“거대망원경은 일종의 ‘타임머신’입니다. 빛이 도달하는 시간에서 오는 차이 때문에 현재 우리가 보는 우주는 과거의 모습입니다. 과거로 거슬러 올라가 은하계의 처음은 어떻게 시작됐는지, 그리고 어떻게 우주가 진화해 왔는지, 태양계는 어떻게 형성됐는지를 알려 주는 것이 거대망원경이지요.” 필 다이아몬드(57) SKA거대전파망원경 프로젝트 단장(영국 맨체스터대 천체물리학과 교수)은 20일 “기초과학이든 응용과학이든 연구의 필수조건은 인프라 개발”이라고 거대망원경의 의미를 설명했다. 그는 대전 유성구 대전컨벤션센터에서 열리고 있는 세계과학정상회의 참석차 방한했다. 2024년 완공 예정인 SKA거대전파망원경은 약 3000개의 전파안테나를 한데 묶은 것으로, 신호를 받을 수 있는 집광 면적이 1㎢에 이르는 거대망원경 시스템이다. SKA거대전파망원경은 우주의 탄생과 진화, 외계생명체 신호 등을 찾는 데 활용될 예정이다. SKA거대전파망원경 프로젝트와 같은 기초과학이 우리 사회에 미치는 영향에 대해 그는 “스핀오프(파급) 효과”라고 답했다. “저와 제 동료들은 우주를 이해하기 위해 과학을 합니다. 그렇지만 그 과정에서 나오는 새로운 기술들은 결국 산업계나 대중의 생활에 큰 영향을 미치게 됩니다. 와이파이나 빅데이터 같이 현재 아무렇지 않게 활용되는 기술들도 모두 거대망원경처럼 일상과는 상관없어 보이는 기초과학에서 나온 것들입니다.” 그는 “성과에 대해 조바심을 내면 기초과학은 망가진다”고 강조했다. “아인슈타인의 상대성이론을 바탕으로 위성항법장치(GPS)가 만들어졌고 컴퓨터의 기본 소자인 트랜지스터도 기초과학의 산물입니다. 예를 들자면 끝도 없겠지만 기초과학 투자가 대중에게 혜택으로 돌아오도록 하기까지는 오랜 시간이 걸린다는 것을 정부가 이해하고 꾸준히 지원해야 합니다.” 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

몇 년 전부터 심심찮게 ‘생명체가 살 수 있을 것으로 예상되는 외계 행성을 찾았다’는 뉴스가 전해지고 있다. 소설이나 영화 등에서는 지구와 똑같은 환경의 외계 행성을 찾는 이유가 지구에서 얻을 수 없는 희귀원소 확보하거나 먼 미래에 사람이 살 수 있는 거주지 개척으로 그려진다. 그렇지만 과학자들이 외계 생명체와 지구형 행성을 찾는 이유는 ‘이 광활한 우주에 과연 우리밖에 없을까’라는 근본적인 질문에 답하기 위한 것이다. 명저 ‘코스모스’를 쓴 칼 세이건 박사는 행성 탐사에 대한 이유를 “이 우주에 인간만 있다면 엄청난 공간 낭비다”는 한 문장으로 압축했다. 실제로 세계 각국은 최첨단 관측 장비를 이용해 외계 행성 찾기에 열을 올리고 있다. 우주 선진국들은 지구 대기의 영향을 피해 천체를 관측하기 위해 우주에 망원경을 쏘아 올리고 있다. 대기는 빛을 완전히 통과시키지 않아 천체의 모습을 왜곡시킬 가능성이 크고 가시광선을 제외한 파장은 대부분 지구 대기를 통과하지 못하기 때문이다. 우주에서는 지상에서는 관측할 수 없는 여러 파장을 볼 수 있을 뿐 아니라 날씨나 시간에도 구애받지 않는다. 최초의 우주망원경은 1990년 4월 24일 발사된 ‘허블’이다. 허블 망원경은 25년 동안 100만 건이 넘는 관측활동을 했고 지금도 끊임없이 우주의 비밀을 알려주고 있지만, 외계 행성 발견이 목표는 아니다. 외계 행성 탐색을 목표로 하는 우주망원경은 ‘케플러’다. 케플러 우주망원경은 지구에서 보는 달의 면적보다 600배 넓은 영역을 관측해 한번에 15만개가량의 별을 관측한다. 이를 통해 케플러는 지금까지 2000개 이상의 행성 후보를 찾아냈다. 한국은 아직 우주망원경을 발사하는 수준에는 못 미치고 있다. 대신 지상에서 최고 수준의 장비를 이용해 외계 행성을 찾아나서고 있다. 외계 행성 탐사연구를 주도하고 있는 한국천문연구원은 남반구 밤하늘을 24시간 관측할 수 있는 ‘외계 행성 탐색시스템’(KMTNet)을 개발해 시험 관측을 마치고 이달 1일부터 본격적인 ‘제2의 지구 탐색’에 돌입했다. KMTNet은 직경 1.6m 광시야 망원경과 3.4억 화소 모자이크 카메라로 구성된 관측시스템이다. 비가 거의 내리지 않고 날씨가 맑아 1년 중 300일 가까이 천체 관측이 가능한 칠레 세로톨로로 범미주 천문대, 남아프리카공화국 케이프타운 천문대, 호주 사이딩스피링 천문대 등 남반구 주요 지역 3곳에 설치돼 각각 8시간씩 24시간 내내 같은 하늘을 쉬지 않고 관찰할 수 있다. 우리나라에서는 천체 관측이 가능한 날씨가 160일 정도에 불과하다. 현재 24시간 외계 행성 탐사를 하고 있는 장비는 케플러 우주망원경이 유일하다. 지상에서 24시간 탐색체제를 갖춘 것은 KMTNet이 처음이다. 망원경에는 4장의 전하결합소자(CCD)를 붙여 만든 CCD 검출기를 장착해 보름달 16개만큼의 밤하늘 시야 면적에서 수천만 개의 별 신호를 한 번에 기록할 수 있다. 이 시스템을 이용해 10분마다 우리 은하에서 별이 가장 많이 관측되는 궁수자리 근처에 있는 수억 개 별을 찍는다. 천문연 관계자는 “지금까지 중력렌즈 효과를 이용한 탐사방법으로 발견된 외계 행성 39개 중 32개를 한국 과학자들이 포함된 연구그룹이 찾아냈다”며 “KMTNet의 본격 가동으로 매년 100개 이상의 행성을 새로 발견할 것으로 기대되는 만큼 지구 크기의 행성도 연간 2개 이상 발견이 가능할 것으로 예상된다”고 설명했다. 그렇다면 외계 행성은 어떻게 찾는 것일까. 외계 행성 탐사방법은 ▲시선속도법 ▲횡단법 ▲중력렌즈측정법등 세 가지다. ‘시선속도법’은 멀어지는 물체에서는 빛의 진동수가 감소하고 가까워지는 물체에서는 증가한다는 ‘도플러 효과’를 응용한 것이다. 항성(별) 주변에 행성이 있다면 항성과 행성은 중력법칙에 따라 서로를 끌어당기기 때문에 별은 미세하게 움직이면서 빛의 파장에 변화를 가져온다. 변화주기를 측정해 행성의 공전주기와 질량을 파악하는 것이다. 현재 가장 많이 활용되는 것은 ‘횡단법’과 ‘중력렌즈 측정법’이다. 횡단법은 케플러 우주망원경이 외계 행성을 찾을 때 쓰는 방법이다. 외계 행성은 스스로 빛을 내지 않기 때문에 중심별인 항성을 찾는다. 외계 행성이 관측자와 항성 앞을 지나는 순간 항성이 가려져 어두워지는데 어두워지는 정도를 바탕으로 행성의 존재 여부와 크기를 파악한다. 중력렌즈 측정법은 KMTNet에서 사용하고 있는 탐색법으로 공전주기가 지구와 비슷한 1년 정도의 지구형 행성을 찾는 데 특화돼 있다. 중력렌즈 효과는 ‘질량은 시공간을 휘게 만들어 빛도 직진하는 것이 아니라 공간을 따라 자연스럽게 휘어서 움직인다’는 알베르트 아인슈타인의 ‘일반 상대성이론’에 근거한 것이다. 관측자가 보는 시점에서 두 항성이 일직선상에 있을 때 앞쪽 별의 중력장 때문에 뒤쪽 별의 빛은 휘어져서 도달하게 된다. 앞쪽이나 뒤쪽 항성 궤도에 외계 행성이 있다면 빛은 더욱 휘어져 들어오기 때문에 빛의 도달시간을 계산해 항성의 이론적 질량과 비교하면 행성의 존재와 크기를 알 수 있게 되는 것이다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

손에 들었던 물건을 놓으면 곧장 아래로 떨어진다. 바로 중력 때문이다. 한살배기 아기도 중력을 안다. 아기가 계단을 내려갈 때 조심하는 것은 잘못 하다간 아래로 굴러떨어질까 봐 그러는 거다. 중력을 알기 때문이다. 자연계에 있는 4가지 힘, 곧 중력, 전자기력, 강력(강한 상호작용), 약력(약한 상호작용) 중 중력이 가장 약하다. 얼마나 약할까? 4가지 힘의 크기를 비교하면, 강력>전자기력>약력>중력 순서인데, 강력(1038)>전자기력(1036)>약력(1025)>중력(100) 이다. 100 은 1이다. 　 강력과 약력은 원자 내에서만 존재하는 힘으로, 중력이 지름 1cm의 살구만하다면 강력은 이 우주보다도 더 크다. 어마무시한 차이라는 점만 기억해두도록 하자. 조그만 말굽자석 하나가 대못을 매달고 있는 것은 지구의 중력을 이기고 있다는 증거이다. 이처럼 중력의 자연계의 4가지 힘 중에서 가장 약하지만, 그래도 당신이 낙상한다면 골반뼈나 손목뼈를 부러뜨릴 만큼 강하다는 사실을 알아야 한다. 중력은 또한 전자기력과는 달리 어떠한 조작으로도 상쇄하거나 차단할 수가 없는 힘이다. 중력 차단에 성공한 예는 아직까지 없다. 그러므로 공중부양을 한다고 흰소리하는 사람은 100% 사기꾼이라고 보면 틀림없다. 이 중력의 또다른 특징은 인력만으로 작용한다는 점이며, 이 우주에 가장 보편적 힘으로 천체들을 운행하고 있다는 사실이다. 그런데 중력이 어떻게 작용하는지는 아직도 오리무중이다. 사과를 땅으로 떨어지게 하는 힘이나, 달이 지구를 돌게 하는 힘이 다 같은 중력이라고 뉴턴이 밝혀냈지만, 그 힘이 어떻게 전해지는지는 천하의 뉴턴도 알 수 없었다. 달과 지구 사이, 지구와 태양 사이, 무수한 천체들 사이에 작용하는 중력은 말하자면 원격작용을 하는 셈이다. 리모콘은 전자기파를 매개로 하여 작동하지만, 중력에는 그런 매개체가 여직 발견되지 않고 있는 것이다. 중력이 이처럼 원격작용을 하는 원리를 끝내 알아내지 못한 뉴턴은 이렇게 면피용 멘트를 한번 날린 후 이 문제를 접고 말았다. “나는 가설을 만들지 않는다.” -아리스토텔레스에게 도전한 갈릴레오 이 골치 아픈 중력은 고대세계의 최고 천재라는 아리스토텔레스까지 실족하게 만들었다. 무슨 이야기인고 하면, 아리스토텔레스는 물체의 경중에 따라 중력의 크기가 다르게 작용한다고 큰소리쳤던 것이다. 아무런 실험도 해보지 않은 채 그냥 직관으로 그렇게 단정해버린 데 문제가 있었다. 경험으로 볼 때 무거운 물체는 가벼운 물체보다 빨리 떨어지지 않은가. 망치와 깃털을 떨어뜨릴 때 망치가 더 빨리 떨어진다. 하지만 인간의 감각이나 직관이란 그렇게 믿을 만한 게 못된다. 천동설이 수천 년 위세를 떨친 것만 봐도 알 수 있는 일이다. 하늘의 태양을 보고 누가 지구가 그 둘레를 돈다고 생각하겠는가. 어쨌든 지엄한 아리스토텔레스에게 2000년 만에 최초로 도전장을 내민 사람은 17세기 갈릴레오 갈릴레이(1564-1642)였다. 갈릴레오가 피사의 사탑에서 무거운 물체와 가벼운 물체를 떨어뜨려 두 물체가 동시에 떨어진다는 것을 증명했다는 이야기는 제자이며 전기작가였던 비비아니가 쓴 갈릴레오의 전기에나 나오지만, 전혀 증거가 없는 것으로 보아 창작일 확률이 높다는 것이 대체적인 시각이다. 원래 글쟁이들은 거짓말을 곧잘 하는 버릇이 있다. 제 입맛에 맞을 때 특히 그렇다. 그런데 갈릴레오가 물체의 낙하실험을 했다는 것은 사실이다. 단, 피사의 사탑에서 한 게 아니라, 집에서 경사로를 만들어놓고 그 위에 무게가 다른 공들을 굴렸다. 수없이 공을 굴려본 결과 무거운 공이든 가벼운 공이든 같은 속도로 굴러떨어진다는 것을 확인했다. 그는 또한 ‘새로운 두 과학에 대한 대화’라는 책에서 무거운 물체가 가벼운 물체보다 빨리 떨어진다는 것은 논리적으로 모순이라는 것을 설명하기도 했다. 후에 뉴턴이 이를 수학적으로 증명했다. 중력은 공평하게도 먼지이든 바윗덩이든 간에 모든 물체에 같은 크기로 작용한다. 다만 공기 저항이라는 요소만 제거한다면 우리는 눈으로도 그것을 확인할 수도 있다. 현대에 와서 우리는 그 실험을 직접 눈으로 볼 수 있었다. 공기가 없는 달에서 낙체실험이 이루어졌던 것이다. 1971년 아폴로 15호의 우주인이었던 데이비드 스콧은 우주선에 실어갔던 망치와 깃털을 달 표면 위에서 떨어뜨리는 실험을 했다. 전 세계 시청자들이 TV로 지켜보는 가운데 그는 어깨 높이에서 망치와 깃털을 떨어뜨렸고, 두 물체는 동시에 달 표면에 떨어졌다. 그러자 스콧이 지구인들을 향해 외쳤다. “갈릴레오가 옳았습니다!” -현대판 피사의 사탑 낙체실험 이 같은 낙체실험은 지구에서도 행해졌다. 지구에도 공기가 전혀 없는 공간들이 있다. 그중 가장 큰 공간은 미항공우주국(NASA)의 진공실이다. 바닥 면적이 30.5m × 37.2m로, 농구장의 2배가 넘는다. 이 세계 최대의 진공실은 미국 오하이오의 NASA 우주발전소에 있다. 여기서 실험을 진행한 사람은 영국의 훈남 물리학자 브라이언 콕스로, 볼링공과 깃털을 동시에 떨어뜨리는 실험이었는데, 영국 BBC TV에서 전 과정을 담은 영상을 방송했다. 실험 결과는 아름다웠다. 공기 저항이 있을 때는 깃털이 늦게 착지했지만, 공기를 다 빼고 진공 상태에서 한 실험에서는 볼링공과 깃털이 사이 좋게 똑같이 착지한 것이다. 이는 400년 전 ‘피사의 사탑 낙체실험’ 전설의 현대판이라 할 만하다. 비디오의 끝부분에는 아인슈타인의 등가원리가 잠깐 언급된다. 등가원리란 중력을 만드는 만유인력과 관성력은 구별할 수 없다는 원리이다. 아인슈타인의 일반상대성 이론에서 나오는 것으로, 자유낙하하는 놀이기구에 탄 사람이 무중력 상태를 경험하는 현상이 대표적인 예라 할 수 있다. 만약 당신이 지구 표면에 서 있다면, 당신의 체중을 느낄 것이고, 이는 곧 지구의 중력으로, 둘은 구별할 수가 없다는 것이다. 이는 매우 심오한 현상으로 아인슈타인의 일반상대성 원리로 발전하게 되었다. 브라이언은 이 단순한 실험을 해보임으로써 그 같은 심오한 자연의 법칙을 대중에게 소개한 것이다. 중력 미스터리는 아직까지 건재하다. 중력을 매개한다는 중력자와 아인슈타인이 일반상대성 이론에서 예측한 중력파를 찾는 것이 현대 물리학의 최대 화두가 되고 있는 것만 봐도 그 같은 사실을 알 수 있다. 중력 미스터리를 해결하는 사람이 나온다면 노벨 물리학상은 따놓은 당상이나 다름없을 것이다. 물체가 땅으로 떨어지는 이 단순한 현상 하나에도 이 같은 심오한 자연의 비밀이 숨어 있는 것을 보면, 세계에서 신비롭지 않은 것은 하나도 없는 것 같다. 이 글을 읽고 있는 당신도 알고 보면 신비 자체이며 우주의 기적 아닌가. 이광식 통신원 joand999@naver.com

손에 들었던 물건을 놓으면 곧장 아래로 떨어진다. 바로 중력 때문이다. 한살배기 아기도 중력을 안다. 아기가 계단을 내려갈 때 조심하는 것은 잘못 하다간 아래로 굴러떨어질까 봐 그러는 거다. 중력을 알기 때문이다. 자연계에 있는 4가지 힘, 곧 중력, 전자기력, 강력(강한 상호작용), 약력(약한 상호작용) 중 중력이 가장 약하다. 얼마나 약할까? 4가지 힘의 크기를 비교하면, 강력>전자기력>약력>중력 순서인데, 강력(1038)>전자기력(1036)>약력(1025)>중력(100) 이다. 100 은 1이다. 　 강력과 약력은 원자 내에서만 존재하는 힘으로, 중력이 지름 1cm의 살구만하다​면 강력은 이 우주보다도 더 크다. 어마무시한 차이라는 점만 기억해두도록 하자. 조그만 말굽자석 하나가 대못을 매달고 있는 것은 지구의 중력을 이기고 있다는 증거이다. 이처럼 중력의 자연계의 4가지 힘 중에서 가장 약하지만, 그래도 당신이 낙상한다면 골반뼈나 손목뼈를 부러뜨릴 만큼 강하다는 사실을 알아야 한다. 중력은 또한 전자기력과는 달리 어떠한 조작으로도 상쇄하거나 차단할 수가 없는 힘이다. 중력 차단에 성공한 예는 아직까지 없다. 그러므로 공중부양을 한다고 흰소리하는 사람은 100% 사기꾼이라고 보면 틀림없다. 이 중력의 또다른 특징은 인력만으로 작용한다는 점이며, 이 우주에 가장 보편적 힘으로 천체들을 운행하고 있다는 사실이다. 그런데 중력이 어떻게 작용하는지는 아직도 오리무중이다. 사과를 땅으로 떨어지게 하는 힘이나, 달이 지구를 돌게 하는 힘이 다 같은 중력이라고 뉴턴이 밝혀냈지만, 그 힘이 어떻게 전해지는지는 천하의 뉴턴도 알 수 없었다. 달과 지구 사이, 지구와 태양 사이, 무수한 천체들 사이에 작용하는 중력은 말하자면 원격작용을 하는 셈이다. 리모콘은 전자기파를 매개로 하여 작동하지만, 중력에는 그런 매개체가 여직 발견되지 않고 있는 것이다. 중력이 이처럼 원격작용을 하는 원리를 끝내 알아내지 못한 뉴턴은 이렇게 면피용 멘트를 한번 날린 후 이 문제를 접고 말았다. “나는 가설을 만들지 않는다.” ​-아리스토텔레스에게 도전한 갈릴레오 이 골치 아픈 중력은 고대세계의 최고 천재라는 아리스토텔레스까지 실족하게 만들었다. 무슨 이야기인고 하면, 아리스토텔레스는 물체의 경중에 따라 중력의 크기가 다르게 작용한다고 큰소리쳤던 것이다. 아무런 실험도 해보지 않은 채 그냥 직관으로 그렇게 단정해버린 데 문제가 있었다. 경험으로 볼 때 무거운 물체는 가벼운 물체보다 빨리 떨어지지 않은가. 망치와 깃털을 떨어뜨릴 때 망치가 더 빨리 떨어진다. 하지만 인간의 감각이나 직관이란 그렇게 믿을 만한 게 못된다. 천동설이 수천 년 위세를 떨친 것만 봐도 알 수 있는 일이다. 하늘의 태양을 보고 누가 지구가 그 둘레를 돈다고 생각하겠는가. 어쨌든 지엄한 아리스토텔레스에게 2000년 만에 최초로 도전장을 내민 사람은 17세기 갈릴레오 갈릴레이(1564-1642)였다. 갈릴레오가 피사의 사탑에서 무거운 물체와 가벼운 물체를 떨어뜨려 두 물체가 동시에 떨어진다는 것을 증명했다는 이야기는 제자이며 전기작가였던 비비아니가 쓴 갈릴레오의 전기에나 나오지만, 전혀 증거가 없는 것으로 보아 창작일 확률이 높다는 것이 대체적인 시각이다. 원래 글쟁이들은 거짓말을 곧잘 하는 버릇이 있다. 제 입맛에 맞을 때 특히 그렇다. 그런데 갈릴레오가 물체의 낙하실험을 했다는 것은 사실이다. 단, 피사의 사탑에서 한 게 아니라, 집에서 경사로를 만들어놓고 그 위에 무게가 다른 공들을 굴렸다. 수없이 공을 굴려본 결과 무거운 공이든 가벼운 공이든 같은 속도로 굴러떨어진다는 것을 확인했다. 그는 또한 ‘새로운 두 과학에 대한 대화’라는 책에서 무거운 물체가 가벼운 물체보다 빨리 떨어진다는 것은 논리적으로 모순이라는 것을 설명하기도 했다. 후에 뉴턴이 이를 수학적으로 증명했다. ​ 중력은 공평하게도 먼지이든 바윗덩이든 간에 모든 물체에 같은 크기로 작용한다. 다만 공기 저항이라는 요소만 제거한다면 우리는 눈으로도 그것을 확인할 수도 있다. 현대에 와서 우리는 그 실험을 직접 눈으로 볼 수 있었다. 공기가 없는 달에서 낙체실험이 이루어졌던 것이다. 1971년 아폴로 15호의 우주인이었던 데이비드 스콧은 우주선에 실어갔던 망치와 깃털을 달 표면 위에서 떨어뜨리는 실험을 했다. 전 세계 시청자들이 TV로 지켜보는 가운데 그는 어깨 높이에서 망치와 깃털을 떨어뜨렸고, 두 물체는 동시에 달 표면에 떨어졌다. 그러자 스콧이 지구인들을 향해 외쳤다. “갈릴레오가 옳았습니다!” -현대판 피사의 사탑 낙체실험 이 같은 낙체실험은 지구에서도 행해졌다. 지구에도 공기가 전혀 없는 공간들이 있다. 그중 가장 큰 공간은 미항공우주국(NASA)의 진공실이다. 바닥 면적이 30.5m × 37.2m로, 농구장의 2배가 넘는다. 이 세계 최대의 진공실은 미국 오하이오의 NASA 우주발전소에 있다. 여기서 실험을 진행한 사람은 영국의 훈남 물리학자 브라이언 콕스로, 볼링공과 깃털을 동시에 떨어뜨리는 실험이었는데, 영국 BBC TV에서 전 과정을 담은 영상을 방송했다. 실험 결과는 아름다웠다. 공기 저항이 있을 때는 깃털이 늦게 착지했지만, 공기를 다 빼고 진공 상태에서 한 실험에서는 볼링공과 깃털이 사이 좋게 똑같이 착지한 것이다. 이는 400년 전 ‘피사의 사탑 낙체실험’ 전설의 현대판이라 할 만하다. 비디오의 끝부분에는 아인슈타인의 등가원리가 잠깐 언급된다. 등가원리란 중력을 만드는 만유인력과 관성력은 구별할 수 없다는 원리이다. 아인슈타인의 일반상대성 이론에서 나오는 것으로, 자유낙하하는 놀이기구에 탄 사람이 무중력 상태를 경험하는 현상이 대표적인 예라 할 수 있다. 만약 당신이 지구 표면에 서 있다면, 당신의 체중을 느낄 것이고, 이는 곧 지구의 중력으로, 둘은 구별할 수가 없다는 것이다. 이는 매우 심오한 현상으로 아인슈타인의 일반상대성 원리로 발전하게 되었다. 브라이언은 이 단순한 실험을 해보임으로써 그 같은 심오한 자연의 법칙을 대중에게 소개한 것이다. 중력 미스터리는 아직까지 건재하다. 중력을 매개한다는 중력자와 아인슈타인이 일반상대성 이론에서 예측한 중력파를 찾는 것이 현대 물리학의 최대 화두가 되고 있는 것만 봐도 그 같은 사실을 알 수 있다. 중력 미스터리를 해결하는 사람이 나온다면 노벨 물리학상은 따놓은 당상이나 다름없을 것이다. 물체가 땅으로 떨어지는 이 단순한 현상 하나에도 이 같은 심오한 자연의 비밀이 숨어 있는 것을 보면, 세계에서 신비롭지 않은 것은 하나도 없는 것 같다. 이 글을 읽고 있는 당신도 알고 보면 신비 자체이며 우주의 기적 아닌가. 이광식 통신원 joand999@naver.com

세계 각국에서 거래되는 유명인들의 '친필사인'(autograph) 중 가장 비싼 것은 누가 남긴 것일까?유명인과 관련된 수집품 사이트를 운영하는 영국의 ‘폴 프레이저 컬렉티블스’가 최근 2015년판 '사인(autograph) 지수’를 발표해 관심을 끌고있다. 매년 이맘 때 주로 영미권 시장에서 거래되는 유명인의 사인을 대상으로 집계된 이번 조사는 사망자까지 포함돼 있으며 지난해 발표 결과와 별 차이는 없다. 지난해에 이어 올해 역시 수집가들 사이에 가장 높은 평가를 받는 사인은 미국의 영화배우 제임스 딘의 친필 사인인 것으로 나타났다. 제임스 딘의 사인은 1만 8000파운드(약 3100만원)로 조사됐으며 이유는 역시 희귀성 때문이다. 제임스 딘은 그의 나이 24세 때인 지난 1955년 자동차 사고로 세상을 떠나 현재 남아있는 사인이 별로 없다. 특성상 앞으로도 제임스 딘의 '아성'을 넘기 쉽지 않다는 것이 전문가들의 평가. 2위는 홍콩 영화배우 이소룡이 차지했다. 지난 1973년 사망한 이소룡의 사인은 시장에서 1만 1000파운드(약 1900만원)에 거래되고 있으며 그 뒤를 이어 영국 넬슨 제독의 사인이 1만 500파운드(약 1800만원)로 3위에 올랐다. 이어 다이애나비(9500파운드), 알버트 아인슈타인(8950파운드), 닐 암스트롱(8500파운드)이 각각 뒤를 이었다. 그렇다면 현재 생존자들 중 가장 사인 가격이 비싼 사람은 누굴까? 1위는 피델 카스트로 전 쿠바 국가 평의회 의장의 사인으로 3950파운드(약 690만원)로 평가받아 지난해와 비교해 소폭 올랐다. 그의 사인이 높은 평가를 받는 이유는 암살 위협 때문에 아무나 쉽게 접근해 사인을 받지 못하고 사후에 가격이 더욱 올라가는 특징 때문이다. 그 뒤를 이어 폴 매카티니의 사인이 2500파운드(약 430만원), 지난해 3위였던 윌리엄 왕세손 역시 2500파운드로 어깨를 나란히 해 점점 '몸값'이 올라가는 것으로 확인됐다. 이외에 지난 1년 사이 가장 사인값이 뛴 인물은 블라디미르 푸틴 러시아 대통령으로 현재 125파운드(약 21만원·25% 상승)로 거래되고 있으며 프란치스코 교황 역시 16.7% 뛴 175파운드(약 30만원)로 평가받고 있다. ‘폴 프레이저 컬렉티블스’ 관계자 단 웨이드는 "제임스 딘의 경우 사망하기 6개월 전 스타덤에 올라 팬들에게 남긴 사인이 거의 없다" 면서 "푸틴 대통령의 사인 가치가 올라간 것은 지난 1년 간의 정치적 영향력과 무관치 않다"고 밝혔다. * 다음은 생존자 사인 톱 10　　 Fidel Castro: £3,950Paul McCartney: £2,500Prince William (album page): £2,500JK Rowling: £1,950Muhammad Ali: £1,950Ringo Starr: £1,250Madonna: £995Prince Harry (album page): £600Barack Obama: £350Pope Francis: £175 * 다음은 사망자 사인 톱 10　　　 James Dean: £18,000Bruce Lee (album page): £11,000Lord Nelson (handwritten letter): £10,500Princess Diana: £9,500Albert Einstein: £8,950Neil Armstrong: £8,500John F Kennedy: £7,950Winston Churchill: £7,500Marilyn Monroe (album page): £6,950John Lennon (album page): £6,950　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

몇 년 전 혹한이 닥친다는 일기예보를 믿고 아웃도어 업체들이 두꺼운 등산복을 많이 만들었다. 그러나 예보는 빗나갔고 업체들은 재고 소진에 골머리를 앓았다. 물론 적지 않은 손실을 보았을 것이다. 날씨에 절대적인 영향을 받는 기업들에 틀린 예보는 막대한 피해를 준다. 미래 예측의 중요성은 기업들엔 존망을 결정지을 만큼 절대적이다. 트렌드의 변화를 읽지 못하는 기업은 하루아침에 도태될 수 있다. 필름 카메라 시장을 100년간 지배한 코닥과 피처폰 1위 기업 노키아의 몰락은 애써 강조할 필요가 없는 주지의 사례다. 반대로 삼성이 최강의 전자그룹이 된 것은 미래를 읽을 줄 알았기 때문이다. 와병 중인 이건희 삼성 회장은 집무실에서 공상과학이나 우주에 관한 비디오물을 보며 경영전략을 구상했다고 한다. 미래를 내다보려는 노력이 지금의 삼성을 만든 것이다. 조지 오웰이 소설 ‘1984’에서 예측한 137가지를 미래학자 데이비드 굿먼이 1978년에 검토했더니 실현된 게 100가지가 넘었다고 한다. “과학기술이 인간 사이의 소통을 뛰어넘을 그날이 두렵다. 세상은 천치들의 시대가 될 것이다.” 아인슈타인의 말이다. 가족끼리, 연인끼리 식사를 할 때도 스마트폰을 손에서 놓지 못하는, 모바일 기기가 인간을 지배하다시피 하는 현실을 보면 예언은 적중한 셈이다. 그러나 미래 예측은 쉽지 않다. 10여 년 전 미국에서 정보를 가진 증권사와 화살을 쏘아 종목을 고르는 개인의 주식투자 대결에서 증권사가 졌다는 일화가 있다. 유수의 연구기관들도 1년에도 몇 번씩 경제성장률 예측치를 바꾼다. 그만큼 변수가 많다는 뜻이다. 국제통화기금(IMF)이 올해 우리나라의 경제성장률 전망치를 2.7%로 내렸다. 올해만 네 번째다. 불확실한 미래에 대한 섣부른 예측은 예기치 못한 피해를 유발하기도 한다. 증권사의 주가 예측을 믿고 투자했다가 낭패를 본 사람은 허다하다. 집값이 계속 오를 것이라는 자칭 전문가의 말을 듣고 덥석 부동산을 사들였다가 ‘상투’를 잡은 경험이 있는 이들도 한둘이 아닐 것이다. 맞지도 않을 예측은 넘쳐나는데 사기를 제외하면 책임지는 일은 없다. A씨는 2년 전 집값이 떨어질 것이라는 S전문가의 말을 듣고 주택 구입을 포기했다. 그런데 집값은 20% 이상 올랐고 A씨는 그 말을 믿은 것을 크게 후회하고 있다. 미래 예측의 중요성은 변화의 속도와 정비례해 커진다. 경제주체들에게 예측, 정확한 예측만큼 중요한 게 없는 시대다. 자고 나면 세상이 달라질 정도로 변화의 속도는 점점 빨라지고 있기 때문이다. 예측은 성공과 실패를 가른다. 예측을 잘못하거나 잘못된 예측을 믿었다간 크나큰 위기에 봉착할 수 있다. 거꾸로 정확한 예측을 통한 경영은 성공의 지름길이 된다. 어떤 이는 이를 ‘예측 경영’이라 이름 붙여 부르기도 한다(‘비즈니스의 99%는 예측이다’, 김경훈). 한국의 주요 산업은 중대기로에 놓여 있다. 혁신이 한계에 이른 상황에서 미래를 지배할 새로운 전략산업을 선점해야 한다. 변화의 트렌드를 읽어 내는 예지력이 필요하다. 30여 년 전에는 반도체, 20여 년 전에는 휴대전화의 발전 가능성을 읽었듯이 말이다. ‘일본 맥도날드사’를 창립, 일본에 햄버거 선풍을 일으킨 후지다 덴이라는 사람이 있다. 세계의 유대인으로부터 ‘긴자의 유대인’이라고 불린 그는 일본인들의 걸음걸이가 빨라지는 모습을 보고 햄버거를 선택했다고 한다. 국가, 정부라고 해서 다를 것은 없다. 미래 산업은 국가가 주도해서 발굴해야 한다. 국가 차원의 미래 전략 연구가 태동한 것은 20여 년 전이다. 이후 미래기획위원회가 설립됐고 현 정부 들어서는 정부 부처로 미래창조과학부가 발족됐다. 국회에서도 ‘국회미래연구원’ 법안이 제출돼 설립이 추진되고 있다. 하지만 얼마만큼 실질적인 미래 연구가 이뤄지고 있는지 믿음이 가지 않는다. 30년, 또는 50년 이후의 한국은 지금 미래를 어떻게 내다보고 준비하느냐에 좌우될 것이다. 입법·행정·민간이 힘을 모아 체계적인 미래 연구에 나서야 한다. 후손들의 미래 삶은 우리 손에 달렸다. 논설실장

추석이었던 지난 27일 밤 10시. 깜깜한 세종대로의 빌딩숲 사이로 보름달보다 환한 빛을 내뿜는 곳이 보였다. 마치 도서관처럼 생긴 이곳 1층에서 젊은이들이 삼삼오오 모여 긴 탁자를 사이에 두고 말을 주고받았다. 오른쪽 끝에 있는 나선형 계단을 오르니 천장 높이가 낮아 다락방 같은 2층이 나타났다. 한쪽에 야전침대가 놓여 있었다. 책상 앞에 앉은 대여섯명이 노트북 화면에 열중했다. 서울 중구 세종대로에 자리한 서울창조경제혁신센터의 모습이다. 이곳은 1년 365일 24시간 문이 열려 있다. 창업을 준비하는 사람들에게 등대 역할을 하고 있다. 한동욱(27)씨는 추석 연휴 내내 서울 혁신센터를 찾았다. 매일 5시간 이상 6명의 팀원과 머리를 맞대고 난상토론을 벌였다. 그는 “심각한 취업난에 취직을 준비하는 학생들에게 도움이 되는 사업 아이템을 찾고 있다”면서 “확실한 아이디어가 떠오르지 않아 밤낮없이 회의를 한다”고 말했다. 고등학교 3학년 예비 창업가인 박상욱(18)군은 학교장 허락을 받고 목요일부터 일요일까지 서울 혁신센터에 출근 도장을 찍는다. 그의 집은 세종시다. 경기 고양에 외가가 있지만 작업이 늦어지면 센터 야전침대에서 눈을 붙인다. 대학 진학 대신 창업의 길을 택한 박군은 이달 중순 고등학생과 대학생이 상호 교류할 수 있는 교육 콘텐츠 애플리케이션 ‘모멘토: 모두의 멘토링’을 선보인다. 그는 “센터가 서울 한복판에 있어서 거래 파트너나 투자자와 약속 잡기 편하고 홍보 기회가 많아 마케팅 비용이 거의 들지 않는 게 장점”이라고 말했다. 서울센터는 정부나 지원 기업의 역할이 다른 혁신센터보다 작다. 서울의 지역성 특성을 고려한 정책적 조치다. 민간 주도로 창업 지원 네트워크를 형성하고 각 지역의 혁신센터와 교류 협력하는 것이 서울 센터의 할 일이다. 서울에는 우수한 인적자원과 민간 창업지원기관이 풍부하다. 국내 벤처캐피탈의 90% 이상이 집중돼 있다. 게다가 지난해 2월부터 초기 창업자 대상 교육과 컨설팅, 투자자 연결을 주선하는 드림엔터가 운영 중이었다. 정부는 지난 7월 17일 드림엔터를 창조경제혁신센터로 전환했다. 서울센터는 누구도 잡상인 취급을 하지 않는다. 아이디어를 들고 온 사람은 진지하게 사업성을 평가받을 수 있다. 그런 사람이 월 6000명을 웃돈다. 드림엔터 개소 직후인 지난해 2월 김명희(53)씨가 언니 손을 잡고 센터를 찾아왔다. 이들의 아이디어는 어릴 적 할아버지에게 배운 발효 녹용 기술이었다. 녹용을 발효하면 몸에 좋은 성분이 흡수되기 좋은 형태로 변한다는 내용이다. 컴퓨터도 이메일도 파워포인트도 몰랐던 이들 자매의 창업 준비는 현재 막바지에 이르렀다. 85세의 김종호씨는 올해 초부터 한 달 동안 센터 소파에 앉아만 있었다. 박용호 서울 창조경제혁신센터장을 볼 때마다 붙잡고 “내 집에 한번 같이 가자”고 청했다. 박 센터장은 막걸리 2병을 들고 노인의 집을 찾아갔다. 박 센터장은 “앞마당에 그분이 30년간 연구한 부력발전기가 있었다”면서 “아주 특이한 발명품이었는데 매일 그것만 붙잡고 있으니 가족과 친구들에게 미친 사람 취급을 당했다”고 전했다. 노인은 박 센터장에게 깨알 같은 글씨로 적은 종이책을 건넸다. 복잡한 수식이 가득했다. 한국전쟁 1·4 후퇴 때 이북에서 내려와 고등학교도 못 나왔지만 오직 발명을 위한 열정 하나로 물리와 수학을 독학한 것이다. 서울 센터는 부력 발전기의 상업화 가능성을 검토하고 있다. 한 분야에 미치도록 열중하는 ‘오타쿠 정신’에 창조경제의 씨앗이 있다고 박 센터장은 강조했다. 특이한 사람한테 특이한 기술이 나온다는 것이다. 그는 사회에서 냉대를 받았던 발명가 에디슨, 과학자 아인슈타인을 예로 들었다. 박 센터장은 “우리는 누구도 내치지 않는다. 안 되는 것도 되게 만드는 것이 혁신센터의 역할”이라면서 “황당무계한 생각도 단칼에 자르지 않고 시장, 투자자와 교류하며 스스로 깨닫도록 한다”고 말했다. 지역 센터와의 교류는 점차 확대되고 있다. 서울센터는 지난달 초 ‘창조경제원정대’를 꾸렸다. 서울센터의 도움으로 창업에 성공한 벤처인 20여명이 여름휴가를 반납하고 모였다. 4박 5일 동안 제주, 전주, 부산, 천안, 가평, 춘천 등 지역을 돌아다니며 지역의 예비 창업가를 만나 강연하고 경험을 나눴다. 올겨울에도 같은 프로그램을 시행할 예정이다. 오달란 기자 dallan@seoul.co.kr

딱 100년 전인 1915년 아인슈타인이 일반상대성 원리에서 중력파의 존재를 예언한 후, 세계의 내로라하는 과학자들이 눈에 불을 켜고 중력파를 추적했지만, 아직까지 아무도 그것을 찾아내지 못하고 있다. 고해상도의 망원경으로 중무장한 일단의 천문학자들이 지난 11년간 시공간의 주름인 중력파의 증거를 찾아 우주를 온통 뒤지다시피 했지만, 은하들이 충돌할 때 내는 시공간의 뒤틀림만 포착했을 뿐, 중력파의 그림자도 보지 못한 채 빈손으로 돌아왔다고 영국 일간지 데일리메일이 20일(현지시간) 보도했다. 과학자들은 우리가 사는 이 우주가 아인슈타인이 일반상대성 원리에서 이야기했듯이 시공간의 구조로 이루어져 있는 것으로 보고 있다. 우주에 존재하는 물질들이 이 시공간 구조를 휘게 하는데, 질량이 클수록 중력파로 인해 그 휘는 정도, 곧 시공간 구조의 주름도 역시 커진다고 한다. 중력파는 블랙홀들이나 은하들이 충돌할 때 발생하는 것으로 보고 있다. 은하들은 충돌로 인해 합병하여 덩치를 키워가는데, 그 중심에는 초질량의 블랙홀을 품고 있는 것으로 알려져 있다. 두 개의 은하가 합병하면 그 블랙홀들은 중력으로 묶여져 서로의 둘레를 도는 궤도로 공전하게 된다. 이때 중력파가 시공간의 구조를 왜곡시키는 주름을 만든다고 아인슈타인이 예측한 것이다. 아인슈타인의 일반상대성 원리는 지금까지 여러 방면으로 검증을 받았지만, 어떠한 오류도 발견되지 않았다. 그러나 그가 예언한 중력파는 아직까지 유일한 미해결 과제로 물리학의 최대 화두가 되고 있는 것이다. 과학자들에게 이 중력파 발견이 중요한 이유는 중력파가 우주의 탄생에 관한 정보를 담고 있다고 믿기 때문이다. 중력파는 빅뱅 때 생성되었을 것으로 추정되고 있다. 지금까지 중력파 존재를 예시하는 강력한 징후들은 여러 차례 포착되었지만, 직접적인 증거는 전혀 찾아내지 못하고 있다. 이 중력파를 추적하는 과학자 그룹은 CSIRO와 국제전파천문학연구센터의 라이언 섀넌과 이 이끄는 연구팀으로, 이들의 연구논문이 '사이언스'지에 발표되었다. 중력파를 발견하기 위해 섀넌 박사의 연구팀은 밀리초 맥동성(millisecond pulsars)을 모니터링하는 데 고해상도를 가진 파커스 망원경을 동원했다. 이 작은 별들은 아주 정기적으로 전자 펄서를 방출하며 우주의 시계 같은 운동을 한다. 과학자들은 이 펄서 신호의 도착시간을 100억분의 1초의 정밀도로 기록했다. 아인슈타인의 이론은 지구와 밀리초 맥동성 사이를 흐르는 중력파가 그 공간을 약 10m- 지구-펄서 간 거리의 아주 미세한 양- 길이만큼 늘여놓을 것이라고 예측한다. 이는 곧 펄서의 지구 도착 시간을 비록 미세한 양이기는 하나 약간 지연시킨다는 뜻이다. 과학자들은 이같은 펄서에 대해 지난 11년간 연구를 진행했지만, 결국 중력파의 존재를 밝혀내는 데는 실패했다. "우리는 아무것도 듣지 못했다. 최소한의 징후도 발견하지 못했다"고 섀넌 박사는 밝혔다. "우주는 아주 고요했다. 적어도 우리가 찾는 중력파 같은 것은 볼 수 없었다." 그렇다고 이것이 아인슈타인의 중력파 예언이 틀렸음을 뜻한다는 것은 아니며, 블랙홀의 합병이 너무나 빨리 진행된 탓이 아닐까 과학자들은 생각하고 있다. 블랙홀들이 나선으로 돌다가 순식간에 합쳐짐으로써 중력파를 발생시킬 시간이 거의 없었을지도 모른다는 것이 그 이유이다. "블랙홀 주위에 둘러싸고 있는 엄청난 가스층이 강한 마찰을 일으켜 블랙홀 에너지를 휩쓸어가버린 결과, 두 블랙홀의 합병이 급속히 진행됐을 수도 있다"고 모내시 대학의 박사후 과정의 폴 러스키 박사가 덧붙였다. 어쨌든 펄서의 측정으로 중력파를 발견하려면 천문학자들은 여러 해에 걸쳐 펄서의 방출 시간을 기록해야 한다. 시간 기록을 함에 있어서는 고주파 펄서를 대상으로 하는 게 유리하다"고 케임브리지 대학의 린들리 렌타티 박사가 설명한다. 고주파 중력파는 중성자별의 합병 때 발생하는데, 천문학자들은 2018년부터 건설될 거대한 전파망원경 SKA(Square Kilometre Array)으로 이를 포착할 예정이다. 비록 펄서 신호의 도착 시간 지연을 포착하여 중력파 존재를 발견하는 데는 실패했지만, 이것이 지상의 망원경을 이용한 중력파 탐색이 무용하다는 뜻은 아니다. 미국 워싱턴주와 루이지애나주에 있는 레이저 간섭계 중력파관측소(LIGO:Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory)는 지난주부터 중력파를 발견하기 위해 우주를 관측하기 시작했다. 이광식 통신원 joand999@naver.com

-11년간 추적에도 아직 못찾아 딱 100년 전인 1915년 아인슈타인이 일반상대성 원리에서 중력파의 존재를 예언한 후, 세계의 내로라하는 과학자들이 눈에 불을 켜고 중력파를 추적했지만, 아직까지 아무도 그것을 찾아내지 못하고 있다. 고해상도의 망원경으로 중무장한 일단의 천문학자들이 지난 11년간 시공간의 주름인 중력파의 증거를 찾아 우주를 온통 뒤지다시피 했지만, 은하들이 충돌할 때 내는 시공간의 뒤틀림만 포착했을 뿐, 중력파의 그림자도 보지 못한 채 빈손으로 돌아왔다고 영국 일간지 데일리메일이 20일(현지시간) 보도했다. 과학자들은 우리가 사는 이 우주가 아인슈타인이 일반상대성 원리에서 이야기했듯이 시공간의 구조로 이루어져 있는 것으로 보고 있다. 우주에 존재하는 물질들이 이 시공간 구조를 휘게 하는데, 질량이 클수록 중력파로 인해 그 휘는 정도, 곧 시공간 구조의 주름도 역시 커진다고 한다. 중력파는 블랙홀들이나 은하들이 충돌할 때 발생하는 것으로 보고 있다. 은하들은 충돌로 인해 합병하여 덩치를 키워가는데, 그 중심에는 초질량의 블랙홀을 품고 있는 것으로 알려져 있다. 두 개의 은하가 합병하면 그 블랙홀들은 중력으로 묶여져 서로의 둘레를 도는 궤도로 공전하게 된다. 이때 중력파가 시공간의 구조를 왜곡시키는 주름을 만든다고 아인슈타인이 예측한 것이다. 아인슈타인의 일반상대성 원리는 지금까지 여러 방면으로 검증을 받았지만, 어떠한 오류도 발견되지 않았다. 그러나 그가 예언한 중력파는 아직까지 유일한 미해결 과제로 물리학의 최대 화두가 되고 있는 것이다. 과학자들에게 이 중력파 발견이 중요한 이유는 중력파가 우주의 탄생에 관한 정보를 담고 있다고 믿기 때문이다. 중력파는 백뱅 때 생성되었을 것으로 추정되고 있다. 지금까지 중력파 존재를 예시하는 강력한 징후들은 여러 차례 포착되었지만, 직접적인 증거는 전혀 찾아내지 못하고 있다. 이 중력파를 추적하는 과학자 그룹은 CSIRO와 국제전파천문학연구센터의 라이언 섀넌과 이 이끄는 연구팀으로, 이들의 연구논문이 '사이언스'지에 발표되었다. 중력파를 발견하기 위해 섀넌 박사의 연구팀은 밀리초 맥동성(millisecond pulsars)을 모니터링하는 데 고해상도를 가진 파커스 망원경을 동원했다. 이 작은 별들은 아주 정기적으로 전자 펄서를 방출하며 우주의 시계 같은 운동을 한다. 과학자들은 이 펄서 신호의 도착시간을 100억분의 1초의 정밀도로 기록했다. 아인슈타인의 이론은 지구와 밀리초 맥동성 사이를 흐르는 중력파가 그 공간을 약 10m- 지구-펄서 간 거리의 아주 미세한 양- 길이만큼 늘여놓을 것이라고 예측한다. 이는 곧 펄서의 지구 도착 시간을 비록 미세한 양이기는 하나 약간 지연시킨다는 뜻이다. 과학자들은 이같은 펄서에 대해 지난 11년간 연구를 진행했지만, 결국 중력파의 존재를 밝혀내는 데는 실패했다. "우리는 아무것도 듣지 못했다. 최소한의 징후도 발견하지 못했다"고 섀넌 박사는 밝혔다. "우주는 아주 고요했다. 적어도 우리가 찾는 중력파 같은 것은 볼 수 없었다." 그렇다고 이것이 아인슈타인의 중력파 예언이 틀렸음을 뜻한다는 것은 아니며, 블랙홀의 합병이 너무나 빨리 진행된 탓이 아닐까 과학자들은 생각하고 있다. 블랙홀들이 나선으로 돌다가 순식간에 합쳐짐으로써 중력파를 발생시킬 시간이 거의 없었을지도 모른다는 것이 그 이유이다. "블랙홀 주위에 둘러싸고 있는 엄청난 가스층이 강한 마찰을 일으켜 블랙홀 에너지를 휩쓸어가버린 결과, 두 블랙홀의 합병이 급속히 진행됐을 수도 있다"고 모내시 대학의 박사후 과정의 폴 러스키 박사가 덧붙였다. 어쨌든 펄서의 측정으로 중력파를 발견하려면 천문학자들은 여러 해에 걸쳐 펄서의 방출 시간을 기록해야 한다. 시간 기록을 함에 있어서는 고주파 펄서를 대상으로 하는 게 유리하다"고 케임브리지 대학의 린들리 렌타티 박사가 설명한다. 고주파 중력파는 중성자별의 합병 때 발생하는데, 천문학자들은 2018년부터 건설될 거대한 전파망원경 SKA(Square Kilometre Array)으로 이를 포착할 예정이다. 비록 펄서 신호의 도착 시간 지연을 포착하여 중력파 존재를 발견하는 데는 실패했지만, 이것이 지상의 망원경을 이용한 중력파 탐색이 무용하다는 뜻은 아니다. 미국 워싱턴주와 루이지애나주에 있는 레이저 간섭계 중력파관측소(LIGO:Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory)는 지난주부터 중력파를 발견하기 위해 우주를 관측하기 시작했다. 이광식 통신원 joand999@naver.com

서로 끌어당기며 현란한 춤 솜씨를 뽐내고 있는 쌍둥이 블랙홀의 속사정이 천문학자들에 의해 조금씩 밝혀지고 있다. 중력으로 얽혀 결국 하나의 새로운 블랙홀로 재탄생할 이 쌍둥이 블랙홀의 명칭은 ‘PG 1302-102’. 처녀자리 방향으로 35억 광년 떨어진 이 블랙홀은 올초 지상망원경을 통해 처음 확인됐었다. 미국항공우주국(NASA)은 미 컬럼비아대 등이 참여한 연구진이 NASA 은하진화탐사선(GALEX)과 허블 우주망원경의 데이터를 이용해 합병 중인 이 두 블랙홀을 가장 상세하게 관측하고 주기적으로 빛을 내뿜는 특징을 찾아냈다고 17일(현지시간) 전했다. 이중 블랙홀이라고도 불리는 이 블랙홀은 지금까지 탐지된 것들 가운데 가장 가까운 궤도 운동을 하고 있다. 그 거리는 우리 태양계 지름보다 크지 않을 정도로 가깝다. 천문학자들은 두 블랙홀이 앞으로 100만 년 안에 충돌해 초신성 1억 개에 달하는 엄청난 폭발을 유발하며 합병할 것으로 예상한다. 연구진은 초기 우주에서 흔히 발생했던 은하와 이런 괴물 블랙홀이 그들 중심부에서 어떻게 합쳐지는지를 더 잘 이해하기 위해 이중 블랙홀을 연구하고 있다. 하지만 과거에 흔했던 이 사건을 발견하고 확인하기란 쉽지 않다고 한다. PG 1302-102는 아주 몇 안 되는 쌍둥이 블랙홀 후보 가운데 하나이다. 이는 올해 초 캘리포니아공과대(칼텍) 연구진에 의해 발견됐는데 이들은 은하 중심에서 나오는 이상한 빛 신호에 대해 면밀히 검토한 뒤 쌍둥이 블랙홀일 가능성이 크다고 보고했다. 연구진은 ‘카타리나 실시간 순간 관측’(Catalina Real-Time Transient Survey) 망원경을 사용해 변화하는 빛 신호가 5년마다 서로 진동하는 두 블랙홀의 움직임으로 생성되는 것임을 입증했다. 블랙홀 자체는 빛을 방출하지 않지만 주변 물질은 그렇지 않다. 연구진은 연구논문에서 두 블랙홀의 긴밀한 움직임을 확인했으며 이를 지지하는 많은 증거를 발견했다고 밝혔다. GALEX와 허블 망원경의 자외선 데이터를 통해 그들은 지난 20년간 이중 블랙홀 시스템에 관한 변화하는 빛 패턴을 추적할 수 있었다. 이번 연구에 참여한 데이비드 시미노비치 컬럼비아대 부교수는 “GALEX 자료를 얻은 것은 정말 행운이었다”면서 “우리는 GALEX 기록을 다시 살폈고 이 이중 블랙홀이 6차례 관측됐다는 것을 발견했다”고 말했다. 연구진은 또 가시광선과 다른 파장은 물론 자외선을 관측하는 허블 망원경도 마찬가지로 과거에 해당 이중 블랙홀을 관측했었다는 사실을 알게 됐다. 자외선 데이터는 두 블랙홀이 어떻게 주기적인 빛 패턴을 생성하는지 예측하는 데 중요하게 사용된다. 연구진은 이를 통해 두 블랙홀 중 하나가 더 많은 빛을 방출한다고 예측했다. 즉 한 블랙홀이 다른 하나보다 더 많은 물질을 삼키는데 이 과정이 주변 물질을 가열해 강력한 빛을 내뿜게 한다는 것이다. 더 많은 빛을 방출하는 이 블랙홀은 5년 주기로 상대 블랙홀의 주변 궤도를 돌기 때문에 그 빛은 변화하는 데 우리 쪽을 향할 때 더 밝은 것처럼 보인다. 연구를 이끈 다니엘 도라치오 컬럼비아대 연구원은 “마치 60W짜리 전구가 갑자기 100W로 표시되는 것과 같다”면서 “이 블랙홀의 빛이 우리에게서 빠르게 멀어질 때 어두운 20W 전구처럼 보일 것”이라고 말했다. 그렇다면 무엇이 블랙홀 주변 빛에서 이런 변화를 만들어내는 것일까? 그 이유 중 하나는 경찰차가 우리 쪽을 향할 때 사이렌 소리가 더 높은 주파수를 내는 것과 같은 방식으로 빛도 우리 쪽을 향해 이동할 때 짧은 파장 쪽으로 짓눌리는 ‘청색 편이’(blue shifting)와 관련이 있다고 한다. 또 다른 이유는 블랙홀의 엄청난 속도에 관련된 것이다. 사실 더 밝은 블랙홀은 빛의 속도의 약 7%로 이동한다. 다시 말하면 엄청나게 빠르다는 것이다. 비록 블랙홀이 동반 블랙홀 궤도를 도는 데 5년이나 걸리지만 이는 막대한 거리를 이동하는 것이다. 이는 블랙홀이 태양계에서 혜성들이 위치하는 오르트 구름이 있는 외각 변두리부터 우리 태양계 전체를 감싸는 데 5년이 걸리는 것과 같다. 이 정도로 빠른 속도에서 빛은 상대론으로도 알려진 것처럼 증폭되고 더 밝아진다. 도라치오 연구원과 동료들은 기존의 칼텍 논문을 기초로 이 효과를 모형화하고 어떻게 자외선에서 보일지 예측했다. 그들은 가시광선에서 기존에 관측된 주기적인 밝아짐과 어두워짐이 정말 상대론적인 증폭 효과에 의한 것이면 주기적으로 같은 행동이 자외선 파장에서 2.5배 증폭돼 존재해야만 한다고 판단했다. 연구진의 예상대로 GALEX와 허블 자료의 자외선은 일치했다. 이번 연구를 주관한 졸탄 하이만 컬럼비아대 교수는 “우리는 이 시스템에서 무엇이 일어나고 있는지에 대한 우리의 의견을 더 강화하고 이를 더 잘 이해하기 시작했다”고 말했다. 이 결과는 또 연구진이 미래에 긴밀하게 합쳐지는 블랙홀과 물리학의 성배로 여겨지는 무언가, 그리고 중력파를 어떻게 찾을 수 있는지를 이해하는 데 도움이 될 것이다. 두 블랙홀이 궁극적으로 합병하기 전 바로 마지막 순간 그들은 아이스 스케이트 선수들이 선보이는 ‘데드 스파이럴’이라는 기술처럼 서로 밀접하게 돌 때 시공간에 파문을 일으킬 것으로 예측된다. 100년 전 발표된 알베르트 아인슈타인의 중력 이론으로 그 존재가 도출된 소위 ‘중력파’로 불리는 이 현상은 우주 구조에 대한 단서를 제공한다. 쌍둥이 블랙홀에 관한 많은 비밀을 이제 막 드러내기 시작한 이번 결과는 우주 전역에 걸쳐 있는 다른 블랙홀들의 병합을 이해하는 열쇠가 될 것이다. 이번 연구성과는 세계적 학술지 ‘네이처’ 최신호(9월 17일자)에 실렸다. 사진=NASA/컬럼비아대 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

무덤의 수난사/베스 러브조이/장호연 옮김/뮤진트리/392쪽/1만 8000원 유명인들의 시신은 예로부터 수난의 대상이었다. 그들의 손가락, 치아, 발가락, 팔, 다리, 두개골, 심장은 전 세계를 돌아다니며 사람들의 상상력을 자극했다. 중세 시대에 성인의 유물은 순례자들의 발길을 끌었고, 19세기에는 골상학의 등장으로 유럽 전역에서 두개골 절도가 기승을 부렸다. 사람들이 시신에 열광하는 이유는 무엇일까. 시신을 소유하고 만지고 보고 전시함으로써 유명 인사와 연결되고 싶다는 욕망 때문이다. 책은 모차르트에서 히틀러까지 역사적 인물들이 죽고 나서야 겪어야 했던 기상천외하고 오싹한 모험을 그들의 삶과 연결해 살펴본다. 하이든의 두개골은 그의 음악적 능력을 골상학으로 분석해 보겠다는 무리에서 도굴당한 후 100년이 넘도록 제 몸을 만나지 못했다. 세기의 물리학자 아인슈타인의 시신은 본인의 뜻에 따라 화장됐지만 천재의 뇌는 연구를 빌미로 부검의에게 강탈당했고 수십년간 미국 전역을 떠돌아다녔다. 유명 정치인이야말로 편안히 눈을 감지 못한 경우가 많았다. 살아 있는 자들에 의해 정치적으로 이용당했기 때문이다. 혁명가이자 정치가였던 레닌은 죽은 후 소박하게 상트페테르부르크에 있는 어머니와 여동생 곁에 묻히길 원했지만 스탈린은 그의 시신을 영원히 썩지 않는 미라로 만들어 공산당의 선전물로 모스크바 광장에서 전시했다. 무솔리니의 시신은 반파시스트들의 공격을 피해 수도원의 벽장에 11년간이나 숨겨둬야 했고 체 게바라의 유해가 묻힌 장소는 수십년 동안 비밀이었다. 저자는 “유명한 위인들의 삶과 죽음을 살펴보고 그들의 시신이 겪은 다양한 이야기를 통해 죽음을 터부나 삶의 대척점이 아닌 삶의 일부분으로 바라보기를 바란다”고 밝혔다. 이은주 기자 erin@seoul.co.kr

천재들 역시 우리와 같은 모든 사람처럼 일하는 장소 이른바 작업 공간을 필요로 한다. 하지만 이런 천재도 서로 유형이 다른 것처럼 창의력이나 작업 능률을 높이는 환경은 저마다 다르다. 다음은 최근 영국 디자인회사 ‘메이드 투 메저 블라인즈’(Made to Measure Blinds)가 위키백과 등 온라인 상에 게재된 수많은 정보를 조사해 역사상 가장 뛰어난 천재로 불린 15인의 작업 공간을 인포그래픽으로 공개한 것을 미국 월간 경제전문지 INC닷컴이 천재 유형에 따라 다시 7인으로 재구성해 공개한 것이다. 재미삼아 현재 당신의 책상과 비교해보라. 혹시 아는가? 당신이 천재성을 발휘하게 되는 날이 올지…. 1. 크리에이티브 클러터(Creative clutter) 정리정돈보다 아이디어가 중요하고 서류와 메모로 책상이 어수선한 유형. 하지만 이는 전혀 문제가 되지 않는다. 본인이 필요하면 아무리 어지러져 있어도 작은 종이 한 장에 쓴 메모도 찾을 수 있다. 이런 당신과 같은 유형의 천재는 바로 알베르트 아인슈타인이다. 2. 미니멀리스트(Minimalist) 아주 간단하고 명료하게 정리하는 유형. 작업에 필요한 것만 두고 그 외의 것은 절대 올려놓지 않는다. ‘왜 사진이나 장식으로 공간을 낭비할까?’ ‘일을 빨리 끝내기 위해 중요한 것은 무엇일까?’와 같이 생각하는 당신은 공상에 잠길 시간이 없다. 이런 당신과 같은 유형의 천재는 마리 퀴리(퀴리 부인)가 있다. 3. 게임룸(The game room) 우선 다양한 아이디어를 떠오른 다음에 무엇을 해야할지 생각을 정리하는 경향이 있는 유형. 작업 환경은 장난감과 게임으로 가득 차 있으며 심지어 당신 주위에는 함께 놀 친구가 많다. 이런 당신과 같은 유형의 천체는 마크 트웨인이 있다. 4. 오거나이저(The organizer) 모든 일을 분류하지 않으면 기분이 풀리지 않는 유형. 모든 물건에는 정해진 장소가 있다고 생각한다. 물건이나 생각을 정리하지 못하면 일을 맡아도 이를 성공시킬 수 없다. 이런 당신과 같은 유형의 천재는 바로 토머스 에디슨이다. 5. 올 와이어드 업(All wired up) 당신의 작업 공간은 중앙 통제실로, 거기서 모든 일을 할 수 있는 유형. 데스크톱 PC는 물론 노트북, 태블릿, 스마트폰, 스마트워치 등 하나 이상을 갖고 있다. 따라서 일처리 속도도 매우 빠르다. 이런 당신과 같은 유형의 천재는 니콜라 테슬라가 있다. 6. 가든(The garden) 최고의 작품을 위해 자연과 연결돼 있기를 원하는 유형. 창문을 통해 경치를 보고 날씨가 좋은 날에는 가능하면 밖에서 일한다. 꽃 등에 둘러싸여 있으면 뛰어난 창의력을 발휘할 수 있다. 이런 당신과 같은 유형의 천재는 버지니아 울프가 있다. 7. 홈 스위트 홈(Home sweet home) 다른 사람들이 바쁜 사무실에서 일하고 있는 가운데 사랑하는 사람과 필요한 물건에 둘러싸여 일하는 경향을 지닌 유형. 커피 한 잔을 느긋하게 즐기거나 와인을 조금씩 마실 때 최고의 아이디어를 떠올린다. 우아하게 일하며 사는 방법에 숙달했다. 이런 당신과 같은 유형의 천재는 바로 찰스 다윈이다. 사진=ⓒ포토리아(위), 메이드 투 메저 블라인즈 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

●무덤의 수난사 베스 러브조이/장호연 옮김/뮤진트리/392쪽/1만 8000원. 유명인들의 시신은 예로부터 수난의 대상이었다. 그들의 손가락, 치아, 발가락, 팔, 다리, 두개골, 심장은 전 세계를 돌아다니며 사람들의 상상력을 자극했다. 중세 시대에 성인의 유물은 순례자들의 발길을 끌었고, 19세기에는 골상학의 등장으로 유럽 전역에서 두개골 절도가 기승을 부렸다. 사람들이 시신에 열광하는 이유는 무엇일까. 시신을 소유하고 만지고 보고 전시함으로써 유명 인사와 연결되고 싶다는 욕망 때문이다. 책은 모차르트에서 히틀러까지 역사적 인물들이 죽고 나서야 겪어야 했던 기상천외하고 오싹한 모험을 그들의 삶과 연결해 살펴본다. 하이든의 두개골은 그의 음악적 능력을 골상학으로 분석해 보겠다는 무리에서 도굴당한 후 100년이 넘도록 제 몸을 만나지 못했다. 세기의 물리학자 아인슈타인의 시신은 본인의 뜻에 따라 화장됐지만 천재의 뇌는 연구를 빌미로 부검의에게 강탈당했고 수십년간 미국 전역을 떠돌아다녔다. 유명 정치인이야말로 편안히 눈을 감지 못한 경우가 많았다. 살아 있는 자들에 의해 정치적으로 이용당했기 때문이다. 혁명가이자 정치가였던 레닌은 죽은 후 소박하게 상트페테르부르크에 있는 어머니와 여동생 곁에 묻히길 원했지만 스탈린은 그의 시신을 영원히 썩지 않는 미라로 만들어 공산당의 선전물로 모스크바 광장에서 전시했다. 무솔리니의 시신은 반파시스트들의 공격을 피해 수도원의 벽장에 11년간이나 숨겨둬야 했고 체 게바라의 유해가 묻힌 장소는 수십년 동안 비밀이었다. 저자는 “유명한 위인들의 삶과 죽음을 살펴보고 그들의 시신이 겪은 다양한 이야기를 통해 죽음을 터부나 삶의 대척점이 아닌 삶의 일부분으로 바라보기를 바란다”고 밝혔다. 이은주 기자 erin@seoul.co.kr

우주의 시공간 구조는 그 속에서 움직이는 물체에 따라 쉼 없이 뒤틀리거나 휘어진다. 이러한 시공간의 뒤틀림으로 발생한 요동이 파도처럼 광속으로 전달되어, 움직이는 물체 또는 계(界)로부터 바깥쪽으로 이동하는 파문(ripples)을 중력파라 한다. 주로 천체의 중력붕괴나 초신성 폭발 등으로 발생하는 이 중력파는 일찍이 아인슈타인이 일반상대성 이론에서 그 존재를 예측했지만, 아직 중력파를 검출하는 데 성공한 예는 없다. 그러나 간접적으로 그 존재가 알려졌는데, 1974년 조셉 테일러와 러셀 헐스는 펄서의 쌍성계인 PSR B1913+16을 발견하고 그 자전주기와 펄스 방출주기를 정밀하게 측정한 결과, 그 궤도주기가 점차 짧아지고 있음을 밝혀냈다. 이 현상은 중력파를 통해 에너지가 밖으로 방출되었다고 볼 때, 일반상대성 이론이 예측한 값과 오차범위 내에서 일치했다. 두 사람은 "중력 연구의 새로울 가능성을 여는 신형 쌍성 펄서의 발견" 업적으로 노벨 물리학상(1993년)을 받았다. 이처럼 천체물리학의 최대 화두가 되는 이 중력파 검출에 본격적으로 뛰어들 준비가 갖추고 있는 관측소가 있다. 미국의 루이지애나에 설치된 레이저간섭중력파관측소(LIGO: Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory)는 업그레이드를 완료해 크게 향상된 감도로 중력파 검출에 나설 채비를 하고 있는 중이다. 연말께부터 관측을 시작하려고 하는 LIGO팀은 20년간의 노력 끝에 알베르트 아인슈타인이 약 한 세기 전에 예측한 파동을 어렴풋이 볼 수 있게 되기를 기대하고 있다. 어쨌든 천문학자들은 최상의 해상도를 확보할 방법으로 이 중력파를 검출하기를 열망하고 있다. 하지만 그들이 원하는 방법대로 하려면, 두 개의 인공위성을 우주로 띄워야 한다. 그리고 수백만 킬로미터 떨어진 곳에 각각 위치시킨 다음 그사이 시공간의 중력파를 검출을 시도하는 것이다. 이처럼 극단적으로 먼 거리를 잡는 것은 시공간의 뒤틀림이 극히 작아 중력파를 검출하기 위해 최대한 공간을 확보하기 위한 것이다. 다행히 중력파 검출을 열망하는 천문학자들에게 큰 지원군이 나타났는데, 유럽우주기구(ESA)에서 중력파 관측 탐사선을 쏘아 올릴 예정이라는 소식이다. 아직 망원경의 디자인이 결정된 것은 아니지만, LISA 패스파인더(Laser Interferometer Space Antenna Pathfinder)와 NGO(New Gravitational wave Observatory)가 검토단계에 있는데, 둘 중 하나가 조만간 결정되면 2034년 우주로 올려보내질 예정이다. 그러나 LISA 패스파인더는 사실 중력파 사냥에 전적으로 투입되지는 않고, 약 20년에 걸쳐 보다 광범한 임무를 수행할 예정이다. "정말 내가 원하는 것은 중력파 천체물리학에 집중하는 것이다"라고 이 두 프로젝트에 관여하는 T 맥나마라가 '디스커버리' 지와의 인터뷰에서 밝혔다. 그는 1994년 21살의 나이로 LISA에서 과학자로서의 경력을 시작했다. 2034년 LISA 패스파인더가 우주로 떠나면 그도 은퇴할 나이에 이르게 된다. LISA 패스파인더는 어떤 우주선보다 정적이고 안정된 상태를 유지할 것이다. 패스파인더가 머물게 될 궤도는 지구에서 태양 쪽으로 150만km 떨어진 우주공간으로, 라그랑주 1 지점(L1)이라고 일컬어지는 곳이다. 여기에서 지구와 태양의 중력이 균형을 이루어 패스파인더는 안정된 자세를 유지할 수가 있다. LISA 패스파인더가 만약 탐사선이 중력파 검출에 성공한다면 우주의 거대 폭발 증거를 발견한 최초의 우주선이 될 것이다. 사진=ESA(아인슈타인이 예측한 중력파를 검출하기 위해 우주로 발사될 예정인 LISA 패스파인더 상상도) 이광식 통신원 joand999@naver.com

천재들 역시 우리와 같은 모든 사람처럼 일하는 장소 이른바 작업 공간을 필요로 한다. 하지만 이런 천재도 서로 유형이 다른 것처럼 창의력이나 작업 능률을 높이는 환경은 저마다 다르다. 다음은 최근 영국 디자인회사 ‘메이드 투 메저 블라인즈’(Made to Measure Blinds)가 위키백과 등 온라인 상에 게재된 수많은 정보를 조사해 역사상 가장 뛰어난 천재로 불린 15인의 작업 공간을 인포그래픽으로 공개한 것을 미국 월간 경제전문지 INC닷컴이 천재 유형에 따라 다시 7인으로 재구성해 공개한 것이다. 재미삼아 현재 당신의 책상과 비교해보라. 혹시 아는가? 당신이 천재성을 발휘하게 되는 날이 올지…. 1. 크리에이티브 클러터(Creative clutter) 정리정돈보다 아이디어가 중요하고 서류와 메모로 책상이 어수선한 유형. 하지만 이는 전혀 문제가 되지 않는다. 본인이 필요하면 아무리 어지러져 있어도 작은 종이 한 장에 쓴 메모도 찾을 수 있다. 이런 당신과 같은 유형의 천재는 바로 알베르트 아인슈타인이다. 2. 미니멀리스트(Minimalist) 아주 간단하고 명료하게 정리하는 유형. 작업에 필요한 것만 두고 그 외의 것은 절대 올려놓지 않는다. ‘왜 사진이나 장식으로 공간을 낭비할까?’ ‘일을 빨리 끝내기 위해 중요한 것은 무엇일까?’와 같이 생각하는 당신은 공상에 잠길 시간이 없다. 이런 당신과 같은 유형의 천재는 마리 퀴리(퀴리 부인)가 있다. 3. 게임룸(The game room) 우선 다양한 아이디어를 떠오른 다음에 무엇을 해야할지 생각을 정리하는 경향이 있는 유형. 작업 환경은 장난감과 게임으로 가득 차 있으며 심지어 당신 주위에는 함께 놀 친구가 많다. 이런 당신과 같은 유형의 천체는 마크 트웨인이 있다. 4. 오거나이저(The organizer) 모든 일을 분류하지 않으면 기분이 풀리지 않는 유형. 모든 물건에는 정해진 장소가 있다고 생각한다. 물건이나 생각을 정리하지 못하면 일을 맡아도 이를 성공시킬 수 없다. 이런 당신과 같은 유형의 천재는 바로 토머스 에디슨이다. 5. 올 와이어드 업(All wired up) 당신의 작업 공간은 중앙 통제실로, 거기서 모든 일을 할 수 있는 유형. 데스크톱 PC는 물론 노트북, 태블릿, 스마트폰, 스마트워치 등 하나 이상을 갖고 있다. 따라서 일처리 속도도 매우 빠르다. 이런 당신과 같은 유형의 천재는 니콜라 테슬라가 있다. 6. 가든(The garden) 최고의 작품을 위해 자연과 연결돼 있기를 원하는 유형. 창문을 통해 경치를 보고 날씨가 좋은 날에는 가능하면 밖에서 일한다. 꽃 등에 둘러싸여 있으면 뛰어난 창의력을 발휘할 수 있다. 이런 당신과 같은 유형의 천재는 버지니아 울프가 있다. 7. 홈 스위트 홈(Home sweet home) 다른 사람들이 바쁜 사무실에서 일하고 있는 가운데 사랑하는 사람과 필요한 물건에 둘러싸여 일하는 경향을 지닌 유형. 커피 한 잔을 느긋하게 즐기거나 와인을 조금씩 마실 때 최고의 아이디어를 떠올린다. 우아하게 일하며 사는 방법에 숙달했다. 이런 당신과 같은 유형의 천재는 바로 찰스 다윈이다. 사진=ⓒ포토리아(위), 메이드 투 메저 블라인즈 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

-아인슈타인이 예측한 중력파는 과연 존재하는가? 우주의 시공간 구조는 그 속에서 움직이는 물체에 따라 쉼 없이 뒤틀리거나 휘어진다. 이러한 시공간의 뒤틀림으로 발생한 요동이 파도처럼 광속으로 전달되어, 움직이는 물체 또는 계(界)로부터 바깥쪽으로 이동하는 파문(ripples)을 중력파라 한다. 주로 천체의 중력붕괴나 초신성 폭발 등으로 발생하는 이 중력파는 일찍이 아인슈타인이 일반상대성 이론에서 그 존재를 예측했지만, 아직 중력파를 검출하는 데 성공한 예는 없다. 그러나 간접적으로 그 존재가 알려졌는데, 1974년 조셉 테일러와 러셀 헐스는 펄서의 쌍성계인 PSR B1913+16을 발견하고 그 자전주기와 펄스 방출주기를 정밀하게 측정한 결과, 그 궤도주기가 점차 짧아지고 있음을 밝혀냈다. 이 현상은 중력파를 통해 에너지가 밖으로 방출되었다고 볼 때, 일반상대성 이론이 예측한 값과 오차범위 내에서 일치했다. 두 사람은 "중력 연구의 새로울 가능성을 여는 신형 쌍성 펄서의 발견" 업적으로 노벨 물리학상(1993년)을 받았다. 이처럼 천체물리학의 최대 화두가 되는 이 중력파 검출에 본격적으로 뛰어들 준비가 갖추고 있는 관측소가 있다. 미국의 루이지애나에 설치된 레이저간섭중력파관측소(LIGO: Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory)는 업그레이드를 완료해 크게 향상된 감도로 중력파 검출에 나설 채비를 하고 있는 중이다. 연말께부터 관측을 시작하려고 하는 LIGO팀은 20년간의 노력 끝에 알베르트 아인슈타인이 약 한 세기 전에 예측한 파동을 어렴풋이 볼 수 있게 되기를 기대하고 있다. 어쨌든 천문학자들은 최상의 해상도를 확보할 방법으로 이 중력파를 검출하기를 열망하고 있다. 하지만 그들이 원하는 방법대로 하려면, 두 개의 인공위성을 우주로 띄워야 한다. 그리고 수백만 킬로미터 떨어진 곳에 각각 위치시킨 다음 그사이 시공간의 중력파를 검출을 시도하는 것이다. 이처럼 극단적으로 먼 거리를 잡는 것은 시공간의 뒤틀림이 극히 작아 중력파를 검출하기 위해 최대한 공간을 확보하기 위한 것이다. 다행히 중력파 검출을 열망하는 천문학자들에게 큰 지원군이 나타났는데, 유럽우주기구(ESA)에서 중력파 관측 탐사선을 쏘아 올릴 예정이라는 소식이다. ​아직 망원경의 디자인이 결정된 것은 아니지만, LISA 패스파인더(Laser Interferometer Space Antenna Pathfinder)와 NGO(New Gravitational wave Observatory)가 검토단계에 있는데, 둘 중 하나가 조만간 결정되면 2034년 우주로 올려보내질 예정이다. 그러나 LISA 패스파인더는 사실 중력파 사냥에 전적으로 투입되지는 않고, 약 20년에 걸쳐 보다 광범한 임무를 수행할 예정이다. "정말 내가 원하는 것은 중력파 천체물리학에 집중하는 것이다"라고 이 두 프로젝트에 관여하는 T 맥나마라가 '디스커버리' 지와의 인터뷰에서 밝혔다. 그는 1994년 21살의 나이로 LISA에서 과학자로서의 경력을 시작했다. 2034년 LISA 패스파인더가 우주로 떠나면 그도 은퇴할 나이에 이르게 된다. LISA 패스파인더는 어떤 우주선보다 정적이고 안정된 상태를 유지할 것이다. 패스파인더가 머물게 될 궤도는 지구에서 태양 쪽으로 150만km 떨어진 우주공간으로, 라그랑주 1 지점(L1)이라고 일컬어지는 곳이다. 여기에서 지구와 태양의 중력이 균형을 이루어 패스파인더는 안정된 자세를 유지할 수가 있다. LISA 패스파인더가 만약 탐사선이 중력파 검출에 성공한다면 우주의 거대 폭발 증거를 발견한 최초의 우주선이 될 것이다. 사진=ESA(아인슈타인이 예측한 중력파를 검출하기 위해 우주로 발사될 예정인 LISA 패스파인더 상상도) 이광식 통신원 joand999@naver.com

영국에서 또 한 명의 천재 소녀가 탄생했다. 이 소녀는 최근 멘사 지능지수(IQ) 테스트에서 최고점인 162점을 받아 전 세계 상위 1%안에 드는 것을 입증했다. 영국 일간 가디언은 2일(현지시간) 멘사 테스트에서 최고점을 기록한 12세 소녀 리디아 세바스찬을 소개했다. 150분 동안 150문제를 풀어야 하는 이 테스트에서 리디아는 최고점인 162점을 획득했다. 이 점수는 멘사 회원 중에서도 상위 1%에 해당한다. 세계적인 천재로 유명한 알버트 아인슈타인과 스티븐 호킹 박사도 이를 기준으로 하면 160점이라고 한다. 현재 영국 에식스주(州) 랭햄에 사는 리디아는 지난 1년간 부모에게 직접 멘사 테스트를 받겠다고 요청했다. 그리고 마침내 방학 기간 이번 테스트에 응시할 수 있었다. 따라서 이번에 그녀의 결과를 알게 된 부모는 매우 놀랄 수밖에 없었다. 리디아의 아버지이자 종합병원 방사선 전문의로 종사하고 있는 아룬 세바스찬(43)은 “우리는 실제로 그녀에게 특별히 한 것이 없다”면서 “외동딸이라서 누구와 비교 한 번 해본 적도 없다”고 말했다. 이어 “내가 말할 수 있는 한 가지는 그녀가 생후 6개월쯤 매우 어릴 때부터 말을 하기 시작했다는 것”이라고 덧붙였다. 당시 신입의사였던 아룬은 주말에만 집에 왔고 그의 아내는 화학 연구자로 종사하느라 아이를 거의 챙기지 못했다고 한다. 아룬은 딸아이가 전화로 몇 가지 단어를 사용해 말하곤 했다고 말했다. 또한 리디아는 어릴 때부터 독서에 큰 관심을 보였고 더 나이가 많은 아이들에게 책을 읽어줬다고 한다. 수학은 그녀가 가장 좋아하는 과목이며 초등학교 시절에는 경시대회에 나가 1등을 차지하기도 했다. 리디아는 4살 때부터 바이올린을 배웠고 상당한 수준인 것으로 전해졌다. 한편 전 세계 수재들의 모임인 멘사는 영국에서 창설된 단체로 현재 세계 100개국에 10만 명의 회원이 가입하고 있다. 공인된 멘사 IQ 테스트에서 전 세계 인구대비 2% 안에 드는 148 이상을 받은 사람에게만 회원 자격이 주어진다. 또한 멘사 테스트는 국가별로 치르는 종류가 다르다. 이번에 리디아가 본 검사지는 영어가 모국어인 사람들을 대상으로 하는 테스트(커텔 III B)로 지금까지 성인 중에는 최고점이 161점, 리디아와 같은 18세 이하에서는 162점이 최고점이다. 비영어권 사람들을 대상으로 한 또 다른 테스트(커텔 문화 공평성 III A)도 있는데 50문제짜리로 지금까지 최고점은 183점으로 알려졌다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

-물리학에서 가장 골치 아픈 '정보 역설' 미스터리 물리학에서 가장 골치 아픈 문제 중의 하나인 이른바 '정보 역설'(Information Paradox) 미스터리를 스티븐 호킹이 과연 풀었을까? 스티븐 호킹이 이에 관한 자신의 견해를 25일(현지시간) 스웨덴 왕립기술원에서 밝혀 관심을 끌고 있다. 아인슈타인의 일반 상대성 이론에 의하면, 블랙홀이 집어삼킨 물질에 대한 물리적 정보는 모두 파괴된다고 한다. 하지만 이것은 정보가 결코 손실되지 않는다는 양자역학의 원리에 위배된다. 원래의 물체가 블랙홀에게 잡아먹힌 후에도 그 물체와 관련된 정보는 우주의 어딘가에 남아 있어야 한다고 양자역학은 말한다. 이것이 이른바 유명한 블랙홀의 '정보 역설'(Information Paradox)로, 호킹이 제기한 패러독스이다. 호킹은 블랙홀로 무언가를 던졌을 때 그 안에 들어있는 정보는 '영원히 소실된다'고 주장했다. 과연 어느 쪽이 맞을까? 현재 이 논쟁에서 즐겨 다루고 있는 문제는 양자역학적으로 '얽혀 있는' 두 입자 중 한 입자가 블랙홀의 사건 지평선을 넘었을 경우 어떤 일이 있어나는가 하는 것이다. 하나의 원천 입자가 붕괴되어 두 입자로 나누어졌을 때, 짝을 이룬 이 두 입자는 전하, 스핀 등으로 얽힌 상태에 있다고 하며, 두 입자가 각각 우주의 양끝에 있더라도 이 얽힌 상태는 풀어지지 않는다. 그렇다면 블랙홀에 빠진 한 입자는 과연 어떻게 될까? 영국 케임브리지 대학의 맬컴 페리, 미국 하버드 대학의 앤드류 스트롬버그와 공동연구를 진행한 스티븐 호킹은 하나의 해법을 내놓았다. '블랙홀에 빠진 입자의 양자역학적 정보는 모두 사라진다.' "나는 입자의 정보가 블랙홀 안에서는 보존되지 않으리라고 본다. 하지만 블랙홀 사건 지평선 위에서는 보존될 것"이라고 스티븐 호킹은 25일(현지시간) 스웨덴 왕립기술원에서 가진 기자회견에서 말했다. 덧붙여 "정보는 사건 지평선 위에서 '슈퍼 트랜슬레이션'(super translations)으로 알려진 '2차원 홀로그램 상태로 보존될 것" 이라고 그는 설명했다. "사건 지평선 안으로 들어간 입자의 정보는 완전히 사라지지는 않겠지만, 망가져서 쓸모없는 것이 될 것이다. 모든 정보는 사라지고 결코 재현되지 않을 것이다." 호킹은 블랙홀에 관해서도 의견을 개진했는데, 블랙홀의 중력이 너무나 강한 나머지 사건 지평선을 넘어간 것은 그 무엇이라도, 설령 빛이라 하더라도 그곳을 탈출할 수 없다"고 전날 스톡홀름에서 있었던 강의에서 말했다. 또한 호킹은 블랙홀이 다른 우주로 통하는 관문이 될 수도 있다고 밝혔다. "블랙홀의 구멍은 회전이 가능할 만큼 넓을 것이다. 그리고 다른 우주로 통하는 길목이 될 수도 있겠지만, 그곳을 지나면 다시는 돌아올 순 없을 것" 이라고 말하면서 다음 말을 덧붙였다고 왕립기술원은 전했다. "나는 우주여행을 아주 좋아하지만, 블랙홀을 통과하고 싶지는 않다." 이광식 통신원 joand999@naver.com

- 신이 과연 있는가? - 외계인이 있나? - 블랙홀 안으로 떨어지면 어떻게 되나? 일반 사람들이 천문학자를 만나면 대개 다음과 같은 세 가지 질문들을 가장 많이 하는 것으로 나타났다. 신이 과연 있습니까? 외계인이 있나요? 만약 블랙홀 안으로 떨어지면 어떻게 되나요? 이 유서 깊은 질문들에 대해 미국의 한 천체물리학자가 퍽 흥미로운 답을 내놓았다. 물론 과학적인 증거와 자신의 견해를 조합해 만든 것이다. 현재로서는 가장 모범적인 답안이라 생각되어 여기에 소개한다. 참고로 그의 이름은 류(Liu)이며, 뉴욕 스태튼 아일랜드 시립대학 교수임을 밝혀둔다. -신은 과연 있는가?​ 일반적으로 과학이나 천문학은 특별히 신의 존재에 대해 언급할 대목이 별로 없다. 말하자면 그것은 과학이 답할 수 있는 영역이 아니란 얘기다. 과학은 확인된 예측과 증거에 기초해 결론을 도출한다. 하지만 신의 존재는 그러한 결론을 도출할 수 있는 영역의 문제가 아니란 뜻이다. 과학은 존재하는 것에 대한 내용과 변화를 연구할 수 있을 뿐이다. 전임 베네딕트 교황이 다음과 같은 말을 한 적이 있다. “빅뱅 이론은 신이 존재한다는 것을 말해주는 것이다.” 하지만 사실은 그렇지 않다. 빅뱅은 우주의 시초에 일어난 사건일 뿐이다. 그로부터 시간과 공간이 출발한 것이다. 그 이전에는 시간도 공간도 없었다. 많은 사람들은 이러한 천문학적 발견은 신의 존재를 증명해주는 것이라고 굳게 믿는다. 반면에, 또 다른 사람들은 우주가 존재하는 데는 신이 필요치 않다, 신은 존재하지 않는다고 생각한다. 따라서 빅뱅이 신의 존재나 부재를 증명한다고 하는 주장은 터무니없는 것이다. 물론 빅뱅이 '날아다니는 스파게티 괴물'(우주를 창조했다고 우스개삼아 일컬어지는 신)의 존재 여부도 증명해주지 않는다. 이 말은 절대 농담이 아니다. 빅뱅과 신의 존재를 결부시켜 당신이 믿는 것은 맹신일 따름이다. 어떤 사람은 이런 질문까지 한다. “그렇다면 당신의 생각은 어떻습니까?“ “모르겠습니다.” 우주는 참으로 아름다우며 복잡하고 환상적이다. 나는 지금까지 이 우주를 존재케 한 어떤 전지전능한 신적 존재를 나타내주는 증거라고는 본 적이 없다. 하지만 신이 존재하지 않는다는 증거 역시 본 적이 없다. -외계인은 있는가? 우주는 너무나 광활한 곳이어서, 이 넓은 우주에서 오로지 한 곳에만 생명이 출현할 확률은 근본적으로 제로다. 한 곳에서 생명이 출현했다면 다른 곳에서도 당연히 출현할 수 있었을 것이다. 그러나 우리는 너무나 장구한 시간과 광막한 공간으로 격리되어 있어 그들의 존재를 감지할 수 없을 따름이다. 언젠가 만날 것이란 보장도 사실 없다. 하지만 지구상에 외계인 거주지가 있다든가, 뉴멕시코 로즈웰에 UFO가 추락했다든가 하는 얘기는 사실이 아니다. 외계인 존재에 관한 증거라고 하는 것들 중 엄격한 과학적 검증을 통과한 사례는 아직껏 하나도 없다. 외계인들과 언젠가 접촉할 수 있을까? 인류의 메시지를 싣고 지구에서 송출된 라디오파가 우주공간을 여행한 지가 50년이 되었다. 이는 곧 50광년의 거리, 곧 500조km를 내달렸다는 얘기다. 그런데 우리은하만 해도 지름이 그 2000배인 10만 광년, 즉 10^18km나 된다. 그 라디오파가 우리은하를 가로지르는 데만도 10만 년이 걸린다는 뜻이다. 따라서 외계인이 비록 우리은하 안에 존재하더라도 그 신호를 수신할 가능성은 거의 없다고 하겠다. 정말 우리와 가까운 데 있지 않는 한 말이다. 그 반대의 경우도 마찬가지다. 외계인이 만약 라디오파 신호를 보냈다 하더라도 정말 가까운 별이 아니면 우리가 수신할 가능성은 거의 없다고 할 수 있다. 그러면 우리가 외계 생명체와 만날 확률이 전혀 없다는 건가? 전혀 없다고는 할 수 없다. 하지만 그럴 경우가 생기더라도 참으로 아주 먼 미래의 일일 것이다. -내가 만약 블랙홀 안으로 떨어진다면 어떻게 될까요? 두 단계로 대답하겠다. 우리 지구에는 조수 현상이 있다. 달과 지구의 인력으로 일어나는 현상이다. 달의 인력이 작용하는 방향으로 지구가 늘어나는 것이라 보면 된다. 그런데 지구 본체는 대단히 단단하기 때문에 지표가 늘어나는 것은 거의 눈에 띄지 않지만, 바닷물은 다르다. 대단히 큰 움직임을 보이는 것이다. 그게 바로 밀물과 썰물이다. 이제 당신이 블랙홀 가까이 있다고 하자. 블랙홀의 인력은 상상을 초월하는 크기이기 때문에 만약 당신이 머리부터 다이빙한다면 그 머리와 발끝에 작용하는 인력(지구의 조석력과 근본적으로 같기 때문에 조석력이라 한다) 크기의 차이로 인해 당신 몸은 짜낸 치약처럼 엄청 길게 늘어날 것이다. 마틴 리스 경은 이 현상을 ‘스파게티화’라는 용어로 나타냈는데, 참으로 적절한 표현이라 하겠다. 당신의 마지막은 원자보다 작은 입자의 흐름으로 블랙홀 안으로 소용돌이치며 사라질 것이다. 그런데 블랙홀에 빠지더라도 어떻게든 조석력을 이겨내 생존할 수 있는 상황을 가상한다면 더욱 재미있는 사실을 알 수 있다. 블랙홀은 클수록 당신에게 덜 치명적이다. 만약 당신이 빠진 블랙홀이 지구 크기만하다면 당신은 스파게티가 될 운명을 피할 수가 없다. 하지만 그 블랙홀이 만약 태양계만하다면 블랙홀의 사건 지평선(블랙홀에서 되돌아올 수 없는 한계선)에서 느끼는 조석력이 그다지 크지 않아 당신의 몸은 그런대로 원형을 보존할 수 있을 것이다. 그렇다면, 아인슈타인의 일반상대성 이론에서 예측한 시공간의 휘어짐은 블랙홀에서 어떻게 나타날까? 먼저 당신이 블랙홀로 뛰어들 때 빛의 속도에 가깝게 가속하여 돌입한다면, 공간 속을 움직이는 속도가 빠를수록 시간은 느리게 흘러갈 것이다. 그럼 어떤 현상이 벌어지는가? 당신이 블랙홀 안으로 떨어질 때 당신 바로 앞에는 당신보다 먼저 떨어진 것들이 보일 것이다. 그것들은 당신보다 더 많은 시간 지체를 겪었기 때문이다. 만약 뒤쪽으로 돌아볼 수 있다면, 당신보다 늦게 블랙홀 안으로 떨어진 모든 것들을 볼 수 있을 것이다. 결론적으로 말해, 당신은 당신이 있는 그 지점의 우주의 전 역사, 곧 빅뱅에서 먼 미래까지의 역사를 동시에 볼 수 있다는 뜻이다. 이광식 통신원 joand999@naver.com

‘맥주의 나라’로 알려진 독일을 대표하는 것은 무엇일까. 영국 리서치회사인 ‘유고브’가 지난해 10월부터 올 4월까지 독일인 1081명을 대상으로 설문한 결과는 예상과 사뭇 달랐다. 밀맥주를 즐겨 마시며 매년 뮌헨에서 맥주축제인 ‘옥토버페스트’를 여는 독일인이지만 절반 이상(57%)이 “맥주보다 와인이 좋다”고 답했다. 맥주는 독일인이 꼽은 대표 상징물 순위에도 이름을 올리지 못했다. 독일 심리학자 홀거 가이슬러의 말처럼 독일인에 대한 고정관념은 실제와 차이가 났다. 독일 DPA통신 등 현지 언론들은 유고브의 설문을 인용해 독일인이 꼽은 대표 1~3위는 자동차 폭스바겐(63%·복수응답)과 19세기 대문호 괴테(49%), 현 총리인 앙겔라 메르켈(45%)이라고 11일 보도했다. 폭스바겐은 ‘딱정벌레형 자동차’로 유명한 자동차회사다. 나치 통치기인 1937년 설립돼 부자의 전유물이던 자동차 보급에 앞장섰다. 이어 4~6위는 독일 국가(44%), 축구대표팀(39%), 통일의 기반을 닦은 빌리 브란트 전 총리(30%)가 꼽혔다. 나치 독재자인 아돌프 히틀러(25%)는 7위에 이름을 올려 세계적 물리학자 알베르트 아인슈타인(24%)을 간발의 차로 제쳤다. 9~10위는 아인슈타인에 소수점 이하의 수치로 밀린 전통 음식 커리부어스트와 작곡가 요한 제바스티안 바흐가 각각 차지했다. 맥주가 외면받은 것과 달리 주로 맥주와 함께 먹는 소시지(15%)가 12위에 꼽힌 사실도 흥미롭다. 공산주의를 창시한 카를 마르크스(9%)는 16위에 그쳤다. 오상도 기자 sdoh@seoul.co.kr