하는 관측을 포기할 수 없었던 허블은 차마 자리를 박차고 떠나지 못한 채 그대로 천문대에 주저앉았지만, 그 꿈마저 끝내 이루어질 수 없었다. 허블의 연구 주제가 실적을 내기 어렵다는 이유로 관측일정에 받아들여지지 않았기 때문이다. 뼛속까지 타고난 관측자였던 허블은 여기서 결정적인 타격을 받았던 것으로 보인다. 이듬해 허블은 심장발작을 일으켰고, 잠시 회복되어 몇 년 만에 관측에 나섰다가 53년 다시 뇌졸중으로 영영 눈을 감고 말았다. 64세 생일을 3주 앞둔 때였다. 그의 아내 그레이스 외에는 누구도 그의 임종을 보지 못했다. 뿐만 아니라, 그레이스는 어떠한 장례식과 추도회도 거부했다. 그리고 허블의 유해를 어떻게 처리했는지에 대해서도 끝내 입을 열지 않았다. 스탠포드 대학 영문학과 출신인 그레이스는 백만장자의 딸로서 전 남편이 의문의 죽음을 한 후 이듬해 허블과 결혼했다. 두 사람 사이의 사랑은 이전부터 싹트고 있었다. 그녀는 천문대에서 허블을 본 후 첫눈에 반한 듯하다. 헌칠한 키와 잘생긴 얼굴, 게다가 우주를 연구하는 허블에게 저항할 수 없는 매력을 느꼈던 모양이다. 문장력과 문학적 감수성이 뛰어났던 그녀는 허블에게 ‘성운 항해자’라는 별명까지 붙여주었다. 그녀는 허블의 자료를 기증하면서 허블의 전기를 쓰는 사람은 남성 과학자여야 한다는 조건을 붙였다. 그러나 그 이유는 밝히지 않았다. 그레이스는 허블이 떠난 지 28년 후 90세의 나이로 눈을 감았다. 전하는 말에 의하면 그녀의 유해는 화장되어 남편 옆에 안치되었다고 한다. 이런 굴곡진 사연으로 인해 우리는 20세기 천문학 최고의 영웅이 어디에 묻혀 있는지 아직도 모르며, 허블을 추념하려면 1990년 우주로 올라간 허블 우주망원경을 바라보는 수밖에 없게 되었다. 하지만 허블 부부에게도 하나의 위안이 있었다. 허블이 죽은 후 얼마 안되어 노벨 물리학상 수상자이자 위원인 찬드라세카르와 페르미가 허블이 인류에게 끼친 공헌이 무시돼서는 안 된다고 생각한 끝에 그레이스를 찾아가 허블이 수상자로 선정되었다는 비밀 사항을 전했다는 점이다. 법학을 전공했다가 뒤늦게 천문학으로 전향하여 늘 남의 인정과 칭찬에 목말라했던 허블이 지하에서나마 그 소식을 들었다면 크게 기뻐했을 것임에 틀림없다. 마지막으로, 타고난 관측자 허블이 남긴 말로 이 글을 접기로 하자. “오감만 잘 갖춰져 있으면 인간은 우주가 무엇인지 탐험할 수 있으며, 그걸 모험과학이라 부른다.” 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

북미·유럽 폭우, 남아시아 지역에 영향 무관해 보이는 기후 현상 실제론 밀접 “전염병·정보 확산 밝히는 데도 응용”“브라질에 있는 나비의 날갯짓이 미국 텍사스에서 발생한 토네이도의 원인일까?” 1961년 미국의 수리기상학자 에드워드 로렌츠 박사가 날씨와 관련한 컴퓨터 시뮬레이션 작업을 하던 중에 발견한 ‘나비 이론’은 작은 변동이 결과적으로 엄청난 변화를 일으킬 수 있다는 복잡계 과학의 핵심이 되고 있다. 복잡계 과학은 특히 기상 예측 분야에서 다양하게 변형돼 활용되고 있다. 기상 현상은 대기와 해수의 운동들이 복잡하게 결합돼 나타나는 것으로, 규칙성이 없어 보이기까지 하기 때문에 복잡계 과학을 적용해 연구하기 가장 좋은 소재다. 유럽 연구진이 복잡계 과학을 활용해 지구온난화로 인해 나타나는 여러 종류의 이상 기후 중 극한 강우라고 불리는 폭우 현상을 사전에 예측할 수 있는 방법을 개발했다. 영국 임페리얼칼리지 기후변화연구소, 리딩대 지구과학과, 독일 포츠담 기후영향연구소, 포츠담대 지구환경과학연구소, 훔볼트대 물리학과, 러시아 사라토프주립대 공동연구팀은 전 세계적으로 내리는 극한 강우 현상들이 상호 연관성을 갖고 일정한 패턴을 보인다는 사실을 밝혀내고 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 1월 31일자에 발표했다. 연구팀은 북위 50도~남위 50도 사이 지역을 대상으로 이 지역을 2500㎞ 단위의 격자로 나눈 뒤 1998년부터 2014년까지 발생한 극한 강우 현상과 기상위성 데이터를 통한 수증기의 이동패턴을 정밀 분석했다. 극한 강우는 해당 지역에서 상위 5% 내에 드는 강수량을 기록한 비가 내린 것을 의미한다. 분석 결과 연구팀은 중부 유럽에서 엄청난 양의 폭우가 퍼붓고 닷새가 지난 뒤 멀리 떨어져 있는 인도에서 똑같이 폭우가 내릴 수 있음을 밝혀냈다. 흔히 생각하는 것처럼 비구름이 천천히 이동하면서 유럽과 인도 사이에 있는 지역들에 비를 퍼부으며 지나가는 것이 아니라 중부 유럽과 인도에서만 폭우가 발생해 전혀 상관없이 보였던 현상이 실제로는 밀접한 관계를 갖고 있다는 설명이다. 특히 인도, 파키스탄 등 남아시아 지역의 날씨는 미국과 캐나다 등 북미 지역과 중부 유럽 지역의 폭우 현상과 밀접하게 연관돼 있다는 것이 이번 연구를 통해 확인됐다. 즉 극한 강우에 ‘원격상관 패턴’이 있다는 것인데 폭우 현상이 원격상관 패턴을 갖고 있다는 것이 밝혀진 것은 이번이 처음이다. 원격상관 패턴은 특정 지점에서 나타난 현상과 이와 지리적으로 멀리 떨어져 있는 지역에서 나타나는 현상이 상관관계를 보이는 것을 말하는 기상학 용어다. 1935년 북대서양 지역의 기후를 연구하던 스웨덴 기상학자 안데르스 옹스트롬이 처음 사용했으며, 1975년 독일 기상학자 헤르만 플론과 헤리베르트 플리어가 적도 태평양의 기후변화와 관련한 논문을 발표하면서 널리 알려지게 됐다. 원격상관 패턴의 대표적인 사례는 우리에게도 잘 알려진 엘니뇨와 라니냐 현상이다. 남미 지역의 해수 온도 변화가 멀리 떨어져 있는 아프리카 남부에 가뭄을 일으키거나 대서양 지역에 강력한 허리케인을 만들고 동북아시아 지역에 혹한이나 폭염을 가져오는 식이다. 니컬러스 보어 임페리얼칼리지 교수는 “이번 연구 결과는 복잡계 과학과 대기과학을 결합한 학제 간 연구의 산물로 최근 잦아지고 있는 극심한 기후 변화와 폭우 현상에 대한 연관성을 밝혀냈다는 데 큰 의미가 있다”며 “이번 연구 결과는 국지성 폭우와 그로 인한 홍수뿐만 아니라 전염병이나 정보의 확산 현상을 밝혀내는데도 응용할 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

미 항공우주국(NASA)의 태양탐사선 파커 솔라 프로브가 첫번째 태양 궤도 비행을 완벽하게 마무리하고 건강한 상태로 계획된 24개 궤도 중 두번째 궤도비행을 시작했다. 지난해 8월 12일에 발사된 파커 탐사선은 11월 5일 태양의 첫 접근비행에서 2400만㎞ 이내까지 플라이바이한 후에도 거뜬하게 살아남았다. 탐사선은 지난 19일 기준, 오는 4월 4일 두 번째 플라이바이에 도전하기 전에 태양으로부터의 가장 먼 거리인 원일점에 도착했다. 파커는 이미 첫 번째 궤도에서 17기가바이트의 과학 데이터를 전송했으며, NASA 관계자는 성명서에서 4월까지 관측 데이터를 모두 보내올 것이라고 밝혔다. “첫 궤도는 참으로 매혹적이었다”이라고 밝히는 파커 프로젝트 매니저 앤디 드리스먼 존스홉킨스대 응용물리학 실험실 연구원은 “우리는 탐사선이 태양 환경에서 어떻게 작동하고 반응하는지에 대해 많은 것을 배웠으며, 팀의 예측이 매우 정확한 것에 대해 자랑스럽게 생각한다”고 덧붙였다.파커로부터 온 데이터에는 이전에 보지 못했던 새롭고 잠재적인 발견들이 대량 포함돼 있는 것으로 알려져 태양 미스터리를 푸는 데 크게 기여할 것으로 과학자들은 기대하고 있다. ​이번 파커의 첫 번째 플라이바이는 거리 기록을 깨뜨렸다. 이제까지 역사상 태양에 가장 근접한 기록을 세웠던 1976년 헬리오스-2의 기록(4300만㎞)을 2400만㎞로 깬 데 이어, 첫번째 근일점 통과에서 파커는 초속 95㎞로 근일점을 통과함으로써 가장 빠른 우주선 속도 기록도 아울러 세웠다. 탐사선은 두 번째 통과에선 비슷한 거리에서 날아갈 것이지만, 앞으로는 태양에 더 가까워지면서 자신의 기록을 깨뜨릴 것이다. 2025년 후반에 잡힌 마지막 플라이바이에서 파커는 태양에 616만㎞까지 접근할 예정이며, 태양 중력에 의해 속도는 초속 190㎞까지 찍게 된다. 이는 서울에서 대전까지를 단 1초에 주파하는 속도다. 현재 두 번째 태양 플라이바이를 준비하면서 엔지니어들은 이미 지구로 전송된 탐사선의 데이터를 원격으로 비우는 작업에 착수했다. NASA 관계자는 성명서에서 업데이트된 위치 정보와 네비게이션 정보, 약 한 달 분량의 명령을 탐사선에 전달했다고 밝혔다. 총 24개의 플라이바이를 실시하는 파커 태양 탐사선에는 4개의 관측장비가 탑재되어 있는데, 이들 장비는 태양의 내부 활동과 태양풍의 고속 원인, 그리고 태양 표면 온도보다 수백 배나 높은 태양 코로나의 비정상적인 고온 미스터리를 풀기 위해 최대한의 데이터를 수집할 예정이다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

제27대 서울대 총장 최종 후보로 선출된 오세정 서울대 명예교수에 대한 임명안이 29일 국무회의를 통과했다. 문재인 대통령이 임명안을 최종 재가하면 오 명예교수는 4년 임기 총장직을 시작하게 된다. 지난해 7월 최종 후보로 선출됐던 강대희 의과대학 교수가 여러 논란으로 자진 사퇴하자 오 명예교수는 9월 “서울대의 위기상황”이라며 20대 국회의원직을 사퇴하고 총장 재선거 출마를 선언했다. 오 명예교수는 총장추천위원회와 정책평가단 평가 합산 결과 선거 1위에 올랐고, 서울대 이사회는 11월 오 명예교수를 총장 최종 후보로 선출했다. 오 명예교수가 총장으로 취임하면 서울대 물리학부 출신 최초의 총장이 된다. 기민도 기자 key5088@seoul.co.kr

미국 시간으로 지난 20일 밤, ‘슈퍼 블러드 울프문’(super blood wolf moon)으로 불리는 개기월식이 관측된 가운데, 한 천체 물리학자가 개기일식 동안 달에 떨어진 유성체를 포착했다고 밝혀 눈길을 사로잡았다. 슈퍼 블러드 울프문은 달과 지구가 가장 가까워지는 슈퍼문과, 개기월식 때 달의 표면이 붉어지는 블러드문, 마을 밖 늑대들이 굶주림으로 울부짖는 1월에 뜨는 울프문의 합성이다. 과학전문매체 사이언스 얼러트 등 해외 매체의 22일 보도에 따르면 스페인 우엘바대학 소속 연구단체인 마이다스(Moon Impacts Detection and Analysis System, MIDAS) 연구진은 이번 슈퍼 블러드 울프문이 관측될 당시 매우 작은 빛이 달 표면에서 번쩍 빛났다 사라지는 현상을 확인했으며, 이것이 달 표면에 떨어진 유성체로 보인다고 밝혔다. 실제로 개기월식 당시 짧게 번쩍했다 사라진 빛을 포착했다는 목격자가 많았으며, 전문가들은 당시 현상을 면밀하게 관찰한 후 이 같은 결론을 내렸다고 밝혔다. 또 미국 캘리포니아 로스앤젤레스에 있는 그리피스천문대가 공개한 영상에서도 달의 왼쪽 아래 부분에서 짧고 밝게 빛나는 플래시 현상이 확인됐다. 우엘바대학 소속 천문학자인 호세 마리아 마디에도는 “유성체가 달의 어두운 부분에 떨어졌고, 이 덕분에 지구에서 달을 보던 사람들도 달과 유성체의 충돌을 눈으로 관찰할 수 있었던 것으로 보인다”면서 “이 현상이 실제로 관찰되는 것은 매우 드문 일이며, 이러한 이벤트를 볼 수 있어 매우 행복했다”고 밝혔다. 한편 21세기에 뜬 슈퍼 블러드 울프문은 지난해에 이어 이번이 두 번째이며, 세 번째 이자 이번 세기 마지막 슈퍼 블러드 울프문은 2037년에야 볼 수 있을 것으로 전망됐다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

지난해 ‘라돈 침대’ 사건은 국민들에게 커다란 우려를 안겨 줬다. 정확도가 낮은 저가의 라돈측정기까지 나오면서 혼란은 더욱 증폭됐다.자연 방사선의 대부분을 차지하는 라돈은 땅속 천연방사선이 공기 중으로 스며 나온 것으로 어디에나 존재한다. 실내에서는 주기적인 환기만으로도 라돈을 줄일 수 있다. 라돈 침대는 시트와 베개를 놓거나 비닐커버를 싸는 것만으로도 라돈에 의한 방사능은 거의 측정되지 않는다. 결국 과도하게 증폭된 위험과 공포는 안방에 곱게 놓여 있던 침대를 집 밖으로 내몰았다. 음이온이 몸에 좋다는 유사과학의 맹신에서 출발한 라돈 침대는 마무리까지 과학적이지 못했던 것이다. 과학에 근거해 정확하게 위험 여부를 판단하고 알리지 못한 정부와 과학자가 국민 불신을 자초한 것은 아니었는지 반성할 대목이기도 하다. 이런 사건·사고 때문에 낯설기만 했던 ‘방사선’이란 단어에 익숙해진 것도 사실이다. 1896년 프랑스 물리학자 앙리 베크렐은 우라늄염으로 형광실험을 하다가 우연히 방사선을 ‘발견’했다. 방사선은 지구가 처음 생겨났을 때부터 생명체들과 함께 존재했다는 말이다. 햇빛을 쬐는 것처럼 우리는 우주와 지구로부터 자연스럽게 방사선을 쬐고 있다. 지역별 차이가 있기는 하지만 지구의 연간 평균 방사선량은 약 2.4m㏜(밀리시버트)이다. 방사선은 물질을 구성하는 원자의 전자를 튕겨 내는 ‘전리’ 능력을 갖고 있는지 여부에 따라 전리방사선과 비전리방사선으로 구분한다. 중성자, 알파, 베타, 감마방사선은 전리방사선이고 자외선이나 가시광선은 전리능력이 약한 비전리방사선이다. 방사선은 물질을 변화시킬 수 있다. 과학기술이 발전하면서 인류는 방사선의 이런 특성을 문명과 의학 발전에 이용해 왔다. 방사선을 더 잘 이용하기 위해 과학자들은 자연 방사선의 특정한 부분을 강화한 인공 방사선을 개발했다. 방사선의 인체 유해 여부는 오로지 방사선이 내뿜는 에너지의 총량에 의해 결정된다. ‘측정하지 않으면 관리할 수 없고, 관리하지 않으면 개선할 수 없다’는 피터 드러커의 말처럼 방사선도 전문가에 의해 정확하게 측정하고 관리하지 않으면 잘 사용할 수 없다. 아무리 유용한 방사선이라고 해도 전문가에 의해 안전하게 관리하지 않으면 독이 될 수 있다. 기본을 잊지 않고 과학적으로 접근할 때만 방사선의 위험을 극복할 수 있을 것이다.

오랫동안 과학자들 사이에서 의견이 분분했던 ‘토성의 하루’ 미스터리가 풀렸다. 스페이스닷컴 등 과학전문매체의 19일 보도에 따르면 미국항공우주국(NASA)의 토성탐사선 카시니-호이겐스 호(이하 카시니호)를 담당하는 카시니프로젝트 소속 연구진은 카시니가 보내온 자료를 토대로 토성의 하루는 몇 시간인지를 밝히는 연구를 진행해 왔다. 아름다운 고리가 시그니처인 토성은 공전주기가 29.6년인 것으로 알려져 있지만, 자전주기는 관측할 때마다 다소 차이가 있어 학자들 사이에서도 의견이 분분했다. 그 이유 중 하나는 토성이 가스로 이뤄진 천체여서 자전주기를 관찰할 만한 중심점을 찾는데 어려움을 겪었기 때문이다. 실제로 1980년과 1981년 당시 토성을 지나간 보이저1호와 2호에 의해 측정된 자전주기는 6분 정도의 차이를 보였다. 토성 깊은 내부에서 전파를 만들어내는 과정에서 자전주기가 변화하는 것으로 예측했지만, 이 역시 추측에 불과했다. 연구진은 토성의 고리에서 떨어져 나온 입자를 정밀 분석한 결과, 고리 입자가 토성이 자전할 때 표면에서 마치 지진처럼 흔들리는 진동에 대응한다는 사실을 확인했다. 즉 토성이 자전할 때 토성의 중력장에 작은 변화가 생기면서 이것이 토성 고리에도 영향을 미친다는 것. 이러한 반응은 물리적으로 측정이 가능한 패턴을 만들어냈고, 이것이 토성의 자전주기에 따라 달리 반응한다는 것을 알게 됐다. 연구진은 이러한 사실을 토대로 토성의 고리 움직임을 분석한 결과, 토성의 자전주기는 10시간 33분 38초라고 결론지었다. 연구진은 “토성 고리의 특정한 위치에서 발생하는 이러한 진동은 점진적으로 에너지를 축적하다가 사라지기를 반복했다”면서 “우리는 이러한 눈에 띄는 패턴을 연구했고 이를 토성 본체에 적용시켰다”고 연구방법을 설명했다. 이어 “토성을 연구하는 과학자들은 지속적으로 고리의 파동을 이용해 토성 내부를 들여자보는 연구를 해 왔으며, 이번 연구결과를 통해 고리가 답을 가지고 있었음을 알 수 있다”고 덧붙였다. 참고로 보이저호가 추정한 토성의 자전주기는 10시간 39분 23초, 카시니호가 과거 자기장 데이터를 이용해 추정한 자전주기는 10시간 36분~10시간 48분이었다. 자세한 연구결과는 천체물리학저널(strophysical Journal) 17일자에 발표됐다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

15억 광년 떨어진 한 은하에서 미스터리하게 반복되는 폭발적인 전파 신호가 지구에 도달해 관심이 폭발하고 있다. 이른바 ‘빠른 전파 폭발’(FRB)로 불리는 폭발적인 전파 신호는 일시적이고 무작위로 나타나는 전파 방출이어서 감지하는 것은 물론 연구를 진행하기도 어렵다. 그런데 반복되는 FRB가 최근 캐나다의 차임(Chime·Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment) 전파망원경에 감지된 사실이 확인되자 학자들의 관심이 쏠리고 있는 것이다. 세계적 학술지 ‘네이처’ 최신호에 실린 이번 연구 논문에 따르면, 캐나다 학자들이 주도한 국제 천문학 연구팀은 지난 여름 3주 동안 차임 전파망원경을 사용해 섬광 같은 FRB 13개를 감지했으며 이중 하나가 반복되는 것을 발견했다.최초의 FRB는 2007년 발견됐다. 그것도 2001년 수집한 자료를 분석하는 과정에서 우연히 나온 것이었다. 지금까지 감지된 60여 개의 FRB 중 이렇게 반복된 FRB는 2015년 푸에르토리코에 있는 아레시보 전파망원경이 포착한 것뿐이었다. FRB는 우리 은하 밖 수십억 광년 떨어진 곳에서 발생하는 것으로 여겨지지만, 정확히 어디서 나오는지 밝혀지지 않았다. 지금까지 나온 가장 그럴듯한 설명은 이런 신호를 먼 우주에 있는 강력한 천체들이 생성했다는 것이다. 전문가들은 이런 신호가 블랙홀이나 초밀도 중성자별에서 나왔다고 생각한다. 하지만 일부 전문가는 좀 다른 이론을 제시한다. 이 중에는 이번 연구에 참여한 미국 하버드-스미스소니언 천체물리학센터의 애비드 러브 교수도 있으며 이들 학자는 이같은 신호가 믿을 수 없을 정도로 발전한 외계인의 기술을 보여주는 증거일 수도 있다고 말한다. 차임 전파망원경에서 이번 연구를 수행한 브리티시컬럼비아대의 천체물리학자 잉그리드 스테어스 박사는 “지금까지 반복되는 것으로 알려진 FRB는 단 한 번뿐이었다”면서 “다른 것이 있다는 것을 아는 것은 더 많은 것이 있을 수 있다는 것을 시사한다”고 말했다. 또 “더 많은 반복되는 FRB 등 더 많은 연구 자료를 얻으면 이런 신호가 어디서 왔고 무엇이 발생하고 있는지 우주의 퍼즐을 맞출 수 있을 것”이라고 말했다. 연구팀에 따르면, 이번에 감지한 FRB 13개 중 대부분은 특수한 특징을 지닌 곳에서 강력한 천체가 될 수 있음을 시사하는 산란(입자선이 물체와 충돌하여 여러 방향으로 흩어지는 현상) 징후를 보였다. 연구에 참여한 토론토대학의 체리 잉 박사는 “이는 초신성(폭발하는 별)의 잔재처럼 밀집한 덩어리나 은하 중심 블랙홀 근처에서 나온 것일도 있다”고 설명했다.또한 이번에 감지한 새로운 FRB들은 전파 주파수가 비정상적으로 낮다. 이전에 감지한 대부분의 FRB는 약 1400㎒의 주파수를 갖고 있지만, 이들 FRB는 8000㎒보다 낮은 범위 안에 머물렀다. 러브 교수는 2017년 ‘천체물리학저널 레터’(ApJL·Astrophysical Journal Letters)에 발표한 연구논문에서 하버드대 동료 마나스비 링햄 연구원과 함께 이런 FRB가 진보한 외계인의 행성 크기 장치에서 나온 것일 수 있다고 말했다. 이는 이 장치가 우리와 소통하기 위해 만들어졌다기보다는 가벼운 돛 이른바 ‘라이트 세일’로 움직이는 거대 우주선을 추진하는 데 쓰인다는 것이다. 라이트 세일은 빛을 반사하는 것으로 이 경우에는 전파 빔으로 추력을 얻어 작동하는 것일 수도 있다. 이에 대해 러브 교수는 “인위적인 전파원은 고려해서 확인할 가치가 있다”고 말했다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr