[케이프커내버럴(미플로리다주)AP 연합] 세계에서 가장 무겁고 강력하며, 최고로 비싼 X선 망원경 ‘찬드라’가 20일 우주왕복선 컬럼비아호에 실려 궤도상으로 발사돼 우주에서 블랙홀의 흔적을 찾는 5년간의 항해에 나선다. 4∼5층 건물 높이의 찬드라는 지금까지 궤도상에 진입한 10여개의 X-레이망원경보다 최고 100배나 더 강력한 망원경으로 8㎞ 떨어진 곳의 신문 글자도 읽어낼 수 있으며 19㎞ 떨어진 도로 표지판의 글자도 판독할 수 있다. 미항공우주국(NASA) 최초의 여성 우주선 선장인 에일린 콜린스 공군 중령이 이끄는 우주인들이 컬럼비아호 발사 7시간 후 찬드라를 궤도상으로 쏘아올리며,1개월 후 관측작업을 개시하게 된다. 노벨상을 수상한 인도계 미국 과학자 고(故) 수브라만얀 찬드라세카르의 이름을 딴 TRW사 제작의 찬드라 망원경은 개발에 10억 달러가 소요됐으며,5년간 가동할 경우 전체비용은 28억 달러에 달해 NASA의 가장 비싼 과학 프로젝트의 하나가 될 예정이다. 찬드라 망원경의 도움으로 우주인들은 이른바 암흑물질이 우주 공간의 어디에 얼마나 있는지를 알아본다.

소립자 뉴트리노(Newtrino)에도 질량이 있다는 새 학설을 검증할 수 있는첫단계 실험이 일본에서 성공했다고 한·미·일 공동연구팀이 28일 밝혔다. 전기적으로 중성인 뉴트리노는 물질을 투과하는 능력이 강해 지구나 태양을뚫을 수 있는데 우주의 ‘빅뱅’과 수축현상의 비밀을 밝혀낼 수 있는 이른바 ‘암흑물질’의 하나로 알려져 있다. 연구팀은 도쿄 인근 쓰쿠바시 문부성 고에너지 가속기연구소에서 발사한 인공 뉴트리노를 250㎞ 떨어진 기후(岐阜)현 도쿄대 우주광선 연구소 지하의물탱크에서 검출해냈다.땅밑 250㎞를 0.00083초에 통과한 뉴트리노의 검출자체가 새 학설을 입증하는 직접적 증거는 아니지만 검증의 토대를 마련했다는 점에서 의의가 있다. 이번 실험은 “우주광선이 지구대기와 충돌,발생하는 대기 뉴트리노의 관측결과, 뉴트리노에 질량이 있다”는 연구팀의 지난해 보고를 뒷받침하기 위한것. 인공 뉴트리노가 땅밑을 통과하면서 다른 뉴트리노로 변하는‘진동현상’이 확인되면 20세기말 최대의 발견이 될 전망이다. 연구팀은 3년간 300개의 인공 뉴트리노를 발사할 예정.따라서 관측되는 뉴트리노가 300개 미만일 경우 진동현상이 확인되는 셈이다. 기존 물리학계에는 뉴트리노의 질량을 ‘0’으로한 소립자 표준이론이 통용되고 있다. 황성기기자 marry01@

【도쿄·런던 로이터 교도 연합】 일본 천문학자들이 우주 물질의 대부분을 구성하는 것으로 알려졌으나 눈에 보이지는 않는 「암흑 물질」의 두가지 가능한 구조를 처음으로 추론해 냈다고 1일 발표했다. 동경대 이케베 야스시 교수를 포함,사이타마(기옥)현의 물리화학연구소,가나가와(신나천)현의 우주비행과학연구소 연구원들로 구성된 연구팀은 과학전문지 네이처 2월호에 실린 보고서에서 「암흑 물질」이 은하계 성단의 중심 은하 근처에 집중돼 있거나 은하계 성단 전체에 걸쳐 퍼져있는 등 두가지 형태로 존재하는 것으로 보인다고 밝혔다. 이들은 눈에 보이는 보통 물질에 주는 중력 영향을 통해 간접적으로 「암흑 물질」의 존재를 추론해 낼 수 있다는 이론에 따라 우주비행과학연구소의 X­선 위성 「아스카」를 사용해 초고열 가스,즉 플라스마(전리 기체)의 분포를 조사하는 방법으로 지구에서 6천만광년 떨어진 은하계 성단 포르낙스(Fornax)에서의 「암흑 물질」의 분포상태를 추적했다.

◎미 더글러스 린 교수 천문학회 보고/“이론상 존재” 블랙 홀 규명에 큰 도움 우리가 살고있는 은하계는 당초 알려졌던 것보다 훨씬 더 크며 눈에 보이지 않는 「암흑물질(DARK MATTER)」로 가득 차 있음을 입증하는 놀라운 연구결과가 7일 개막된 미천문학회 연례회의에서 발표됐다. 이같은 연구결과는 이날 주제발표에 나선 더글러스 린 미 캘리포니아대학 교수가 지금까지 이론상으로만 알려진 암흑물질이 실제로 존재하는 것을 밝혀낸데 따른 것이다. 암흑물질은 눈으로 관측되는 별과 성운 등이 기껏해야 우주 전체 질량의 10%를 차지하고 있는데 비해 전혀 보이지 않으면서도 사실상 우주의 90%를 차지하고 있는 물질로 추정되어 왔다. 이 물질은 또 별을 삼키는 블랙홀의 존재와 우주의 크기가 과연 어느 정도되고 우주의 최종 운명이 어떻게 될지 등 인류가 아직도 알지 못하는 수많은 의문들을 풀 수 있는 결정적인 열쇠로 간주되고 있다. 린 교수는 암흑물질이 실제로 존재하는 것을 입증하는 연구과정을 통해 인류가 속해 있는 은하계의 직경이 종전에 알려졌던 것보다 5∼13배나 큰 60만광년내지 80만광년인 점을 밝혀냈다. 또 은하계의 크기는 과거 천체학자들의 추정치보다 2배가 더 크고 무게도 5∼10배나 더 무겁다는 것이 린 교수의 결론이다. 이같은 격차는 과거의 추정치가 눈에 보이는 별과 성운들의 무게만 계산했던데 비해 린 교수는 여기에 보이지 않는 암흑물질의 무게도 합산할 수있었기에 나온 당연한 결과다.린 교수의 이번 발표가 앞으로 보다 확실한 검증절차와 추가 연구를 통해 암흑 물질의 존재가 궁극적으로 규명될 경우 지금까지 이론상으로만 알려져온 블랙홀도 실제로 있다는 것이 밝혀지게 된다.

◎2.74도K의 10만분의 1차로 물질파동/130억년동안 중력수축… 행성·별 생성/우주팽창→빅뱅→별 탄생 이론에 결정적단서 제공 미항공우주국(NASA)소속 천체물리학자들이 지난 23일 공식발표한 탐사위성 코비의 우주초기빛(우주배경복사)측정결과는 지금까지 입증이 안 돼 「폐기」위기에 몰려있던 우주생성의 표준모델을 극적으로 회생시킨 천문학의 쾌거로 받아들여지고 있다.이로써 우주의 급격한 팽창(인플레이션)과 대폭발(빅뱅),행성과 별의 형성으로 이어지는 우주의 진화이론은 과학적인 확증을 갖게 됐다.이번 연구결과의 의의와 이에 의한 우주생성의 역사를 서울대 박창범교수(천문학)가 기고해 왔다.박교수는 미국최고의 천체물리학 연구그룹중 하나인 프린스턴대학에서 표준모델 입증 연구를 수행한바 있다. 「우주의 생성과 진화」란 분명 난해한 문제이다.그러나 아인슈타인 이래 20세기의 위대한 과학자들은 「존재의 기원에 관한 질문」을 끝없이 던져 이에 대한 해답을 구해 왔다.그 결과 19 80년대 중반에 완성된 것이 우주생성과 진화에 대한「표준모델」이다. 표준모델에 있어 우주 역사에 대한 설명은 우주의 나이가 약 10□초가 되는 때부터 시작한다.이때는 우주에 존재하는 4개의 기본적인 힘,즉 강한 핵력,약한 힘,전자기힘,그리고 중력이 통일되어 있다가 중력이 분리되는 시기다.시간이 10□초가 흐르면 우주의 온도가 떨어져 핵력도 「약한 힘」과 「전자기힘」에서 분리되며 우주는 마치 물이 얼음으로 된 것처럼 상전이를 하게 된다.이때 우주를 꽉 채우고 있는 기운의 반발력에 의해 우주가 급격히 팽창하며(인플레이션) 이 현상으로 인해 우주의 물질분포는 아주 균일해지는 것이다.또한 이 기간동안 불확정성의 원리에 의해 이 고에너지 기운의 분포가 극미하나마 불균일해 지는데 이것이 바로 현재 인간과 지구 별 은하등의 물체를 형성하게 될 씨앗이 된다. 이후 인플레이션이 끝나고 우주는 고전적인 빅뱅의 모습으로 진화하며 우주의 나이가 약 1초가 되면 「약한 힘」과 「전자기적인 힘」이 마지막으로 분리되면서 가벼운 원소들이 만들어진다. 이제 우주는 빛과 양성자,중성자,전자등의 입자들이 격렬한 상호작용을 하는 가운데 팽창한다.우주의 나이가 약 50만년이 되면 우주 온도는 절대온도 3천도 K가 돼 전자와 양성자가 결합해 수소를 만들면서 우주는 갑자기 투명해진다.이 순간 빛은 물질로부터 자유스럽게 빠져나오게 되는데 이것이 바로 오늘날 코비위성등에 의해 직접 관측되는 「우주배경복사」이다. 물질은 그뒤 1백30억년간 밀도의 불균일 정도에 따라 중력수축을 해 행성과 별을 형성하고 더 나아가 은하들과 은하단,초은하단,은하거대구조등을 형성해 나아간다.인류는 이 우주의 「동물원」중 한쪽 구석 작은 행성에서 발상한 것이다. 80년대 중반까지 이같은 우주론을 입증할 인간의 우주관측자료는 보잘것 없이 미약했다.특히 우주배경복사에 필수적으로 있어야 할 온도의 비등방성 측정은 어떤 최첨단 기기로도 끝내 발견되지 않았고 은하 분포관측을 마친 일부관측자들은 그들이 발견한 우주거대구조가 표준모델에서는 기대할 수 없다고 주장,최근 많은 학자들은 표준모델에 회의를 갖기에 이르렀다. 89년11월 버클리대학의 스무트교수가 이끄는 NASA소속 천체물리학자들은 우주배경복사의 비등방성을 탐지하려는 금세기 마지막 시도로 탐사위성 코비를 띄운다.생일축하케이크위의 촛불보다 1억배나 어두운 빛도 탐지할수 있는 최첨단장비를 장착한 코비 위성은 마침내 2년만인 지난 23일 우주배경복사가 평균온도(절대온도 2.74도K)로부터 10만분의 1 비등방성을 갖고 있음을 측정해냈다고 발표를 한 것이다.이 「10만분의1」비등방성은 인플레이션가설과 우주를 채우고 있는 「차가운 암흑물질」(성간물질)이 존재할 경우 정확히 우주표준모델이 예측하는 비등방성이다.이제 인플레이션가설과 빅뱅이론,「차가운 암흑물질」로 요약되는 우주표준모델은 다시 활기를 찾게 될 것이다. 과학은 수많은 과학자들이 다양한 이론의 경합을 벌이고 과학발전의 계단역할을 다하는 말없는 순수한 노력으로 발전한다.상대성이론의 출현을 필두로 시작된 우주기원 표준모델의 정립이 90년대에 마무리된 것을 돌이켜 볼 때 인간은 과연 빵으로만 만족하지 않는 존재임을 느낀다.과학이 부의 창출도구란 비본질적 역할을 넘어서 「앎에의 사랑」이라는 참인식이 젊은이들에게 심어질 때 다가오는 20 00년대에는 우리나라 과학의 균형적 발전이 이루어지리라 믿는다.