우리 은하 중심에 암흑물질이 존재한다는 증거를 보여주는 새로운 연구결과가 나왔다. 이 연구는 암흑물질이 우리 주변은 물론 우리와 은하 중심 사이까지 존재하고 있을 보여준다고 미국 과학매체 사이언스데일리가 9일(현지시간) 보도했다. 이번 결과는 암흑물질의 본질에 관한 탐구에 있어 앞으로 한 단계 더 나갈 발판을 마련한 것으로 여겨진다. 우리 은하 밖에서는 이미 암흑물질이 존재하는 것으로 잘 알려졌다. 하지만 지금까지는 태양계가 존재하는 우리 은하에는 암흑물질이 존재한다는 것을 입증하기가 매우 어려웠다. 이는 우리 은하에 속하는 지구의 위치에서는 정밀성이 있어야 하는 가스와 별의 회전을 측정하기 어렵기 때문. 연구를 이끈 스웨덴 스톡홀름대의 미구엘 파토 박사(물리학과)는 “새 연구에서 우리는 처음으로 우리 은하 중심에 있는 암흑물질의 존재를 직접 관측한 증거를 얻게 됐다”면서 “지금까지 우리 은하에 있는 가스와 별의 움직임에 관한 측정으로 가장 완벽한 결과물을 만들어냈고 이를 우리 은하에 발광물질만 존재한다는 가정하에 예상 측정한 회전속도와 비교했다”고 말했다. 또 “관측된 회전속도는 우리 주변은 물론 우리와 은하 중심 사이까지 많은 양의 암흑물질이 존재하지 않으면 설명할 수 없는 것”이라고 설명했다. 암흑물질은 원자로 구성된 우주의 모든 물질(눈에 보이는 물질)을 합한 것보다 5배 더 많다. 암흑물질의 존재는 블랙홀을 품고 있는 은하의 무게를 효과적으로 측정하기 위해 가스와 별의 회전속도를 측정하는 방법을 포함한 다양한 기술을 통해 총 질량을 결정하는 방법으로 1970년대 확고하게 자리 잡았다. 파토 박사는 “우리의 관측 방법은 전례 없는 정밀도로 우리 은하의 암흑물질 분포를 측정할 향후 천문학적인 관측을 가능하게 할 것”이라면서 “이는 우리 은하의 구조와 진화에 관한 이해를 구체화할 수 있고 전 세계에서 암흑물질 입자를 찾기 위해 시행되고 있는 많은 연구에 더 강한 예측을 촉발할 것”이라고 말했다. 이어 “따라서 이 연구는 암흑물질의 본질에 관한 탐구에 있어 앞으로 한 단계 더 나갈 발판을 마련할 것”이라고 덧붙였다. 한편 이번 연구결과는 세계적인 국제학술지 ‘네이처 피직스’(Nature Physics) 온라인판 9일 자에 게재됐다. 사진=NASA(연구팀이 개발한 측정법으로 우리 은하 원반을 분석한 이미지. 가스와 별의 회전속도를 우리 태양과 비교해 빨간색과 파란색으로 나타낸 것.) 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

‘내셔널 지오그래픽’ 2015년 1월 호에 저명한 과학 저술가인 티모시 페리스의 암흑물질-암흑 에너지 특집기사가 실려 우주 마니아들로부터 큰 관심을 끌고 있다. 복잡한 것을 쉽게 설명하는 재능과 아름다운 문체로 ‘동시대 최고의 과학 저술가’로 평가받고 있는 전직 신문기자-잡지 편집자 출신인 티모시 페리스는 1956년 부터 천체 관측을 시작했고, 1960년부터 천문학에 관한 글을 쓰기 시작했다. 베스트셀러가 된 작품 중 ‘우주의 모든 것'(The Whole Shebang)과 ‘은하 시대의 도래'(Coming of Age in the Milky Way) 두 권은 뉴욕 타임스의 ‘20세기에 출판된 중요한 책들’에 선정되었고 15개 언어로 번역되었다. 또한 그는 ‘라이프’ ‘내셔널 지오그래픽’ ‘네이처’ ‘뉴스위크’ ‘타임’ 등의 정기 간행물에 200편 이상의 기사와 에세이를 썼으며, 1977년에 발사한 보이저 1, 2호에 실어보낸 인류 문명 소개 유물인 음반을 제작하기도 했으며 미국물리학협회의 과학 저술상, 미국과학진흥회상, 구겐하임 펠로십을 받았다. 페리스의 특집기사 ‘숨겨진 우주를 처음으로 힐끗 보다'(A First Glimpse of the Hidden Cosmos)와 연계하여 스페이스닷컴은 직접 페리스와 대담한 기사를 20일(현지시간) 게재했다. 암흑물질과 암흑 에너지에 대한 페리스 특유의 해석과 견해가 잘 드러나 있는 흥미로운 내용이라 다음에 소개한다. -암흑물질과 암흑 에너지란 존재가 그처럼 상상 속에 확고하게 자리잡게 된 것은 무엇 때문입니까? 페리스=인간의 마음은 가까운 미래에 그럴싸한 설명이 나올 법한 중요한 문제나 질문에 끌리는 속성이 있습니다. 말하자면 한 10년이나 한 세대쯤 뒤에 말입니다. 암흑물질과 암흑 에너지는 확실히 중요한 문제로 보입니다. 과학자들은 우리가 볼 수 있는 가시적인 우주는 약 5%에 지나지 않고 나머지 95%는 이 암흑물질과 암흑 에너지로 채워져 있다는 계산서를 뽑아내놓고 있습니다. 이것들은 과연 무엇인가? 그 해답이 아마 적정 시간이 흐른 후 나올 것으로 보입니다. 그래서 암흑물질과 암흑 에너지 문제는 ‘시간이란 무엇인가?’라거나, ‘빅뱅 이전에는 무엇이 있었나?’ 하는 등의 문제보다 대중에게 훨씬 자극적이고 흥미로운 문제로 인식되는 거지요. - 실체는 그처럼 모호한데도 불구하고 우리는 암흑물질과 암흑 에너지의 영향에 대해 꽤나 많은 것들을 알고 있는 듯이 보입니다. 우리의 지식과 실체 사이에 있는 가장 큰 차이는 무엇이라 생각합니까? 페리스=암흑물질과 암흑 에너지가 행사하고 있는 영향 외에는 그것들에 대해 우리가 알고 있는 것은 거의 없습니다. 암흑물질은 가시적인 물체와 중력적으로 상호작용합니다. 은하와 은하단의 역학을 연구하는 과학자들은 암흑물질과 암흑 에너지가 우리 눈에 보이는 별들과 성단들이 행사하는 중력보다 훨씬 강한 중력을 행사하고 있다는 것을 발견했습니다. 그래서 그 미지의 존재를 ‘물질’이라 불렀고, 어떤 빛도 방출하지 않아 ‘암흑’이라고 붙인 겁니다. 이 암흑물질은 중력작용 외에는 우주의 어떤 물질과도 거의 또는 전혀 상호작용을 하지 않는 요상한 존재입니다. 과학자들은 암흑물질이 우리가 알고 있는 물질과는 전혀 다른 하나 또는 두 개의 원소로 드러날 것으로 생각하고 있습니다. 하지만 아직 확인된 것은 아닙니다. 다만 초대칭과 다른 첨단 물리학 이론으로 상상하고 있는 정도죠. 그러한 가설이 현실에서 실험적으로 확인하는 작업이 남아 있는 셈인데, 만약 현실적으로 확인된다면 그건 엄청난 사건이 될 겁니다. 암흑 에너지는 더 수수께끼 같은 존재입니다. 이 용어는 그 실체가 무엇이든 간에 이 우주를 가속 팽창시키고 있는 에너지라는 뜻을 내포합니다. 만약 암흑 에너지가 공간 자체의 특성이라면, 과학자들이 그 존재를 알아내기 전에 진공에 관한 양자론으로 설명이 가능할 것입니다. 그것을 흔히 중력 양자론이라 하죠. 중력이 공간을 어떻게 휘게 하는가를 나타내주는 아인슈타인의 일반 상대성이론에 대응하는 개념인 셈이죠. - 이러한 현상에 대한 연구 중 어떤 연구가 가장 가능성이 높은 것입니까? 페리스=지금 지구상에는 열 남짓의 암흑물질 검출 장비들이 곳곳에서 작동 중입니다. 암흑물질을 검출하는 데 성공할 수도 있고 실패할 수도 있겠지만, 어느 쪽이든 암흑물질에 대한 인류의 지식을 늘리는 데 기여할 것입니다. 토마스 에디슨이 이런 말을 자주 했었죠. ‘참으로 가치있는 것은 실패에서 배우는 법이다.’ 암흑 에너지에 관한 연구는 주로 우주의 팽창 속도를 관측하는 데 집중되어 있습니다. 우주가 얼마나 빨리 가속 팽창을 하고 있는가, 또 그런 팽창이 언제부터 시작되었는가 하는 문제들을 규명하려는 노력입니다. 숲속에 맹수가 있다면 우선 그 맹수의 발자국부터 찾아야 하는 것과 마찬가지 이유에서입니다. - 암흑물질과 암흑 에너지는 우주의 진화에 심대한 영향을 미친 것으로 나와 있습니다. 그 오랜 역사를 설명해줄 수 있습니까? 페리스=현재 우리가 보는 바와 같은 우주라는 거대 구조와 은하들을 만드는 데 암흑물질이 가장 큰 영향을 끼쳤다고 할 수 있습니다. 암흑물질이 없었다면 우주는 지금과는 크게 달라졌을 것입니다. 그리고 아마 어떤 생명체도 존재하지 못하는 우주가 되었을지도 모릅니다. 암흑 에너지는 공간의 한 특성으로 보입니다. 우주가 팽창할수록 그에 따라 암흑 에너지도 늘어나고 있습니다. 이 암흑 에너지가 없다면 우리 우주는 여기까지 오지 못했을지도 모릅니다. 현재 우주를 가속 팽창시키고 있는 이 암흑 에너지야말로 우리 우주의 미래를 결정지을 최대 요소라 할 수 있습니다. 비록 그것의 정체가 무엇인지, 그리고 어떻게 작동하는 건지 과학자들이 아직 밝혀내지 못하고 있지만 말입니다. 만약 암흑 에너지가 최초로 우주 팽창을 일으킨 존재라면 우리 우주는 암흑 에너지에 크게 의존하고 있다고 볼 수 있습니다. 우리가 볼 수 있는 가시적인 우주는 거의 텅 빈 공간입니다. 별이나 행성들, 우리 몸도 사실 거의 텅 빈 공간에 지나지 않습니다. 인체를 이루는 원자와 분자 내부의 모든 공간을 제거해버린다면 우리는 거의 이 문장 끝의 마침표 하나 정도도 되지 않습니다. 따라서 암흑 에너지가 정말 공간의 특성이라면, 그것의 정체를 아는 것이 참으로 중요한 것입니다. 물을 모르고는 비나 눈, 수증기를 안다고 할 수 없는 거나 마찬가지죠. - 우주 최대의 미스터리인 이 암흑물질과 암흑 에너지에 관한 연구의 미래는 과연 어떨 거라고 보십니까? 페리스=암흑물질의 후보 입자는 가까운 장래에 발견될 거라고 봅니다. 일부 실험 물리학자들은 이미 암흑물질의 증거를 보았다고 생각하고 있습니다. 하지만 더 많은 증거들이 아직 필요합니다. 우리는 곧 그것들을 보게 될 것입니다. 암흑 에너지의 정체를 잡는 일은 더 어렵고 고된 노력을 필요로 할 것으로 봅니다. 일부 이론 물리학자들은 ‘끈 이론’과 같은 것에 ‘표준 모델’에 근거해 우리 눈에 보이는 가시적인 우주를 넘어서 엄청난 비밀이 있을 거라는 강한 암시를 하고 있습니다. 암흑 에너지에 대한 탐구가 깊어가면 우리는 그것이 얼마나 기묘하고 놀라운 성질을 가진 존재인가 하는 것을 어렴풋이나마 볼 때가 올 것이라고 믿습니다. 이광식 통신원 joand999@naver.com 　　

영화 ‘인터스텔라’에는 전혀 다른 우주로의 이동을 가능하게 해주는 ‘웜홀’이 등장한다. 미국 캘리포니아공대의 이론물리학자 킵 손 교수는 1988년 “웜홀은 블랙홀과 화이트홀을 연결하는 통로로, 자유자재로 과거와 미래를 오간다”고 설명한 바 있다. 웜홀에서는 강한 중력이 작용해 멀리 떨어진 두 공간을 휘어지게 만들어 시간여행이 가능하다는 것이다. 영화 ‘인터스텔라’와 달리 현실에서는 웜홀의 존재를 아직까지 증명해내지 못했지만 최근 해외 연구팀은 우리 은하계 내에 웜홀이 존재하는 것으로 보인다는 주장을 내놓았다. 뿐만 아니라 이 웜홀의 크기는 거대한 우주선을 통째로 삼킬 수 있을만큼 거대하다고 설명했다. 이탈리아의 천문학자인 파울로 살루찌 교수는 “우리 은하계 중심에 있는 거대한 블랙홀에는 엄청난 중력의 힘이 작용하면서 우주의 시간을 왜곡한다. 이것은 아마도 우리가 지금까지 이론으로만 알고 있었던 웜홀일 가능성이 높다”고 설명했다. 살루찌 교수 연구진은 수학적 모델을 근거로 이 같은 결론을 내렸으며, 다른 시간(또는 우주)으로 이동할 수 있는 웜홀의 입구는 우주의 암흑물질에 의해 만들어지는 것으로 보인다고 추측했다. 암흑물질은 우주를 구성하는 총 물질의 23 % 이상을 차지하고 있고, 전파 ·적외선 ·가시광선 ·자외선 ·X선 ·감마선 등과 같은 전자기파로도 관측되지 않고 오로지 중력을 통해서만 존재를 인식할 수 있는 물질이다. 연구진은 우리 은하계의 암흑물질 분포를 표시한 지도와 최근 우주의 기원을 찾기 위해 실시한 빅뱅 실험의 자료를 결합한 뒤 이를 분석한 결과, 우리 은하는 여러개의 터널 중 하나이며 은하계 자체가 하나의 터널로서 작용한다는 것을 알게 됐다고 주장했다. 살루찌 교수는 “아마도 우주에는 이 같이 시간여행이 가능한 터널이 더 많을 것이다. 영화 ‘인터스텔라’에 등장하는 웜홀과 같은 형태”라면서 “우리는 영화가 개봉되기 이전부터 웜홀의 미스터리를 풀기 위한 방정식을 계산해 왔다”고 설명했다. 이어 “우주의 암흑물질은 아마도 웜홀이 오래동안 우주에 존재할 수 있도록 하는 에너지원으로 쓰일 것”이라면서 “우리 연구는 은하 헤일로 구역에 존재하는 것으로 본 웜홀의 실제를 밝히는데 도움이 될 것”이라고 기대했다. 한편 이번 연구결과는 의학·과학기술 분야의 세계 최대 출판사인 엘스비어(Elsevier)의 ‘물리학 연대기 저널’(Journal Annals of Physics) 최신호에 실렸다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

“이것이 진짜 안드로메다이다.” 해외 과학자들이 역사상 가장 선명하고 아름다운 안드로메다은하의 사진을 공개해 일반인뿐만 아니라 학계의 관심을 한 몸에 받았다. 안드로메다는 우리은하와 매우 유사한 나선은하로, 지구에서 약 200만 광년 떨어져 있다. 실지름은 약 10만 광년, 실제 밝기는 태양의 약 100억 배로 추정된다. 미국 워싱턴대학의 벤자민 윌리엄스 교수의 연구진이 공개한 안드로메다은하의 사진은 무려 15억 픽셀로, 현존하는 HD 텔레비전 수백대를 동시에 이용해야 전체 이미지를 볼 수 있을 정도로 선명한 화질을 자랑한다. 미국항공우주국(NASA)과 유럽우주국(이하 ESA)이 함께 개발한 허블우주망원경이 촬영을 맡았다. 허블 망원경은 총 411장의 안드로메다은하 사진을 찍었고, 지상의 과학자들이 이를 정교하게 이어붙여 거대한 우주사진을 완성했다. 사진은 성간 먼지(interstellar dust•성간물질을 구성하고 있는 작은 고체 알갱이), 성상 군집(stellar clusters) 등과 함께 수많은 별들의 모습을 생생하게 담고 있다. 안드로메다은하에 있는 별의 개수에 대해 과학자들 사이에서도 이견이 존재하는데, 최소 1억 개부터 수천억 개, 1조 개까지 다양한 의견이 있다. 이번 사진을 공개한 연구진은 안드로메다은하에 존재하는 별 1억 개의 모습을 담았다고 전했다. 안드로메다은하의 질량은 태양계가 속한 은하수(Milky Way Galaxy)의 2배에 달한다. 안드로메다은하는 다량의 우주 암흑물질을 포함하고 있으며, 은하수와 같은 나선형 은하라는 점에서 연구가치가 매우 높은 것으로 알려져 있다. 특히 이번 사진은 안드로메다은하와 우리 은하계를 비교하고, 안드로메다은하에서의 별들의 생성 과정을 면밀하게 살피고 암흑물질의 존재를 확인하는데 도움이 될 것으로 기대되고 있다. 　 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

중성자별은 우주에서 가장 밀도가 높은 물체이다. 중성자별 물질 한 숟가락의 분량이 달보다도 더 무겁다. 크기가 기껏 해봐야 지구의 도시 하나 크기 정도인 이 놀라운 별의 내부에서 희한한 상황이 진행되고 있는 것이다. 연구자들은 중성자별의 물질이 극도로 압착된 나머지 '이상한 물질'로 변했으며, 전체적으로 '이상한 별'이 된 이 천체를 잘 관측하면 우주의 비밀을 풀 수 있을지도 모른다고 생각한다. 이 같은 최신 이론은 브라질 국립우주연구소 소속인 페드로 모라에스 박사와 오스왈도 미란다 박사가 내놓은 것이다. 그들은 어떤 유형의 중성자별은 새로운 형태의 '이상한 물질'로 이루어진 것으로 보인다고 주장한다. 중성자별이란 태양 질량의 1.3~2.5배에 이르는 무거운 별이 생애의 마지막에 이르러 중력붕괴를 일으킴으로써, 별의 물질을 이루던 중성자와 양성자가 극도로 압착되어 만들어지는 고밀도의 천체이다. 우주에서 가장 놀라운 물체의 하나인 중성자별은 보통 지름 20㎞의 도시만한 크기로 뭉쳐지는데, 각설탕 하나만한 분량의 무게가 10억t에 달한다. 대략 에베레스트 산의 중량과 비슷한 수치이다. 이 '물질'의 특성은 아직 알 수 없으나, 몇 가지 유형의 아원자 입자 '액체'일 가능성이 높다고 생각한다. 모라에스 박사는 데일리메일 온라인판과 한 인터뷰에서 “별이나 은하, 행성, 심지어 우리 몸도 바리온(중입자) 물질로 이루어진 존재”라고 설명했다. 그는 “양성자나 중성자 같은 게 바리온 입자인데, 이들은 쿼크라고 불리는 보다 기본적인 소립자로 이루어져 있다”라면서 “쿼크는 또 여섯 가지 종류가 있다. 각각 위쿼크 ·아래쿼크·야릇한쿼크·맵시쿼크·바닥쿼크 ·꼭대기쿼크로 불린다”고 덧붙였다. 또 “이들 쿼크가 어떻게 결합하느냐에 따라 다른 바리온들이 만들어진다. 예컨대 위쿼그 2개와 아래쿼크 1개가 합치면 양성자가 만들어지고, 아래쿼크 2개와 위쿼크 1개가 결합하면 중성자가 된다”고 말했다. 어쨌든 중성자별 안에는 삼라만상을 만드는 바리온 입자인 중성자와 양성자들이 극도로 압착된 나머지 새로운 유형의 '이상한 물질'을 만들어냈다고 모라에스 박사는 설명한다. 그것은 어쩌면 일반 물질처럼 보일 수도 있고, 암흑물질과는 다른 어떤 것일 수도 있지만, 이것은 앞으로 물리학이 풀어야 할 숙제이다. 중성자별에서 '이상한 물질'이 만들어지는 것은 극도로 높은 물질밀도에서 희귀하게도 위쿼크와 아래쿼크, 야릇한쿼크 세 종류가 결합되어 만들어지는 것으로 연구자들은 생각하고 있다. 모라에스 박사는 “만약 중성자별이 충분히 무겁고 회전속도가 엄청나다면 별 전체가 '이상한 물질'로 변할 수가 있다”고 설명한다. 이렇게 해서 만들어지는 별은 일반 중성자별보다 훨씬 작고 가벼운데, 일례로 태양 질량의 0.2배인 중성자별은 반지름이 15㎞ 남짓인 데 비해, '이상한 별'은 그 3분의 1밖에 안된다는 게 연구자들의 결론이다. 이러한 가설이 사실로 입증된다면 우리 우주에는 우리가 아직까지 모르고 있는 유형의 물질들이 더 많이 존재하고 있다는 증거가 된다. 지구상에서 독립된 쿼크를 관측할 수 없는 것과 마찬가지로 '이상한 물질'을 발견할 수 있는 방법이 없다고 말하는 모아레스 박사는 “유일한 방법은 중성자별에서 그 존재를 확인하는 길뿐”이라고 설명한다. 그런데 흥미롭게도 '이상한 별'의 존재가 입증된다면 천문학의 '성배' 중 하나인 중력파를 탐지하는 실마리를 잡을지도 모른다는 사실이다. 중력파는 엄청난 질량을 가진 천체들이 상호작용할 때 시공간의 왜곡을 불러오는데, 이러한 현상이 광속으로 파도처럼 전달되는 것을 말한다. 그러나 아직까지 이론적으로만 존재할 뿐 실제로 직접 탐지된 적은 한 번도 없다. 만약 '이상한 별'의 존재가 확인된다면 그와 짝별인 중성자별과의 상호작용으로 중력파를 발생시킬 수 있으며, 우리를 이를 탐지할 수 있을지도 모른다고 모아레스 박사는 기대감을 나타냈다. 어쨌든 이 우주에는 인간의 지각력을 훨씬 넘어서는 물질과 현상들이 얼마든지 존재한다는 사실을 이번 '이상한 물질' 연구 결과가 일깨워주고 있다. 이광식 통신원 joand999@naver.com

“이것이 진짜 안드로메다이다.” 해외 과학자들이 역사상 가장 선명하고 아름다운 안드로메다은하의 사진을 공개해 일반인뿐만 아니라 학계의 관심을 한 몸에 받았다. 안드로메다는 우리은하와 매우 유사한 나선은하로, 지구에서 약 200만 광년 떨어져 있다. 실지름은 약 10만 광년, 실제 밝기는 태양의 약 100억 배로 추정된다. 미국 워싱턴대학의 벤자민 윌리엄스 교수의 연구진이 공개한 안드로메다은하의 사진은 무려 15억 픽셀로, 현존하는 HD 텔레비전 수백대를 동시에 이용해야 전체 이미지를 볼 수 있을 정도로 선명한 화질을 자랑한다. 미국항공우주국(NASA)과 유럽우주국(이하 ESA)이 함께 개발한 허블우주망원경이 촬영을 맡았다. 허블 망원경은 총 411장의 안드로메다은하 사진을 찍었고, 지상의 과학자들이 이를 정교하게 이어붙여 거대한 우주사진을 완성했다. 사진은 성간 먼지(interstellar dust•성간물질을 구성하고 있는 작은 고체 알갱이), 성상 군집(stellar clusters) 등과 함께 수많은 별들의 모습을 생생하게 담고 있다. 안드로메다은하에 있는 별의 개수에 대해 과학자들 사이에서도 이견이 존재하는데, 최소 1억 개부터 수천억 개, 1조 개까지 다양한 의견이 있다. 이번 사진을 공개한 연구진은 안드로메다은하에 존재하는 별 1억 개의 모습을 담았다고 전했다. 안드로메다은하의 질량은 태양계가 속한 은하수(Milky Way Galaxy)의 2배에 달한다. 안드로메다은하는 다량의 우주 암흑물질을 포함하고 있으며, 은하수와 같은 나선형 은하라는 점에서 연구가치가 매우 높은 것으로 알려져 있다. 특히 이번 사진은 안드로메다은하와 우리 은하계를 비교하고, 안드로메다은하에서의 별들의 생성 과정을 면밀하게 살피고 암흑물질의 존재를 확인하는데 도움이 될 것으로 기대되고 있다. 　 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

“이것이 진짜 안드로메다이다.” 해외 과학자들이 역사상 가장 선명하고 아름다운 안드로메다은하의 사진을 공개해 일반인뿐만 아니라 학계의 관심을 한 몸에 받았다. 안드로메다는 우리은하와 매우 유사한 나선은하로, 지구에서 약 200만 광년 떨어져 있다. 실지름은 약 10만 광년, 실제 밝기는 태양의 약 100억 배로 추정된다. 미국 워싱턴대학의 벤자민 윌리엄스 교수의 연구진이 공개한 안드로메다은하의 사진은 무려 15억 픽셀로, 현존하는 HD 텔레비전 수백대를 동시에 이용해야 전체 이미지를 볼 수 있을 정도로 선명한 화질을 자랑한다. 미국항공우주국(NASA)과 유럽우주국(이하 ESA)이 함께 개발한 허블우주망원경이 촬영을 맡았다. 허블 망원경은 총 411장의 안드로메다은하 사진을 찍었고, 지상의 과학자들이 이를 정교하게 이어붙여 거대한 우주사진을 완성했다. 사진은 성간 먼지(interstellar dust•성간물질을 구성하고 있는 작은 고체 알갱이), 성상 군집(stellar clusters) 등과 함께 수많은 별들의 모습을 생생하게 담고 있다. 안드로메다은하에 있는 별의 개수에 대해 과학자들 사이에서도 이견이 존재하는데, 최소 1억 개부터 수천억 개, 1조 개까지 다양한 의견이 있다. 이번 사진을 공개한 연구진은 안드로메다은하에 존재하는 별 1억 개의 모습을 담았다고 전했다. 안드로메다은하의 질량은 태양계가 속한 은하수(Milky Way Galaxy)의 2배에 달한다. 안드로메다은하는 다량의 우주 암흑물질을 포함하고 있으며, 은하수와 같은 나선형 은하라는 점에서 연구가치가 매우 높은 것으로 알려져 있다. 특히 이번 사진은 안드로메다은하와 우리 은하계를 비교하고, 안드로메다은하에서의 별들의 생성 과정을 면밀하게 살피고 암흑물질의 존재를 확인하는데 도움이 될 것으로 기대되고 있다. 　 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

”한국 과학교육 국제화·다양성 아쉬워” 리처드 스톤(Richard Stone) 미국 사이언스紙 국제뉴스 편집장은 세계가 주목하는 과학계 저널리스트인 동시에 ‘아시아 전문가’, ‘한국 전문가’로 통한다. 그만큼 아시아와 한국에 많은 애정을 갖고 있다는 의미다. 그런 그가 내년 6월 서울에서 열리는 ‘2015 세계과학기자대회’ 프로그램 자문위원회 위원장 자격으로 방한했다. 세계과학기자대회가 동아시아에서 열리는 것은 이번이 처음이다. 한국이 동아시아 첫 대회 개최국이 됐다. 내년 대회 프로그램 구성을 논의하는 핵심기구인 자문위원회 회의는 12~14일 3일간의 일정으로 열린다. 12일 오후 경기 과천 미래창조과학부 인사와 만남을 가진 뒤 서울 중구 코리아나호텔에 도착한 스톤 위원장은 촉박한 일정에도 흔쾌히 인터뷰에 응했다. 과학기관장들과의 만남을 앞두고 기자와 만난 그는 환한 미소를 띄며 ‘한국 기초과학 홍보대사’를 자처했다. 스톤 위원장은 “세계과학기자대회는 한국의 과학계를 홍보할 수 있는 장”이라면서 “여러 이슈를 공유하면서 아시아는 물론 세계의 각 대륙에 한국의 과학을 널리 알리는 계기가 될 것”이라고 말했다. 다음은 일문일답. →내년 세계과학기자대회 프로그램 자문위원회 위원장 자격으로 방한했는데 구체적으로 무엇을 논의하나. 이번 주말에는 특별히 내년에 열리는 ‘2015 세계과학기자대회’ 심포지엄 프로그램을 선정하기 위해 왔다. 제안서를 많이 받았는데 어떤 것이 가장 흥미로운지 우선 순위를 정하고 과학기자들이 어떤 부분에 관심을 많이 가질 지 논의하려고 한다. 이번 세계과학기자대회는 사실 동아시아에서는 최초로 열리는 것이다. 중요한 대회이고 한국에서 열리는 것이 뜻깊다고 생각한다. 과학 기자들이 흥미를 가질 수 있는 주제들을 가지고 프로그램을 구성할 예정이다. →프로그램 구성에 있어 어떤 주제나 이슈에 중점을 두고 있나. 각 트랙별로 여러가지가 있는데 우선 ‘데이터’에 주목하고 있다. 우리는 수많은 데이터를 활용하는 시대에 살고 있는데 특별히 이런 데이터로 어떤 좋은 스토리를 쓸 수 있는 지 들여다 보고 있다. 아시아에서 저널리스트들이 직면하는 어려움에 대해서도 논의한다. 한국은 잘 개방된 민주주의 저널리즘 사회이지만 상황이 다른 나라도 있다. 한국을 모범 삼아 따라갈 수도 있을 것이다. ‘아시안 바이러스 헌터’(asian virus hunter)와 관련된 과학 분야 트랙도 있다. 아시아에만 있는 새로운 바이러스는 어떤 것이 있는 지 과학자 패널들이 논의한다. 중국, 인도, 일본 같은 나라의 공조 프로그램도 있고 북한의 과학 커뮤니티를 어떻게 외부와 연계시킬 수 있을 지도 토론할 것이다. 개인적으로 이 마지막 토론에 관심이 많다. →이번 대회 캐치 프레이즈는 ‘익스팬딩 아워 호라이즌’(Expanding Our Horizons: 시야를 넓히다)이다. 그런 점에서 내년 대회의 한국 개최는 매우 뜻 깊다고 생각된다. 이 캐치프레이즈를 구체화할 수 있는 프로그램의 특성은 어떻게 설명할 수 있을까. 대회 조직위에서 정한 캐치프레이즈라서 아마 2015 세계과학기자대회 조직위원장님이 가장 잘 알지 않을까(웃음). 과학기자들에게 있어서 새로운 기회를 만들 수 있어야 한다고 생각하다. 많은 분들이 아시다시피 저널리즘은 위기를 맞고 있다. 인쇄물은 줄어들고 점점 열악한 상황이 되고 있다. 그렇기 때문에 과학기자들도 자신을 재창조시켜야 한다. 멀티미디어를 활용하고 스스로 뉴스를 마케팅해야 하는 상황이다. 과학기자들이 이런 새로운 환경에서 어떻게 하면 좀 더 생산적인 일을 하고 마케팅을 할 수 있는 지, 또 어떻게 하면 더 많은 영역을 개척하고 과학자와 대중을 잘 연결시켜 줄 수 있을 지 돕는 것이 이번 대회의 역할이다. →세계과학기자대회가 갖는 일반적인 의미는 무엇이며, 이 대회가 지금의 한국에 어떤 의미가 있다고 생각하는가. 과학기자라는 직업 자체가 ‘열정’이 없으면 맡기 힘든 분야다. 경력 면에서도 그리 매력적인 분야는 아니다. 그래서 열정을 되새기는 것이 중요하다. 우리가 다음 세대 기자들에게 열정을 가르쳐 줄 수 있는 기회가 될 것이라고 본다. 그래서 생겨나 많은 베테랑 기자들이 경험과 지식을 공유하고 이것을 통해 현장에서 더 나은 스토리로 보도할 수 있게 되고 일반 대중에게도 더 가까이 다가갈 수 있을 것이다. →이번 대회는 한국의 과학계를 홍보하는 장이기도 하다. 세계의 많은 과학기자들이 연구시설이나 컨퍼런스 워크샵을 다니며 자연스럽게 그런 기회가 만들어질 것이다. 해외에서 많은 기자들이 와서 일반 대중에게 과학을 어떻게 하면 잘 알릴 지 논의도 할 수 있을 것이다. 한국이 무엇으로 유명한 지 과학기자들에게 물어보면 삼성·엘지·현대라는 얘기 밖에 안한다. 한국의 북동부 지역에서 ‘암흑물질’을 연구하고 있는데, 이런 뛰어난 연구시설이나 기초연구가 어떻게 진행되는 지에 대해서도 세계 과학기자들이 많이 배워갔으면 좋겠다. 그리고 기초과학연구원(IBS)에서도 중이온가속기를 개발하고 있어 과학계 전반에 많은 도움을 줄 수 있을 것 같은데 한국 외부에는 잘 알려지지 않았다. 한국에서 실행되고 있는 기초연구가 많이 홍보됐으면 좋겠다. 삼성 같은 회사도 TV만 판매하는 것이 아니라 많은 연구 시설을 갖추고 있다. 우리가 희망하는 것은 기초 연구 쪽과도 연계를 할 수 있는 지 여부다. 한국의 많은 기업들이 기초·응용과학을 연구하고 있는데 제조만 하는 것이 아니라 우리도 연구개발에 강점이 있다는 점을 홍보할 수 있으면 좋겠고 우리가 그런 부분에서 협력할 수 있으면 좋겠다. →우리는 내년 대회를 통해 한국을 비롯한 아시아의 과학 및 기술적 성과와 과학저널리즘에 대한 서구의 이해가 깊어질 것으로 기대하고 있다. 이에 대한 위원장의 견해는 무엇인가. 당연히 이해가 깊어질 것이라고 본다. 나는 2004년부터 한국과 북한 과학자 모두를 만날 수 있었다. 운이 정말 좋았다. 여러 연구 분야에 대한 지식이 있다면 동료들에게 알려줘야 한다. 한국 입장에서도 세계에 알릴 수 있는 기회가 된다. 이해가 증진되고 여러가지 이슈를 공유하면서 한국이 아시아 뿐만 아니라 다른 대륙에도 널리 알려지는 계기가 될 것이다. 이번 대회를 통해서 즉각적인 효과를 본다기 보다는 씨앗을 심어주고 확실한 효과가 나타날 수 있도록 도울 수 있을 것 같다. →한국은 아시아는 물론 세계적으로도 기업활동이 왕성한 곳이다. 그러나 이번 대회에 대한 기업들의 이해는 기대보다 높지 않아 보인다. 왜 그렇다고 보며, 이를 어떻게 개선해야 할까. 내가 보기엔 우리 탓도 있는데 홍보를 잘 못한 부분도 있는 것 같다. 우리가 좀더 의중을 잘 전달한다면 앞으로 투자가 더 많아질 것이다. 사실 기업 경영 환경은 점점 더 제한적으로 변하고 어려움이 많겠지만 한국의 과학을 세계로 잘 알릴 수 있다고 하면 투자가 뒤따를 것이다. 한 회사가 시작하면 더 많은 회사가 후원할 것이라고 생각한다. 한국에서 박근혜 대통령이 창조경제를 강조해왔는데 창조경제라는 것이 신기술을 통한 변화 아닌가. 기자들은 변화를 좋아한다. 한국의 변화를 어필할 수 있으면 기자들도 흥미롭게 다가올 것이다. 한국은 권위적인 정부 구조에서 자유민주주의 체제로 변모했고, 제조나 수출 위주의 빠른 경제 성장 이후에 완전히 방식이 바뀐 신소재 개발과 같은 획기적인 변화를 이끌어내는 전환기에 있다. 이런 부분을 기자들이 볼 수 있게 됐다는 점이 흥미롭다.　 →위원장은 비교적 한국을 잘 아는 인사로 불린다. 위원장의 관점에서 한국 과학의 문제와 가능성을 짚어줄 수 있나. 한국을 정말 잘 아는 사람이라고 거창하게 얘기할 수는 없다(웃음). 한가지 말씀드리면 몇 년 전에는 정말 한국 과학이 위기상황이었다. 그런데 다행히 국제 커뮤니티에서 입지를 재구축하는데 성공했다. 한국은 더 이상 소외된 나라가 아니다. 과학 인재가 있고 투자도 하고 인상적인 부분이 많다. 중국도 한국처럼 과학분야에서 언제 노벨상을 타냐 목매 달고 있다. 그런데 더 중요한 것은 노벨상이 아니다. 한국은 위대한 발견을 위한 환경 조성에 투자하기 시작했다. 이게 정말 큰 변화이고 위대한 변화인 것 같다. 연구하기 좋은 환경을 조성하는 것이 정말 대단한 변화인 것이다. 과학계에서 봤을 때 몇년이 지나서 보면 그때가 전환기였구나라는 생각을 하게 될 것이다. 사실 한국은 내가 봤을 때 특정 연구 분야는 위대한 업적을 만들었지만 또 어떤 부분은 그렇지가 못해서 일관성이 없다. 일본이나 중국, 한국 모두 비슷한 문제를 갖고 있다. 굳이 유럽이나 미국과 한국을 비교하자면 이런 나라는 해외 학생들이 많다. 멜팅팟(Melting Pot· 인종의 융광로)이라고 하지 않나. 놀라운 아이디어는 다양성이 중요하다. 그런데 한국은 그런 부분이 부족한 것 같다. 국제적으로 학생을 유치하는데는 크게 성공하지 못한 것 같다. 개인적으로 사례를 말씀드리자면 나는 코넬대에서 생물물리학을 전공했는데 나만 미국인이었고 다른 학생들은 전부 유럽이나 대만, 한국, 중국에서 온 학생들이었다. 한국은 이제 점점 그런 부분에서 수준이 높아져야 한다. 외부의 학생들이 오면 더 많은 기회가 생길 것이다. 어떤 수준을 뛰어넘기를 바란다면 한국의 고등교육을 국제화하는 것이 중요하다고 생각한다. 정현용 기자 junghy77@seoul.co.kr

세계에서 가장 큰 망원경 제작에 돌입한다는 공식적인 선언이 발표됐다. 2024년 이 망원경이 완공되면 엄청난 ‘하늘의 눈’이 우주 깊숙한 곳으로 향하게 될 것이다. 집광면적만도 무려 39m 너비를 자랑하는 세계 최대의 이 유럽 초대형 망원경(Extremely Large Telescope·E-ELT)은 칠레 아타카마 사막의 세로 아마조네스의 정상에 건설될 것이라고 유럽남방천문대(ESO)가 4일(현지시간) 공식 발표했다. ESO 드 제우 사무총장은 “평의회(ESO의 최고 의결기관)의 이번 결정으로 망원경 건설이 공식적으로 시작되었다" 면서 "E-ELT의 주요 산업적 건축을 위한 자금은 계획에 따라 조달될 것"이라고 밝혔다. 총 건설비 10억 3400만 달러(역 1조 1,529억원)에 달하는 어마어마한 금액의 이 망원경은 계획대로 건설되면 현존하는 망원경 중 세계 최대의 망원경이 된다. 드 제우 사무총장은 "이 망원경은 외부 태양계에서 슈퍼 지구를 찾는 데 맹활약을 할 것으로 기대된다" 면서 "심우주를 관측하는 초고감도의 망원경으로 기능할 뿐만 아니라, 가까운 은하들의이 별 수를 알아내는 데도 유용할 것" 이라고 밝혔다. 하지만 E-ELT가 지상에 건설 중인 유일 최대의 망원경은 아니다. 역시 칠레의 라스 캄파나스 정상에 건설 중인 거대 마첼란 망원경(GMT)도 머지않아 완공될 예정이다. 이 망원경은 8.4m 지름의 반사경 7장을 모아서 주경을 이루게 되어, 지름 24.5m인 단일 반사경과 동일한 분해능을 갖게 된다. 거대마젤란 망원경의 집광력은 현존 최대 구경의 케크 망원경(지름 10m)의 집광력보다 6배가 크다. 2021년에 우주의 첫 빛을 받을 거라고 제작자들은 밝혔다. 이 망원경을 건설하는 데는 한국천문연구원도 참여하여, 완공 후에 한국도 1년에 한 달 가량 이를 이용할 수 있다. 이 망원경들이 본격적으로 작동하기 시작하면 우주의 대부분을 만들고 있는 암흑 에너지와 암흑물질의 미스터리를 포함해 천문학의 굵직한 질문들이 해답을 얻을 수 있을 것으로 천문학자들은 기대하고 있다. 이광식 통신원 joand999@naver.com

음악에 관심이 많았던 이탈리아 소녀는 17세가 되던 해 우연히 ‘마리 퀴리’의 전기를 읽었다. 밀라노대에 입학해 물리학을 전공했지만 동시에 음악학교에서 피아노를 치며 교수들의 기대를 한 몸에 받았다. 우열을 가릴 수 없는 두 가지 길 중에 그는 결국 ‘자연에 대한 호기심’을 선택했다. 30년이 흐른 뒤 중년이 된 소녀는 ‘21세기 최고의 물리학 성과’를 이끌었고 지난 4일 유럽입자물리연구소(CERN) 60년 역사상 첫 여성 소장에 지명됐다. ‘신의 입자’로 불리는 ‘힉스’ 발견의 주역인 파비올라 자노티(52) 박사 얘기다. CERN은 5일(현지시간) “파비올라 자노티 박사가 2016년부터 롤프 디터 호이어 현 소장의 뒤를 이어 CERN을 이끌게 된다”고 발표했다. 스위스와 프랑스 국경에 자리 잡은 CERN은 1만 7000여명의 과학자가 근무하는 세계 최대의 물리학 연구소다. CERN에서 지난 60년간 얻어진 연구 결과는 물리학뿐 아니라 인류의 삶 자체를 바꿔 놓았다. 대표적인 것이 ‘월드와이드웹’(WWW), 인터넷이다. CERN의 과학자였던 팀 버너스 리가 연구 데이터를 효율적으로 저장하기 위해 1989년 제안한 것이 인터넷의 시초가 됐다. CERN은 약 10조원을 들여 거대강입자가속기(LHC)를 구축, 2009년부터 힉스 입자를 찾는 데 전력투구했다. 빅뱅 직후 우주를 구성하는 16개의 입자에 질량을 부여한 것으로 추정되는 힉스를 찾아 현대물리학의 근간인 ‘표준모형’을 완성하겠다는 도전이었다. ‘인류 역사상 최대의 공동 실험’인 이 프로젝트를 지휘한 것이 바로 자노티 박사다. 2012년 7월 4일 그는 전 세계인이 지켜보는 기자회견을 통해 “우리가 힉스 입자를 발견했다”고 선언했다. 자노티 박사는 소장에 지명된 뒤 “CERN은 과학 발전의 중심이자 전 세계 물리학의 자존심, 과학기술 혁신의 요람이자 협력과 평화의 상징”이라고 밝혔다. 현재 LHC 개조 작업을 하고 있는 CERN은 자노티 박사가 소장을 맡는 2016년부터 전 우주의 70% 이상을 차지하고 있는 ‘암흑물질’ 연구를 본격화할 계획이다. 박건형 기자 kitsch@seoul.co.kr

수수께끼 같은 암흑 에너지가 우주를 집어삼켜 결국엔 텅 비고 지루한 우주로 만들어버릴 것인가? 과학자들은 우주라는 구조물의 비계(scaffold·시공 단계에서 설치하는 가설물)인 암흑물질이 암흑 에너지에 의해 서서히 지워지고 있는 단서를 발견했다고 주장했다. 2일(현지시간) 영국 일간 데일리메일 보도에 따르면, 영국과 이탈리아의 과학자들이 최신 천문 데이터가 암흑 에너지가 암흑물질과 상호작용해서 우주 구조의 성장을 저지하고 있는 것으로 드러났다고 밝혔다. 포츠머스 우주론중력연구소 소장 데이비드 원즈 교수는 “이번 연구는 시공간의 기본 특성에 관한 것으로, 우주적인 규모에서 볼 때 우리 우주가 궁극적으로 어떻게 될 것인지, 우주의 운명을 보여주는 것”이라고 밝혔다. 그는 “만약 암흑 에너지가 이대로 계속 커지는 가운데 암흑물질이 증발돼 버린다면, 우리 우주는 결국 텅 빈 공간이 되고 말 것”이라면서 “거의 아무것도 없는 거대한 동공이 되는 것”이라고 말했다. 암흑물질은 우주 구조에 틀을 제공하는 존재로 알려졌지만, 암흑 에너지는 우주를 팽창시키는 정체 모를 힘이다. 또 그는 “우리가 보고 있는 은하들은 암흑물질이라는 비계 속에 지어진 것이며, 이번 연구에서 밝혀진 것은 이 암흑물질이 서서히 증발돼 우주 구조의 성장을 감속시키고 있다는 사실”이라고 말했다. “1998년 우주가 가속 팽창을 하고 있다는 사실이 밝혀짐에 따라 우주론의 패러다임이 변하고 있다”고 말하는 원즈 교수는 이렇게 덧붙였다. “시공간에 두루 존재하는 암흑 에너지의 양, 곧 우주 상수라는 아이디어는 우주론의 표준 모델이 됐다” 하지만, 포츠머스와 로마의 대학 연구자들은 이보다 진전된 패러다임을 발견했다고 믿고 있다. 바로 암흑 에너지와 암흑물질 간의 상호작용과 그 변화이다. 연구팀은 “1990년대 말 이래로 천문학자들은 우리 우주를 가속 팽창시키는 무엇인가가 분명 있다는 사실을 확신하게 됐다. 가장 단순환 설명은 우주 공간 자체가 에너지를 갖고 있을 거라는 가설”이라면서 “이른바 우주 상수로 불리는 진공 에너지다”고 설명했다. 이어 “어쨌든 이런 단순한 모델로는 이번 연구에서 밝혀진 데이터들을 모두 설명하기가 어렵다는 것이 점점 더 분명해지고 있는 것”이라면서 “특히 은하단과 은하들의 성장, 즉 우주 구조의 성장이 예상보다 느리다는 점에 대해서는 설명이 안되는 것”이라고 덧붙였다. 이에 대해 미시건 대학의 드래건 헌터러 교수는 “이 논문은 대단히 흥미롭다. 암흑물질에 관해서라면 언제든 새로운 진전이 있을 수 있다”면서 “아무리 생소한 내용이라 하더라도 관심 깊게 살펴볼 필요가 있다”고 말했다. 이어 “상호작용이 없는 가장 단순한 모델에 비해 다른 결론이 나왔지만, 어쨌든 나는 이 논문의 결론에 놀랐다고 말하진 않겠다. 표준 모델의 모든 데이터에 문제가 있다는 사실을 우리가 안 것이 몇 달 되지도 않았다”고 덧붙였다. 이번 연구내용에 대해 네티즌들은 한결 같은 놀라움을 나타내며, “우주는 정말 불가사의다” “암흑 에너지가 암흑 물질을 잡아먹는다니 정말 충격적”이라는 등의 반응을 보이고 있다. 이광식 통신원 joand999@naver.com

"당신의 나선 팔에서 먼지를 털어내고, 당신의 팽대부를 더욱 살찌게 하라." 일반 사람은 이게 무슨 말인지 전혀 모르겠지만, 천문학 책을 읽고 우주에 나름대로 관심이 깊은 사람이라면, 이게 무슨 뜻인지 금방 알 수 있다. 나선 팔은 나선은하에 달린 팔을 말하며(여기서 별들이 태어난다), 팽대부는 운하의 중심에 부풀어오른 부분을 말한다(여기엔 대개 블랙홀이 똬리를 틀고 있다). 어쨌든 위와 같은 문구를 내걸고 독자의 우주 IQ를 테스트한다는 11문제의 퀴즈가 나사(NASA) 사이트에 올라와 있다. 로켓 발사와 우주 탐사계획 수립, 탐사선과 우주 망원경 운용에만도 정신이 없을 나사 사람들이 이런 여유로운 기사를 올릴 수도 있구나 싶어 웃음짓게 하는 글이다. 재미있는 내용이라 다음에 소개한다. 당신의 은하수 낚시 솜씨가 어떤지 한번 도전해볼 용의가 있는가? 11문항 중 10~11개를 맞히면 나사가 공인하는 '은하 천재(galactic genius)'가 될 수 있다. 이젠 당신의 내부에 있는 은하로 눈길을 돌릴 때다. 1) 우리은하는 어떤 형태인가? 1. 막대나선은하2. 타원은하 3. 나선은하 2) 우리은하에 가장 가까운 거대 은하는? 1. 소용돌이 은하2. 밥(Bob) 은하3. 안드로메다 은하 3) 우리은하에는 대락 별이 몇 개나 있을까? 1. 100억 개2. 헐리우드 명예의 거리에 있는 스타 수만큼 된다.3. 2천억 개 4) 우리은하를 구성하는 것 중 가장 많은 질량을 차지하는 것은? 1. 가스와 먼지2. 별들3. 암흑물질 5) 우리은하 중심부에 있는 것으로 보이는 블랙홀의 이름은? 1. 대마젤란운2. 빅서커(Big Sucker)3. 궁수자리 A별(Sagittarius A*) 6) 바데의 창이란 무엇인가?1 . 밤하늘 은하수에서 가장 밝은 부분.2. 우리은하에서 특별히 별이 없는 영역3. 바데 주택의 전면 구조 7) 우리은하는 중심부에서 얼마나 멀리 떨어져 있나? 1. 3분의 12. 4분의 13. 3분의 2 8) 우리은하가 포함된 약 50개의 은하 집단을 무엇이라고 하는가? 1. 국부은하군2. 랫 팩(The Rat Pack)3. 중심 성단 9) 우리은하의 나이는? 1. 45억 년2. 132억 년3. 137억 년 10) 우리은하가 속해 있는 초은하단의 이름은? 1. 머리털자리 초은하단2. 슈퍼플라이 초은하단3. 궁수자리 초은하단 11) 밤하늘을 가로지르는 은하수에서 밝은 부분을 가리는 어두운 띠는 무엇 때문인가? 1. 짙은 먼지로 가려진 부분2. 별들이 성긴 부분3. 블랙홀이 있는 부분 <정답>은 1) 1 2) 3 3) 3 4) 3 5) 3 6) 1 7) 3 8) 1 9) 2 10) 1 11) 1 **10~11개를 맞추었다면 당신은 은하 천재입니다.**8~10개를 맞추었다면 당신은 은하 수재입니다.**그 이하라면 안드로메다로 가시기를 권합니다.^^ 이광식 통신원 joand999@naver.com

우주는 결국 텅 빈 공간이 될 것인가 수수께끼 같은 암흑 에너지가 우주를 집어삼켜 결국엔 텅 비고 지루한 우주로 만들어버릴 것인가? 과학자들은 우주라는 구조물의 비계(scaffold·시공 단계에서 설치하는 가설물)인 암흑물질이 암흑 에너지에 의해 서서히 지워지고 있는 단서를 발견했다고 주장했다. 2일(현지시간) 영국 일간 데일리메일 보도에 따르면, 영국과 이탈리아의 과학자들이 최신 천문 데이터가 암흑 에너지가 암흑물질과 상호작용해서 우주 구조의 성장을 저지하고 있는 것으로 드러났다고 밝혔다. 포츠머스 우주론중력연구소 소장 데이비드 원즈 교수는 “이번 연구는 시공간의 기본 특성에 관한 것으로, 우주적인 규모에서 볼 때 우리 우주가 궁극적으로 어떻게 될 것인지, 우주의 운명을 보여주는 것”이라고 밝혔다. 그는 “만약 암흑 에너지가 이대로 계속 커지는 가운데 암흑물질이 증발돼 버린다면, 우리 우주는 결국 텅 빈 공간이 되고 말 것”이라면서 “거의 아무것도 없는 거대한 동공이 되는 것”이라고 말했다. 암흑물질은 우주 구조에 틀을 제공하는 존재로 알려졌지만, 암흑 에너지는 우주를 팽창시키는 정체 모를 힘이다. 또 그는 “우리가 보고 있는 은하들은 암흑물질이라는 비계 속에 지어진 것이며, 이번 연구에서 밝혀진 것은 이 암흑물질이 서서히 증발돼 우주 구조의 성장을 감속시키고 있다는 사실”이라고 말했다. “1998년 우주가 가속 팽창을 하고 있다는 사실이 밝혀짐에 따라 우주론의 패러다임이 변하고 있다”고 말하는 원즈 교수는 이렇게 덧붙였다. “시공간에 두루 존재하는 암흑 에너지의 양, 곧 우주 상수라는 아이디어는 우주론의 표준 모델이 됐다” 하지만, 포츠머스와 로마의 대학 연구자들은 이보다 진전된 패러다임을 발견했다고 믿고 있다. 바로 암흑 에너지와 암흑물질 간의 상호작용과 그 변화이다. 연구팀은 “1990년대 말 이래로 천문학자들은 우리 우주를 가속 팽창시키는 무엇인가가 분명 있다는 사실을 확신하게 됐다. 가장 단순환 설명은 우주 공간 자체가 에너지를 갖고 있을 거라는 가설”이라면서 “이른바 우주 상수로 불리는 진공 에너지다”고 설명했다. 이어 “어쨌든 이런 단순한 모델로는 이번 연구에서 밝혀진 데이터들을 모두 설명하기가 어렵다는 것이 점점 더 분명해지고 있는 것”이라면서 “특히 은하단과 은하들의 성장, 즉 우주 구조의 성장이 예상보다 느리다는 점에 대해서는 설명이 안되는 것”이라고 덧붙였다. 이에 대해 미시건 대학의 드래건 헌터러 교수는 “이 논문은 대단히 흥미롭다. 암흑물질에 관해서라면 언제든 새로운 진전이 있을 수 있다”면서 “아무리 생소한 내용이라 하더라도 관심 깊게 살펴볼 필요가 있다”고 말했다. 이어 “상호작용이 없는 가장 단순한 모델에 비해 다른 결론이 나왔지만, 어쨌든 나는 이 논문의 결론에 놀랐다고 말하진 않겠다. 표준 모델의 모든 데이터에 문제가 있다는 사실을 우리가 안 것이 몇 달 되지도 않았다”고 덧붙였다. 이번 연구내용에 대해 네티즌들은 한결 같은 놀라움을 나타내며, “우주는 정말 불가사의다” “암흑 에너지가 암흑 물질을 잡아먹는다니 정말 충격적”이라는 등의 반응을 보이고 있다. 이광식 통신원 joand999@naver.com

우주는 결국 텅 빈 공간이 될 것인가 수수께끼 같은 암흑 에너지가 우주를 집어삼켜 결국엔 텅 비고 지루한 우주로 만들어버릴 것인가? 과학자들은 우주라는 구조물의 비계(scaffold·시공 단계에서 설치하는 가설물)인 암흑물질이 암흑 에너지에 의해 서서히 지워지고 있는 단서를 발견했다고 주장했다. 2일(현지시간) 영국 일간 데일리메일 보도에 따르면, 영국과 이탈리아의 과학자들이 최신 천문 데이터가 암흑 에너지가 암흑물질과 상호작용해서 우주 구조의 성장을 저지하고 있는 것으로 드러났다고 밝혔다. 포츠머스 우주론중력연구소 소장 데이비드 원즈 교수는 “이번 연구는 시공간의 기본 특성에 관한 것으로, 우주적인 규모에서 볼 때 우리 우주가 궁극적으로 어떻게 될 것인지, 우주의 운명을 보여주는 것”이라고 밝혔다. 그는 “만약 암흑 에너지가 이대로 계속 커지는 가운데 암흑물질이 증발돼 버린다면, 우리 우주는 결국 텅 빈 공간이 되고 말 것”이라면서 “거의 아무것도 없는 거대한 동공이 되는 것”이라고 말했다. 암흑물질은 우주 구조에 틀을 제공하는 존재로 알려졌지만, 암흑 에너지는 우주를 팽창시키는 정체 모를 힘이다. 또 그는 “우리가 보고 있는 은하들은 암흑물질이라는 비계 속에 지어진 것이며, 이번 연구에서 밝혀진 것은 이 암흑물질이 서서히 증발돼 우주 구조의 성장을 감속시키고 있다는 사실”이라고 말했다. “1998년 우주가 가속 팽창을 하고 있다는 사실이 밝혀짐에 따라 우주론의 패러다임이 변하고 있다”고 말하는 원즈 교수는 이렇게 덧붙였다. “시공간에 두루 존재하는 암흑 에너지의 양, 곧 우주 상수라는 아이디어는 우주론의 표준 모델이 됐다” 하지만, 포츠머스와 로마의 대학 연구자들은 이보다 진전된 패러다임을 발견했다고 믿고 있다. 바로 암흑 에너지와 암흑물질 간의 상호작용과 그 변화이다. 연구팀은 “1990년대 말 이래로 천문학자들은 우리 우주를 가속 팽창시키는 무엇인가가 분명 있다는 사실을 확신하게 됐다. 가장 단순환 설명은 우주 공간 자체가 에너지를 갖고 있을 거라는 가설”이라면서 “이른바 우주 상수로 불리는 진공 에너지다”고 설명했다. 이어 “어쨌든 이런 단순한 모델로는 이번 연구에서 밝혀진 데이터들을 모두 설명하기가 어렵다는 것이 점점 더 분명해지고 있는 것”이라면서 “특히 은하단과 은하들의 성장, 즉 우주 구조의 성장이 예상보다 느리다는 점에 대해서는 설명이 안되는 것”이라고 덧붙였다. 이에 대해 미시건 대학의 드래건 헌터러 교수는 “이 논문은 대단히 흥미롭다. 암흑물질에 관해서라면 언제든 새로운 진전이 있을 수 있다”면서 “아무리 생소한 내용이라 하더라도 관심 깊게 살펴볼 필요가 있다”고 말했다. 이어 “상호작용이 없는 가장 단순한 모델에 비해 다른 결론이 나왔지만, 어쨌든 나는 이 논문의 결론에 놀랐다고 말하진 않겠다. 표준 모델의 모든 데이터에 문제가 있다는 사실을 우리가 안 것이 몇 달 되지도 않았다”고 덧붙였다. 이번 연구내용에 대해 네티즌들은 한결 같은 놀라움을 나타내며, “우주는 정말 불가사의다” “암흑 에너지가 암흑 물질을 잡아먹는다니 정말 충격적”이라는 등의 반응을 보이고 있다. 이광식 통신원 joand999@naver.com

태양과 같은 항성에서 암흑물질이 방출되고 있음을 시사하는 연구결과가 나와 학계의 관심이 쏠리고 있다. 이는 아직 가설 수준이지만 앞으로 확인만 된다면 우주라는 거대 수수께끼를 이해하는 큰 걸음이 될 것으로 보인다. 암흑물질은 보이지 않는 수수께끼의 물질이지만, 우주 전체의 약 85%를 차지하고 있어 우주에 관한 수수께끼를 해명하기 위해서는 반드시 풀어야할 숙제 같은 요소이다. 우주를 구성하는 이런 암흑물질은 지금까지의 물리학을 이용해도 직접적으로 감지할 수 없었다. 그런 가운데 영국 레스터대학 연구팀이 유럽우주기구(ESA)의 엑스엠엠-뉴턴(XMM-Newton) 관측위성이 15년간 수집해온 데이터에서 이상 신호를 포착해냈다고 영국 일간 가디언이 16일(현지시간) 보도했다. 이를 두고 관련 천문학자들은 암흑물질 입자를 최초로 감지한 것일 수 있다고 말하고 있다. 레스터대 연구팀이 발견한 이 신호는 엑스선을 관측하는 이 우주 망원경이 상승할 때 엑스선 강도가 약 10% 증가한 것으로, 이들은 이 신호가 관측될 때마다 항상 지구 자기장의 경계선이 태양을 향해 형성되는 것을 확인했다. 이에 대해 연구를 이끈 앤디 리드 박사는 “우주에서 엑스선 강도는 언제 관측해도 같을 것”이라면서 기존의 우주에 관한 인식으로는 이 현상을 설명할 수 없다고 밝혔다. 현재의 이론으로도 설명할 수 없는 엑스선 강도의 증가 현상을 해명하기 위해 연구팀은 기존의 물리학이 아니라, 존재하지만 볼 수 없는 암흑물질에 눈을 돌리고 있다. 암흑물질에도 여러 종류가 존재하는 것으로 알려지고 있으며, 천체물리학적으로나 양자이론적으로 존재 여부를 가정해야 하는 것까지 다양하다. 그런 암흑물질 속에서 엑스선 강도의 변화에 대해 설명할 수 있는 것으로, 양자색역학(소립자의 강한 상호작용을 쿼크의 색으로 불리는 양자수 사이에 작용하는 힘으로서 다루는 이론)에서 존재가 기대되고 있는 소립자 ‘액시온’(axion)이 있다. 액시온은 강한 자기장과 부딪칠 때 엑스선이 변화하는 물질로 간주되고 있으며, 태양 핵에서 방출된 액시온이 지구의 자기장과 부딪치면서 엑스선이 변화하고 이로 인해 관측위성에서는 엑스선 강도가 증가한 곳을 찾을 수 있었다고 연구팀은 예상하고 있다. 또 연구팀은 논문에서도 “암흑물질의 하나인 액시온은 태양 핵에서 생성된 것으로 지구의 자기장과 부딪히는 과정에서 엑스선이 변화한다”고 기술하고 있다. 이번 연구결과는 ‘영국 왕립천문학회 월간보고’(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, MNRAS)에 게재됐다. 사진=NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

우리 은하인 은하수 내에 존재하는 암흑물질의 양이 기존 이론의 절반 수준이라는 새로운 측정 결과가 나와 학계가 주목하고 있다. 미국 과학전문 사이언스데일리 보도에 따르면 호주 천문학자들이 약 100년 전에 만들어진 방법을 사용해 은하수 내 암흑물질의 질량이 태양의 8000억 배에 달하는 것을 발견했다. 이들 학자는 최초로 지구에서 약 5000조 km 떨어진 은하계 인근 가장자리를 정밀 관측함으로써 이를 입증했다. 연구를 이끈 국제전파천문학연구센터(ICRAR) 서호주대학(UWA) 연구소의 프라잘 카플 박사는 “최근 우주 대부분이 숨겨져 있다는 것이 알려지고 있다”면서 “별과 먼지, 당신과 나, 우리가 보는 모든 것은 우주 전체의 4%이며, 다른 25%는 암흑물질, 나머지는 암흑에너지로 이뤄진다”고 설명했다. 네팔 출신인 카플 박사는 우리 은하 가장자리를 포함한 은하계 곳곳에 있는 별들의 속도를 측정함으로써 전례 없이 은하수 내에 존재하는 암흑물질의 질량을 측정할 수 있었다고 밝혔다. 카플 박사는 암흑물질의 존재가 알려지기 수십 년 전인 1915년에 영국 천문학자인 제임스 진스가 고안했던 견고한 이론을 사용했다. 이번 측정은 지난 29여 년간 우주 이론가들이 해결할 수 없었던 수수께끼를 푸는 것을 도울 수 있다고 한다. 그는 “람다와 차가운 암흑물질 이론으로 불리는 현재 은하 형성과 진화에 대한 관념은 은하수 내에 소수의 거대 위성 은하들이 존재하고 있지만 관측할 수 없는 것을 예측한다”면서 “측정법을 사용하면 대마젤란운과 소마젤란운, 궁수자리 왜성은하와 같은 세 위성 은하를 설명할 수 있다”고 말했다. 연구를 검토한 호주 시드니대학 천문학자 제레인트 루이스 교수는 “위성 은하를 발견하지 못하는 문제는 거의 15년간 우주론적인 면에서 골칫거리였다”면서 “카플 박사의 성과는 그런 문제를 극복할 수 있는 것”이라고 말했다. 또한 이번 연구는 은하수의 전체론적인 모델을 제공할 수 있는 데 이들 학자는 은하를 탈출하는 데 필요한 속도도 측정할 수 있다고 말했다. 카플 박사는 “당신이 우리 은하의 중력으로부터 벗어나고 싶다면 초당 550km의 속도를 낼 수 있는 힘을 준비해야 할 것”이라고 말했다. 사진=우리 은하인 은하수 내의 암흑물질(파란색, 실제로 보이지 않는다) 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

아직 발견되지 않은 암흑에너지와 암흑물질을 규명하는 연구센터가 강원 삼척 두타산 일대에 들어선다. 　삼척시는 15일 국내 기초과학연구원(IBS) 산하 지하실험연구단이 우주 입자를 찾는데 좋은 여건을 갖춘 미로면 두타산 일대에 우주입자연구센터(SARC) 구축사업을 추진한다고 밝혔다. 2020년까지 국비 1000억원이 투자될 예정이다. 　두타산 정상으로부터 지하 1400m의 깊은 지하에 설치하게 될 연구센터는 그동안 전국 15개 지역을 조사한 끝에 최적지로 판단돼 추진하게 됐다. 지하 암반조직 등이 우주 입자를 걸러 조사하기에 안성맞춤이라는 것이다. 　지하실험연구단은 최근 미로면 회의실에서 가진 주민설명회에서 “우주입자연구센터는 지하 깊은 곳에서 특수한 장치로 우주를 관찰하는 것으로, 50만개에 이르는 다량의 우주입자 가운데 두타산이 여러 후보지 가운데 우주입자가 182개로 줄어들 만큼 최대 감쇄율을 보여 연구센터의 최적지”라고 설명했다. 　미로면 삼거리 구룡골과 고천리 큰골, 대방골 등 4곳을 대상으로 지반조사를 해 터널 입구를 선정하고 올해 말 기본계획을 수립한 뒤 산림청 환경부 등 관련 부처와 협의를 갖고 내년 9월부터 실시설계에 들어갈 예정이다. 지하실험연구단은 지하 연구센터 건립과 함께 연면적 3080㎡의 지상연구소와 홍보전시관, 농산물 직거래장 등 미로면 주민들이 운영에 참여하는 식당과 카페테리아 등을 신축할 계획도 밝혔다. 　하지만 미로면 주민들은 “4개 노선 중 어느 노선을 뚫어도 지금보다 물이 더 마를 것이고, 주민 불편이 예상된다”는 반응을 보여 순탄하지 만을 않을 전망이다. 　박수만 시 특화산업과 계장은 “원전건설 등으로 예민해진 주민들 일부가 부정적인 입장을 보이지만 주민들과 함께 발전하는 방안을 찾으며 건립될 것으로 기대한다.”고 말했다. 삼척 조한종 기자 bell21@seoul.co.kr

아득히 먼 2억 광년 밖 은하에서 전해진 이상신호가 우주물리학의 미지영역으로 남아있는 ‘암흑물질’일 수 있다는 주장이 제기돼 학계의 관심이 집중되고 있다. 미국 과학전문매체 네이처 월드 뉴스는 하버드-스미소니언 천문센터(Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics) 연구진이 ‘암흑물질’이라 유력하게 추정되는 이상신호를 발견했다고 25일(현지시각) 보도했다. 미 항공 우주국(NASA) 찬드라(Chandra) X선 망원경과 유럽 우주국(ESA) XMM-뉴턴 망원경에 포착된 해당 신호의 발원지는 지구에서 약 2억 4천만 광년 떨어진 페르세우스자리 은하단(Perseus cluster of galaxies)으로 확인됐다. 연구진에 따르면, 이 이상신호는 기존 페르세우스 은하단에서 나온 X-선 강도와 다른 보기 드문 형태의 파장으로 구성되어 있다. 실시간으로 전해지는 이 이상신호를 분석해보면 중성미자가 붕괴될 때 나타나는 스펙트럼과 매우 유사한 것으로 나타났다. 흥미로운 것은 이 중성미자 붕괴 형태가 ‘단종 중성미자(sterile neutrino)’로 추정된다는 것이다. 단종 중성미자는 ‘전기적으로 중성에 질량이 0에 수렴하는 소립자’라는 기본 특성은 같지만 상호 작용을 하지 않는다는 점에서 다른 중성미자들과 구별된다. 또한 오랫동안 천문학계에서는 이 단종 중성미자가 암흑물질의 진짜 정체라는 가설이 유력한 설득력을 얻어오고 있었다. 암흑물질은 우주를 구성하는 총 물질의 약 70%를 차지하고 있지만 빛과 상호작용하지 않아 육안은 물론 적외선, 가시광선, 자외선, 감마선에도 잡히지 않는다. 오직 중력을 통해서만 질량을 짐작할 수 있을 뿐이다. 하버드-스미소니언 천문센터 측은 “다른 우주관측센터에서도 이와 유사한 신호가 포착되었는지 확인한 후, 추가적 파장 분석연구를 진행할 예정”이라고 밝혔다. 한편 이 연구결과는 국제 우주과학 학술지인 ‘천체물리학저널(The Astrophysical Journal)’ 20일자에 게재됐다. 사진=NASA/CXC/SAO 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

작은 은하군끼리 충돌해 생긴 ‘총알 은하군’에서 고온의 가스와 암흑물질이 분리하는 모습이 관측됐다. 질량이 큰 은하단 외에 이런 현상이 나타난 것은 처음이다. 유럽우주기구(ESA) XMM-뉴턴우주망원경의 데이터로 합성한 이 이미지는 지구로부터 바다뱀자리 방향으로 약 40억 광년 떨어진 ‘총알 은하군’의 모습이다. 분홍색은 X선으로 관측한 은하 사이의 고온 가스. 파란색은 암흑물질의 분포를 나타낸 것으로, 이는 직접 관측할 수 없으므로 배경이 되는 천체의 빛이 일그러져 보이는 ‘중력렌즈 효과’를 통해 측정한 것이다. 천문학자들은 이 총알 은하군이 2개의 은하군이 충돌한 것으로 보고 있다. 좌우 2개로 나뉜 파란색 부분 중 오른쪽이 화면 왼쪽 아래에서 오른쪽 방향으로 이동해 ‘총알처럼’ 부딪쳐온 은하군으로 예측되고 있다. 두 은하군에서 각각의 은하와 암흑물질 분포는 거의 그대로 유지하지만, 고온의 가스는 전자기 상호작용으로 뒤섞여 하나의 큰 덩어리가 됐다. 이런 고온 가스와 암흑물질의 분리는 용골자리의 ‘총알 은하단’ 등 소수의 질량 큰 은하단을 통해 알려졌었지만, 바다뱀자리 총알 은하군과 같은 작은 천체에서는 최초로 관측된 것이다. 수십 개의 은하가 모인 은하군은 수백~수천 개의 은하가 모인 질량이 큰 은하단보다 훨씬 많이 존재한다. 천문학자들은 총알 은하군과 같은 천체를 표본으로 암흑물질과 일반물질과의 상호작용을 조사하면 암흑물질이 우주 전체에서 어떤 역할을 하고 있는지를 새로운 관점에서 살펴볼 수 있으리라고 말하고 있다. 사진=ESA/XMM-Newton 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

미국 항공우주국(NASA)이 거대한 블랙홀이 숨어있는 한 은하 무리를 아름답게 가공한 이미지를 22일(현지시간) 공개했다. 남쪽 하늘 별자리인 화로자리 방향으로 약 6000만 광년 거리에 있는 이 은하단에는 각각의 은하 중심에 초거대질량 블랙홀이 숨어 있다. 보라색 헤일로(광륜)는 눈에 보이지 않는 암흑물질을 착색한 것이다. 이런 거대한 블랙홀이 있는 은하 중 일부는 주위의 가스물질을 중력 작용으로 끌어당긴 뒤 거대한 에너지를 방출할 때 밝게 빛나는 ‘활동은하핵’(AGN)을 통해 관측된다. 이런 ‘빛나는 블랙홀’은 먼지에 가려진 것과 그렇지 않은 것이 있다고 한다. 이는 블랙홀 주위를 둘러싼 도넛 구조의 명백한 기울기의 차이 때문이라는 것이 지금까지의 일반적인 견해였다. 하지만 NASA의 광역 적외선 탐사위성인 ‘와이즈’(WISE)가 수집한 17만 개가 넘는 활동은하핵의 데이터를 분석한 결과, 먼지에 가려진 블랙홀을 지닌 은하들은 노출된 블랙홀을 지닌 것들보다 더 밀집하는 것으로 나타났다. 이는 이런 블랙홀의 외적인 차이가 도넛 구조의 기울기에 의한 것이라면 분포가 무작위여야 한다는 것과는 맞지 않다는 것이다. 이런 결과가 우연이 아니라면 먼지의 유무에 영향을 주는 다른 이유를 검토할 필요가 있다고 이번 연구를 시행한 제트추진연구소(JPL)와 미 캘리포니아공과대학 연구진은 설명했다. 또 은하를 둘러싼 암흑물질도 은하가 분포하는 차이에 관여할 수 있다고 한다. 먼지에 숨은 블랙홀을 지닌 은하가 무리 지어 있는 것은 이런 무리를 지은 은하보다 더 큰 암흑물질의 구조가 있다는 것이 된다. 암흑물질 자체가 블랙홀을 숨기는 것은 아니지만 그 중력이 어떤 작용을 일으키고 있을 수도 있다는 것이라고 연구진은 설명했다. 천문학자들은 블랙홀에 대한 설득력있는 새 모델을 구축할 수 있게 되리라 기대하고 있다. 사진=NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr