국내 과학자가 일본의 노벨 물리학상 수상자를 기리는 상을 받게 됐다. 일본 ‘고(高) 에너지 가속기 과학 장려회’는 31일 서울대 자연과학대학 물리학부 김선기(46) 교수를 올해 ‘고시바상’ 수상자로 선정한다고 밝혔다.고시바상은 2002년 노벨 물리학상 수상자인 고시바 마사토시 도쿄대 특별 명예교수를 기려 과학 장려회가 2004년 제정한 상이다. 이 상은 일본인 과학자에게만 수상하다 올해부터 아시아 전 지역으로 대상자를 확대했으며, 김 교수가 외국인으로서 처음 수상하는 영광을 차지하게 됐다. 김 교수는 ‘암흑물질’ 탐색을 위한 검출기를 직접 설계하고, 제작·운영하는 등 최근 20년 동안 국제 공동연구에 참여해 온 공로를 인정받았다.‘암흑물질(dark matter)’이란 망원경이나 전파망원경 등을 통해 직접 관측은 불가능하지만 주변 천체들에 미치는 중력 효과 때문에 실재한다고 가정되는 물질로 이론상 우주 질량의 대부분을 차지하는 것으로 추정된다. 김 교수는 2000년 과학기술부의 창의적 연구진흥사업으로 선정된 ‘암흑물질 탐색연구단’의 단장을 맡아 국내에서 최초로 본격적인 고에너지 물리학 실험을 수행했다. 시상식은 3월28일 일본 도쿄에서 열릴 예정이다.유지혜기자 wisepen@seoul.co.kr

드넓은 우주에서부터 미세한 세포에 이르기까지 인류의 호기심과 궁금증을 자극하는 수수께끼들은 도처에 널려 있다.1880년 7월 미국의 발명왕 토머스 에디슨이 창간한 ‘사이언스’는 창간 125주년을 맞아 ‘인류가 풀지 못한 수수께끼’ 25개를 선정, 제시했다. 사이언스는 “이 수수께끼들은 과학이 얼마나 진전을 이뤘는지 보여주는 동시에 미래의 발견에 대한 동력이 되고 있다.”면서 “20년안에 풀어낼 가능성이 있거나 그 해법에 대한 접근법을 제시할 수 있을 것”이라고 내다봤다. 주요 내용을 살펴본다. ●인간의 최대 수명은 225살? 무병장수(無病長壽), 나아가 영생(永生)은 인류의 꿈이다. 평균 수명은 1900년 45세 안팎에서 최근 75∼80세로 100년만에 두배 가까이 늘어났다. 또 현재 산업국가에서는 1만명당 1명꼴로 100∼110세까지 장수하는 것으로 파악되고 있다. 지금까지 공인된 인류 역사상 가장 오래산 사람은 프랑스 출생의 ’잔 칼망’이라는 할머니로 97년 숨을 거둘 당시 나이가 122세였다. 평균 수명이 늘어나고 있음에도 불구하고 최대 수명과 수명 연장 가능성에 대한 궁금증은 여전히 수수께끼로 남아있다. 최대 수명에 대해서는 인간의 세포분열 횟수를 제한, 노화시키는 시계가 세포속에 있으며 이 세포들이 하나의 생명에 주어지는 기간을 결정한다는 주장이 있다. 서울대 의대 박상철 교수는 “노화 현상이 구명되지 않는 한 인간의 수명은 125세를 넘기 어렵다.”고 말했다. 또 과학자들은 쥐와 벌레, 효모 등에 대한 수명 연장 연구를 토대로 인간의 노화를 늦출 수 있기 때문에 최대 100세 이상 수명을 더 연장할 수 있다고 판단한다. 그러나 윤리적인 제약 때문에 인간을 대상으로 실험을 진행할 수 없는 만큼 증명이 쉬운 일은 아니다. 90년 인간이 가진 모든 유전자의 위치와 염기서열을 밝히기 위해 시작된 인간게놈프로젝트. 이를 통해 2003년 인간 유전자 수는 모두 2만 5000여개라는 사실이 확인됐다. 당초 예상했던 10만개의 4분의 1수준에 불과한 것으로, 실험용 식물인 애기장대와 비슷하다. 이같은 사실은 다른 생명체보다 인간 유전자가 다양하고 복잡할 것이라고 생각하던 과학자들에게는 충격이었으며, 그래서 인간의 유전자 수가 예상보다 훨씬 적은 이유에 대한 해답을 제시하기 위해 연구에 몰두하고 있다. 즉 유전자가 어떻게 제어되고 발현되며 상호작용하는지가 핵심 과제다. 따라서 유전자 기능분석이 마무리되면 생명의 본질을 둘러싼 각종 비밀을 푸는 단서가 포착될 것으로 보인다. ●25년 후면, 외계인과 대화 인간의 지적 호기심이 생명체에만 국한된 것은 아니다. 생명체를 둘러싸고 있는 지구와 우주로까지 넓어지고 있다. 특히 미확인비행물체(UFO)나 지구밖 외계 생명체에 대한 인류의 관심은 남다르다. 지구를 포함한 태양계가 속한 우리 은하에는 수천억개의 별이, 우주 전체에는 다시 수천억개의 은하가 있을 것으로 추정된다. 그러나 인류가 지금까지 관측한 행성은 고작 150여개에 불과하다. 따라서 과학자들은 외계 생명체가 있을 것인지에 대한 의문보다는 언제 우리가 기술적으로 외계 생명체와 접촉할 수 있을 것인지에 더 관심을 갖고 있다. 과학자들은 대체로 25년 후면 가능할 것으로 내다보고 있다. 또 지난 수십년간 과학자들은 별과 은하계를 구성하는 일반물질이 실제 우주에서 차지하는 비율이 5%에 지나지 않는다는 사실을 밝혀냈다. 그러나 우주의 25% 이상을 이루는 암흑물질에 대해서는 성분 등 실체가 아직 밝혀지지 않고 있다. 서울대 물리학부 김진의 교수가 창안한 ‘가벼운 액시온 이론’을 비롯한 각종 입자물리학 이론들이 제시되고는 있지만, 아직 정답은 없는 상태다. 장세훈기자 shjang@seoul.co.kr

기초학문의 위기감으로 학계와 대학가가 술렁이고 있다.인문·사회·자연계 교수들은 기초학문의 지원을 촉구하는 성명을 내며 정부의 대책을 요구하고 나섰다.교수들은 학부제의 실시와 함께 모집단위 광역화를 ‘학문 편중현상’을 초래한 가장 큰 원인으로 꼽는다.취업과 직결되는 인기학과와비인기학의 불균형을 낳았기 때문이다.동시에 기초학문, 즉비인기학과 전공 교수들의 위상 자체도 흔들리고 있다. ■학생들의 학과 편중 95년과 98년 각각 시행에 들어간 학부제와 모집광역화로 학생들의 학과에 대한 선호도가 그대로 나타났다. 서울대 자연대의 천문·지질·해양학과 등은 지원자가 급감,30∼40명이던 정원이 절반 이하로 줄었다.또 서울대는 99년부터 전공별 정원의 20%까지 전과를 허용해 ‘학과 서열화’를 부추겼다.예를 들어 지난해 서울대 인문대의 전과생30명 가운데 14명이 경영대,10명이 법대, 농생대의 전과생17명 가운데 절반이 공대로 옮겼다. 자퇴생들도 마찬가지다.99년 129명,지난해 204명,올해 219명 등으로 해마다 늘어나는 서울대 자퇴생들의 90% 이상은서울대나 다른 대학의 인기학과에 재입학했다.서울대 대학원의 경우도 인문·사회·자연대 등 기초학문의 충원율은 70% 안팎에 불과한 실정이다. ■낮은 취업률 기초학문과 실용·응용학문 분야의 취업률의차이는 확연하다. 올해 경북대 인문대학 졸업생의 취업률은41.4%, 사회대는 45.1%인 반면 경상대는 72.1%,공과대는 79.1%로 큰 차이를 보였다. 인문사회연구회 조사에서도 인문학에 만족하지 못하는 가장 큰 이유로 대학생의 30.6%가 ‘취업 전망 불투명’을 꼽았다.연세대 김농주 취업담당관은 “배출 인력이 비슷한 상황에서 기초학문과 응용학문 전공 학생의 평균 취업률이 20% 정도 차이가 난다”면서 “기업들의 인력채용 기준도 학문의 편중 현상을 부추긴다”고 분석했다. ■남아도는 박사인력 한국직업능력개발원의 최근 연구에 따르면 지난해까지 박사학위를 받고도 취직을 못한 박사실업자(시간강사 포함)는 36.5%인 1만3,454명에 이른다.분야별실업률은 인문계 54.4%인 4638명,사회계 31.7%인 2,798명,이학계 41.8%인 3,149명,공학계 18%인 2,869명으로 집계됐다. 특히 인문계열 가운데 국문학·철학박사의 실업률은 각각82.2%,역사학은 76.5%였다.지난해 박사학위를 받은 역사학·철학·국문학 박사의 실업률은 각각 92.9%,83.7%,81.8%에이르렀다. 이학계에서는 수학이 72.7%로 가장 높다.반면 전기전자·정보통신·생명공학 분야의 미취업률은 평균 10∼20%에 머물렀다. ■연구 개발비 푸대접 정부와 대학측의 응용학문에 대한 편중 지원도 기초학문의 위기를 심화시켰다. 연세대가 올해 ‘BK21’ 국고지원비 중 기초학문에 지원하는 금액은 53억원에 불과한데 비해 응용학문은 2배가 넘는135억원에 이른다.지난해 과학기술부의 이공계열 연구지원비 가운데 기초과학 연구사업에는 1,700여억원이 지원된 반면 응용학문에는 4,300여억원이 지원됐다.99년을 기준으로교육부가 조사한 서울대의 교수 1인당 연구개발비는 인문·사회계가 1,993만6,000원인데 비해 이공계는 1억813만2,000원으로 5배 가량 차이가 났다. 박홍기·안동환기자 hkpark@. *전문가 제언. 인문·사회·자연계등 기초학문 연구자들은 학문의 가치를 실적 위주로 평가하는 사회적 분위기가 달라져야 한다고입을 모은다. 기초학문은 단기간에 성과를 내기 어려운데다 결과물도 가시적이지 않은 경우가 많기 때문이다.따라서 정부에서도 기초학문의 육성에 대해 확실한 지원책을 내놓아야 한다는 것이다. ‘서강포럼’ 대표인 서강대 정요일 교수(국문학)는 “철학·문학·수학·물리학 등 기초학문은 꽃과 열매(응용과학)를 생산하는 나무의 뿌리와 같다”면서 “생산성과 효율만을 우선시하는 근시안적 교육정책은 조만간 우리 사회에 심각한 타격을 입힐 것”이라고 경고했다.정 교수는 “기초학문의 육성을 위해 학부제의 재검토와 기초학문 전공학부에대한 재정적·비재정적 지원책이 요구된다”고 밝혔다. 이화여대 자연과학부 김성구 교수(물리학)는 ‘조총론’을예로 들며 기초과학의 중요성을 강조했다. 임진왜란 전 일본인들은 별다른 과학적 기반 없이도 포르투갈 상인들이 건네준 조총을 응용,10년만에 더 훌륭한 조총을 만들수 있었지만 오늘날 전투기,인공위성등은 기초과학의 뒷받침 없이는 모방 자체가 불가능하다는 것이다. 김 교수는 “물리학·수학·화학 등 기초과학의 기반 없이는 응용과학의 발전을 기대할 수 없다”면서 “기초과학에대한 투자는 생산논리를 앞세운 민간기업이 아닌 정부와 대학이 확고한 철학을 가지고 육성해야 한다”고 주장했다.미국의 MIT,시카고대 등이 공대생들을 대상으로 시행하고 있는 역사철학·물리·수학과목 등의 ‘의무학점제’ 도입도추천했다. 성균관대 손동현 교수(철학과)는 “학문을 경제적 이해관계로만 바라보아서는 안된다”면서 “기초학문의 육성은 개별 대학 차원에서 해결할 수 있는 문제가 아닌 만큼 정부가구체적 기초학문지원 프로그램을 세워야 할 것”이라고 말했다. 류길상 박록삼기자 ukelvin@. *美·日기초과학 현황. ◆ 미국. 미국 교육부가 지원하는 기관 가운데 ‘과학·수학 ·환경교육을 위한 정보교환소’라는 곳이 있다. 학생들이 상업적 기술이나 컴퓨터,기계 등 2차적이고 현실적용도가 높은 쪽으로 쏠리는 것을 방지하고 학교에서 기초교육을 소홀히 다루는 것을 교정하기 위해 설립된 기관이다. 실용과학이 극도로 발달한 미국의 기술문명은 수학,물리학,화학 등 기초학문을 발판으로 버티고 있다.우주항공국(NASA)을 위시한 수많은 연구소 종사자들이 수학적 계산에 매달려 나노(Nano·10억분의 1)과학에 도전하고 우주의 암흑물질을 규명해내며 신천지에 도전하고 있는 것도 같은 맥락이다. 워싱턴 최철호특파원 hay@. ◆ 일본. 일본에서는 좀처럼 ‘기초과학’이 화제가 되지 않는다.그만큼 기초과학을 중시한다. 기초과학을 서구에 의존하고 있다는 80년대 ‘무임승차론’의 반성을 토대로 90년대 초부터 “우리 손으로 기초과학을 닦자”는 분위기가 무르익었다. ‘21세기의 과학’으로 불리는 생명과학연구에 필수적인방사광 가속기가 한국에는 포항공대 한 곳밖에 없다.그러나일본에는 효고(兵庫) 이화학연구소를 비롯,여러 곳에 있다. 국가와 기업의 지원도 세계 최고다.일본의 한해 연구비 총액은 미국(28조9,000억엔)에 이어 2위(15조7,000억엔)지만국내총생산(GDP)과 대비하면 3%대로 1위다. 기초분야 육성을 위해 설립된 일본 과학기술진흥사업단(JST),일본 학술진흥회의(JSPS)의 한해 예산(3,000억엔)은 한국의 과학기술부 예산과 맞먹는다. 자연과학의 연구인력도 59만7,000명으로 미국에 이어 세계2위다. 기초분야에서는 20만명이 과학 미래를 다지고 있다. 도쿄 황성기특파원 marry01@

우주는 언제 생겨났을까? 우주는 무한히 펼쳐져 있을까,아니면 끝이 있을까? 우리가 사는 우주 이외에 다른 우주가 존재하지는 않을까? 그곳에 생명체는 살지 않을까? 누구나 한번쯤은 던져 보았을 질문들이다. ‘제 2의 아인슈타인’이라고 불리는 세계적인 천체물리학자 스티븐호킹박사(58·케임브리지대 교수)는 이같은 질문에 대한 답을 천체물리학계의 최신 가설인 ‘막(膜·brane) 우주론’에서 찾고 있다.4일부터 8일까지 제주에서 열리는 천체물리 분야의 국제학회 ‘COSMO-2000’에 참석하기 위해 지난달 29일 방한한 호킹박사는 서울대,고등과학원 등에서의 강연에서 새로운 우주론을 소개하고 있다.그의 강연을 통해 천체물리학자들이 최근 연구에 몰두하고 있는 ‘막 우주론’에 대해 알아본다. [막 우주론이란] 미국의 물리학자 랜달(프린스턴대)과 선드럼(스탠포드대)이 1998년 내놓은 가설이다.그들은 우리가 살고 있는 세상이 사실은 10∼12차원의 큰 공간(다차원 우주)에 들어있는 4차원(전후,좌우,상하,시간)으로 된 막이라는 가능성을 제시했다.예컨대 3차원 공간인 영화관에 2차원의 스크린이 있고 이 스크린 상에서 배우들이 살아있 듯,우리는 다차원 공간에 들어있는 4차원의 막에 살고 있다는 것이다.이 곳에 있는 강력한 에너지때문에 그 주위의시·공간이 강하게 휘고,이 세상의 물체들은 4차원 막에 붙어살게 되며 우리 우주 ‘바깥’,즉 나머지 차원은 관측되지 않는다는 것이 이들의 설명이다. 다차원 개념은 80년대 등장한 초끈이론(super string theory)에서처음 등장했다. 자연계를 구성하는 기본 입자들이 사실은 미세한 끈(string)으로 이뤄져 있다는 것이 이 이론의 기본 아이디어다. 초끈이론에 따르면 우주는 11차원으로 이루어져 있는데, 다만 이 중 4차원만 우리 눈에 보이고 나머지 7차원은 관측은 어렵지만 간접적인 경로를 통해 눈에 보이는 4차원의 물리법칙을 결정한다는 것이다. 나머지 7차원이 안보이는 이유는 무엇일까?가장 오래되고 간단한 설명방법은 7차원 모두 아주 작게 접혀 있기 때문이라는 것이다. 초끈이론을 연구하다 보면 2차원의 막(membrane) 또는 더 큰 차원을가진다양한 물체들이 존재함을 알 수 있게 됐다.이러한 물체들을 통틀어 막,즉 브레인이라고 부른다.브레인에 관한 연구는 초끈이론에서얻어낼 수 있는 우주론의 가능성을 한층 넓혀 놓았다. [새로운 의문점] 막우주론은 그동안 물리학자들이 풀지 못했던 많은다른 문제들에 관한 해답을 제시해 줌으로써 학계의 주목을 받았다. 만일 정말로 우리 우주가 4차원 막에 갇혀 있다면,혹시라도 우리 우주에서 보이지 않는 바깥으로 물질이나 에너지가 새어 나갈 수 있는지,가능하다면 어떻게 관측할 지가 관심사로 떠오른다.물리학자들은이를 관측하거나 검증하는 것이 당장에는 불가능하지만 향후 10년 간의 초정밀가속기 실험을 통해 보이지 않는 추가적인 차원에 대한 실험데이터를 얻을 수 있을 것으로 보고 있다. 함혜리기자 lotus@. *기존의 우주론은 ‘표준우주모형’. 천체 물리학자들의 관심사는 우주의 기원과 상호작용의 원리를 규명하는 일에 집중된다. 과학자와 철학자들은 100년 가까이 우주의 모든 힘과 상호작용을 이해하기 위해 노력한 결과 많은 우주모형을 도출해내는 데 성공했다. 현재 우주론을 연구하는 사람들이 주로 사용하는 우주모형은 대폭발(빅뱅)·급팽창(인플레이션)·차가운 암흑물질·중력불안정 등 4가지가설을 기본으로 하는 ‘표준우주모형’이다. 표준우주모형은 20세기 초 우주의 역사를 새로 쓰게 한 양대 발견에서 비롯됐다. 우선 아인슈타인은 일반상대성이론을 통해 중력이 다른 힘들과 달리시공간의 휘어짐을 통해 전달된다는 사실을 밝혀냈다. 고정된 시공간에서 물체들만 움직이는 것으로 보았던 기존의 이론들과 달리 상대론은 우주 자체가 시간이 흐름에 따라 분명히 변화한다는 것을 기술하는 길을 열었다.그 다음 위대한 발견은 에드윈 허블에 의해 이뤄졌다.허블은 윌슨산에 있는 천체망원경을 이용한 자세하고 정확한 관측을통해 우주가 팽창하고 있음을 밝혀냈다.아인슈타인과 허블의 발견 이후 수많은 물리학자들이 우주의 발생과 진화를 연구하는 데 매달려 표준이론이 정립됐다. 그러나,표준우주모형이 우주의 생성과 진화과정을 완벽하게 설명해주지는 못한다. 예를들면,우주는 어떤 대폭발 점에서 시작됐으며 그 점에서는 전체우주와 그 안의 모든 것들이 어마어마한 밀도로 엄청나게 작은 공간에 밀집돼 있는데,그런 상황에서는 아인슈타인의 일반 상대성 이론이성립하지 않는다.즉 일반상대론에 미세 세계를 다루는 양자역학을 접목시켜야만 이 현상을 제대로 기술할 수 있다. 그러나 상대론과 양자역학이 각각 완성된 지 70여년이 지난 현재까지 두 이론을 결합하는 문제는 숙제로 남아있다.이런 우주론의 궁금증을 풀기 위해 천체 물리학자들은 모든 원리를 단일한 법칙으로 설명할 수 있는 ‘통일이론’을 찾는데 열중하고 있다. 함혜리기자. *천체물리학 대가 스티븐 호킹박사는 누구. ‘휠체어를 탄 과학자’ 스티븐 호킹 박사는 42년 옥스퍼드에서 출생,옥스퍼드 대학을 졸업한 뒤 케임브리지대학 대학원에서 물리학을전공한 세계적인 천체물리학자다.63년 박사학위를 준비하던 중 운동신경이 차례로 파괴,전신이 뒤틀리고 마비되는 루게릭병(근위축성 측삭경화증)에 걸려 시한부 인생을 선고 받았다. 그러나 우주물리학에 대한 호킹 박사의 탐구는 그때부터 시작,우주론의 기본문제들과 씨름하며 66년 ‘팽창하는 우주의 성질’이란 논문으로 박사학위를 받았다.그는 우주 탄생의 신비를 밝힌 빅뱅이론·블랙홀의 증발·양자 중력론 등 종전의 학설을 뒤집는 이론을 내놓으면서 우주의 기원과 본질에 대해 최근에 이루어진 많은 중요한 논의들을 이끌어 왔다.휠체어에 부착된 컴퓨터와 고성능 음성합성기를 통해 활발한 저술·강연활동을 펼치고 있다. 지난 74년 최연소 영국 왕립학회의 회원이 됐으며,80년부터 케임브리지대학 석좌교수를 맡고 있다. 현재 95년 재혼한 간호사 일레인 메이슨과 함께 살고 있으며,슬하에2남1녀와 1명의 손자를 두고 있다. 김미경기자.

[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.