비상교육 자회사 비상 M러닝 와이즈캠프가 겨울방학을 맞아 오는 4일 CJ오쇼핑을 통해 2주 무료체험 서비스를 제공한다고 밝혔다. 와이즈캠프는 최근 초등 온라인 학습의 19년 노하우를 담아 국내 최초로 ‘비주얼싱킹’을 스마트 학습기에 적용한 ‘개뼈노트’를 새롭게 선보였다. 비주얼싱킹은 어렵고 복잡한 개념도 그림을 통해 쉽고 직관적인 개념으로 이해하는 학습법이다. 레오나르도 다빈치, 아인슈타인, 국내의 천만 영화감독, 세계 제일 기업가 등 천재라고 불리는 사람들의 공통적인 아이디어 발상법으로 불리며 최근 초등학교 선생님들 사이에서도 이를 활용한 수업 방식이 인기를 끌고 있다. 와이즈캠프 ‘개뼈노트’는 개뼈TV, 펼치기, 말하기, 그리기 등의 학습 플로우를 통해 개념을 구조화해 공부한 내용이 90% 이상 기억에 남는 진짜 공부를 할 수 있다는 점에서 학부모들에게 환영 받고 있다. 와이즈캠프 김태진 대표는 “‘개뼈노트’는 비주얼로 개념의 뼈대를 잡는 와이즈캠프만의 스마트 학습 컨텐츠로 2020년 신학기를 준비하는 학부모들 사이에서 화제”라며 “학교 교과과정의 예습과 복습에 완벽 대비할 수 있으며, 개념을 체계적으로 구조화해 오래 기억에 남는 공부가 가능하다”고 소개했다. 오는 12월 4일 오전 10시 25분 CJ오쇼핑에서는 신청자 전원에게 와이즈캠프 비주얼싱킹 학습법 ‘개뼈노트’와 함께 전 과목 2주 무료 체험을 제공하며, 비주얼싱킹 연습노트 1권과 급수한자문제집 3권, 신세계백화점 상품권 1만 원을 증정한다. 이와 함께 CJ오쇼핑 방송에서만 단독 혜택으로 제공되는 100만 원 장학금 혜택도 만나볼 수 있다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

정시 확대 등 대학입시 제도 개편을 앞두고 반대 목소리가 나오지만 대입의 생명은 공정이다. 대학에 진학하려면 예외 없이 거치는 국민의 절차이기 때문이다. 공정은 결과에 모두 ‘승복’할 때 완성되고, 현 대입 전형 중에는 그나마 정시가 이에 가장 부합한다. 대입 공정을 흔드는 주범은 학생부종합전형, ‘학종’이다. 동아리 활동 등이 왜 대학을 판가름하는지 승복할 수 없고, 자식의 공부 능력을 높이려고 좋은 학원과 과외선생을 붙이는 걸 뛰어넘어 조국 전 장관 집처럼 부모가 직접 점수를 얹어 주는 범죄 형태로 진화했기 때문이다. 계급을 경계 짓고 차별화와 특혜를 좇는 기득권의 습성에 딱 맞는 한국식 입시 전형으로 전락했다. 집안까지 가세하니 평가의 공정성 문제가 불거진 것은 당연하다. 정부가 만든 전형대로 속절없이 따를 수밖에 없는 처지에서 제도의 디테일에 약한 보통의 국민은 답답하고 분통 터질 노릇이다. 교육부 간부 나모씨의 ‘민중은 개, 돼지’ 발언도 이런 모습을 조롱한 것인지 모르겠다. 이처럼 아인슈타인이나 조지 오웰이라도 기를 것처럼 학종으로 뽑은 수많은 학생들은 공무원시험에 줄을 서고, 학력고사 점수로 대학에 들어간 세대는 네이버, 엔씨소프트, 카카오를 창업한 일은 아이러니하다. 스펙을 위한 고등학교 1~2학년 동안 동아리 활동 등을 한다고 창의력이 갖춰지는 게 아니라는 얘기다. 특정인의 약탈과 원인도 모른 채 수시 들러리에 그친 학생들은 깔때기 출구처럼 좁아진 정시로 밀린다. 극심한 눈치보기와 돌출변수에 수능 0.5% 내 학생도 2% 안팎의 ‘SKY’ 진입에 실패하고, ‘억울해서’ 무더기로 나선 재수생은 중상위권 재학생들을 밀어내 원하는 대학 진학의 꿈을 날려버린다. 먹이사슬처럼 이어지는 약육강식의 ‘신자유주의’를 닮은 대입은 반년 동안 수시·정시로 늘어지며 온 가족의 피를 말린다. 이런데도 정부는 대학 서열화 파괴와 자율을 말한다. 서열화 파괴는 대학 간 경쟁, 피해자를 만들지 않는 정부 정책을 통해 진행돼야 한다. 자율성도 ‘사립대=사기업’으로 혼동해 ‘맘대로 뽑으라’고 대학에 국민의 혈세를 지원하는 건 아니다. 고교 때 학습 능력과 성실성 등은 내신 성적, 3학년 모의고사와 수능에 대부분 담겨 있다. 다른 스펙들이 미명으로 포장돼 몸통이 되는 일은 사라져야 한다. 결과에 대한 국민의 불만과 불신, 억울함이 없도록 해 공동체를 건강하게 하는 게 정부의 역할이고 의무다. sky@seoul.co.kr

남들은 초등학교에 들어갈 나이에 벌써 대학에 다니는 멕시코의 천재어린이가 현지 언론에 소개돼 화제다. 멕시코 티아우아크에 살고 있는 아드아라 페레스가 바로 그 주인공. 멕시코기술대학(UNITEC)에 재학 중인 어엿한 대학생이지만 페레스의 나이를 알게 되면 누구나 깜짝 놀란다. 페레스는 올해 8살이다. 사람을 놀라게 하는 건 그의 나이뿐 아니다. 페레스의 아이큐(지능지수)를 알게 되면 누구나 또 한 번 깜짝 놀란다. 페레스의 아이큐는 162. 전설적인 천재 물리학자 앨버트 아인슈타인보다 아이큐가 높다. 하지만 불과 5년 전까지만 해도 페레스는 어린이집에서 따돌림을 당하던 아이였다. 천재성을 가진 페레스를 친구들은 '이상한 아이'라고 부르곤 했다. 친구들과 어울리지 못하고 아스퍼거장애까지 갖게 된 페레스는 "유치원에 가기 싫다"고 하소연했다. 어린이집에선 "수업시간에 잠을 자고, 수학문제를 풀 때도 집중하지 않는다"며 페레스를 문제아로 취급했다. 이랬던 페레스를 천재로 키워낸 건 그의 엄마 나옐리 산체스였다. 그의 엄마 나옐리 산체스는 "한 번은 유치원에 가보니 놀이터에서 아이가 따돌림을 당해 혼자 앉아 있었다"며 "아이를 그대로 두면 안 된다고 생각했다"고 말했다. 산체스는 딸을 심리학자에 데려가 상담을 받게 했다. 페레스를 테스트한 심리학자는 "천재성이 보인다"며 유치원을 그만두고 영재교육을 시키는 게 좋겠다는 소견을 냈다. 가족들의 전폭적인 지원을 등에 업고 이때부터 산체는 승승장구했다. 5살에 검정고시로 초등학교 과정을 마치더니 6살엔 중학교, 8살엔 고등학교 과정을 끝냈다. 이어 곧바로 멕시코기술대학에 진학한 페레스는 산업공학과 시스템공학을 복수전공하고 있다. 페레스의 꿈은 미국에서 공부한 뒤 우주인이 되는 것이다. 마음으론 이미 대학도 정해놨다. 미국 애리조나대학교다. 현지 언론과의 인터뷰에서 페레스는 "애리조나 대학에서 우주물리학을 공부하고 우주인이 되고 싶지만 비싼 학비가 걱정"이라며 "꼭 장학금을 받고 미국에서 공부를 하고 싶다"고 말했다. 손영식 해외통신원 voniss@naver.com

글밥만 32년. 1987년 대학 졸업 후 줄곧 라디오·예능 프로그램의 작가 등으로 활약하며 자기가 쓴 소설을 직접 드라마·희곡 시나리오로 각색했다. 2010년 한국에서 출간한 소설 ‘잘 자요 엄마’는 프랑스, 독일, 영국, 미국, 러시아 등 전 세계 13개국에서 번역 출간을 준비 중이다. 지난 6월에는 ‘다운튼 애비’ 등을 만든 영국 드라마 제작사 카니발 필름과 영상화 판권 계약을 마쳤다. 이 전방위, 혼종의 작가를 최근 서울 중구의 한 카페에서 만났다. ‘추리 소설의 여왕’ 서미애(54) 작가다. 해외에서 잘나가는 이유부터 물었다. “제 소설 보고 ‘유니크하다’고 하더라고요. 왜 그렇게 받아들일까 생각해 봤는데, 순문학 느낌도 있고, 어느 정도 시적이면서도 영화적인 느낌이 있어서 그런 것 아닐까요.” ‘시적이면서도 영화적인 느낌’에는 이유가 있다. 중·고등학교 6년 동안 담임 선생님 다섯 분이 국어 선생님이었다는 작가는 ‘대학에 국문과밖에 없는 줄 알고’ 단국대 국문과에 진학했다. 1986년 대전일보 신춘문예 시 부문에, 1994년에는 스포츠서울 신춘문예 추리소설 부문에 당선됐다. 두 신문춘예 사이, 그는 스스로 산문형 인간임을 깨달았다고 했다. “제가 쓴 시에 대한 평을 들으면, 제 뜻이 이렇게 오도될 수 있구나 싶더라고요. 누구의 잘못도 아니에요.(웃음) 저는 그것보단 스토리에 관심이 더 많았어요. 추상적인 것보다는, 글을 읽으면서 풍경들이 그려지게 쓰는 게 좋더라고요.” 시에서 소설의 세계로 전향했지만, 시를 썼던 근육은 소설을 쓰는 데도 여전히 유효하다. 예를 들어 한국과 대만에서 출간된 소설 ‘당신의 별이 사라지던 밤’은 ‘세상에서 제일 슬픈 남자 얘기를 해 보자’는 시 같은 메모 한 줄에서 시작됐다. “그 후에 우연히 세월호 희생 아이들의 빈방 전시회를 보게 됐어요. ‘세상에서 제일 슬픈 사람은 아이가 없는 빈방을 바라보는 부모겠구나’ 싶더라고요.” 모종의 사건으로 딸을 잃은 아빠의 이야기를 그린 소설에 막상 세월호 얘기는 한 번도 언급되지 않는다. 그러나 그 정서는 한국을 넘어 전 세계인들이 공감할 수 있는 지점이다. 그를 계속 쓰게 만드는 힘은 뭘까. 인간의 어두움에 대한 지독한 탐구다. 작가는 트릭이나 반전 위주의 셜록 홈스보다는 범죄 배경에 주목하는 애거사 크리스티를 더 좋아한다. 예상치 못한 범인의 등장으로 허를 찌르는 작가의 소설 ‘잘 자요 엄마’, ‘목련이 피었다’ 등은 이들을 잉태한 사회에 더욱 주목하는 작품들이다. “악마도 열심히 달려왔고요. 점점 더 다양한 모습으로 사회에 나타나고 있어요. 사이코패스는 유전적이냐, 환경적이냐를 따지고 보면 어느 한쪽이라고 선뜻 얘기할 수 없는 부분이 있죠. ‘우주의 가장 큰 미스터리는 인간’이라고 얘기한 아인슈타인의 말처럼 정말 모르는 것 투성이예요.” 작가는 과학 수사 다큐멘터리의 구성 작가로 일하며 부검의와 검시관, 프로파일러 등 한국 최고의 범죄 수사 베테랑들을 취재했다. 그 덕에 그가 그리는 범죄 현장은 사실적이다. 일선 경찰서 형사들에게 “어떻게 이렇게 잘 아느냐”는 얘기도 종종 듣는다. 7~8년 전만 해도 작가는 문예지에서 청탁을 받아 글을 썼다가 장르문학이라는 이유로 거절당할 뻔한 수모를 겪었다. 그러나 최근에는 해외 도서전에서 한국의 장르소설만 출간하겠다는 프랑스 출판사를 만날 만큼 달라진 분위기를 실감한단다. “우리나라는 순문학의 영향이 있어서 주인공의 머릿속에서 일어나는 일이나 심리적인 걸 많이 묘사하다 보니까 동적이지 않죠. 장르가 대세가 되는 이유는, 영상 세대가 주 소비층으로 자리잡으면서 이미지화가 잘되는 장르 소설을 훨씬 더 편하게 여기기 때문인 거 같아요.” ‘요즘 대세’의 길을 일찌감치 선택했지만, 본인 스스로 휘발성이 강한 웹소설은 맞지 않다고 여겼다는 작가. 그가 후배들에게 하고 싶은 말은 ‘자기 색깔을 갖는 것’이다. 이슬기 기자 seulgi@seoul.co.kr

황창규 KT 회장이 지난 22일(현지시간) 스위스 취리히에 위치한 취리히 연방공대에서 ‘5G(세대 이동통신), 번영을 위한 혁신’을 주제로 특별강연을 했다고 KT가 24일 전했다. 취리히 연방공대 총장실이 2014년부터 주관하는 EHT 글로벌 특강 프로그램의 33번째 강연으로 진행된 황 회장 특강에는 400여명의 학생들이 참석했다. 33차례 강연 중 5G를 주제로 한 최초 강연이었고, 아시아인 단독 강연 역시 33번째 만에 최초였다. 취리히 연방공대는 알베르트 아인슈타인, 빌헬름 뢴트겐 등 21개 노벨상 수상자를 배출한 세계적인 공과대학이다. 취리히 연방공대 IT·전기공학과장인 바네사 우드 교수가 황 회장을 소개하며 강연이 시작됐다. 황 회장은 엔지니어와 경영인으로 보는 30년을 돌아본 뒤 “10년의 미래 트렌드를 파악해 기술 차별화에 성공했을 때 가장 큰 기회가 찾아왔다”고 소개했다. 그러면서 황 회장은 삼성전자 사장 시절 설파한 ‘황의 법칙’과 KT 회장으로 ‘세계 최초 5G 상용화’를 주도한 사례를 들었다. 2000년대 메모리 반도체의 집적도가 매년 2배로 증가한다는 ‘황의 법칙’은 1990년대 18개월마다 메모리 집적도가 2배 증가한다는 내용으로 인텔 창업자 고든 무어가 규정한 ‘무어의 법칙’을 대체한 개념으로 통한다. 황 회장은 5G가 필요한 이유에 대해 “5G의 초고속, 초저지연, 초연결성이 놀라운 변화를 가져올 것이기 때문”이라면서 “5G가 진정한 효과를 발휘하기 위해서는 데이터에 기반한 인공지능(AI)과 결합해야 한다”고 설명했다. 그는 강연에 참석한 학생들에게 “원대한 목표를 세우고 불가능에 도전해야 미래를 창조할 수 있다”고 당부했다. 홍희경 기자 saloo@seoul.co.kr

올해의 노벨 물리학상은 우주의 구조와 역사를 밝히고, 우주 속 지구의 위치에 대한 우리의 관점을 변화시킨 세 명의 과학자들에게 돌아갔다. 공동 수상자는 미국 프린스턴대의 제임스 피블스(84) 교수와 스위스 제네바대의 미셸 마요르(77), 디디에 쿠엘로(53) 교수 등이다. 스웨덴 카롤린스카 연구소 노벨위원회는 8일(현지시간) 우주 진화의 비밀과 우주 속 지구의 위치에 대한 인류의 이해에 기여한 공로로 이들 3명을 올해 노벨 물리학상 공동 수상자로 선정됐다고 밝혔다. 노벨위원회는 “올해 노벨 물리학상의 절반은 물리우주론의 이론적 발견의 공적을 세운 피블스 교수에, 나머지 절반은 태양과 같은 항성을 공전하는 외계 행성을 최초로 발견한 마요르·쿠엘로 교수 두 명에게 돌아갔다”고 말했다. 피블스는 미국 프린스턴대 알버트 아인슈타인 과학명예교수, 마요르는 스위스 제네바대 명예교수, 쿠엘로는 영국 캠브리지대와 제네바대 교수이다. 이론 천체물리학자인 피블스는 우주 속 수많은 은하의 분포와 양상을 수학적으로 표현하는 방법으로 우주를 이해하는 이론적 도구를 만들어 빅뱅부터 현재까지 우주의 역사에 대한 이해의 기초가 된 이론을 정립한 공헌을 인정받았다. 노벨 위원회에 따르면, 피블스은 우주의 기원과 진화에 대한 연구인 우주론의 영역을 추측에서 실제 과학으로 바꾸는 데 핵심적인 역할을 했다. 그의 연구는 우주의 단지 5%만이 정상적인 물질과 에너지이며, 약 95%는 물리학자들이 암흑 물질과 암흑 에너지라고 부르는 보이지 않는 물질이라는 사실을 밝혀냈다. 마요르와 쿠엘로는 관측 천문학자로 1995년 실제 관측을 통해 태양과 비슷한 외항성과 그 주위 도는 외행성 ‘51 페가수스 b’를 발견한 공로다. 페가수스자리 51(공식명칭 헬베티우스)는 페가수스자리 방향으로 약 50.45광년 떨어져 있는 G형 주계열성 또는 G형 준거성으로, 외계 행성(페가수스자리 51-b)을 거느리고 있음이 최초로 확인된 천체이다. 이후 천문학자들이 수많은 외계행성을 발견하게 된 것은 이 발견이 도화선이 되었다. 노벨상은 스웨덴의 알프레드 노벨(1833~1896)의 유언에 따라 인류의 복지에 공헌한 사람이나 단체를 매년 선정하여 수여되는 상으로, 1901년 제정됐다. 6개 부문 중 노벨 물리학상은 물리학을 통해 인류에 기여한 사람에게 주어지며, 시상식은 보통 노벨의 기일인 12월 10일 열린다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

미 항공우주국(NASA)이 블랙홀의 기괴한 작동 모습을 시각화한 동영상이 공개돼 주목을 끌고 있다. 블랙홀은 물질의 밀도가 극도로 높은 영역으로 주변의 공간을 뒤틀어 빛까지 탈출할 수 없게 하는 강력한 중력을 행사하는 천체다. 만약 어떤 어떤 물체가 블랙홀에 가까이 접근해 사건 지평선이라고 불리는 경계선을 넘어선다면, 그 물질은 절대로 블랙홀을 벗어날 수 없게 된다. 빛조차도 예외가 아니다. 따라서 블랙홀은 우리가 직접 눈으로 볼 수 없는 존재이다. 그러나 이런 블랙홀은 지구로부터 너무나 멀리 떨어진 심우주에 존재하기 때문에 블랙홀의 사건 지평선을 단일 망원경으로는 이미지를 잡아낼 수가 없다. 전 지구적인 전파 망원경 집단을 결합해 구축한 사건지평선 망원경(Event Horizon Telescope)이 등장한 후에야 우리는 블랙홀의 이미지를 볼 수 있었는데, 2017년 이래 공동작업으로 과학팀에 의해 M87 은하의 초거대 블랙홀 이미지를 생성하는 데 성공한 것은 올해 초의 일이었다. 이번 NASA에서 제작한 블랙홀 시각화 동영상은 기존의 블랙홀 이미지보다 더 자세한 블랙홀 물리학을 보여주는데, NASA의 설명에 따르면, 이 애니메이션은 카니발 거울처럼 블랙홀이 어떻게 주변부를 뒤틀어버리는가를 사실적으로 보여준다. 가스와 같은 천체의 잔해들이 블랙홀 쪽으로 떨어지면 이런 물질은 강착원반(accretion disk)이라고 하는 얇은 회전원반을 형성하게 된다. 이 원반을 둘러싼 뒤틀린 자기장이 가스 덩어리를 매듭처럼 꼬이게 하지만, 이는 일시적인 현상이다. 이 매듭들은 빛과 어둠의 통로를 따라 블랙홀에 더욱 가까운 궤도로 급속이 빨려들어가기 때문이다.애니메이션은 블랙홀 주위에서 회전하는 가스가 지구의 관찰자에게 빛이 어떻게 움직이는지를 보여준다. 이 시나리오에서, 회전 디스크의 왼쪽에 있는 가스는 오른쪽에 있는 물질보다 밝게 보인다고 NASA는 설명한다. 왼쪽의 가스가 우리를 향해 움직이고 있기 때문이다. 디스크 왼쪽에서 발산되는 빛이 파동은 우리의 관점에서 볼 때 압축되어 밝게 보인다. 이와는 반대로 오른쪽의 가스는 우리에게서 멀어지므로 빛의 파장이 늘어나 어둡게 보이는 것이다. 도플러 효과로 불리는 이 같은 현상은 소방차의 사이렌 소리로 쉽게 확인할 수 있다. 소방차가 당신을 향해 달려올 때 사이렌 소리가 급격히 높아지고, 당신을 지나쳐 멀어질 때는 소리가 급격히 낮아지는 것이 바로 도플러 효과이다. 소리나 빛이 다 파동이므로 관측자와의 거리에 따라 그 파장이 압축되거나 늘어나기 때문이다. 블랙홀 물리학의 다른 측면은 상상하기가 더 어렵다. 예컨대, 애니메이션은 빛이 블랙홀에 매우 가까워지면 어떻게 되는지를 보여준다. 빛은 광자라고 불리는 입자이다. 빛이 블랙홀을 두세 번 이상 돌면 광자 고리를 형성하게 되는데, NASA의 설명에 따르면, 광자들이 약간 다른 궤도로 블랙홀 주위를 여러 번 돌면서 왜곡되고, 이것이 우리의 망원경이나 눈에 도달하기 때문이다. NASA 고다드 우주비행센터에서 맞춤형 소프트웨어를 사용하여 이미지를 생성한 제레미 슈니트만은 “이 같은 시뮬레이션은 중력이 시공간의 구조를 왜곡시킨다는 아인슈타인의 말이 뜻하는 내용을 시각화하는 데 실제로 도움이 된다”고 밝혔다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

블랙홀이 시공간을 어떻게 왜곡하는지를 보여주는 시뮬레이션 영상이 공개돼 눈길을 끈다. 미국항공우주국(NASA)은 26일(현지시간) NASA 산하 고다드 우주비행센터 소속 천체물리학자 제러미 슈니트먼 박사가 커스텀 소프트웨어를 사용해 이런 영상을 제작했다고 밝혔다. 블랙홀 소식을 다루는 ‘블랙홀 위크’를 맞이해 발표된 영상에서 가상 블랙홀의 모습은 영화 ‘인터스텔라’에서 나온 거대질량 블랙홀 가르강튀아와 거의 흡사하다. 시뮬레이션 속 블랙홀은 밝게 빛나는 강착원반에 둘러싸인 모습이다. 응축원반으로도 불리는 이 얇은 디스크는 블랙홀의 강력한 중력에 의해 찢긴 물질의 입자들이 매우 빠르게 회전하면서 발생한 열에 의해 빛을 내뿜는 것이다. 흥미로운 점은 블랙홀의 중력은 너무 강력해 바로 이런 주변 환경의 모습을 왜곡한다는 것이다.영상에서 중심의 검은 원반은 블랙홀의 그림자다. 이는 블랙홀이 강착원반에서 근처에 있는 입자에서 나오는 빛을 포획하면서 생기는 현상이다. 그리고 그 바깥쪽에는 밝은 영역이 고리 형태로 나타난다. 빛이 블랙홀의 중력에서 벗어날 수 있는 영역이므로 밝게 빛나는 것이다. 따라서 밝은 고리는 검은 원형의 그림자를 둘러싼 형태로 보인다. 영상에서 블랙홀의 그림자를 둘러싼 고리는 왼쪽이 밝고 오른쪽이 어둡다. 이는 도플러 빔 효과 때문이다. 강착원반에서 가스가 회전하면서 빛을 내면 우리 쪽으로 다가오는 가스는 도플러 효과를 받아 더 밝게 보이고 반대로 멀어지는 가스는 더 약하게 보이는 것이다. 또한 영상에서 고리 위쪽에 있는 빛은 실제로 블랙홀의 뒤쪽을 보여주는 것이다. 이는 블랙홀의 강력한 중력으로 인해 왜곡돼 보이는 것이다. 이에 대해 슈니트먼 박사는 “이런 시뮬레이션은 아인슈타인이 중력은 시공간의 구조를 휘게 만든다고 말했을 때 무엇을 의미하는지 시각화하는 데 도움이 된다”면서 “아주 최근까지 이런 시각화는 우리의 상상력과 컴퓨터 프로그램에 제한돼 있었다”고 말했다. 한편 지난 4월 ‘이벤트 호라이즌 망원경’(EHT·Event Horizon Telescope) 협력단의 과학자들은 인류 역사상 처음으로 블랙홀을 관측하는 데 성공했다. 이 프로젝트는 전 세계 6대륙에 있는 대형 전파망원경 8대를 연결한 지구 크기의 가상 망원경을 이용한 것으로 알려졌다. 사진=NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

-'아인슈타인의 십자가'로 우주 거리를 측정하는 기법 발견 아인슈타인의 일반 상대성 원리에 따르면, 시공간 구조의 왜곡에 의해 빛은 중력장 속에서 휘어져 렌즈의 역할을 하는데, 이를 중력 렌즈라 한다. 이 같은 중력 렌즈가 우주의 팽창 속도에 대한 미스터리를 해결하는 데 도움이 될 수 있다는 새로운 연구결과가 발표되어 학계의 관심을 끌고 있다고 12일(현지시간) 우주 전문 사이트 스페이스닷컴이 보도했다. 새 연구가 관심을 끄는 이유는 우주의 미스터리인 팽창 우주의 종말에 대한 해답을 알려줄 보다 정확한 우주 모델을 만들 수 있을 것으로 보기 때문이라고 연구원들은 말했다. 우주는 138억 년 전에 태어난 이래 지금까지 계속 팽창을 거듭하고 있는 중이다. 허블 상수(Hubble constant)로 알려진 현재의 우주 팽창률을 측정함으로써, 과학자들은 우주가 영원히 확장될 것인지, 아니면 자체 붕괴되거나 대파열(big rip)로 끝날 것인지, 우주의 운명에 대해 아직까지 확실히 밝혀내지 못하고 있다. 허블 상수를 측정하는 데는 현재 두 가지 방법이 있다. 하나는 초신성 폭발과 세페이드 변광성으로 알려진 맥동성을 관측하여 거리를 추정하는 방법, 그리고 다른 하나는 빅뱅이 남긴 우주 배경 복사, 곧 빅뱅의 마이크로파가 시간이 지남에 따라 어떻게 변화했는지를 조사하는 방법이다. 만약 이 두 방법으로 측정한 허블 상수 값이 딱 일치한다면 천문학자들에게 이보다 행복한 일이 없을 테지만, 불행하게도 두 값은 상당한 격차를 보이고 있다. 우주 배경 마이크로파의 데이터에 따르면, 우주는 메가 파섹(326만 광년)당 초당 약 67.5km의 속도로 팽창하고 있는 것으로 나타났지만, 초신성과 세페이드의 데이터는 메가 파섹 당 초당 약 74km의 값을 생성한 것이다.이러한 불일치는 과학자들이 만든 현재의 표준 우주 모델이 잘못되었을 수도 있음을 시사한다. '허블 상수 전쟁' 알려진 이 오랜 논쟁을 해결하면 우주의 종말이 어떠할 것인지 예측할 수 있게 된다. 새 연구에서 국제 연구팀은 허블 상수를 측정하는 다른 방법을 모색했다. 이 방법은 아인슈타인의 일반 상대성 이론에 따른 중력의 정의에 달려 있는데, 이는 질량이 시공간을 왜곡한 결과 중력이 발생한다는 이론이다. 물체의 질량이 클수록 물체 주위의 시공간이 더욱 왜곡되어 중력이 더 강해진다. 우리가 중력을 느끼는 것은 이 휘어진 시공간의 기하학적인 효과라고 본다. 미국의 물리학자 존 휠러는 아인슈타인의 시공간 개념을 “물질은 공간의 곡률을 결정하고, 공간은 물질의 운동을 결정한다”라는 말로 표현했다. ​ 이 휘어진 시공간의 강력한 중력장은 빛을 구부려 거대한 우주 렌즈를 만들며, 이를 통해 배후의 물체를 확대되어 보이게 한다. 중력 렌즈는 한 세기 전에 발견되었으며, 오늘날 천문학자들은 종종 이 렌즈를 사용하여 최대 망원경도 닿지 못하는 심우주를 깊숙이 들여다볼 수 있게 되었다. 새 연구는 중력 렌즈의 데이터를 분석하여 지구와의 거리를 추정하며, 이 자료는 시간이 지남에 따라 우주가 팽창한 속도를 추정할 수 있게 해준다. 중력 렌즈로 거리 측정를 하는 데는 중력 렌즈의 기묘한 특징이 하나의 열쇠가 된다. 렌즈 배후의 물체가 렌즈를 통해 확대되면서 렌즈 주위에 십자가형의 복수의 이미지를 생성하는데, 이를 '아인슈타인 십자가'라 한다. ​이러한 이미지를 만드는 빛은 렌즈 주위에서 다른 경로를 취하기 때문에 렌즈를 통해 보이는 물체의 밝기 변화는 다른 이미지와 시간차를 보이게 된다. 렌즈의 질량이 클수록 빛의 휘어짐이 커지므로 이미지들의 밝기 변화에 있어 시간 차이가 커지게 된다. 과학자들은 이러한 세부 사항을 사용하여 렌즈의 중력장 강도와 질량을 추정할 수 있으며, 거리 추정에 활용할 수 있다. 지구에서 중력 렌즈로 보이는 은하까지의 거리를 추정하는 또 다른 열쇠는 렌즈 내 별의 위치와 속도를 분석하는 것이다. 이러한 세부 사항들이 해당 은하의 중력장 강도와 결합될 때 과학자들은 그 은하의 실제 지름을 추정할 수 있다. 그런 다음 지구에서 보았을 때 중력 렌즈 속 은하의 실제 지름과 겉보기 지름을 비교하고, 이 값들의 차이는 연구자들로 하여금 그 은하까지의 거리를 추정하는 데 도움이 될 수 있다. 연구원들이 이 기법을 두 중력 렌즈 시스템에 적용한 결과, 메가 파섹 당 초당 약 82.4km의 허블 상수 값을 얻었다. 이 값은 앞서 확립된 두 값보다 높지만, 이에 대해 막스 플랑크 연구소 출신의 천체물리학자 인 지(Inh Jee) 대표저자는 "이 기법이 여전히 불확실성이 높지만, 더 많은 데이터를 확보할수록 확립된 두 값 중 하나에 접근하거나 실제로 다른 세 번째 값으로 이어질 수 있다"고 전망한다. 이번 연구는 국제학술지 '사이언스' 저널 최신호(13일자)에 발표됐다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

기네스북에 122세... “125세 한계다”생명공학계 “최대 150세” 반론도IT기업 등 생명연장 기술 연구 활발 한국 사회도 100세 시대로 접어들었다. 한국인의 평균 수명은 1960년 남성 51세, 여성 54세였던 것이 2019년 남성 79.7세, 여성 85.7세로 늘었다. 미국도 평균 수명이 해마다 늘면서 ‘인간이 최대 얼마나 살 수 있을까’에 과학계의 관심이 커지고 있다. 현재 기네스북에 기록된 최고 장수한 사람은 1875년에 태어나 1997년 122세로 사망한 프랑스의 잔 칼망 여사다. 따라서 인간의 최대 수명은 125세를 넘을 수 없다는 주장이 제기됐다. 하지만 생명공학계를 중심으로 인간이 150세까지 살 수 있다는 반론도 만만치 않다.5일(현지시간) 사이언스 데일리에 따르면 생명공학 IT 기업을 중심으로 인간의 수명을 늘리기 위한 다양한 연구가 진행되면서 인간의 최대 수명이 크게 연장될 것이란 기대감이 커지고 있다. 미 과학계는 체세포 배아줄기세포 복제와 역분화줄기세포 발견, 젊은 피 수혈을 통한 노화 억제 등의 임상 시험 등이 성공적으로 끝난다면 인간은 100세 시대를 넘어 150세 시대를 맞이하게 될 것으로 전망하고 있다. 한 생명공학 기업 관계자는 “배아줄기세포 복제 이후 각종 인간 생명 연장 실험이 진행되고 있다”라면서 “몇 년 내에 인간의 수명을 충분히 20~30년을 늘릴 수 있다”고 주장했다. 하지만, 일각에서는 실제 인간의 최대 수명이 122세였다는 것은 근거로 인간은 125년 이상 살기가 불가능하다는 주장도 제기됐다. 최근 앨버트 아인슈타인 의대 과학자들이 1900년 이후 100세 이상 고령자들이 많은 미국과 영국, 프랑스, 일본 등의 수명 자료를 분석한 결과, 100세를 지나면서 인간의 생물학적 기능이 크게 쇠퇴하면서 인간 수명에 대한 잠재적 한계를 드러냈다고 주장했다. 최고령 사망자 나이는 1970~1990년대 초 매년 0.15세씩 증가하다가 1990년대 중반 들어 114.9세를 정점으로 상승을 멈췄다. 따라서 이들은 유전자에 입력된 수명의 한계가 115세라고 주장했다. 아인슈타인 의대의 한 관계자는 “각종 전염병과 만성질환 등을 치료할 수 있는 생명공학이 발달하면서 인간의 평균 기대 수명을 늘릴 수 있을지는 몰라도 최대 수명을 늘리기는 어렵다.”라면서 “인간은 115세 이전에 사망하는 것이 보통이고 최대로 125세를 넘기지 못한다”고 말했다. 워싱턴 한준규 특파원 hihi@seoul.co.kr

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

경기 이천시는 27일 청주캠퍼스 하이누리관에서 열린 ‘2019 SK하이닉스 하인슈타인 올림피아드’에서 이천시 창전청소년문화의집 중학생 4명이 참가하여 대상을 수상했다고 29일 밝혔다. ‘하인슈타인’은 하이닉스와 아인슈타인의 합성어로, 이날 진행된 ‘하인슈타인 올림피아드’는 지역의 과학 우수인재 선발을 위하여, 소프트웨어링 교육을 통해 한 해 동안 갈고 닦은 프로그래밍 실력을 겨루는 자리다. 예선을 통과한 서울, 이천, 청주, 성남 지역 72개 팀 297명의 학생들이 참여한 가운데 ‘우리 주변을 바꾸어 줄 소프트웨어’라는 주제를 가지고 아이디어를 공유하고 전문 심사위원들로부터 평가를 받았다. 그 결과 창전청소년문화의집 내 방과후아카데미 과정을 이수중인 김도현 (설봉중 3학년), 이영재 (설봉중 3학년), 서가영 (설봉중 3학년), 우다연 (설봉중 3학년) 등으로 구성된 ‘시작이 반인팀’이 ‘셀피봇’이라는 소프트웨어 프로그램으로 심화부문에 참가하여 대상을 수상하였다. 대상을 받은 팀은 SK하이닉스에서 제공하는 ‘하인슈타인 비전뷰’ 프로그램에 참여하여 해외탐방의 기회를 가지며, 자신들이 만든 프로그램을 해외 메이커페어에 출품하고 현지 과학기관을 견학할 예정이다. 대상을 수상한 우다연 학생은 “사진을 직접 찍을 때 거리가 제한적이기에 먼 곳에서도 손쉽게 사진을 찍을 수 있는 방법이 없을까하는 생각으로 셀피봇에 로봇카맨더 앱을 이용한 전신사진을 찍는 방법을 이용하였으며 많은 친구들이 관심 가져주고 대상을 받아 기쁘다”라고 소감을 밝혔다. 한편 2017년에 이어 2019년에도 대상을 받은 창전청소년문화의집 방과후아카데미는 창의융합 우수 선도 기관으로서 초등4학년에서 중등3학년까지 60명의 학생들이 참여하고 있으며 청소년에게 체험활동, 학습지원, 상담 등 다양한 방과 후 종합서비스를 제공하고 있다. 신동원 기자 asadal@seoul.co.kr

한국전쟁 정전협정 66년 뒤인 지난 6월 30일 판문점에서는 남북미 3국 정상이 한자리에 모이는 역사적인 장면이 탄생했다. 무더운 여름 날씨에 가슴 떨리는 시원한 소식이었다. 평화는 길이고 생명이다. 잠시 주춤할 수는 있어도 되돌아갈 수는 없다. 앞으로 남북 관계가 개선돼 경의선이 지나가게 되면 마포는 남북을 철길과 물길로 잇는 천혜의 요충지가 된다. 마포구에는 김대중도서관, 노무현재단, 이한열재단이 있으며 최근 민족화해범국민협의회도 이전해 왔다. 지난 5월에는 연남동 경의선 숲길 인근에서 ‘평화의 노벨길 명명식’도 열렸다. 가까운 곳에 대한민국 1호로 노벨상을 수상하신 김대중평화센터가 있어 더 뜻깊다. 지난달에는 김대중평화센터의 이사장을 지낸 이희호 여사가 “민족의 평화 통일을 위해 기도하겠다”는 유언을 남기고 우리 곁을 떠나셨다. 지리적 입지와 그간의 역사를 바탕으로 마포구는 다양한 남북 교류 협력 사업을 추진해오고 있다. 구는 일찌감치 지난 2013년에 지방자치단체 차원에서 주도적으로 남북 교류를 지원할 수 있는 필요 사항을 담은 ‘서울특별시 마포구 남북 교류 협력에 관한 조례’를 제정하고 위원회를 설치했다. 남북 교류 협력 사업 추진을 위해 지금까지 4억여원의 기금도 마련했다. 지난 3월에는 ‘마포구 남북 교류 협력 포럼’을 열었다. 직원을 대상으로 소극적인 안보 교육에서 벗어나 통일 교육을 진행했다. 북한 이탈 주민을 위한 독서 지원 사업, 북한 화가 미술작품 전시회 등도 이뤄졌다. 앞으로 정부의 평화 협력 정책 기조에 보조를 맞춰 개성공단 물품 판매, 전시관 개설, 민간 단체와 협력을 통한 인도적인 대북 지원 사업 등도 추진해 나갈 예정이다. 아인슈타인은 “평화는 힘으로 유지될 수 없다. 오직 이해를 통해서만 유지될 수 있다”고 말했다. 자연의 순리대로 가을은 온다. 이번 남북미 3국 정상의 만남이 한반도에 진정한 평화를 정착시키는 전환점이길 바란다. 이를 계기로 올해 안에 경제ㆍ문화 교류 재개라는 풍성한 열매를 맺을 수 있기를 기대해 본다. 시대가 변한 뒤 대응하는 것은 늦다. 미리 준비하는 도시만이, 남북 평화 시대의 중심도시가 된다. 그 변화를 우리 마포구가 주도할 것이다.

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.

‘내 엉덩이를 걷어차 다오’ 2015년 7월, 역사적인 명왕성 근접 비행을 성공한 뉴호라이즌스호의 비행속도는 초속 20㎞(시속 7만 5200㎞)였다. 이는 인간이 만들어낸 속도 중 최고 속도로, 총알 속도의 20배에 달하는 것이다. 현재 인류가 가진 자원과 로켓으로 태양의 중력을 뿌리치고 나아갈 수 있는 한계는 목성 정도까지다. 그럼 무슨 힘으로 뉴호라이즌스는 명왕성까지 그처럼 빠른 속도로 날아갈 수 있었을까? 답은 '중력 도움'(gravity assist)이었다. 중력 보조라고도 하는 이 중력 도움은 영어로는 스윙바이(swing-by), 또는 플라이바이(fly-by)라고도 하는데, 한마디로 ‘행성궤도 근접 통과’로 중력을 슬쩍 훔쳐내는 일이다. ​ 그랜드피아노만 한 크기에 무게는 478㎏인 뉴호라이즌스가 발사될 때의 탈출속도는 지구 탈출속도인 11.2㎞를 훨씬 넘는 초속 16.26 km로, 지금까지 인간이 만들어낸 물체 중 가장 빠르게 지구를 탈출한 것으로 기록되었다. 그런데 탐사선이 1년을 날아가 목성에 근접해서는 이 중력 도움 항법으로 초속 4㎞의 속도를 공짜로 얻었다. 이로 인해 명왕성으로 가는 시간을 약 3년 단축할 수 있었다. 중력 도움을 간단히 설명하자면, 탐사선의 속도를 높이기 위해 천체의 중력을 이용한 슬링 숏(slingshot·새총쏘기) 기법으로, 행성의 중력을 이용해 우주선의 가속을 얻는 기법이다. 탐사선이 행성의 중력을 받아 미끄러지듯 가속을 얻으며 낙하하다가 어느 지점에서 적절히 진행각도를 바꾸면 그 가속을 보유한 채 새총알처럼 튕기듯이 탈출하게 된다. 행성의 각운동량을 훔쳐서 달아나는 셈이다. 말하자면 우주의 당구공 치기쯤 되는 기술이다. 행성의 입장에서 본다면 우주선의 엉덩이를 걷어차서 가속시키는 셈으로, 이론상으로는 행성 궤도속도의 2배에 이르는 속도까지 얻을 수 있다. ​중력 도움을 받기 위해 우주선은 대상 천체에 대해 쌍곡선 궤적을 그릴 수 있는 조건으로 접근해야 한다. 쌍곡선 궤적은 우주선이 어떤 행성(쌍곡선 궤적의 초점이 된다)의 중력권 내를 잠깐 비행하더라도 그 행성의 중력권에 잡히지 않는 궤도가 된다. 태양을 초점으로 공전하는 혜성들의 궤도가 대개 이 쌍곡선 궤적이다. 혜성들은 거의 태양을 향해 쌍곡선을 그리며 가까이 다가왔다가 다시 멀어지는 형태의 궤적을 그린다. 중력 도움을 받으려는 우주선의 상대속도가 행성의 중력에 포획되지 않을 만큼 충분히 빠를 때 이런 식의 근접비행이 가능하다. 현재까지 인류가 개발한 로켓의 힘으로는 겨우 목성까지 날아가는 게 한계이지만, 이 스윙바이 항법으로 우리는 전 태양계를 탐험할 수 있게 된 것이다. 중력 도움으로 목숨 구한 이야기 중력 도움이란 이 기발한 아이디어를 처음으로 떠올린 사람은 20세기 초반 러시아의 이론물리학자 ​유리 콘드라트유크였고, 뒤에 미국의 수학자 마이클 미노비치가 더욱 섬세하게 가다듬었다. 중력 도움을 최초로 활용한 우주선은 러시아의 달 탐사선 루나 3호였다. 1959년 달의 뒷면을 촬영하기 위해 발사된 루나 3호는 중력 도움으로 달의 뒷면을 돌면서 찍은 사진을 지구로 전송했다. 인류에게 달의 뒷면을 최초로 볼 수 있게 해준 루나 3호는 그후 달에 추락하여 고철 덩어리가 되었다. 중력 도움으로 사람의 목숨을 건진 사례도 있다. 바로 아폴로 13호의 얘기다. 1970년 4월 달 착륙을 목적으로 발사되었던 이 우주선은 지구로부터 32만㎞ 떨어진 달의 중력권에서 선체의 이상 진동으로 산소 탱크가 폭발해 사령선이 심각하게 파손되었다. 세 승무원은 사령선을 버리고 달 착륙선으로 옮겨 탔다. 당연히 달 착륙 미션은 중단되었고, 미 항공우주국(NASA) 관제본부의 비행감독 진 크렌즈는 세 승무원의 귀환시킬 수 있는 유일한 방법은 달의 중력 도움으로 달 착륙선을 귀환궤도에 올릴 수밖에 없다고 생각했다. 사령선의 엔진을 이용해 우주선을 지구로 돌리는 게 가장 간단한 방법이었지만, 폭발로 인해 엔진의 정상 가동을 장담할 수 없었다. 만약 실패한다면 3명의 승무원은 영원히 우주의 미아가 되고 말 판이었다. 달의 중력 도움도 결코 만만한 방법은 아니었다. 달 착륙선의 엔진을 이용해 달의 뒤편으로 돌아간 다음 정확한 침로를 잡으면 지구로의 귀환궤도에 오를 수 있지만, 약간의 오차만 나더라도 궤도 수정을 할 수 없기 때문에 지구와는 엉뚱한 방향으로 가버릴 위험이 있는 것이다. 참으로 목숨을 걸고 하는 도박이었다. 관제센터는 우주선의 궤도에 영향을 주지 않기 위해 우주선 바깥으로 소변을 투기하는 것까지 금지시켰다.(이 명령이 소변 금지인 줄 착각하는 바람에 소변을 참았던 한 승무원은 요로 감염에 걸렸다.) 승무원들은 손에 땀을 쥐게 하는 기동으로 달의 중력 도움을 받은 끝에 귀환 궤도에 올랐다. 그들이 지구 상공에 모습을 드러낼 때까지 세계는 숨을 죽이고 사태의 진행을 지켜보았다. 이윽고 착륙선 아쿠아리우스를 떼어낸 후, 사령선 오디세이가 무사히 태평양에 착수했을 때 세계는 환호성을 올렸다. 살아서 돌아올 확률이 지극히 낮았음에도 달의 중력 도움을 받은 끝에 무사히 귀환할 수 있었던 것이다. 만약 폭발이 착륙선을 떼어낸 후에 일어났으면 승무원들이 생환했을 확률은 제로였다. 아폴로 13호의 사고에 관한 내용은 1995년 '아폴로 13'이라는 제목으로 영화화되었다.​태양계를 누비는 힘 ‘스윙바이’​ 중력 도움이라는 아이디어가 없었더라면 목성 너머의 태양계는 우리에게 그림의 떡이었을 것이다. 목성에 갈릴레오호를, 토성에 카시니호를, 그리고 해왕성과 그 너머까지 보이저 1,2호를 보낼 수 있게 된 것도 모두 중력 도움 덕분이었다. 연료를 별로 사용하지 않고도 비교적 빠른 시간 내에 목적지에 도착할 수 있기 때문에 현재 거의 모든 탐사선이 다른 행성 궤도에 진입하는 스윙바이 항법을 선택한다. 스윙바이를 활용해 처음으로 토성에 다다른 탐사선은 1973년 발사된 파이어니어 11호였고, 태양계 바깥쪽의 거대 행성들인 목성, 토성, 천왕성, 해왕성을 탐사하기 위해 발사된 보이저 1,2호는 처음부터 당시 최신 기술이던 중력 도움을 사용하도록 설계된 탐사선이다. ​ 1989년 미국 케네디 우주센터에서 발사된 목성 탐사선 갈릴레오는 자체 추진력으로만으로는 목성까지 갈 수가 없어 ‘여비’를 금성과 지구로부터 훔쳐왔다. 갈릴레오는 발사 4개월 정도 후에 금성으로부터 2.2㎞/s, 다시 10개월 후 지구로부터 5.2㎞/s, 다시 2년 후 지구로부터 3.7㎞/s의 속도를 각각 훔쳐냈는데, 세 차례에 걸쳐 훔쳐낸 속도 증가분은 무려 11.1㎞/s나 되었다. 갈릴레오가 지구로부터 두 차례 훔쳐낸 속도 증가분의 합은 8.9㎞/s나 된다. 지구는 그만큼 갈릴레오에게 각속도량을 빼앗긴 셈이다. 하지만 그래 봤자 갈릴레오의 질량 2,380kg은 지구 질량에 비하면 거의 0에 가깝다. 그래서 지구는 1억 년 동안 1.2cm쯤 늦춰지는 데 지나지 않는다. 어쨌든 중력 도움의 힘으로 6년 여 만인 1995년 12월 목성 궤도에 도착한 갈릴레오는 목성의 대기권과 그 주변, 특히 목성의 네 위성인 에우로파, 칼리스토, 이오, 가니메데의 탐사를 비롯해, 싣고 간 원추 모양의 탐사선을 목성의 구름 사이로 투하해 목성 대기의 온도, 기압, 화학 조성 등을 보고하는 등, 8년 동안 목성 궤도를 돌면서 혁혁한 전과를 올린 후, 2003년 9월 21일에 최후를 맞았다. 인공물로 가장 멀리 날아간 보이저 1호​​사람이 만든 물건으로 가장 우주 멀리 날아간 기록을 세운 것은 보이저 1호다. 총알 속도의 17배인 초속 17㎞의 속도로 날아가고 있는 보이저 1호 역시 중력 도움을 받은 탐사선이다. 본래 태양계 바깥쪽의 거대 행성들인 목성, 토성, 천왕성, 해왕성을 탐사하기 위해 1977년에 발사된 보이저 1호는 올해로 꼬박 42년을 날아가는 셈이다.​ 일명 ‘행성간 대여행’이라 불리는 행성의 배치가 행성간 탐사선의 개발에 영향을 주었는데, 이 행성간 대여행은 연속적인 중력 도움을 활용함으로써, 한 탐사선이 궤도 수정을 위한 최소한의 연료만으로 화성 바깥쪽의 모든 행성(목성, 토성, 천왕성, 해왕성)을 탐사할 수 있었던 것이다. 이 항법을 활용하기 위해 보이저는 행성들이 직선상 배열을 이루는 드문 기회(몇백 년에 한 번꼴)를 이용했는데, 목성의 중력이 보이저를 토성으로 내던지고, 토성은 천왕성으로, 천왕성은 해왕성으로, 그 다음은 태양계 밖으로 차례로 내던지게 되는 것이다. 이렇게 우주의 당구치기를 하면서 날아갈 보이저 1호와 2호는 발사 시점도 대여행이 가능하도록 맞춰졌다. 현재 보이저 1호가 있는 곳은 태양계를 벗어난 성간공간으로 거리는 약 220억㎞쯤 된다. 이 거리는 초속 30만㎞인 빛이 달리더라도 20간이 넘게 걸리며, 지구-태양 간 거리의 145배(145AU)가 넘는 거리다. 거기에서 보이는 태양은 여느 별과 다름없는 흐릿한 별 하나에 지나지 않을 것이다. 보이저 1,2호가 지구를 떠날 때 공급받은 연료는 목성까지 갈 수 있는 분량이었다. 목성 너머 가는 에너지는 목성의 중력 도움으로 조달하라는 뜻이었다. 만약 목성이 탐사선의 엉덩이를 걷어차주지 않는다면, 보이저는 태양 기준으로 지구보다 더 가까워지지 않고 목성보다 더 멀어지지도 않는 타원형 궤도에 갇혀 영원히 뺑뺑이 도는 신세를 면치 못했을 것이다. 그러나 ​당시 최신 기술이던 중력 도움을 사용하도록 설계된 보이저 1호는 스윙바이 기법을 이용해 목성 중력에서 시속 6만㎞의 속도증가를 공짜로 얻었다. 보이저가 목성의 중력을 이용해 추진력을 얻을 때, 목성은 그만큼 에너지를 빼앗기는 셈이지만, 그것은 50억 년에 공전 속도가 1mm 정도 뒤처지는 것에 지나지 않는다. 보이저 1호는 목성의 중력 도움을 받은 덕으로 지금 이 순간에도 인간이 가본 적이 없는 미지의 세계를 향해 ​용맹정진하고 있다. 2025년이면 전력이 바닥나 지구와의 교신이 끊어지고 보이저는 침묵의 척후병이 되겠지만, 앞으로 4만 년 정도 더 날아가면 1.5광년, 15조㎞를 주파해 기린자리의 어느 이름없는 별 옆을 지날 것이다. 어쨌든 이처럼 인류가 지구상에 나타난 이래 최초로 태양계 너머 심우주 속으로 보이저라는 척후병을 보내 ​탐색할 수 있게 된 것도 ​한 물리학자의 상상력이 떠올린 중력 도움으로 가능해진 것이다. 이처럼 인간의 상상력은 위대하다. 아인슈타인의 말마따나 상상력은 지식보다 위대하다는 사실을 실감할 수 있다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

‘기적의 해’ 1905년 알버트 아인슈타인은 세 편의 논문을 쏟아냈다. 특수상대성이론, 광전효과, 그리고 브라운운동과 관련한 방정식에 관한 것이다. 특수상대성이론과 광전효과 논문에 비해 브라운 운동에 관한 논문은 상대적으로 덜 알려져 있다. 19세기 영국 식물학자 로버트 브라운이 현미경으로 물에 떠있는 꽃가루가 끊임없이 불규칙하게 움직이는 모습을 발견했다. 사람들은 액체나 기체 같은 유체내 움직이는 미세한 입자의 불규칙한 운동을 ‘브라운 운동’이라고 불렀다. 아인슈타인은 한 번 충돌로 입자를 움직일 수는 없지만 초당 수 백만번의 무작위 충돌로 브라운 운동이 나타날 수 있다는 사실을 맥스웰 기체분자이론을 적용해 방정식을 만들어 냈다. 미세입자운동의 비밀이 아인슈타인의 브라운운동 방정식을 통해 어느 정도 밝혀졌지만 여러 분자나 입자가 섞여 있는 혼합 유체에서는 잘 맞지 않았다. 그래서 혼합 유체에서 입자의 운동을 설명하는 것은 현대 통계물리학의 난제로 남게 됐다. 중앙대 세포화학동력학센터, 화학과, 서울대 화학과, 이화여대 화학·나노과학과, 서강대 화학과 공동연구팀은 세포 속 같은 복잡한 액체환경에서도 일관되게 나타나는 분자들의 수송 원리를 발견했다고 13일 밝혔다. 이 때문에 아인슈타인의 브라운 운동 이론으로도 해결되지 않던 통계물리학의 난제가 풀렸다는 평가를 받고 있다. 이번 연구결과는 미국국립학술원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 11일자에 실렸다. 연구팀은 복잡액체 속 입자나 콜로이드 상태의 입자 이동거리 분포는 시간에 따라 정규분포에서 벗어나는 정도가 늘어났다 줄어들었다하는 양상을 보인다는 것을 관찰했다. 이 같은 입자의 움직임은 세포핵, 세포질, 세포막, 고분자 유체, 유리, 이온액체 등 다양한 복잡액체에서 공통적으로 관찰됐다. 연구팀은 환경에 따라 운동성이 변하는 무작위 운동입자 모델에서 아인슈타인의 방정식과는 다른 새로운 수송방정식을 도출해냈다. 이 방정식은 과냉각된 물 분자의 운동은 물론 아령처럼 연결된 2차원 강체입자의 유체운동, 콜로이드 입자 운동 등 다양한 복잡유체 내 입자와 운동을 일관되게 설명할 수 있는 것으로 확인됐다. 또 연구팀은 이번 방정식에서 내적 무질서도, 외적 무질서도라는 새로운 개념을 제시하기도 했다. 성재영 중앙대 교수는 “이번 연구는 통계물리학 분야의 난제인 복잡유체 내 분자열운동과 수송현상을 설명할 수 있는 방정식과 그 답을 찾아낸 것”이라며 “세포 내 효소와 생체 고분자들의 열운동을 통해 나타나는 다양한 생명현상들을 물리화학적으로 이해하고 예측하는데 도움을 줄 수 있을 것으로 본다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

상대성이론으로 현대물리학의 한 축을 만들어 낸 알버트 아인슈타인은 “꿀벌이 사라진다면 인류도 4년 내에 지구상에 사라질 것”이라는 말을 했다고 한다. 발언의 진위여부를 떠나 유럽에서 꿀벌은 소, 돼지에 이어 세 번째로 중요한 가축으로 대접받고 있다. 실제로 유엔식량농업기구(FAO)의 조사에 따르면 꿀벌은 세계 주요 100대 농작물 중 71개 작물의 가루받이(수분)을 돕는 것으로 알려져 있다. 그런데 2006년부터 미국과 유럽을 중심으로 꿀벌들이 대량 폐사해 사라지는 일이 잦아지고 있다. 기후변화와 함께 과도한 농약 사용 때문으로 알려졌지만 정확한 원인은 알려져 있지 않다. 이 같은 상황에서 영국, 오스트리아, 프랑스 등 20개국 37개 연구기관이 참여한 국제공동연구팀은 2017~2018년 겨울 사이에 또다시 꿀벌 개체군의 16%가 줄어든 것이 확인됐다고 10일 밝혔다. 스위스 베른대 꿀벌건강연구소가 주축이 된 ‘국제꿀벌연구협회’(COLOSS)에서 주도한 이번 연구결과는 농학 분야 국제학술지 ‘에피컬처럴 리서치‘ 최신호(5월 31일)에 실렸다. 연구팀은 미주지역과 유럽 36개국 2만 5363명의 양봉가들을 대상으로 2017~2018년 겨울 기간 동안 이들이 관리했던 54만 4879개의 벌통에 관련한 설문조사를 실시했다. 조사 결과 8만 9124개의 벌통의 벌들이 폐사한 것으로 조사됐다. 포르투갈, 북아일랜드, 이탈리아, 영국 잉글랜드 지역에서는 손실율이 25%를 넘었고 벨로루시, 이스라엘, 세르비아에서는 손실율이 10% 미만으로 나타났다. 또 독일, 스웨덴, 그리스의 경우는 지역별로 손실율 격차가 크게 나타났다.전체적으로 보면 2016~2017년 겨울에 나타난 손실율 20.9%보다 감소했지만 2015~2016년에 나타났던 12%보다는 여전히 높은 수준인 것으로 확인됐다. 특히 영국 스코틀랜드 지방에서의 벌꿀 폐사율은 3년 간 18%, 20.4%, 23.7%로 꾸준히 증가하고 있는 것으로 연구팀은 보고했다. 연구팀의 분석에 따르면 양봉시즌에 맞춰 벌통을 바꾸는 등 양봉 환경을 바꾼 사람들과 대규모 양봉가보다는 소규모 양봉가들의 피해가 적은 것으로 나타났다. 이번 연구를 이끈 앨리슨 그레이 영국 스트래스클라이드대 수학및통계학과 교수는 “꿀벌 폐사는 복잡한 문제로 특정 날씨 패턴이나 양봉환경에 따라 달라지고 여름철에 양봉관리가 어떻게 됐는가에 따라 겨울철 폐사율이 달라질 수 있다”라며 “특히 최근들어 기후변화로 인해 꿀벌의 천적인 각종 기생 진드기의 번식기간이 길어져 꿀벌 폐사율에 영향을 미치는 것으로 분석되고 있다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

100년 전 소설 속 ‘시간여행’란 단어 등장 인류의 꿈, 철학·문학과 함께 발전해 와 이미 현대인들에게 막대한 영향력 행사사람들은 시간여행을 사랑한다. 영국의 인기 드라마 ‘닥터 후’의 닥터는 시간의 소용돌이 속으로 진입해 시공간을 넘나든다. 닥터와 동행자들은 먼 미래로 가서 지구의 최후를 지켜보고, 역사 속 인물들을 만나 능청스레 인사를 나눈다. 영화관에는 늘 시간여행 이야기가 걸려 있다. 과거로 돌아가 가족과 연인을 위기로부터 구하는 주인공들은 이미 우리에게 너무 익숙하다. 그런데 이 시간여행이라는 불가능해 보이는 개념이 왜 이렇게 자연스럽게 문화 속에 녹아 있을까? 어쩌면 인류는 아주 오래전부터 시간여행을 꿈꿔 왔던 것일까? 책은 ‘시간여행’이라는 아이디어의 역사를 추적한다. H G 웰스의 소설 ‘타임머신’으로 처음 대중에 알려진 이후 SF 펄프 픽션(저렴한 단편소설), 영화, TV 드라마와 같은 문화 전반에 강력한 영향을 미친 시간여행이라는 개념은 이제 대중문화에서 결코 떼놓을 수 없는 존재가 되었다. 하지만 뜻밖에도 시간여행은 꽤 최근에 등장한 개념이다. 100년 전 웰스의 소설에서 ‘시간여행’이라는 단어가 파생되기 전까지, 인류는 시간을 넘어 미래로 혹은 과거로 여행한다는 아이디어를 본격적으로 탐구해 본 적이 없었다. 저자는 인류의 시간에 대한 인식이 과학적 발견과 더불어 철학, 문학과도 영향을 주고받으며 변화해 왔음을 조망한다. 사람들은 오랫동안 시간과 공간을 완전히 분리된 것으로 생각하다가, 민코프스키와 아인슈타인의 등장으로 비로소 연속된 ‘시공간’이라는 개념을 상상하기 시작했다. 철도가 보편화되기 전까지는 표준시라는 개념도 존재하지 않았다. 통신의 발달로 떨어진 여러 지역이 동시성을 갖게 되면서 표준적인 시간을 도입할 필요가 생겼다. 그리고 비로소 사람들은 인간이 시간의 역동적인 주인이라는 것을 알게 되었다. 고대인들에게는 미래 의식이 뚜렷하지 않았던 반면, 우리는 미래에 대한 설계도를 능숙하게 그린다. 수백년, 수천년 뒤 미래에 도달할 것을 상정하고 만든 ‘타임캡슐’은 일종의 느린 타임머신이다. 매 순간의 가능성만큼이나 많은 우주가 존재한다는 다세계 해석은 어디엔가 지금과는 다른 모습으로 살아가고 있을 인간을 상상하게 한다. 시간여행이 결코 실현될 수 없다고 해도 시간여행은 이미 우리에게 막대한 영향력을 발휘하고 있다. 시공간을 넘나드는 상상 속에서 우리는 직선형의 시간선에서는 발견할 수 없는 재미와 가치, 다른 감각을 찾아낸다. 그 가능성만으로도, 시간여행이라는 이 허황된 아이디어를 우리가 사랑하는 이유를 모두 설명할 수 있을 것이다.

우주 전문 사이트 스페이스닷컴 5일자(현지시간)에 그레그 우에노의 시간 여행에 관한 흥미로운 칼럼이 발표되어 아래에 소개한다. 우에노는 과학의 대중화를 위해 많은 글을 써온 미국의 유명 과학 칼럼니스트이다. '할아버지 패러독스'는 우리가 시간을 거슬러 과거로 여행할 때 생길 수 있는 논리적인 문제이다. 만약 어떤 사람이 과거로 여행을 떠나 자기 할아버지가 자기 아버지를 낳기 전에 그를 죽인다면, 그 자신은 태어나지도 못하게 된다. 이건 모순이다. 그래서 할아버지 패러독스란 이름을 얻게 되었다. 따라서 만약 시간여행이 가능하게 된다면 이런 모순을 어떻게든 피해야 한다는 문제가 생긴다. 시간여행의 논리적 불일치는 시간 왜곡(time-warping)을 다룬 SF에 자주 등장하는 주제이지만, 철학자들에게도 흥미로운 문제이기도 하다. 물리학과 철학에 관해 많은 책을 쓴 뉴욕대학의 철학자 팀 모들린은 할아버지 패러독스 초기 버전에서 이런 논리적 근거를 들어 시간여행이 불가능하다고 주장한다. 그는 “말하자면 그것은 지금 당장 젖지 않고는 완전히 마를 수 없는 것과 같은 이치”라고 비유하면서 “따라서 시간여행이란 논리적으로 불가능한 일이다. 더 이상 뭘 설명해야 하나?”라고 못박았다. 그러나 할아버지 패러독스 같은 모순이 곧 시간여행이 불가능하다는 것을 의미하지는 않는다. 시간여행의 논리적 일관성은 시간의 개념에 크게 달려 있으며, 물리학자들은 시간의 개념화를 여러 가지 다른 방법으로 모색하고 있다. 예를 들어, 물리학의 일부 법칙이 결정론적이 아니라 확률론에 따른다면, 시간의 역행으로 인해 여러 다른 결과가 발생할 가능성이 있으며, 그 중 일부는 모순되지 않을 수도 있다. “논리적으로 일관된 해결책이 없는 상황을 생각해내는 것은 생각보다 더 어렵다”고 말하는 모들린은 논리적으로 모순이 없는 시간여행 이야기를 위해, 그는 여행자가 시간을 거슬러 올라가서 자신을 쏘는 예를 제시한다. 시간여행자인 ‘그’는 ‘과거의 자신’을 죽이기 위해 총을 쏘지만 손이 떨리는 바람에 상처를 입히는 것으로 끝나고 만다. 여행자의 과거 버전에서 신경 손상을 입은 그 자신은 남은 생애 동안 수전증을 겪게 된다는 논리이다. 시간여행의 개념은 또한 과거의 인과관계나 역인과 관계를 변화시키는 아이디어와 분리될 수 있다. 그러나 모들린은 역인과관계가 가능하다고 생각하지 않는다. “역인과관계는 시간 자체의 본성에 반하는 것”이라고 규정하는 그는 “그것은 다수 의견이 아니다” 라고 덧붙였다. 그렇다면 시간이란 무엇인가? 서양 문화권의 사람들은 시간을 선(線)으로 생각하는 경향이 있다. 현재는 그 선의 가운데 어딘가에 있는 한 지점이며, 그 지점을 중심으로 하여 양방향으로 과거와 미래가 뻗어 있다고 생각하는 것이다. 시작이나 끝이 있을 수도 있지만, 끝이 없을 수도 있다. 지구 시간에 대한 뉴턴적인 개념은 우주의 모든 곳에서 같은 시간대가 적용된다는 생각이다. 그러나 철학자나 과학자, 또는 SF 작가 들은 더 많은 차원과 기능을 가진 다양한 버전의 시간을 꿈꿔왔다. 시각적으로 보면, 루프, 원, 모래 시계, 뫼비우스 띠, 튜브의 형태를 취한다. 아인슈타인의 상대성 이론은 특히 시간 개념에 큰 영향을 미쳤다. 상대성 이론은 이론적으로 닫힌 시간꼴 곡선(Closed timelike Curve)으로 일컬어지는 구조에서는 공간과 시간이 그 자체로 포개지는 것을 허용한다. 이러한 시간 루프가 존재하면 루프 내부의 사람들이 동일한 순간을 재방문할 수 있으므로 시간여행의 한 형태가 된다. 시간여행 이야기는 시간여행이 가능하다는 가정 하에서 이루어지지만, 작가들은 시간여행에 따르는 역설에 대해 그다지 걱정하지 않는 듯하다. 작가는 개인적 또는 역사적 사건에 관해 ‘만약’이라는 꼬리표를 붙인 흥미로운 질문을 제기할 수 있다. 모들린은 논리적으로 일관성을 갖추려는 노력에 감사하지만, 시간여행은 대부분 이야기를 위한 단순한 장치라고 규정하면서 “요점은 시간여행이 아니라 반사실적이라는 것”이라고 덧붙였다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

英·伊·오스트리아, 남녀 배우 250만명 경력 분석美·인도, 외교문서 골라내 미래 예측·대응 알고리즘 개발“그것은 사회적, 경제적 자극에 대한 인간 집단의 반응을 다루는 수학의 한 분야가 됐다. … 심리역사학은 통계학이기 때문에 한 개인의 미래를 정확히 예언할 수 없다는 것은 익히 알려져 있다.” 미국의 생화학자이자 세계 SF 3대 거장으로 꼽히는 아이작 애시모브가 20대 초반에 시작해 1992년 72세로 세상을 뜨기 전까지 썼던 ‘파운데이션’ 시리즈에는 해리 셀던이라는 천재 수학자가 만든 ‘심리역사학’이라는 가상의 학문이 등장한다. 해리 셀던이 심리역사학으로 은하제국의 몰락을 예측하고 ‘파운데이션’이라는 집단을 만들어 파국적인 상황을 막고 미래를 대비하도록 한다는 것이 파운데이션 시리즈의 주요 줄거리다. ●“배우의 성공은 연기력보다 환경에 좌우” 애시모브의 심리역사학은 통계물리학을 보고 만들어진 것이다. 통계물리학은 입자가 매우 많거나 복잡한 시스템을 통계적 방법으로 연구하는 분야다. 개별 분자 행동은 예측할 수 없지만 공기 전체 움직임을 설명하고 예측하려는 통계물리학처럼 심리역사학도 사람도 개개인의 행동을 예측하기는 어렵지만 거대한 역사의 흐름을 예측할 수 있다고 설정됐다. 그런데 실제로 최근 수학자들이 수학적 방법으로 역사를 예측하고 쇼비즈니스의 성공 가능성까지 예측할 수 있는 방법을 개발했다. SF 속 심리역사학이 현실로 다가오게 된 것이다. 영국 런던 퀸메리대 수리과학부, 앨런튜링연구소, 이탈리아 카타니아대 물리천문학과, 국립핵물리연구소(INFN), 오스트리아 빈복잡계과학허브(CSHV) 공동연구팀은 배우의 경력을 정량화하고 성공과 경력의 지속가능성을 예측할 수 있는 수학적 모델을 만들어 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 6월 5일자에 발표했다. 연구팀은 인터넷영화데이터베이스(IMDb)를 이용해 1888년 최초로 만들어진 영화부터 2016년 1월 16일까지 개봉된 영화, TV드라마에 이름을 올린 남자배우 151만 2472명과 여배우 89만 6029명의 경력을 분석했다. 분석 결과 약 70% 배우들의 전체 경력이 1년에 불과했고 주연급이든 조연급이든 일이 끊기지 않고 배우로서 10년 이상 생명력을 이어 가는 이들은 10% 미만으로 나타났다. 연예계에서 경력은 특정 상품에 대한 수요가 다른 사람들에게 영향을 주는 ‘네트워크 효과’가 강하게 나타난다고 연구팀은 설명했다. 유명세를 타는 배우들이 일자리를 더 얻기 쉽고 대부분의 일을 가져간다는 것이다. 공백기가 긴 배우들은 이전의 유명세와는 상관없이 복귀 후 인기를 회복할 확률이 낮아지는 것으로 예측됐다. 연구팀은 이번 예측식으로 일부 배우들의 활동 기간과 흥행 여부를 계산한 결과 비교적 정확하게 계산된 것으로 알려졌다. 루카스 루카사 퀸메리대 수리과학부 교수는 “이번 연구 결과에서 흥미로운 것은 임의적인 무작위적 사건들이 증폭되면서 부익부 빈익빈 현상이 나타난다는 점”이라면서 “배우들의 성공과 생명력은 연기력보다는 환경에 좌우될 가능성이 크다는 것도 새로 알게 됐다”고 말했다. 또 미국 마이크로소프트(MS) 뉴욕연구소와 MS 인도 방갈로르연구소, 미국 컬럼비아대 역사학과 공동연구팀은 국무부가 공개한 외교 문서와 당시 발생한 중요한 사건들을 연관 분석해 역사적으로 중요한 사건을 암시하는 문서들을 골라내 미래를 예측해 대응할 수 있는 알고리즘을 개발했다. 이 연구 결과는 생물학 및 심리학 분야 국제학술지 ‘네이처 인간행동’ 6월 4일자에 실렸다.●인공지능 문서보관자·미래학자 개발 가능성 연구팀은 미국 국무부가 각종 보고서를 전자문서 양식으로 저장하기 시작한 1973년 자료부터 지난해 기밀 해제된 1979년까지의 기록 195만 2029건을 분석했다. 연구팀은 우선 국무부가 중요하다고 평가해 놓은 보고서들이 이후 벌어진 실제 사건들을 얼마나 정확하게 설명하고 예측했는지를 역사학자들에게 수작업으로 평가하도록 한 다음 인공지능에 기계학습시켰다. 이렇게 학습된 인공지능으로 공문서를 바탕으로 역사적 사건들을 예측하도록 했다. 그 결과 예상 밖으로 출장 일정처럼 주목도가 떨어지는 일상적 보고서도 역사적 사건을 예측하는 데 중요한 단서가 될 수 있음이 밝혀졌다. 덩컨 와츠 MS뉴욕연구소 수석연구원은 “아인슈타인 상대성이론 발견, DNA 이중나선 구조의 발견, 달 착륙, 베를린 장벽 붕괴 등 역사적인 사건들도 모두 사소한 사건에서 촉발됐다”며 “이번 연구는 수많은 문서 더미 속에서 역사적 문서를 식별해 낼 수 있는 인공지능 문서보관자나 인공지능 미래학자를 개발할 수 있는 가능성을 보여 주고 있다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr