인류가 코로나19로 힘겨운 시간을 보내는 것처럼 토종벌들도 10년 넘게 끈질기고 잔인한 팬데믹의 시간을 보내고 있다. 2009년 발생한 바이러스성 감염병 ‘낭충봉아부패병’이 바로 그것이다. 치사율이 90%에 달하고 전염성도 강하다. 서양종 꿀벌은 감염돼도 치유가 가능하지만 활동 반경이 넓은 토종벌은 감염되면 반경 5~6㎞의 일벌 10만 마리를 전멸시킬 정도로 위협적이다. 코로나19처럼 마땅한 치료제와 예방약이 없어 격리해 확산을 차단하거나 살처분하는 방법밖에 없다. 이 때문에 토종벌은 95% 이상 궤멸했고, 토종 생태계까지 위험에 빠졌다.●꿀벌들의 코로나 ‘낭충봉아부패병’ 확산세 잠재운 한라벌 ‘한라벌’은 토종벌의 희망이다. 2019년 농촌진흥청이 육종한 저항성 토종벌 한라벌은 토종벌 사육 농가들과 전문가들이 힘을 합친 결과다. 끊임없이 사육 기술을 연구개발하고 농가에 적극적으로 보급하면서 지금은 낭충봉아부패병 확산세가 잡혔다. 특히 눈에 띄는 인물이 ‘청토청꿀’의 김대립(48) 대표다. 김씨는 낭충봉아부패병 퇴치에 힘쓰고, 토종벌 사육기술을 체계적으로 정립한 공로를 인정받아 지난달 농촌진흥청이 인증하는 ‘2021 대한민국 최고 농업기술 명인(축산분야)’에 선정됐다. 명인은 지역 농업·농촌 발전에 기여한 최고 농업기술자로 식량작물, 채소, 과수, 화훼·특작, 축산분야에서 각 1명이 선정된다. 축산부분은 그동안 소나 돼지 같은 큰 규모의 종목만 선정됐었기에 이번 결과는 더 의미 있다. 충북 청주시 낭성면 추정리 메밀꽃밭은 그가 토종벌을 위해 직접 메밀 씨를 뿌려 가꾼 곳이다. 1만 4000여평에 달하는 규모로 타지 관광객들도 찾는 명소가 됐다. 할아버지, 아버지에 이어 3대째 토종벌꿀을 만들고 있는 김씨는 아홉 살 생일선물로 벌통을 받았을 만큼 벌에 대한 애정이 남다르다. 관련 특허만 9건인 그에게도 낭충봉아부패병은 큰 난관이었다. 한라벌이라는 새 품종이 개발됐어도 ‘순종 교배’를 위해 외딴 지역에서 이들을 길러 다시 육지로 옮기는 작업이 중요하다. 김씨는 이 작업을 위해 대부분의 생활을 전남 보길도·노화도, 제주도 등에서 지내고 있다. 그는 “타지에서 고립된 생활을 한다는 게 쉽진 않지만 토종벌과 함께할 미래를 꿈꿀 수 있어 행복하다”고 미소 지었다.●꿀벌이 사라지면 인류는 4년 내 멸망… 25년간 야생꿀벌종 25% 감소 “꿀벌이 사라지면 인류는 4년 안에 멸망한다.” 아인슈타인의 예언으로 알려진 이 말은 사실 프랑스 양봉업자들의 주장이라는 설이 있다. 하지만 그만큼 인류의 생존에 벌이 중요하다는 사실만은 거짓이 아니다. 올 초 세계생물다양성정보기구는 지난 25년간 야생 꿀벌종의 25%가량이 감소했다는 연구 결과를 내놨다. 5월 20일은 유엔이 지정한 ‘세계 벌의 날’이다. 세계 야생식물 번식과 식량 생산에 필수적인 매개체인 꿀벌을 지킬 수 있도록 우리 모두의 관심이 필요한 때다.

지난 2015년, 중국에서는 일명 ‘중국판 아인슈타인’이 나타났다는 내용의 기사가 지역 언론에 실려 이목이 집중됐다. 당시 허페이 소재의 중학교에 등장한 일명 ‘과학 신동’ 류밍양 군은 10대 청소년이면서도 스모그로 인한 대기 오염 식별 및 검출 장치를 개발해 다수의 과학 기술상을 휩쓰는 등 연일 화제의 주인공이 됐다. 류 군의 과학기술상 수상은 지역 신문에 대대적으로 보도, 제2의 아인슈타인이라는 별칭을 얻었다. 그는 당시 다수의 과학상 수상을 경력으로 이 지역에서 손꼽히는 과학 영재 양성 고등학교에 입학했다. 이후에도 현지 언론은 그의 일거수일투족에 집중, 과학 신동이 중국 과학계의 역사를 새로 쓸 것이라는 후속 보도를 이어갔다. 그런데 최근 과거 류 군의 수상 내역이 일명 ‘아빠 찬스’ 남용한 부풀려진 스펙 조작이 있었다는 논란이 제기돼 논란이다. 한 누리꾼이 류 군이 과거 수상한 과학 기술상이 사실은 류 군의 부친이 내놓은 연구 논문을 그대로 베낀 것이라며 ‘스펙 조작설’을 제기했기 때문이다. 중국 다수의 매체들은 류 군의 스펙 부풀리기 논란과 류 군의 아버지인 중국과학원 허페이물질과학연구원(中国科学院合肥物质科学研究院) 류젠궈 박사의 연구 성적의 연관성에 집중해 보도했다. 28일 보도된 내용에 따르면, 허위 스펙 논란이 된 류 군의 수상 내역은 지난 2015년 제30회 전국청소년과학기술혁신경연대회에서 류 군이 수상한 발명 1위와 이듬해 실시됐던 2016년 허페이지역 청소년과학기술혁신 부문 1위 등의 수상 내역이다. 당시 류 군은 해당 수상 경력을 기반으로 유수의 고등학교에 일명 과학 특기생으로 입학했다. 류 군이 입학한 학교는 이 지역 명문 고등학교로 입학을 위해서는 ‘중카오’로 불리는 고등학교 입학 시험에서 고득점을 취득해야 한다. 하지만 류 군의 경우 과학 신동이라는 내용의 언론 보도와 경연대회의 수상 내역을 활용해 무시험 특기생 전형에 합격한 사례다. 논란이 된 류 군의 아버지는 이 분야의 저명한 학자로 주로 환경 오염 방지를 위한 신기술 연구 사업을 이끌고 있는 인물로 알려졌다. 현지 매체들은 류 군의 아버지로 류젠궈 박사를 지목, 류 박사의 연구 실적에 대해 ‘(그는)총 200건 이상의 연구 논문을 발표, 신기술 분야에서도 눈에 띄는 성적을 낸 인물로 올해까지 무려 130개 이상의 특허권을 취득한 인재’라고 보도했다. 실제로 류 박사는 국가과학기술진보상과 지방정부가 선정한 과학기술대회에서 1위를 수상, 현재 중국과학원의 전략적 선도과학기술 프로젝트의 대기 안개 추적 및 제어 연구 그룹에 포함돼 활동 중인 것으로 됐다. 류 박사의 주요 연구 분야는 대기 시스템 추적 및 제어와 관련한 프로젝트다. 논란 직후 류 박사 측은 현지 언론과의 인터뷰를 통해 “외부에서 제기된 조작설에만 집중하지 말고 아들 류 군의 연구 논문과 다른 점이 있다는 것을 직접 확인해달라”고 논란에 선을 그었다. 한편, 논란이 가중되자 중국과학원 허페이물질과학연구원과 전국청소년과학기술대회 조직위원회 측은 이번 문제의 심각성을 인지, 류 군의 부정 행위가 있었는지 여부를 조사 중이라고 밝혔다. 또, 중국과학원 허페이물질과학연구원 측은 홈페이지를 통해 ‘이 문제에 대한 조사를 신속하게 진행 중’이라면서 ‘조사가 종료될 경우 곧장 내용을 공개, 투명하게 문제를 해결할 것’이라고 공식 입장을 밝혔다.　 임지연 베이징(중국) 통신원 cci2006@naver.com

지난 2015년, 중국에서는 일명 ‘중국판 아인슈타인’이 나타났다는 내용의 기사가 지역 언론에 실려 이목이 집중됐다. 당시 허페이 소재의 중학교에 등장한 일명 ‘과학 신동’ 류밍양 군은 10대 청소년이면서도 스모그로 인한 대기 오염 식별 및 검출 장치를 개발해 다수의 과학 기술상을 휩쓰는 등 연일 화제의 주인공이 됐다. 류 군의 과학기술상 수상은 지역 신문에 대대적으로 보도, 제2의 아인슈타인이라는 별칭을 얻었다. 그는 당시 다수의 과학상 수상을 경력으로 이 지역에서 손꼽히는 과학 영재 양성 고등학교에 입학했다. 이후에도 현지 언론은 그의 일거수일투족에 집중, 과학 신동이 중국 과학계의 역사를 새로 쓸 것이라는 후속 보도를 이어갔다. 그런데 최근 과거 류 군의 수상 내역이 일명 ‘아빠 찬스’ 남용한 부풀려진 스펙 조작이 있었다는 논란이 제기돼 논란이다. 한 누리꾼이 류 군이 과거 수상한 과학 기술상이 사실은 류 군의 부친이 내놓은 연구 논문을 그대로 베낀 것이라며 ‘스펙 조작설’을 제기했기 때문이다. 중국 다수의 매체들은 류 군의 스펙 부풀리기 논란과 류 군의 아버지인 중국과학원 허페이물질과학연구원(中国科学院合肥物质科学研究院) 류젠궈 박사의 연구 성적의 연관성에 집중해 보도했다. 28일 보도된 내용에 따르면, 허위 스펙 논란이 된 류 군의 수상 내역은 지난 2015년 제30회 전국청소년과학기술혁신경연대회에서 류 군이 수상한 발명 1위와 이듬해 실시됐던 2016년 허페이지역 청소년과학기술혁신 부문 1위 등의 수상 내역이다. 당시 류 군은 해당 수상 경력을 기반으로 유수의 고등학교에 일명 과학 특기생으로 입학했다. 류 군이 입학한 학교는 이 지역 명문 고등학교로 입학을 위해서는 ‘중카오’로 불리는 고등학교 입학 시험에서 고득점을 취득해야 한다. 하지만 류 군의 경우 과학 신동이라는 내용의 언론 보도와 경연대회의 수상 내역을 활용해 무시험 특기생 전형에 합격한 사례다. 논란이 된 류 군의 아버지는 이 분야의 저명한 학자로 주로 환경 오염 방지를 위한 신기술 연구 사업을 이끌고 있는 인물로 알려졌다. 현지 매체들은 류 군의 아버지로 류젠궈 박사를 지목, 류 박사의 연구 실적에 대해 ‘(그는)총 200건 이상의 연구 논문을 발표, 신기술 분야에서도 눈에 띄는 성적을 낸 인물로 올해까지 무려 130개 이상의 특허권을 취득한 인재’라고 보도했다. 실제로 류 박사는 국가과학기술진보상과 지방정부가 선정한 과학기술대회에서 1위를 수상, 현재 중국과학원의 전략적 선도과학기술 프로젝트의 대기 안개 추적 및 제어 연구 그룹에 포함돼 활동 중인 것으로 됐다. 류 박사의 주요 연구 분야는 대기 시스템 추적 및 제어와 관련한 프로젝트다. 논란 직후 류 박사 측은 현지 언론과의 인터뷰를 통해 “외부에서 제기된 조작설에만 집중하지 말고 아들 류 군의 연구 논문과 다른 점이 있다는 것을 직접 확인해달라”고 논란에 선을 그었다. 한편, 논란이 가중되자 중국과학원 허페이물질과학연구원과 전국청소년과학기술대회 조직위원회 측은 이번 문제의 심각성을 인지, 류 군의 부정 행위가 있었는지 여부를 조사 중이라고 밝혔다. 또, 중국과학원 허페이물질과학연구원 측은 홈페이지를 통해 ‘이 문제에 대한 조사를 신속하게 진행 중’이라면서 ‘조사가 종료될 경우 곧장 내용을 공개, 투명하게 문제를 해결할 것’이라고 공식 입장을 밝혔다.　

태양계 모델을 본 적이 있다면 태양, 행성, 위성, 소행성들이 거의 같은 평면 위에 있다는 것을 눈치챘을 것이다. 모든 행성과 소행성들은 태양과의 거리는 각기 다르지만 같은 공전면 위에서 태양을 공전한다. 왜 그럴까? 이 질문에 답하기 위해 우리는 약 46억 년 전 태양계의 탄생 현장으로 시간여행을 해야 한다. 그 무렵에는 태양계란 존재하지 않았고, 앞으로 태양계를 이룰 거대한 ‘태양 성운’이 있었을 뿐이다. 지난 21일(현지시간) ‘라이브 사이언스’와 인터뷰한 하와이 대학 천문학자 네이더 해그하이푸어의 설명에 따르면, 당시 태양 성운는 먼지와 가스로 이루어진 거대한 회전 구름이었다. 성운의 크기는 무려 1만2000AU(천문단위)를 달했다. 1AU는 지구-태양 사이의 평균 거리로 약 1억5000만㎞니까 성운의 크기는 1조8000억㎞다. 이 어마무시한 크기의 구름 덩어리는 우주 먼지와 가스 분자로 가득 찬 존재였는데, 이것이 자체 질량으로 중력붕괴하면서 수축하기 시작했다고 해그하이푸어는 말했다. 먼지와 가스 구름이 붕괴하면서 회전속도를 높여가자 두리뭉실했던 구름 덩어리가 점차 편평해져갔다. 파이 반죽을 빠르게 회전시키면 납작해지는 것과 같은 이치다. 이 같은 현상이 바로 초기 태양계에 일어났던 것이다. 이렇게 성운 원반이 빠르게 회전하면, 그 중심에서 가스 분자들은 엄청난 압력으로 뭉쳐져 가승 공을 만들고 계속 온도가 치솟게 된다고 해그하이푸어는 설명한다. 이윽고 온도가 1000만 도를 돌파하면 중심부에서 하나의 사건이 일어나는데, 바로 수소가 융합하여 헬륨을 만들어내는 핵융합반응이 시작되는 것이다. 수소 원자 4개가 만나서 헬륨핵 하나를 만드는 과정에서 약간의 질량이 에너지로 바뀌는데, 아인슈타인의 그 유명한 공식 E=mc^2에 따라 여기서 엄청난 핵 에너지가 만들어지는 것이다. 이때 가스 공은 중력수축을 멈춘다. 가스 공의 외곽층 질량과 중심부 고온-고압이 평형을 이루어 별 전체가 안정된 상태에 놓이기 때문이다. 그렇다고 금방 빛을 발하는 별이 되는 것은 아니다. 핵융합으로 생기는 에너지가 광자로 바뀌어 주위 물질에 흡수, 방출되는 과정을 거듭하면서 줄기차게 표면으로 올라오는데, 태양 같은 항성의 경우 중심핵에서 출발한 광자가 표면층까지 도달하는 데 얼추 100만 년 정도 걸린다. 표면층에 도달한 최초의 광자가 드넓은 우주공간으로 날아갈 때 비로소 별은 반짝이게 되는 것이다. 이것이 바로 스타 탄생이다. 지금 하늘에서 우리를 비추고 있는 태양도 이러한 과정을 거쳐 탄생한 것이다. 아기 별 태양은 생후 5000만 년 동안 계속해서 성장하여 주변의 가스와 먼지를 모으고 강렬한 열과 복사를 뿜어냈다. 그리고 주위 물질을 집어삼키면서 점점 덩치를 키워나간다. 태양이 커짐에 따라 분자구름은 계속해서 붕괴되어 “별 주위에 원반이 형성되어 태양을 중심으로 하여 점점 더 팽창하면서 편평해진다”라고 해그하이푸어는 덧붙였다. 이 같은 과정이 진행되면서 이윽고 태양 성운은 젊은 별을 공전하는 원시행성 원반이라는 편평한 구조가 되었는데, 이 원반은 무려 수백 천문단위(AU)에 이르는 어마무시한 크기였지만, 두께는 그 너비의 10분의 1에 불과했다. 그후 수천만 년 동안 원시행성 원반의 먼지 입자는 부드럽게 소용돌이치며 때때로 서로 부딪쳐 합쳐지면서 밀리미터 크기의 알갱이가 되고, 그 알갱이들은 다시 센티미터 크기의 자갈이 되고, 자갈들은 계속 충돌, 합병하여 우주 암석을 만들어갔다. 결국 원시행성 원반에 있는 대부분의 물질은 서로 달라붙어 거대한 물체를 형성하기에 이르렀는데, 그 중 일부는 덩치를 충분히 키운 나머지 중력이 지배적인 힘으로 작용한 자신의 몸을 공처럼 둥글게 만드는 데 성공했다. 이것이 바로 행성, 위성, 큰 소행성 들이다. 덩치를 키우는 데 실패한 우주암석들은 울퉁불퉁한 위성이나 소행성, 혜성과 같이 불규칙한 모양이 되었다. 이러한 천체들은 크기는 다르지만 그들이 태어난 동일한 원반 평면에 머물게 되었으며, 이런 이유로 오늘날에도 태양계의 8개 행성을 비롯한 태양계 식구들은 거의 같은 공전면 위에서 태양 둘레를 돌게 된 것이다.

달걀 대신 시계를 삶아버린 뉴턴 평생을 홀아비로 살며 개와 고양이를 기른 뉴턴이 어느날 벽에다가 개와 고양이가 다닐 구멍을 하나 뚫어주었다. 그런데 구멍이 작아 개는 다닐 수 없겠다 싶어 그 옆에 큰 구멍을 또 하나 더 뚫었다. 친구가 보고 말했다. 벽에 왜 구멍을 둘씩이나 뚫었냐고. "개 하나, 고양이 하나가 필요하잖아." "그럼 큰 구멍 하나만 뚫어 같이 다니면 되지." "아, 참 그렇군." 이뿐만이 아니다. 연구에 열중하던 뉴턴이 달걀을 삶으려 물을 끓인 냄비에 달걀 대신 회중시계를 넣어버렸다는 일화도 있다. 다음 일화는 더욱 기가 막히다. 어느 날 난로 곁에 앉아 연구에 몰두하던 뉴턴이 다급히 하인을 불렀다. 난로가 뜨겁게 달아올라 견딜 수가 없을 지경이니 난로 속에 있는 불을 끌어내라고 했다. 그러자 하인은 답답하다는 듯 뉴턴에게 말했다. "아니, 난로가 너무 뜨거우면 불을 끌어낼 게 아니라 교수님이 앉은 의자를 뒤로 좀 물리면 되지 않습니까?” 그제야 멍때리는 표정으로 뉴턴이 대꾸했다. "아하! 그런 간단하고 좋은 방법이 있다는 걸 내가 왜 미처 생각 못했지?" 20년 산 자기 집을 못 찾았던 아인슈타인 이런 뉴턴에 꿀리지 않는 클래스가 바로 아인슈타인이다. 프린스턴 고등연구소에 있을 때 집이 가까워 점심은 늘 집에 와서 먹었다. 걸어서 다니면서도 늘 머리속으로는 '연구'를 하던 그는 길에서 동료를 만나 연구 얘기를 하다가 헤어질 때 동료에게 물었다. "여보게, 내가 집 쪽에서 오던가 연구소 쪽에서 오던가?" "집 쪽에서 오셨죠." "아, 그럼 점심은 먹은 거로군." 아인슈타인은 또 20년이나 산 자기 집의 주소를 끝내 외지 못했다. 그래서 미국 뉴저지주 머서카운티 프린스턴시 머서가 112의 집주인은 매번 다른 사람의 도움을 받아야 집을 찾을 수 있었다. 때로는 자신의 연구실로 전화를 걸어 주소를 알았다고 한다. 20세기 제일의 과학천재로 꼽히는 사람이 머리가 나빠서 그러지는 않았을 것이다. 심리학자들은 이러한 천재들의 증상을 '고기능성 자폐증'이라고 풀이한다. 한 분야에 너무나 집중한 나머지 다른 정보는 잘 받아들여지지 않는 증상이다. 지하철에서 미적분 문제를 풀어준 물리학자 노벨 물리학상을 받은 미국 물리학자 리언 레더먼이 다른 물리학자(리정다오)가 지하철에서 겪은 일을 <신의 입자>에서 다음과 같이 소개했다. 몇 년 전, 맨해튼 지하철에서 한 노인이 기초 미적분학 문제를 풀던 중 어려운 부분에 막혀서 쩔쩔매다가 옆 좌석에 앉아 있는 생면부지의 승객에게 도움을 청했다. “저, 실례지만 혹시 미적분 할 줄 아십니까?” “아, 네. 조금 할 줄 압니다.” 그 승객은 노인의 문제를 풀어주고 다음 정류장에서 내렸다. 노인이 지하철에서 미적분학 공부를 하는 것도 드문 일이지만, 그 노인의 옆자리에 앉아서 문제를 풀어준 사람은 무려 노벨상 수상자인 중국 출신의 이론물리학자 리정다오였다. ​정신병원 환자 취급당한 노벨상 물리학자 ​그러면서 레더먼은 자신도 지하철에서 겪은 일을 다음과 같이 너스레를 떨어가면서 풀어놓았다. 그도 지하철에서 뜻하지 않은 경험을 한 적이 있는데 결말은 사뭇 달랐다. 어느 날 시카고에서 통근열차를 탔는데, 정신병원에서 파견된 한 간호사가 환자 여러 명을 인솔하고 나와 같은 기차를 타게 되었다. 그런데 하필 환자들이 그가 있는 곳으로 모여드는 바람에 본의 아니게 그들 중 한 사람이 되었다. 여기까지는 오케이. 그런데 잠시 후 간호사가 다가와 환자의 수를 세기 시작했다. “하나, 둘, 셋…” 그 다음에 레더먼과 눈이 마주쳤고, 간호사가 눈을 가늘게 뜨며 물었다. “댁은 누구세요?” “아, 네. 저는 리언 레더먼이라고 합니다. 페르미 연구소의 소장이고 노벨상도 받았지요.” 그녀는 레더먼을 손가락으로 가리키며 계속 세어나갔다. “물론 그러시겠죠. 넷, 다섯, 여섯…”운전기사에게 강의시킨 노벨상 수상자 양자론의 문을 연 플랑크의 복사법칙을 발견하여 1918년 노벨물리학상을 받은 막스 플랑크는 일찍이 두각을 나타내 27세의 젊은 나이에 교수가 되었다. 워낙 동안인 플랑크는 40대에도 청년의 얼굴 그대로였는데, 하루는 플랑크가 어느 강의실에서 강의를 해야 할지를 몰라 과사무실 직원에게 물었다. "실례지만 플랑크 교수가 강의하는 교실이 어딘가요?" 직원이 단호한 어조로 말했다. "젊은이, 거긴 가지 말게. 자넨 너무 어려서 플랑크 교수의 강의를 이해하지 못할 거야." ​플랑크에게 다음과 같은 일화도 전한다. 양자이론을 제안하고 발전시킨 공로를 인정받아 1918년, 나이 60세 때 노벨 물리학상을 수상한 플랑크는 이후 독일 전역에서 강연을 해달라는 요청을 받아 바쁜 일정을 소화해야 했는데, 피곤한 사람은 플랑크뿐 아니라, 그를 싣고 독일 곳곳을 다녀야 했던 운전기사도 마찬가지였다. 그에 대해 약간 불만이 있었던지 한번은 강의하러 가는 도중에 운전기사가 뒷자리의 플랑크에게 한마디 툭 던졌다. "교수님 강의는 하도 많이 들어 저도 할 수 있겠습니다." 기사의 어깃장을 어떻게 받아들였는지는 모르지만 플랑크가 대뜸 이렇게 대꾸했다. "그럼 이번엔 자네가 한번 해보게나." ​이렇게 하여 뜻하지 않게 운전기사가 강단에 서서 열이론인 복사이론을 열나게 열강했다. 거기까지는 좋았는데, 강의 후 질문이 대뜸 날아들었다. 그러자 기사는 놀라운 임기응변을 보였다. "흠, 그런 질문은 제 조수가 답변해드리겠습니다." 플랑크가 얼른 강의를 바톤터치해서 무사히 끝냈다고 한다. ​이런 인간미 넘치는 막스 플랑크였지만 그만큼 비극적인 인생을 산 과학자도 드물다. 아내는 폐결핵으로 일찌감치 세상을 떠났고, 큰아들은 1차대전 때 전사했으며, 두 딸은 모두 아기를 낳다가 죽었다. 게다가 마지막 남은 둘째아들은 2차대전 중 히틀러 암살사건에 연루되어 사형선고를 받았다. 늙은 플랑크는 히틀러에게 달려가 탄원했지만, 1945년 끝내 사형이 집행되었다. 1947년 세상을 떠났다. 향년 89세.​최강의 독설가였던 천재 물리학자 역대 물리학자 중 최강의 독설가로 볼프강 파울리를 추대하는 데 반대하는 사람은 거의 없을 것이다. 1900년 4월 25일 오스트리아 빈의 유명한 유태인 과학자 집안에서 태어난 볼프강 파울리는 조숙한 천재로 어려서부터 총명함을 드러냈다. ​1918년 뮌헨 대학 물리학과에 입학한 파울리는 19세 때 당시 대부분의 과학자들조차 난해한 수학과 생경한 개념으로 인해 완전히 이해하기 어려웠던 아인슈타인의 특수 상대성 이론에 대해 237쪽짜리 해설서를 썼다. 아인슈타인조차 이 해설서에 감탄했고, 아직까지도 특수 상대성 이론의 최고 교과서로 인정받는다. 파울리는 이어 21살 때 이온화 수소 이론 논문으로 박사학위를 받고, 1925년에는 파울리 배타 원리를 발견했으며, 27살로 취리히 대학 교수로 임명되었다. 1945년에는 파울리 배타원리 발견 업적으로 노벨 물리학상을 받았다. ​닐스 보어, 하이젠베르크, 보른, 디락과 함께 초기 양자역학을 발전에 많은 기여를 한 코펜하겐 해석자 맴버들 중 한 명이기도 한 파울리는 그의 천재성만큼이나 날카로운 논평, 곧 강력한 독설로 유명했는데, "새로 쓴 논문의 성공 여부를 미리 알고 싶으면 학술지에 발표하기 전에 먼저 파울리에게 검증을 받아보라"는 말이 나돌 정도였다. ​그는 상대가 누구인지 가리지 않고 조금이라도 이상한 부분이 눈에 띄면 가차없는 독설을 날렸다. 한번은 파울리의 지도를 받던 제자가 연구논문을 발표했을 때, 말없이 듣고 있던 파울리가 마지막에 한 마디 내뱉었다. "자네는 나이도 젊은데 벌써 무명 물리학자가 되는 데 성공했구만." ​파울리로부터 이런 말을 듣고 주눅 들지 않을 사람은 없을 것이다. 그런데 이게 다가 아니었다. 몇 달 후 그 제자가 다시 완성한 논문을 들고 찾아왔을 때는 과학사에 길이 남을 명언을 발사했다. "이건 틀린 정도가 아니야! 틀렸다고 말할 수조차 없는 지경이라고!(Not even wrong!)" 제자의 이름은 빅터 바이스코프인데, 스승의 혹독한 조련 덕분이었는지 다행히 훗날 훌륭한 이론물리학자가 되었다고 한다. ​이런 파울리의 독설은 자신이 아쉬운 부탁을 할 때도 여전했다. 한번은 자기 제자를 당시 과학계의 지존 아인슈타인에게 추천하는 편지를 쓴 적이 있는데, 그 내용이 가관이었다. "아인슈타인 선생님, 이 학생은 제법 똑똑하기는 하지만, 수학과 물리학의 차이를 잘 구별하지 못합니다. 선생님도 그렇게 되신 지 꽤 오래인 만큼 잘 보듬어주시리라 믿습니다."

초신성 폭발은 우주에서 가장 강력한 폭발이다. 거대한 별이 마지막 순간 폭발하면서 방출하는 에너지는 은하 전체의 빛과 맞먹을 정도로 밝다. 하지만 이렇게 밝은 초신성 폭발도 100억 광년 이상 떨어진 거리에서는 너무 희미해 관측하기가 쉽지 않다. 물론 초신성뿐이 아니라 은하도 마찬가지다. 하지만 자연은 먼 우주를 연구하는 과학자들에게 한 가지 선물을 준비했다. 100여 년 전 아인슈타인은 상대성 이론에 근거해 멀리 떨어진 천체에서 온 빛이 은하처럼 무거운 천체를 지나면서 렌즈처럼 굴절되어 확대되거나 여러 개의 상이 맺히는 중력 렌즈 효과가 발생할 것으로 예언했다. 아인슈타인의 생각은 실제 관측으로 입증됐다. 그리고 이제 중력 렌즈는 멀리 떨어진 천체를 관측하는 데 없어서는 안 될 도구다. 희미한 은하나 초신성의 빛을 수십 배로 증폭해서 보여주기 때문이다. 최근 허블 우주 망원경에 관측된 중력 렌즈 효과를 분석하는 레퀴엠 (REQUIEM, REsolved QUIEscent Magnified Galaxies) 연구를 수행 중인 국제 과학자팀은 흥미로운 사실을 발견했다. 사우스 캘리포니아 대학의 스티브 로드니 (Steve Rodney)가 이끄는 연구팀은 지구에서 40억 광년 떨어진 은하단인 MACS J0138.0-2155에 의해 확대된 은하를 분석하던 중 2016년 보였던 작은 은하가 2019년 이미지에는 보이지 않는 것을 확인했다. (사진에서 작은 원 안의 점) 은하는 몇 년 만에 사라질 수 없다. 따라서 이미지에 포착된 것은 은하가 아니었다. 해당 천체는 100억 광년 떨어진 것으로 이 거리에서 은하만큼 밝으면서 짧은 시간 동안 사라질 수 있는 천체는 초신성뿐이다. 물론 중력 렌즈에 포착된 초신성 자체는 드문 일이 아니지만, 이미지를 분석한 연구팀은 이 초신성의 상이 3개가 아니라 4개여야 한다는 결론에 도달했다. 그렇다면 4번째 빛은 어디로 갔을까? 연구팀은 이 빛이 좀 더 먼 경로를 돌아오고 있어 2037년에야 보일 것으로 예상했다. 렌즈라고 표현하지만, 사실 중력 렌즈는 매끈한 렌즈가 아니라 다소 불규칙한 형태를 지닌 은하단인 경우가 많다. 따라서 초점이 맞지 않는 것은 물론 상이 왜곡되거나 혹은 관측자에 빛이 도달하는 시점이 다 다른 경우도 있다. 물론 이는 매우 미세한 차이지만, 100억 광년 떨어진 장소에서 오는 빛이라면 수십 년 정도 차이를 만들 수 있다. 다만 이런 미세한 차이를 계산해 정확한 관측 시점을 예측하기는 어려웠다. 연구팀은 네 번째 빛이 2037년에서 수년 전후로 지구에 도착할 것으로 예상하고 있다. 이를 관측하면 중력 렌즈 효과를 더 정교하게 예측할 수 있을 뿐 아니라 암흑 물질, 우주의 팽창 속도 연구 등에도 도움이 될 것으로 기대된다.

‘세계는 원자로 이루어져 있다’ 아인슈타인 이후 최고의 천재로 일컬어지는 미국의 물리학자 리처드 파인만은 원자에 대해 이렇게 한 마디로 규정했다. “다음 세대에 물려줄 과학지식을 한 문장으로 요약한다면, ‘모든 물질은 원자로 이루어져 있다’는 것이다.” 이처럼 원자는 물질세계의 가장 기본적인 질료이자 현대 물리학의 화두이다. 현대문명의 총화인 컴퓨터, TV, 휴대폰 등 모든 전자기기들은 원자의 과학인 양자론 위에 서 있는 것들이다. 물리는 원자에서 시작하여 원자로 끝난다고 할 수 있다. 그런데 원자의 크기는 대체 얼마나 될까? 전형적인 원자의 크기는 10^-10m다. 1억분의 1㎝란 얘기다. 상상이 안 가는 크기다. 중국 인구와 맞먹는 10억 개를 한 줄로 늘어놓아야 가운데 손가락 길이만한 10㎝가 된다. 각설탕만한 1㎝^3의 고체 속에는 이런 원자가 10^23개쯤이 들어 있다. 얼마만한 숫자인가? 지구의 모든 바다에 있는 모래알 수와 맞먹는 숫자이다. 원자의 속고갱이인 원자핵의 크기는 얼마나 될까? 약 10^-15m다. 원자의 10만분의 1 정도다. 그렇다면 원자의 크기는 무엇으로 결정되는가? 원자핵을 중심으로 돌고 있는 전자 궤도가 결정한다. 결론적으로 말하면, 원자는 그 부피의 10^-15(부피는 세제곱), 곧 1천조 분의 1을 원자핵이 차지하고, 그 나머지는 모두 빈 공간이라는 말이다. 이게 대체 얼마만한 공간일까? 원자가 잠실야구장만 하다면 원자핵은 그 한가운데 있는 콩알보다도 더 작다. 지구상의 모든 물질을 원자핵과 전자의 빈틈없는 덩어리로 압축한다면 지름 200m의 공을 얻을 수 있다. 자연은 원자를 제조하는 데 너무나 많은 공간을 남용했다고 해도 할 말이 없을 것 같다. 물질을 세분해 가면 분자 -> 원자 -> 원자핵...으로 세분화되고, 마지막에 더이상 나눌 수 없는 가장 작은 알갱이에 이르게 되는데, 이를 소립자라고 한다. 소립자는 현재까지 발견된 물질을 구성하는 가장 작은 단위의 입자이다. 이러한 물질의 최소단위를 연구하는 학문을 소립자 물리학이라 하는데, 우주의 기본 입자 물체를 연구하는 물리학의 한 분야이다. 가장 먼저 발견된 소립자는 1897년 영국의 물리학자 존 톰슨에 의해 발견된 전자이다. 20세기에 접어들어 원자를 비롯한 소립자에 대한 연구가 본격적으로 시작되었는데, 이 소립자 물리학의 역사는 기원전 4세기까지 거슬러올라간다. 무려 2400년의 역사를 갖고 있다는 말이다. 최초로 ‘원자 개념’은 갓 구운 빵에서 나왔다. 고대 그리스 철학자 중 “물질의 최소 단위를 모르고서는 결코 우주를 이해할 수 없다”고 말한 사람은 바로 플라톤(BC 427~347)이었다. 그는 또 ‘우주는 왜 텅 비어 있지 않고 무언가가 존재하는가?’하고 물었다. 물질의 기원에 관한 가장 원초적인 질문이었다. 물론 그러한 질문에 제대로 답할 만한 과학이 당시엔 없었다. 그러나 물질에 대해 가장 독창적이고 놀라운 주장을 한 사람이 나타났다. 기원전 4세기 그리스의 데모크리토스(BC 460~380)였다. “지식은 두 가지 방법으로 얻을 수 있다. 지성에 의해 타당한 추론을 얻을 수 있고, 다른 방법은 모든 감각을 정교하게 동원해서 얻어낸 자료를 통해 추론하는 것이다”라고 말한 데모크리토스는 물질의 본성에 대해 다음과 같이 갈파했다. “모든 물질이 더 이상 나눌 수 없는 작은 것, 곧 원자(atomos)로 이루어져 있으며, 이것이 바로 물질의 보이지 않는 가장 작은 구성요소로서, 세계는 무수한 원자와 공(空) 외에는 아무것도 존재하지 않는다.” 그렇다면 데모크리토스는 아무런 과학적 관측도구도 없었던 그 시대에 어떻게 만물이 원자로 이루어져 있다는 것을 알아냈을까? 데모크리토스가 ‘아토모스’를 착상하게 된것은 놀랍게도 ‘빵’ 때문이었다. 별다른 것이 아니라, 바로 우리가 먹는 빵이다.길고 긴 단식 기간을 보낸 데모크리토스는 거의 단식이 끝나가던 어느 날, 뜻하지 않게 아토모스(‘더 이상 나누어지지 않는’이라는 뜻)라는 개념을 떠올리게 되었다. 그것은 친구가 그가 있던 방 안으로 갓 구운 빵을 들고 들어왔을 때였다. 데모크리토스는 고개를 들기도 전에 그것이 빵임을 단박에 알 수 있었다. 그는 생각했다. ‘눈에 보이지 않는 빵의 진수(essence)가 허공을 가로질러 내 코에 도달했다.’ 그는 빵 냄새를 공책에 적어놓고는 ‘공간을 가로질러온 빵의 진수’에 대해 깊이 사색했다. 그러고는 그가 관찰했던 작은 물웅덩이를 떠올렸다. 물웅덩이는 점점 작아지다가 결국 말라붙어 사라진다. 왜 그럴까? 눈에 보이지 않는 물의 진수가 웅덩이에서 빠져나가 멀리 사라진 것이다. 빵의 진수가 내 코를 자극하고 사라진 것과 마찬가지로. 이 위대한 고대의 천재는 마침내 다음과 같은 결론에 도달하게 되었다. “모든 물질이 더 이상 나눌 수 없는 작은 것, 곧 원자(atomos)로 이루어져 있으며, 이것이 바로 물질의 보이지 않는 가장 작은 구성요소로서, 세계는 무수한 원자와 공(空) 외에는 아무것도 존재하지 않는다. 다른 것은 다 견해에 불과하다.” 그는 또 원자를 설명하면서, 원자는 영원불변하며, 절대적인 의미에서 새로 생겨나거나 사라지는 것은 아무것도 없으며, 사물들이 안정되어 있고 시간이 흘러도 변하지 않는 까닭은 모든 원자들이 똑같은 크기를 갖고 자기가 차지하고 있는 공간을 꽉 메우고 있기 때문이라고 했다. 물론 오늘날 우리는 원자가 더 작은 입자들로 이루어진 보따리 구조라는 사실을 알고 있다. 따라서 데모크리토스가 말한 원자는 입자로 바꿔 생각해야 할 것이다. 어쨌든 데모크리토스가 말한 대로 물질을 계속 쪼개나가다 보면, 그 이름이 무엇이든 간에 물질의 최소 단위에 이르게 된다. 왜냐하면 물질을 무한히 쪼개나갈 수는 없기 때문이다. 현재 물질을 구성하는 궁극적인 최소단위, 곧 기본입자는 6종의 쿼크와 6종의 렙톤, 총12가지로 알려져 있다. 이것들이 바로 데모크리토스가 말한 ‘아토모스’인 셈이다. 인간의 눈에는 결코 보이지 않는 극미의 원자. 그러나 이 원자들이 우주의 삼라만상들을 이루고 있는 것이다. 참고로, 이 우주에는 총 10^82제곱 개 원자들로 이루어져 있으며, 그것들이 만드는 물질은 우주 공간의 1조분의 1 정도를 채우고 있을 뿐이다. 한 물리학자의 말을 빌면, "큰 성당 안에 모래 세 알을 던져넣으면 성당 공간의 밀도는 수많은 별을 포함하고 있는 우주의 밀도보다 높게 된다." 그러니 우주는 사실 텅 빈 공간이나 다를 바가 없다. 우리는 그야말로 색즉시공(色卽是空)의 세계에서 살고 있는 것이다. 현대 물리학은 2400년 전 물질의 최소 단위라는 개념을 싹틔운 데모크리토스의 ‘아토모스’ 착상에서부터 출발했다고 해도 과언이 아니다.　  

리처드 파인먼은 알베르트 아인슈타인과 함께 20세기 최고의 물리학자로 불린다. 파인먼은 1980년대 초 양자컴퓨터를 처음 제안했다. 현재 사용 중인 비트(bit) 단위 컴퓨터로는 대용량 계산을 하지 못할 수 있다는 것이다. 이후 1984년 미국 벨 연구소의 피터 쇼어가 현대 공개키 암호의 대표인 RSA 알고리즘을 양자컴퓨터로 깰 수 있다는 것을 증명해 양자컴퓨터에 대한 관심이 크게 높아졌다. 지난달 대전에서는 양자컴퓨터 관련 암호 국제학술대회(PQCrypto 2021)가 열렸다. 한국전자통신연구원(ETRI)은 이 자리에서 양자컴퓨팅 환경에서 안전성을 측정할 수 있는 방법론을 발표해 전 세계적으로 큰 호응을 얻었다. 암호를 분석하는 전용 플랫폼인 ‘큐 크립톤’을 처음으로 발표했다. 양자컴퓨팅 환경에서 다양한 암호의 안전성 분석에 관한 연구는 세계 최초이다. 이로써 양자컴퓨터를 이용한 해킹에 강인한 암호 알고리즘을 검증할 수 있는 토대가 마련된 셈이다. 양자 컴퓨터를 구현하는 기업별로 서로 다른 큐비트(Qubit) 규모, 칩 구조, 오류율 등 다양한 요소를 고려한 암호 안전성의 정량적 분석 및 시뮬레이션이 가능해진 것이다. 미래 양자컴퓨터는 기존 컴퓨터가 해결 못 한 양자 머신러닝, 신약 물질 개발, 광합성의 기작 원리 등 다양한 과학 분야에서 크게 이바지할 것이다. 이와 함께 한층 더 높은 보안성이 보장되는 암호 알고리즘 발굴 및 검증 노력도 필요하다.

현재 미 항공우주국(NASA)이 이끄는 국제 컨소시엄은 50년 만에 인간을 다시 달로 보내는 아르테미스 임무를 추진하고 있다. 과거 아폴로 시대와 가장 큰 차이점은 이번에는 한 번 가고 끝나는 것이 아니라 영구적인 달 기지 건설을 위한 토대를 건설한다는 점이다. 하지만 인류가 달에 진출한다면 당장에 어떤 이점이 있을까? 이 질문에 대한 대답 중 하나는 지구에서는 건설이 어려운 특수한 과학 시설을 만들 수 있다는 것이다. 과학자들은 2015년 아인슈타인이 이론적으로 예측했던 중력파의 존재를 100년 만에 검증했다. 중력파를 사상 최초로 검출한 장치는 LIGO(Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory)였다. LIGO는 역사상 가장 정밀한 레이저 간섭계로 중력파에 의한 미세한 시공간의 떨림을 관측할 수 있다. 과학자들의 관심은 이제 중력파 자체를 검증하는 것보다 중력파를 이용해서 우주를 관측하는 중력파 천문학에 쏠려 있다. 하지만 지구에는 여러 가지 미세한 진동이 많기 때문에 진짜 중력파를 구분하는 일이 쉽지 않다는 문제가 있다. 밴더빌트 대학과 하버드 대학의 연구팀은 달 표면에 중력파 검출 장치를 건설하면 지구에서는 불가능한 미세 중력파를 측정할 수 있다고 주장했다. 이들이 제시한 GLOC (Gravitational-wave Lunar Observatory for Cosmology) 장치는 아직 초기 개념 연구 단계이지만, 실제로 건설한다면 인류 역사상 가장 강력한 중력파 천문대가 될 수 있다. 그렇게 보는 이유는 간단하다. 달 표면에는 중력파 검출을 어렵게 만드는 진동이 거의 없다. 지구에서는 차량의 이동 같은 인위적인 진동이나 바람이나 비 같은 자연 현상에 의한 미세 진동이 항상 존재하지만, 달에는 사람은 물론 물도 공기도 없다. 가끔 내부의 지진이나 운석 충돌에 의한 진동이 발생하지만, 지구에서 발생하는 진동과는 비교할 수 없을 정도로 작다. 여기에 본래 진공상태이기 때문에 LIGO처럼 긴 진공 튜브를 지하에 따로 매립할 필요가 없다. 레이저의 진행을 방해하는 대기나 기타 장애물이 없기 때문에 몇 개의 지점에 레이저 간섭계를 설치하면 중력파 검출기로 사용할 수 있는 것이다. 현재 중력파 천문학은 블랙홀이나 중성자별의 쌍성계처럼 강한 중력파를 내는 천체에 한정되어 있다. 하지만 중력파 천문학에는 더 많은 가능성이 존재한다. 예를 들어 전자기파로는 관측이 불가능한 빅뱅 직후 초기 우주의 모습을 중력파 형태로 관측할 수 있을지도 모른다. 다만 이를 위해서는 지금까지 없었던 강력한 중력파 검출 장치가 필요하다. 달 표면 중력파 천문대가 그 역할을 해낼 수 있을지 미래가 주목된다.

아인슈타인의 일반 상대성 이론에 의해 예측된 것 중 하나가 확인됐다. 은하 중심에 있는 초대질량 블랙홀을 살피던 미국 스탠퍼드대 천체물리학자 등 국제 연구진이 블랙홀의 뒤에서 새어나온 빛을 사상 처음으로 관측했다고 밝혔다. 미국 스탠퍼드대 천체물리학자 댄 윌킨스 박사 등 국제 연구진은 지구에서 8억 광년 떨어진 왜소 불규칙 은하 ‘I 츠비키 18’(I Zwicky 18)의 중심에 있는 태양 1000만 배 질량을 지닌 초대질량 블랙홀을 관찰하던 중 흥미로운 패턴을 발견했다.연구진은 일련의 밝은 X선 플레어를 관측했는데 이는 흥미롭긴 하지만 전례가 없는 것은 아니었다. 놀라운 점은 이보다 좀더 작고 나중에 색상이 다른 것으로 확인된 X선이 추가로 방출되는 기묘한 패턴이 관측된 것이다. 분석 결과, 추가로 방출된 X선은 처음에 나온 X선과 같은 것으로 밝혀졌다. 그런데 이 빛이 블랙홀 뒤에서 휘어져 나온 것으로 연구진은 보고 있다. 연구진에 따르면, 이런 빛의 메아리는 블랙홀 뒤 강착 원반에서 반사된 빛의 패턴과 일치한다. 이에 대해 윌킨스 박사는 “지난 몇 년간 이런 빛의 메아리가 어떻게 보이는지 이론적 예측을 시행해 왔다”면서 “이론적으로 그 모습을 확인하고 있었으므로 실제로 망원경으로 관측했을 때 즉시 관계가 있다는 점을 깨달았다”고 설명했다.블랙홀에 빨려들어간 빛은 다시 탈출할 수 없다. 따라서 블랙홀 뒤에서 빛이 나올리는 없다. 그런데도 뒤쪽의 빛을 관측할 수 있는 이유는 블랙홀이 공간을 일그러뜨려 빛과 주변의 자기장이 휘어지기 때문이다. 이는 일반 상대성 이론을 통해 예측된 것이다. 즉 1세기 전에 아인슈타인이 예언한 것이 지금에서야 실제로 관측됐다는 얘기다.연구진은 원래 블랙홀의 코로나를 관찰하고 있었다. 이는 초대질량 블랙홀에 가스가 빨려 들어갈 때 생기는 자력을 띤 플라스마다. 블랙홀에 삼켜지는 가스는 수백만 도의 초고온으로 가열된다. 그러면 원자에서 전자가 분리돼 자력을 띤 플라스마가 발생한다. 그것은 블랙홀 회전에 포착돼 높이 솟구쳐 아치를 그리다가 곧 붕괴한다. 그 모습이 태양의 코로나처럼 보여 같은 이름으로 불린다. 블랙홀의 코로나에서는 밝은 X선이 방출되고 있어 이를 관찰하는 것으로 블랙홀의 사건 지평선(블랙홀의 안과 밖 경계면) 바로 바깥 정보를 알 수 있다고 연구진은 덧붙였다. 자세한 연구 결과는 세계적 학술지 네이처(Nature) 최신호(7월 28일자)에 실렸다.

지난 17일(현지시간) 우주전문사이트 스페이스닷컴에 게재된 흥미로운 ‘우주의 원자 수’ 칼럼을 약간 가공해 소개한다. 우주의 모든 물질은 크든 작든, 새것이든 오래된 것이든 상관없이 모두 원자로 구성되어 있다. 이 구성물질 각각은 양성자와 중성자가 결합해 양전하를 띤 핵과 음전하를 띤 궤도 전자로 이루어진다. 원자가 가지고 있는 양성자, 중성자, 전자의 수는 원자가 주기율표에서 어떤 종족에 속하는지 결정하고, 주변의 다른 원자와 반응하는 방식에 영향을 미친다. 우리 주변에서 볼 수 있는 모든 물질들은 서로 다른 원자들이 독특한 방식으로 상호 작용하는 구성체일 뿐이다. 모든 것이 원자로 이루어져 있다면, 이 우주를 만들고 있는 원자의 수는 대체 몇 개나 되는지 알 수 있을까? 영국언론 ‘가디언’에 따르면 일단 ‘작게’ 시작하는 방법을 권한다. 즉, 우리 몸을 이루는 원자 수부터 세어보는 것이다. 우리 몸은 대략 평균적으로 7x10^27승 개의 원자로 구성되어 있다. 이는 7 다음에 0이 27개나 붙어 있는 엄청난 숫자다. 한 사람에게 이처럼 방대한 양의 원자가 있다는 사실을 감안할 때, 전체 우주에 얼마나 많은 원자가 있는지 결정하는 것이 얼핏 불가능하다고 생각할 수도 있다. 왜냐하면, 이 우주는 우리가 관측할 수 없을 정도로 크기 때문에 그 정확한 크기를 현재 알 수 없기 때문이다. 하지만 문제를 조금 단순화시켜 관측 가능한 우주에 있는 원자 수로 한정한다면 몇 가지 우주론적 가정과 약간의 수학을 사용하여 관측 가능한 우주에 얼마나 많은 원자가 있는지 대략적으로 계산할 수 있다. 관측 가능한 우주 우주는 138억 년 전 빅뱅으로부터 출발했다. 질량과 온도가 무한대인 점인 ‘원시원자’가 폭발하여 우주가 생겨났고, 그때 시작된 팽창은 지금 이 시간에도 계속되고 있는 중이다. 이것이 언제 멈추어질는지는 아무도 모른다.어쨌든 우주의 나이는 138억 년이라는 사실은 이제 정설이 되어 여기에 이의를 제기하는 과학자는 거의 없다. 빅뱅에서 시작하여 우주가 지금까지 빛의 속도로 팽창하고 있다면, 관측 가능한 우주는 모든 방향으로 138억 광년 거리까지 확장되었다고 생각하기 쉽다. 하지만 우주는 그보다 더 크다. 빅뱅 직후에 빛보다 더 빠른 팽창이 이루어졌기 때문이다. 우주론에서는 이를 ‘인플레이션’이라 한다. 그렇다면 어떤 이는 이런 질문을 할 수도 있다. 우주에는 빛보다 빨리 움직이는 것은 없는데, 어떻게 우주가 빛보다 빨리 팽창할 수 있는가? 이에 대한 정답은 '우주의 팽창은 물질의 운동이 아니라 공간 자체가 팽창하는 것이기 때문에 가능하다' 미 항공우주국(NASA)에 따르면, 현재 우리가 알고 있는 우주의 크기는 약 920억 광년이다. 즉, 우리가 관찰할 수 있는 우주는 실제로 모든 방향으로 460억 광년 거리까지 뻗어 나갔다는 듯이다. 그러나 관측 가능한 우주의 크기를 안다고 해서 그 안에 얼마나 많은 원자가 있는지 다 알 수 있는 것은 아니다. 그 우주 안에 얼마나 많은 물질이 담겨 있는지 알아야 한다. 더욱이 물질만 우주에 있는 것이 아니다. NASA 발표에 따르면 물질이 우주에 차지하는 비중은 5%에 지나지 않는다. 나머지 95%가 암흑 에너지와 암흑물질이라는 뜻이다. 그런데 이들은 원자로 구성되어 있지 않다. 그래도 ‘우주의 산수’를 하는 데는 별 지장이 없다. 이 문제는 아인슈타인이 해결해주었다. 아인슈타인의 유명한 E=mc² 방정식에 따르면, 에너지와 질량(물질)은 상호 교환이 가능하므로 물질이 에너지로 생성되거나 에너지로 변환될 수 있다. 지금까지 우주에 대한 우리의 관찰에 따르면 우주를 지배하는 물리 법칙은 어디에서나 동일하다. 이에 더해 우주의 팽창이 일정하다고 가정한다면, 우주 스케일에서 볼 때 물질은 우주 전체에 균일하게 분포되어 있음을 의미한다. 이는 우주론적 원리로, 우주의 등방성이라 한다. 다시 말해, 우주의 다른 영역보다 더 많은 물질을 가진 특정 영역은 없다는 뜻이다. 이 아이디어를 통해 과학자들은 관측 가능한 우주에서 별과 은하의 수를 정확하게 추정할 수 있다. 또한 대부분의 원자가 별과 성운에서 발견되기 때문에 ‘우주의 산수’가 그리 어렵운 것은 아니다. 간단한 계산을 위한 조건들 관측 가능한 우주의 크기와 물질이 균일하고 유한하게 분포되어 있다는 사실을 알면 우주의 원자 수를 쉽게 계산할 수 있다. 그러나 계산기를 꺼내기 전에 몇 가지 가정을 더 해야 한다. 첫째, 우리는 모든 원자가 별에 포함되어 있지 않더라도 별 안에 포함되어 있다고 가정해야 한다. 불행히도 우리는 별에 비해 관측 가능한 우주에 얼마나 많은 행성, 달, 우주 암석이 있는지에 대한 정확한 정보를 갖고 있지 않다. 그러나 우주에 있는 원자의 대다수는 별 안에 포함되어 있기 때문에 다른 것은 무시하고 별에 있는 원자 수만 파악하면 우주의 원자 수에 대한 좋은 근사치를 얻을 수 있다. 예컨대, 태양계에서 태양이 차지하는 비중은 99.86%에 달하므로 기타 등등은 0.14%에 지나지 않는다. 둘째, 우리는 우주의 모든 원자가 수소 원자는 아니지만 수소 원자라고 가정하면 계산이 훨씬 간단해진다. 로스 알라모스 국립연구소에 따르면, 수소 원자가 우주 전체 원자의 약 90%를 차지하며, 나머지의 9%는 헬륨, 기타 중원소들은 1% 미만이다. 약간의 수학을 곁들이면... 드디어 대망의 수학 시간이 돌아왔다. 관측 가능한 우주의 원자 수를 계산하려면 우주의 질량을 알아야 한다. 즉, 별이 몇 개 있는지 알아야 한다. 유럽우주국(ESA)에 따르면, 관측 가능한 우주에는 약 10^11~10^12(1조)개의 은하가 있으며, 각 은하에는 평균 10^11~10^12(1조)개의 별이 포함되어 있다. 즉 우리 우주에는 총 10^22에서 10^24개의 별이 있다는 뜻이다. 계산을 간단히 하기 위해 우리는 관측 가능한 우주에 10^23개의 별이 있다고 가정할 수 있다. 물론 이것은 최선의 추측인 평균치일 뿐이다. ‘사이언스 ABC’에 따르면 별의 평균 무게는 약 10^32kg이며, 이를 기반으로 하면 암흑 에너지와 암흑물질을 포함한 전체 우주의 물질 질량이 약 10^55kg임을 알 수 있다. 그러면 그 안에 얼마나 많은 원자가 들어 있을까? 일리노이에 있는 페르미 국립가속기연구소에 따르면, 물질 1g에는 평균적으로 약 10^24개의 양성자가 있다. 이것은 각 수소 원자가 하나의 양성자를 가지기 때문에 수소 원자의 수와 같다는 것을 의미한다. 이것은 관측 가능한 우주에서 10^82개의 원자 수가 있음을 가리킨다. 숫자로 나타내면 다음과 같다. 10,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000개 원자. 이 수치는 수많은 근사치와 가정을 기반으로 한 대략적인 추측이다. 그러나 관측 가능한 우주의 실제 상황과 그리 동떨어진 수치는 아닐 것이다. 그렇다면 10^82이라는 수는 과연 얼마나 큰 수일까? 동양권 숫자의 가장 큰 단위인 무량대수無量大數(10^68)보다도 10^14배 큰 어마무시한 숫자이지만, 10^100승인 구골(Googol)에는 한참 못 미치는 수다. 10^82승 개 원자들이 만드는 우주는 얼마나 물질로 충만해 있을까? 그래봤자 광막한 우주 공간의 1조 분의 1 정도를 채우고 있을 뿐이라고 한다. 그래서 물리학자는 제임스 진스는 우주의 물질 밀도에 대해 “큰 성당 안에 모래 세 알을 던져넣으면 성당 공간의 밀도는 수많은 별을 포함하고 있는 우주의 밀도보다 높게 된다”고 말했다. 그러니 우주는 사실 텅 빈 공간이나 다를 바가 없다. 우리는 그야말로 색즉시공(色卽是空)의 세계에서 살고 있는 것이다.

아름다운 하늘 사진이 지난 10일(현지시간) ‘오늘의 천문사진’(APOD)에 올라왔다. 스페인의 카나리아 제도에 있는 테네리페 섬 테이데 국립공원에서 찍은 새벽 하늘 풍경으로, 가느다란 호로 빛나는 초승달과 수성의 모습이 포착되어 있다. 지구 행성의 하늘에 있는 태양에서 가장 가까운 행성인 수성이 희붐하게 밝아오는 동녘하늘에서 아름답게 빛나고 있다. 늦잠형 인간이라면 평생 보기 힘든 행성이 바로 수성이다. 태양에 바짝 붙어 있어 새벽이나 초저녁에 운이 좋아야 잠깐 볼 수 있기 때문이다. 그래서 행성운동 3대법칙을 발견한 요하네스 케플러도 평생 수성을 한 번도 보지 못했다는 말이 전해온다. 수성의 바로 위에서 빛나는 별은 황소의 뿔 근처에 있는 3등성 황소자리 제타 별이다. 하지만 이 모든 것보다 눈여겨 봐야 할 부분은 밝게 빛나는 초승달의 위쪽으로 보이는 희미한 달의 밤 부분이다. 햇빛을 받지 않은 부분이 어떻게 희미하게 빛날까? 빛의 회절 현상인가, 생각할 수도 있지만, 그것은 불가능하다. 수면파나 소리, 라디오 전파와는 달리 빛은 거의 회절하지 않는다. 이는 빛의 파장이 이들에 비하여 훨씬 짧기 때문이다. 그렇다면 달의 밤 부분의 희미한 빛의 정체는 무엇일까? 이것을 최초로 알아낸 사람은 500년 전 르네상스 시대의 만능인 레오나르도 다빈치다. 달의 어두운 부분에서 반사되는 잿빛(ashen glow)은 바로 지구의 바다가 반사한 빛을 다시 반사한 것이다. 다빈치는 이 현상을 1500년대 초 기록으로 남겼으며, 지구와 달 둘 다 태양광을 반사하는 존재임을 알게 되었다. 그래서 이 빛을 ‘다빈치 글로'(da Vinci Glow)라 하며, 천문용어로는 '지구조'(地球照, earthshine)라 한다.정확히 말하면, 지구조는 달의 밤 반구면에 지구의 빛이 반사되는 현상으로, 달이 초승달이나 그믐달 위상을 보이는 때를 전후하여 관측 가능하다. 만약 지구조 시기에 달에서 지구를 바라보면, 지구는 ‘보름지구’에 가까운 형상을 보여줄 것이다. 태양광은 지구에 반사되어 달의 밤 반구로 가서는 다시 반사되어 지구 관측자의 눈에 들어온다. 밤의 반구 부분은 희미하게 빛나는 것으로 보이며, 달의 둥근 원반 모양이 어둡게 보인다. 다빈치는 지동설을 확립한 갈릴레오보다 100년이나 더 전인 천동설 시대에 살았던 사람인데도 이러한 현상을 정확하게 꿰뚫은 것을 보면 과연 인류 최고의 지성이라고 할 만하다. 화가의 눈과 과학자의 마인드가 합작하지 않았다면 결코 알 수 없었을 것이다. 참고로, 다빈치는 2007년 11월 ‘네이처’ 지가 선정한 ‘인류역사를 바꾼 10명의 천재’ 중 가장 창의적인 인물 1위를 차지했다. 2위는 셰익스피어였고, 과학자인 아이작 뉴턴은 간신히 6위를 차지했다. 이 외에도 아테나 여신상의 건축가 피디아스, 미국 독립선언문의 주인공 토머스 제퍼슨 대통령이 올랐으며, ‘천재’와 그 이름이 동격으로 취급되는 아인슈타인은 겨우 10위에 턱걸이했다. 어쨌든 ‘인류 10대 천재’ 선정에서 르네상스형 만능인 다빈치가 역사상 가장 창의적인 융합형 인재로 평가된 것이다. 그는 평생 기술과 과학 그리고 예술을 하나로 융합하려는 창의적인 노력을 끊임없이 기울였던 통섭이었다.　

'우주의 끝' 문제는 언제나 우리의 지적 호기심을 자극하는 흥미로운 주제이다. 우주 전문 사이트 스페이스닷컴(Space.com) 1일자에 게재된 미국 리치몬드 대학 잭 싱걸 교수의 칼럼을 가공해 소개한다.  우리 머리 바로 위에는 하늘이 있다. 과학자들이 그것을 대기라고 부르기도 한다. 그것은 지구 위로 약 32km 높이까지 뻗어 있다. 대기를 이루며 우리 주위에 떠다니는 것은 분자의 혼합물이다. 아주 작은 공기의 입자들은 우리가 숨을 쉴 때마다 수십억 개의 우리 몸 속으로 흡수된다. 대기층 위로는 우주 공간이 펼쳐져 있다. 대기 성분의 분자가 극히 희박하며, 그 사이에 빈 공간이 많기 때문에 스페이스(Space)라 부른다. 여러분은 혹시 우주여행에 나서 계속 우주 속으로 나아간다면 어떻게 될지 궁금했던 적이 있는가? 과연 무엇을 찾을 수 있을까? 나와 같은 과학자들은 비록 우주로 나가보지 않았지만 그래도 여러분이 보게 될 많은 것들에 대해 설명 할 수가 있다. 하지만 우리가 아직 알지 못하는 것들이 있다. 예를 들어 우주공간이 영원히 계속되는지 등과 같은 문제들이다. 행성, 별, 은하우주여행을 시작할 때 우리는 먼저 낯익은 몇 곳을 알아볼 수 있다. 태양계 행성들이 바로그걱이다. 지구는 태양 궤도를 도는 행성 그룹의 일부이다. 궤도를 도는 천체 무리에는 소행성과 혜성도 섞여 있다. 우리의 태양이 실제로는 평범한 별들 중 하나일 뿐이며, 우리에게 엄청 가까이 있는 때문에 다른 별들보다 더 크고 밝게 보인다는 것을 모르는 사람은 거의 없을 것이다. 태양 다음으로 가장 가까운 별은 프록시마 센타우리란 별인데, 거리가 무려 4.2광년이다.  태양을 출발한 광자, 곧 빛알갱이가 지구에 도착하는 데는 약 8분 걸리지만, 프록시마 센타우리까지 가는 데는 무려 4.2년이 걸린다는 뜻이다. 지구-태양 간 거리의 거의 30만 배로, 미터법으로 따지면 약 40조km나 되는 어마어마한 거리다. 인류가 지금까지 이룩한 최고의 속도는 명왕성을 탐사한 NASA의 뉴호이즌스 호가 기록한 초속 23km이다. 총알의 속도가 약 초속 1km인 것을 생각하면 뉴호라이즌스가 얼마나 빠른 속도로 날아갔는지 실감할 수 있다. 서울-부산 간 거리 450km도 뉴호라이즌스라면 20초 만에 주파한다. 그러니 이 뉴호이즌스도 프록시마 센타우리까지 가는 데 무려 5만 년 이상 걸린다. 왕복 10만 년이다. 가장 가까운 별까지 가는 데만도 이런 엄청난 시간이 걸리는 것이다.  이런 별들이 우리은하에만 해도 약 4000억 개가 있다. 별을 집에 비유한다면 은하는 집으로 가득 찬 도시와 같다고 할 수 있다. 만약 우리가 은하 바깥으로 충분히 멀리 나가서 우리은하를 돌아다본다면 4000억 개의 별들이 모두 한데 엉겨붙은 모습으로 보일 것이다. 최근 천문학자들은 대부분의 별들이 자체 궤도를 도는 행성들을 가지고 있다는 사실을 알게 되었다. 이들 외계행성 중 일부는 지구와 비슷한 환경일 수도 있으며, 따라서 외계 생명체가 서식할 수 있을지도 모른다고 추정하기도 한다. 또한 인간 같은 지성체가 존재하지 말라는 법도 없다. 칼 세이건의 말마따나 이 광대한 우주에 우리 인류만 존재한다면 그것은 너무나 엄청난 공간의 낭비일 것이기 때문이다. 우리가 우주선을 타고 다른 은하계에 도달하려면 수백만 광년 우주공간을 여행해야 한다. 그 공간의 대부분은 거의 완전히 비어 있는 진공상태이며, 다만 과학자들이 '암흑물질'이라고 부르는, 볼 수도 없고 정체도 모를 분자와 입자들만 있을 뿐이다. 천문학자들은 큰 망원경을 사용하여 수백만 개의 은하계를 관측하면서 우주의 모든 방향으로 계속 나아가고 있는 중이다. 우리가 만약 수백만 년에 걸쳐 충분히 오랫동안 볼 수만 있다면, 모든 은하들 사이에 점차 새로운 공간이 늘어나는 것을 볼 수 있을 것이다. 풍선에 많은 점들을 찍어놓은 다음 그것을 크게 부풀리면 풍선의 점들 사이의 간격이 모두 벌어지는 것을 볼 수 있다. 우주가 팽창하고 있는 것을 시각화하려면 이 풍선을 상상해보면 된다. 은하와 은하 사이는 점점 벌어지고 결국 나중에는 우리 시야에 어떤 은하도 보이지 않게 될 것이다. 우주는 끝이 있을까?당신이 원하는 만큼 계속 우주선을 가속해 나아간다면 모든 우주의 은하들을 뒤로 하고 영원히 날아갈 수 있을까? 또는 모든 방향으로 무한한 수의 은하들이 계속 줄지어 나타날까? 그것도 아니라면, 결국 모든 것이 끝나는 지점이 있을까? 끝난다면 어떻게, 무엇으로 끝날까? 이는 과학자들이 아직 명확한 답을 얻지 못한 질문들이다. 대체로 많은 사람들이 사방으로, 영원히 은하들을 지나갈 것이라고 생각한다. 이 경우 우주는 끝도 경계도 없는 무한한 것이다. 그러나 우주는 끝이 있다고 일부 과학들은 주장하기도 한다. 이런 ​반론을 펴는 과학자들에 대해 '뉴욕타임스'는 "우주가 어디선가 끝이 있다고 주장하는 과학자들은 우리에게 그 바깥에 무엇이 있는지 알려줄 의무가 있다"고 전하게도 했다.  일부 과학자들은 우주선이 결국 출발한 그 자리로 돌아올 것이라고 생각한다. 왜냐하면 아인슈타인의 일반상대성 이론에 따르면, 우주에 존재하는 물질이 공간을 휘어지게 만들고, 그래서 우주 전체로 볼 때 우주는 그 자체로 완전히 휘어져 들어오는 닫힌 시스템으로 안팎이 따로 없는 구조이기 때문이라는 것이다. 만약 개미가 이차원 구면인 지구 표면을 기어간다면 그 개미는 영원히 끝에 도달할 수 없으며, 언젠가는 출발한 그 자리로 되돌아오게 된다. 삼차원 우주공간은 이처럼 휘어져 있다는 뜻이다. 이 경우 우주는 무한하지 않다는 뜻이다.  어쨌든 두 경우 모두 우리는 우주의 끝에 도달할 수 없다. 과학자들은 이제 우주에 끝이 있을 것 같지 않다고 생각하고 있다. 그 끝이란 은하가 사라진 지역이나 우주의 끝을 표시하는 일종의 장벽이 있는 지역을 말하는데, 그런 것은 우주에 없다는 뜻이다. 이런 우주를 가리켜 과학자들은 '우주는 유한하나 경계는 없다'고 말한다. 그러나 확실한 것은 아직 아무도 모른다. 이 질문에 대한 답안 작성은 미래 과학자들에게 맡겨진 몫이다.

2010년부터 2016년까지 필리핀 대통령을 역임한 베니그노 아키노 3세가 24일 61세를 일기로 타계했다. 한창 일할 나이에 허무하게 스러졌다. 사인은 알려지지 않았으나 주초에 건강이 좋지 않다는 이유로 입원했다는 소식이 전해졌다고 영국 BBC는 전했다. 아키노 전 대통령은 지난 2010년부터 2016년까지 재임하면서 주요 경제 개혁을 주도하는 동시에 대대적인 반부패 캠페인을 벌였다. 그 뒤 현역 대통령인 로드리고 두테르테에게 권좌를 넘기고 물러난 뒤 조용히 지내왔다. 그는 필리핀의 첫 여성 대통령인 코라손 아키노와 유명 정치인 니노이 아키노 주니어 전 상원의원 사이에서 지난 1960년 2월 8일 태어났다. 아키노 가문은 손꼽히는 대지주 집안이자 정치 명문가로 통한다. 그의 부친은 독재자인 페르디난드 마르코스 전 대통령이 통치하던 지난 1983년 미국 망명 생활을 접고 마닐라 공항에 돌아오자마자 군인들에 의해 암살됐다. 부친의 사망을 계기로 필리핀 전역에서 시민들의 민주화 운동이 전개됐고 모친은 남편의 후광을 등에 업고 지난 1986년부터 1992년까지 필리핀을 통치했다. 코라손 전 대통령은 재임 중 여러 차례 쿠데타 시도를 이겨냈다. 특히 어린 아키노는 1987년 말라카낭 대통령궁에 잠입한 암살범이 쏜 총알 다섯 발 가운데 한 방을 목에 맞고도 살아남았다. 네 명의 누이들 틈바구니에서 어린 아키노는 늘 조용한 남동생으로 통했다. 결혼하지 않고 평생을 독신으로 보냈다. 명문가 자제들이 다니는 아테네오 대학 경제학과를 졸업한 뒤 나중에 가족이 있는 보스턴으로 건너가 생활하다 귀국해 여러 기업에서 일하다 1988년 의회에 입성, 2007년 상원의원이 됐다. 2009년 모친이 암으로 스러지자 이듬해 대선에 뒤늦게 뛰어들어 당선됐다. 재임 기간 빈곤 퇴치에 주력했다. 자신에 대한 기대가 과대하게 표출되자 “날 보고 슈퍼맨과 아인슈타인을 합친 능력을 보여달라는 거냐”고 되물은 일로 유명하다. 취임한 지 몇달 안돼 전직 경관이 마닐라 한복판에서 홍콩 관광객들이 가득 탄 버스를 붙잡고 납치극을 벌이다 8명을 살해하고 자신은 경찰에 사살되는 과정이 전 세계에 생중계되다시피 했다. 정부가 이를 잘못 처리했다는 이유로 궁지에 내몰렸다. 하지만 부패와의 싸움에 일정 부분 성과를 냈고, 여권을 신장시켰으며, 산아제한, 성역할 교육 등 필리핀 사회를 일정하게 진보의 길로 이끌었다. 또 중국과 영유권 분쟁을 벌이던 남중국해 문제를 국제상설재판소(PCA)에 끌고 가 자국에 유리한 판결을 이끌어낸 것으로도 업적을 남겼다. PCA는 지난 2016년 중국이 남중국해에 U자 형태로 9개 선(구단선)을 그어 90%가 자국 영해라고 주장한 것을 2019년에 국제법에 근거가 없다고 결정했다. 테오도로 록신 외교 장관은 트위터를 통해 “푸른 바다처럼 청렴했다”고 애도했다. 임병선 평화연구소 사무국장 bsnim@seoul.co.kr

지난주에 아주 큰 선물을 받았다. 국내외에서 널리 알려진 조각가 권치규, 김경민 부부가 한국 기초과학연구 발전에 기여하고 싶다며 귀중한 미술 작품 여러 점을 필자가 속한 기초과학연구원(IBS) 희귀핵연구단에 무상으로 대여해준 것이다. 세계를 선도하는 핵물리 연구를 위해 2019년 말 출범한 우리 연구단에는 연구원들이 담소를 나누며 소통할 수 있는 라운지가 있다. 이 휴식 공간은 여느 라운지와 비슷하게 소파와 책장 외에는 달리 놓여 있는 게 없어 약간은 삭막해 보이기도 했다. 이 때문에 연구소에 흔히 있을 법한 과학 관련 사진이나 포스터 대신 연구와는 전혀 상관없는 순수 예술 작품을 두는 것도 의미가 있겠다고 생각했다. 기존의 틀을 깨는 창의적 연구를 하려면 연구 환경만큼이나 휴식 환경도 중요하다고 믿기 때문이다. 훌륭한 예술 작품을 보는 것은 정신을 정화시키고 영감을 얻게 해 줘 연구가 답보상태일 때 획기적인 돌파구를 마련해 줄 수도 있다. 과학과 예술은 별개의 영역임에도 불구하고 비슷한 점이 많을뿐더러 일종의 상호작용을 하기도 한다. 예를 들어 물리학의 한 분야인 음향학은 소리를 과학적으로 연구해 공연장을 어떻게 설계하면 더 좋을지, 그리고 다양한 악기의 음색을 파동으로 분석할 수 있게 한다. 뿐만 아니라 빛에 대한 연구를 통해 색의 원리를 올바르게 이해하게 되면서 인간은 새로운 미술 사조나 건축 분야를 개척하기도 했다. 예술과 과학의 상호작용을 이뤄 낸 대표적인 사례는 레오나르도 다빈치다. 미술가이면서 동시에 과학자이기도 했던 그는 인체 골격이나 힘줄, 새의 날개를 세밀하게 관찰해 작품에 구현함으로써 자연과 생명을 이해하는 데 많은 영향을 주었다. 과학과 예술은 신이 인간에게만 준 귀한 선물이다. 벌들이 제아무리 아름답고 정교하게 육각형의 벌집을 짓고, 수달이 하천에 거대한 댐을 쌓아도 그 행위는 본능에 불과하다. 인간 외에 어떤 동물도 생명 유지에 필수적이지 않은 행위에 시간을 쓰지 않는다. 하지만 인간은 자연과 생명의 원리를 찾고자 끊임없이 고군분투하며, 동시에 내면을 반영한 미술 작품이나 영혼을 울릴 만큼 아름다운 음악을 만들어 내 인류의 삶을 풍요롭게 하고 있다.천재 물리학자 아인슈타인은 도저히 넘을 수 없는 생각의 벽을 만나면, 잠시 멈추고 바이올린 연주에 몰입했다. 그는 자신의 발견이 음악적 통찰의 결과였다고 말하기도 했다. 20세기 초 비슷한 시기에 피카소는 4차원을 그림에 담았고 아인슈타인은 4차원 시공간에 대한 상대성 이론을 발표한다. 그래서 혹자는 아인슈타인의 상대성 이론이 피카소 작품에 영향을 주었을 수 있다고 주장하기도 하지만, 두 사람은 누구의 영향도 받지 않고 각자 자기의 분야에서 천재성을 발휘한 것으로 보고 있다. 예술과 과학의 또 다른 공통점은 두 영역 모두 아름다움을 추구한다는 것이다. 전자기 현상을 설명하는 맥스웰 방정식을 물리학자들은 ‘아름답다’고 표현한다. 상대성이론도 아름답다. 과학자들, 특히 물리학자들은 수학을 이용해 복잡한 자연현상을 분석하고 설명하려 하기 때문에 자연의 아름다움이나 예술이 지닌 감성적 가치를 잘 알지 못할 것이라는 생각은 선입견에 불과하다. 이번 미술 작품 설치를 계기로 과학과 예술의 만남이 결코 우연이 아니고 좋은 연구 업적을 위한 필연의 과정이 될 수 있도록 더 분발하고 연구에 박차를 가해야 하겠다고 다짐해 본다.

“나는 특별한 재능을 가지고 있지 않다. 다만 열정적으로 궁금해할 뿐이다.” 알베르트 아인슈타인의 말이다. 자신이 보는 것들이나 만나는 사람들에 대해 궁금해하는 것, 열정적으로 호기심이 많다는 것은 무엇인가. 호기심이 많은 사람은 질문을 많이 하는 이들이다. 다층적 질문을 통해서 그 호기심을 구체화하기 때문이다. 아인슈타인의 놀라운 창의성은 특별한 재능이 아니라 바로 열정적으로 궁금해하는 것으로부터 나온다. 이런 의미에서 보자면 질문은 그 사람이 누구인가를 가장 잘 드러내는 정체성의 결 중 하나다. ●한국기자들은 왜 오바마에게 질문 안 했을까 주변 사물과 사람에 대한 그 어떤 호기심도 없는 사람은 아무런 질문이 없다. 그저 주어지는 상황에서 수동적으로 존재할 뿐이다. 호기심 없는 이들, 그래서 질문 자체가 없는 이들은 사람 간의 관계를 심화시키는 데에 아무런 기여를 하지 못한다. 또한 자신이 속한 집단이나 사회에서 현상 유지가 지속되도록 묵인할 뿐이다. 결국 호기심이 부재해 질문 자체를 구성하지 않는 이들은 자기 자신이나 사회의 새로운 변화에 아무런 기여를 하지 못하는 무관심한 사람이다. 안토니오 그람시가 “나는 무관심한 사람들을 증오한다”고 한 이유다. 그람시에 따르면 무관심한 이들은 단지 ‘기생하는 존재’들이며 진정으로 살아 있는 것은 아니다. 새 학기가 돼 수업이 시작되는 첫날, 자기소개를 하는 시간이 있다. 내가 가르치는 대학원생들의 자기소개는 대부분 이름과 전공 분야 등이다. 그런데 이러한 자기 소개 방식으로는 정작 그 사람이 어떤 사람인지를 알 길이 없다. 그래서 자기소개에 새로운 항목을 넣는 것을 내가 제안했다. ‘지금 자신이 씨름하고 있는 질문은 무엇인가.’ 이 항목을 넣자 학생들의 자기소개가 풍성해지고 각 개인의 독특한 개성이 드러나는 예식이 됐다. 한 사람이 지닌 질문은 그 사람의 내면세계의 결을 잘 드러낸다는 것을 나는 확인하곤 한다. 배움이란 해답을 찾는 것이 아니라 ‘좋은’ 질문을 배우는 것이다. 현실 세계의 변화는 단순한 해답을 가져오는 사람에 의해서가 아니라 좋은 질문을 던지기 시작한 사람에 의해 만들어져 왔다. 좋은 질문은 보다 풍성한 사유의 세계로 초대하는 초대장이다. 좋은 질문으로 사람들은 생각하지 않았던 문제들에 대해 각자의 상황을 새로운 눈으로 들여다보게 된다. 좋은 질문은 사건의 진실에 접근하게 하고, 개인의 독특한 측면을 드러내게도 하며, 보통 사람들이 생각하지 못했던 것들을 생각하게도 하는 강력하고 효과적인 장치가 되기도 한다. 그런데 공적 영역에선 질문할 기회를 누가 갖는가. 질문 기회란 누구에게나 공평하게 주어지지 않는다. 공적 영역에서 질문하는 것이 허용된 사람은, 수동적 객체가 아닌 ‘발화 주체’(speaking subject)로서의 자리로 호명된다. 이 점에서 질문할 수 있는 것은 ‘질문 권력’의 의미를 가지게 된다. 특히 질문하기가 삶의 방식인 사람이 있다. 저널리스트들이다. 질문하기가 삶의 방식인 저널리스트의 수준과 실력을 판가름하는 기준 중의 하나는 그가 던지는 질문의 성격이다. 질문하기와 저널리스트가 연결된 에피소드가 많은 이유다. 몇 가지 질문 에피소드를 보자. 2010년 9월 주요 20개국(G20) 서울정상회의 폐막식에서 버락 오바마 전 미국 대통령은 연설 직후 한국 기자들에게 질문권을 주었다. 아무도 질문을 하지 않자, 통역이 있다는 것을 부언해 말하면서 질문자를 기다렸다. 아무도 없었다. 결국 중국 기자가 질문권을 행사하는 일이 있었다. 왜 한국 기자들은 질문할 중요한 권리가 주어졌음에도 그 질문권을 행사하지 못했을까.●올바른 질문은 질문자의 리서치·성찰 담아내 2014년 12월 19일 연말 기자회견장에서 오바마 전 대통령은 8명의 기자를 지목해서 질문을 받았다. 미리 질문자를 정한 것이 아니라 즉석에서 손 드는 사람을 지목했다. 그런데 8번 모두 여기자들만 질문하게 했다. 백악관 출입기자들로 이루어지는 ‘백악관 기자협회’의 만찬은 1962년까지 남성들만 참석했다. 여성 기자들이 백악관에 등장한 이후로도 여성 기자들은 ‘보이지 않는 존재’들이었다. ‘질문권’을 부여받지 못했다. 예를 들어 조지 부시 전 대통령은 임기 중 43번의 기자회견을 했다. 그런데 여기자들에게 질문권을 한 번도 주지 않았다. 질문권을 얻지 못함으로써, 백악관에서 여기자들은 존재하지만 보이지 않는 존재였다. 오바마 전 대통령은 그러한 오랜 젠더 차별의 전통에 균열을 내는 미러링의 제스처로서, 질문권을 모두 여기자에게만 주었던 것이다. 2018년 5월 26일 제2차 남북 정상회담 후 기자회견장에서 문재인 대통령은 4명의 기자를 지목해 질문을 받았다. 3명의 국내기자, 1명의 외신기자다. 그런데 첫 번째 질문자로 지목된 기자가 여성이었고, 외신기자 중 유일하게 질문권이 주어진 사람도 여성이었다. 결국 2명의 여성, 2명의 남성 기자가 질문권을 부여받았다. 이것은 우연한 일일까. 최근 다시 이러한 저널리스트와 질문 관련 사건이 있었다. 2021년 5월 21일 한미 정상회담 공동 기자회견장에서 문 대통령이 질문을 받는 시간에 남성 기자가 첫 번째 질문을 했다. 두 번째 질문에 미국 여성 기자 2명이 질문하려 하자 문 대통령은 “우리 여성 기자들은 손 들지 않습니까?”라고 물었다. 그럼에도 아무도 질문하지 않자 “아니, 우리 한국은 여성 기자 없나요”라고 재차 한국 여성 기자에게 질문권을 주고자 했다. 두 번에 걸친 ‘초대’ 후에 비로소 한 한국 여성 기자가 질문했다. 2010년 오바마 전 대통령이 세계가 집중하고 있는 기자회견에서 한국 기자들에게 질문권을 주고자 한 것과 2021년 문 대통령이 한국 여성 기자에게 질문권을 주고자 한 이 장면이 우리에게 시사하는 바가 많다. 왜 우리는 질문을 하지 않는 것인가. 질문하기가 삶의 방식이어야 하는 저널리스트조차도, 왜 제대로 질문권을 행사하려고 하지 않는가. ‘누가 질문권을 행사하는가’는 단순한 문제가 아니다. 질문권을 가지고 행사하는 것은 공적 영역에서 ‘발화의 주체’로서 등장하는 사건이기 때문이다. 기자들의 질문과 관련된 여러 가지 에피소드가 있는 이유는 그 질문권을 부여받은 사람의 젠더 또는 국적의 공적 위상이 규정되기 때문이다. ‘아름다운 질문들의 책’ 그리고 ‘더 아름다운 질문’이라는 책을 출판한 저널리스트인 워런 버거는 왜 ‘올바른’ 질문이 중요한가에 대해 다음과 같이 말한다. “우리는 올바른 답들에 굶주려 있다. 그러나 올바른 답을 얻기 위해서는 먼저 올바른 질문들을 해야만 한다.” 버거에 따르면 발명가나 창의적인 사상가들은 ‘위대한 질문자들’(master questioners)이었다. 그렇기 때문에 그들은 최선의 답을 찾을 수 있었다는 것이다. 버거가 강조하듯 ‘올바른’ 답을 찾기 위해 먼저 필요한 것은 ‘올바른’ 질문이다. 그런데 올바른 질문은 저절로 생기지 않는다. 훌륭한 지도자, 훌륭한 저널리스트, 훌륭한 사상가들은 모든 해답을 가진 사람들이 아니다. 올바른 질문을 던지는 이들이다. 좋은 질문, 올바른 질문은 질문자의 폭넓은 리서치와 지속적인 성찰을 고스란히 담아낸다. 버거는 “왜 우리는 수많은 ‘나쁜’ 질문들을 하는가”라고 묻는다. 나쁜 질문을 던지는 이들이 많을 때, 불필요한 것에 우리의 개인적·사회적 에너지를 낭비하게 된다. ●나쁜 질문은 양자택일 요구… 전제도 왜곡돼 ‘올바른·좋은’ 질문 또는 ‘나쁜’ 질문을 판가름하는 기준은 무엇일까. 많은 경우 ‘나쁜’ 질문은 단순한 ‘예’나 ‘아니요’만을 요구한다. 또한 질문 자체가 잘못된 전제를 기초로 구성된다. 예를 들어 선거 때가 되면 후보자들에게 종종 묻는 질문이 있다. ‘당신은 동성애에 찬성하는가.’ 이러한 질문은 두 가지 이유에서 ‘나쁜’ 질문의 전형이다. 첫째, ‘예’나 ‘아니요’만을 요구하는 것이기에 질문을 듣는 사람들에게 더이상의 사유나 성찰을 하도록 초대하지 않는다. 둘째, 이 질문은 인간의 ‘성적 성향’이 마치 개인적 호불호의 문제라는 왜곡된 전제로부터 구성됐기에 나쁜 질문이다. 잘못된 질문, 나쁜 질문에 시간과 에너지를 낭비하게 하는 것은 커다란 사회정치적 손실이다. 한국은 교육과 문화구조에서 물음표를 박탈하는 사회다. 비판적 질문을 던지는 것은 반항이나 불복종으로 간주되곤 한다. 우리가 넘어서야 할 벽이다. 질문하기가 삶의 방식인 저널리스트는 물론 우리 모두 ‘좋은’ 질문 하기를 부단하게 연습해야 한다. ‘좋은’ 질문이 부재한 개인이나 사회에서 좋은 해답이나 새로운 변혁은 불가능하기 때문이다. 글 텍사스크리스천대(TCU) 브라이트 신학대학원 교수그림 김혜주 서양화가

천재 물리학자 알베르트 아인슈타인(1879~1955)이 자필로 쓴 'E=mc²'가 담긴 편지가 경매에 오른다. 지난 14일(현지시간) 미국 CNN 등 주요언론은 아인슈타인이 지난 1946년 폴란드계 미국인 물리학자인 루드윅 실버스타인에게 쓴 자필 편지가 경매에 나왔다고 보도했다. 예상 낙찰가가 무려 40만 달러(약 4억5100만원)로 매겨진 이 편지는 세상에서 가장 유명한 방정식인 'E=mc²'가 첫줄에 등장한다. 아인슈타인은 '당신의 질문은 E=mc²로 대답할 수 있다'면서 질량과 에너지가 서로 연결될 수 있다는 점을 직접 적어 설명한다. 아인슈타인은 이 방정식으로 에너지(Energy)가 질량(Mass)과 광속(Celerity)의 제곱에 비례한다고 설명했다. 그간 질량과 에너지는 결코 연결될 수 없다고 믿어온 과학계를 발칵 뒤집어 놓는 거대한 혁신이었다. 경매를 주관하는 RR 옥션 바비 리빙스턴 전무는 "아인슈타인의 이 편지는 물리학적 관점에서 매우 중요하다"면서 "E=mc²를 자필로 기록한 개인 소유 자료는 이 편지가 유일하다"며 의미를 부여했다. 이어 "1934년 히틀러와 나치즘의 출현에 대해 언급한 아인슈타인의 다른 편지들도 경매에 나왔다"고 덧붙였다. 보도에 따르면 이번 경매는 현지시간으로 지난 13일 시작돼 오는 20일 마감된다. 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

지난 수십 년 동안 외계 행성 연구는 눈부신 발전을 거듭했다. 초기에는 외계 행성이 실제로 있는지 알아보는 정도였다면 이제는 이미 확인된 외계 행성만 수천 개 이상이다. 짧은 시간 동안 이렇게 많은 외계 행성을 찾아낼 수 있었던 것은 몇 년 전 퇴역한 나사의 1세대 행성 사냥꾼 케플러 우주 망원경의 공로가 매우 컸다. 케플러의 임무는 더 강력한 성능을 지닌 2세대 행성 사냥꾼인 TESS가 물려받았다. TESS는 360도의 넓은 관측 범위를 지녀 12도 정도의 좁은 시야를 지닌 케플러 우주 망원경보다 훨씬 많은 외계 행성을 찾아낼 수 있다. 그런데 나사는 이미 TESS의 후계자도 개발 중이다. 나사의 우주 망원경 개발에 큰 업적을 세운 여성 과학자의 이름을 딴 낸시 그레이스 로만 우주 망원경 (Nancy Grace Roman Space Telescope, 이하 로만 우주 망원경)이 그 주인공이다.  3세대 행성 사냥꾼이라고 할 수 있는 로만 우주 망원경은 케플러나 TESS와는 비교가 되지 않을 만큼 먼 거리를 관측할 수 있다. 허블 망원경과 같은 2.4m 지름의 거대한 주경 (망원경에서 첫 번째로 빛을 모으는 가장 큰 거울)과 최신 기술이 집약된 2억8800만 화소의 카메라를 이용해서 멀리 떨어진 별의 미세한 밝기 변화를 관측할 수 있기 때문이다. 케플러 우주 망원경은 최대 2000광년 떨어진 외계 행성을 포착할 수 있고 TESS는 범위를 늘리는 대신 거리를 희생해서 평균 150광년 떨어진 외계 행성을 찾아낼 수 있는 반면에 로만 우주 망원경은 무려 25,000광년 떨어진 외계 행성까지 포착할 수 있다.로만 우주 망원경은 케플러나 TESS처럼 행성이 주기적으로 별 앞을 지날 때 미세하게 밝기가 변하는 것을 관측해 외계 행성을 포착한다. 하지만 로만 우주 망원경은 선배들에게는 없는 재주가 하나 더 있다. 멀리서 온 별빛이 보이지 않는 어두운 행성 옆을 지날 때 빛이 렌즈를 통과한 것처럼 휘는 현상을 이용한 마이크로 중력렌즈 (microlensing)가 그것이다. 중력렌즈는 아인슈타인의 상대성 이론에 의한 효과로 주로 무거운 천체를 찾는 데 사용되고 있지만, 최근에는 관측 기술의 발전으로 행성처럼 매우 작은 질량을 지닌 천체의 중력렌즈 효과도 관측할 수 있게 됐다. 마이크로 중력렌즈 덕분에 로만 우주 망원경은 지구에서 관측했을 때 행성이 별 앞을 지나지 않더라도 관측이 가능하다. 로만 우주 망원경의 행성 포착 능력이 전 세대보다 월등히 뛰어날 것으로 기대하는 이유다. 사우스 웨일스 대학의 벤저민 모텟 (Benjamin Montet)이 이끄는 연구팀은 로만 우주 망원경이 대략 10만 개의 외계 행성을 새로 찾아낼 것으로 예측했다. 이 가운데 3/4은 목성이나 해왕성 같은 가스 행성이고 나머지 1/4은 미니 해왕성이나 슈퍼 지구 혹은 지구와 비슷한 외계 행성이다. 생명체가 살 수 있는 제2의 지구 후보가 대거 발견될 가능성이 높은 것이다.  로만 우주 망원경은 2020년대 중반에 발사 예정이다. 현재는 주경을 비롯해 주요 부품이 제작되었거나 개발 중이다. 케플러가 외계 행성에 대한 지식을 완전히 바꿔 놓은 것처럼 TESS와 로만 우주 망원경 역시 획기적인 진전을 이뤄낼 것으로 기대된다. 결국 이런 연구를 통해 언젠가 생명체가 살 수 있는 외계 행성에 대한 결정적인 증거도 발견될 것이다.  고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

과학자들이 블랙홀의 비밀을 또 한 겹 벗겨 냈다. 한국을 포함해 미국, 유럽, 남미, 아프리카 등의 연구자들로 구성된 ‘사건지평선망원경(EHT) 국제 공동 연구팀’은 어제 지구로부터 5500만 광년 떨어진 은하(처녀자리) 중심부에 위치한 블랙홀에서 편광(전자기파)을 관측하는 데 성공했다. 관측 영상에서 편광이 관측되면서 블랙홀이 물질을 빨아들이고 막대한 에너지를 방출하는 메커니즘이 처음으로 확인됐다는 게 과학계의 설명이다. 블랙홀이란 우주에서 가장 빠른 빛조차 빠져나가지 못할 정도로 중력이 강한 천체를 말한다. 1789년 영국과 프랑스의 과학자들에 의해 그 존재 가능성이 제기됐으나 1915년 아인슈타인의 상대성 이론에 의해 이론적으로 존재가 처음 입증됐다. 블랙홀은 빛이 나오지 않기에 육안이나 일반 천체 망원경으로 그동안 확인이 불가능했으나 불과 2년 전인 2019년 4월에야 그 모습이 세상에 알려졌다. 이론을 확인하는 데 꼬박 100여년의 시간이 필요했다. 인류가 블랙홀의 존재를 확인하게 된 것은 전파망원경으로 구성된 ‘사건지평선망원경’과 과학자들의 공동 연구 덕분에 가능했다. 남극 등 지구 전역에 설치된 8대의 전파망원경을 하나의 큰 망원경처럼 관측하는 기술이 블랙홀의 존재를 확인할 수 있게 했다. 기술 발전과 국경을 초월한 과학자들의 상호 협력 덕분이다. 블랙홀은 여론을 한꺼번에 빨아들이는 사회현상을 설명할 때도 인용된다. 최근 1년여 동안은 코로나19가 전 세계인의 관심을 빨아들인 블랙홀이 됐다는 데는 이견이 없을 듯하다. 코로나19는 세계 도처에서 수많은 목숨을 앗아간 후에야 백신이 개발됐지만 아직도 일상에 엄청난 불편을 안겨 주고 있다. 여행뿐 아니라 가족 간의 만남도 제한되고 있다. 지구인의 관심을 모으는 도쿄 하계올림픽마저도 1년이나 연기시킨 코로나19는 여전히 강력하고도 큰 블랙홀임이 틀림없다. 부동산이 블랙홀이 되고 있다. 사람들의 모든 관심을 빨아들이고 있다. 현 정부는 코로나19를 비교적 안정적으로 관리해 왔다고 하지만 부동산 시장 안정에는 실패를 거듭했다. 25번째 부동산 대책이 이를 말해 준다. 그것도 모자라 최근 LH 직원의 투기 의혹은 한국 사회에 만연한 부동산 투기의 심각성을 드러낸다. 국회의원 3인을 포함해 정책을 입안·실행하는 실무진이나 사회지도층들이 앞장서 부동산 투기에 나선 정황들이 드러났다. ‘영끌’, ‘벼락거지’ 등 각종 비관적인 단어가 생겨나는 현실에 평범한 사람들의 박탈감만 커지고 있다. 부동산이란 블랙홀이 4월 7일 서울·부산시장 등의 보궐선거에서 표심을 어떻게 삼킬지 궁금하다. yidonggu@seoul.co.kr

아인슈타인보다 높은 지능지수(IQ)를 가진 멕시코의 8살 천재 대학생이 현지 언론에 소개돼 화제다. 보통은 초등학교에 들어갈 나이지만 이미 어엿한 대학생이 된 알다라 페레스가 화제의 주인공. 우주인이 되어서 우주를 여행하고 화성을 정복하고 싶다는 게 천재성을 가진 어린 대학생의 꿈이다. 5살에 초등과정 이수, 6살에 중고과정 완료, 7살에 대학 입학 등 페레스가 지금까지 밟아온 학업 과정을 보면 입이 딱 벌어질 정도로 초특급이지만 우여곡절도 많았다. 페레스는 3살 때 어린이집에 들어갔지만 적응하지 못했다. 블록을 쌓지 않고 길게 연결하면서 무언가를 골똘히 생각하는 그를 두고 주변에선 "친구들과 어울리지 못하는 아이"라고 수군대곤 했다.주변의 놀림과 따돌림이 심해지면서 결국 어린이집 다니기를 포기한 페레스는 아스퍼거증후증(대인관계에서 상호작용에 어려움이 있고 관심 분야가 한정되는 정신과 질환) 판정을 받기도 했다. 그런 페레스를 살려(?)낸 건 엄마였다. 딸에게 무언가 남다른 점이 있다는 사실을 알아챈 엄마는 페레스를 영재학교에 입학시켰다. 페레스는 여기에서 비로소 두각을 나타내기 시작했다. 입학 직후 실시한 검사결과 페레스는 IQ 162인 지구촌 최상위권 천재였다. IQ만 본다면 아인슈타인보다 한 수 위인 셈이다. 어린이집에서 친구들과 어울리지 못한 것도 한참 뒤떨어진 수업에 흥미를 느끼지 못했기 때문이었다. 문제는 돈이었다. 영재학교를 계속 다니기 위해선 적지 않게 드는 학비가 드는데 평범한 서민인 부모로선 감당하기 힘들었다. 결국 영재학교를 그만둔 페레스는 엄마와 함께 공부하면서 초등학교와 중고 과정을 2년 만에 마쳤다. 이제 대학에 들어갈 차례. 하지만 여기에서 페레스는 또 다시 벽에 부닥쳤다. 멕시코 최고 명문인 멕시코국립자치대학교(UNAM)의 문을 두드렸지만 "나이가 너무 어려 공립학교에선 받아줄 수 없다"며 입학을 거절당한 것. 대학 측은 "청강생으로 온다면 수업에 참석할 수 있도록 하겠지만 나이 때문에 정식 학생으론 받아줄 수 없다"고 했다. 엄마는 "전형적인 관료주의 문턱을 넘지 못한 것"이라고 당시를 회고했다. 페레스의 천재성을 알아본 미국 애리조나대학이 장학금까지 제공하며 입학을 허가했지만 미국으로 훌쩍 떠날 수도 없었다. 돈 때문이었다. 엄마는 "유학수속을 하는 데 들어가는 돈을 마련하기도 힘들었다"며 "당장은 유학의 꿈을 보류할 수밖에 없었다"고 말했다. 다행히 멕시코에서도 장학금을 주겠다는 대학이 나왔다. 멕시코의 방송통신대학 격인 CNCI와 멕시코기술대학(UNITEC)이다. 페레스는 2개 대학에 동시 입학, CNCI에서 컴퓨터공학을, UNITEC에서 수학을 각각 전공하고 있다. 8살에 벌써 2학년 대학생이 된 페레스는 인터뷰에서 "언젠가 미국으로 유학을 가고 싶다"며 "우주물리학을 전공하고 우주인이 되고 싶다"고 말했다. 화성을 개척하는 게 꿈이라고 덧붙였다. 손영식 해외통신원 voniss@naver.com