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  • 자전 방향 뒤집혔다…허블이 포착한 ‘이상한 혜성’의 비밀 [우주를 보다]

    자전 방향 뒤집혔다…허블이 포착한 ‘이상한 혜성’의 비밀 [우주를 보다]

    허블 우주 망원경이 자전 방향이 뒤바뀐 혜성을 포착했다. 주인공은 ‘41P/터틀-지아코비니-크레자크 혜성’(41P 혜성)으로, 태양을 약 5.4년 주기로 도는 전형적인 단주기 혜성이다. 이 혜성은 본래 태양계 외곽의 카이퍼 벨트에서 기원한 천체로, 이후 목성의 중력 섭동에 의해 현재의 궤도로 이동한 것으로 알려졌다. 이러한 기원과 궤도 자체는 비교적 흔하지만, 41P 혜성은 자전 특성에서 매우 이례적인 모습을 보였다. 문제의 변화는 2017년 5월 태양 근접 통과 이후 관측됐다. 당시 닐 게렐스 스위프트 천문대 자료에 따르면 41P 혜성의 자전 주기는 불과 몇 주 사이에 약 3배 가까이 길어지며 급격히 느려졌다. 이는 일반적인 혜성에서 드물게 보고되는 수준의 변화다. 그런데 같은 해 12월 허블 관측에서는 전혀 다른 결과가 나타났다. 자전 주기가 약 14시간 수준으로 다시 짧아지며, 이전에 측정된 46~60시간보다 훨씬 빠르게 회전하는 모습이 포착된 것이다. 1일 학계에 따르면 미국 캘리포니아대 로스앤젤레스 캠퍼스(UCLA)의 데이비드 주윗과 동료들은 이 극적인 변화의 원인으로 ‘자전 방향의 반전’을 제시했다. 회전이 거의 멈출 정도로 감속된 뒤, 표면에서 분출되는 가스 제트의 토크에 의해 반대 방향으로 다시 가속됐다는 설명이다. 일반적으로 혜성은 태양에 가까워지면 얼음이 승화하면서 가스와 먼지가 분출되는데, 이때 분출하는 제트는 일종의 엔진 역할을 해서 혜성의 속도와 자전 방향에 영향을 미칠 수 있다. 연구팀에 따르면 41P 혜성의 핵 직경은 약 1㎞ 수준으로, 혜성 가운데서도 작은 편에 속한다. 이렇게 작은 혜성에서는 분출하는 제트가 회전 속도뿐 아니라 자전 방향까지 바꿀 수 있을 정도로 큰 영향을 미친다. 제트가 한쪽 방향으로 계속 분출했다면 자전 방향이 반대로 바뀌는 일도 가능하다. 하지만 이런 활동은 혜성의 수명을 단축시키는 요인이기도 하다. 실제로 41P 혜성은 2001년 근일점 통과 당시 매우 활발한 활동을 보였지만, 2017년에는 가스 방출량이 약 10분의 1 수준으로 감소한 것으로 나타났다. 이는 표면의 휘발성 물질이 고갈됐거나, 먼지층이 형성돼 내부 얼음을 덮으면서 활동이 억제됐을 가능성을 시사한다. 연구팀이 측정한 토크와 질량 손실률을 바탕으로 한 모델링 결과도 이러한 해석을 뒷받침한다. 지속적인 회전 변화는 결국 구조적 불안정을 초래할 수 있으며, 회전 속도가 일정 수준을 넘어서면 원심력이 자체 중력과 물질 강도를 극복해 혜성이 파편화되거나 붕괴될 수 있다. 연구팀은 41P 혜성이 과거 약 1500년 동안 현재와 같은 궤도를 유지해왔지만, 앞으로는 비교적 가까운 미래에 붕괴 단계에 들어갈 가능성이 있다고 보고 있다. 실제로 태양계에서는 이처럼 분해되거나 사라지는 혜성이 드물지 않다. 따라서 41P 혜성은 앞으로 흥미로운 관측 목표가 될 것으로 보인다. 41P 혜성의 최후는 혜성의 생애와 진화 과정을 이해하는 데 많은 정보를 제공할 것으로 기대된다.
  • “피 한 방울의 진정성… 제주 4·3 아픔 기억하고 치유하는 일”

    “피 한 방울의 진정성… 제주 4·3 아픔 기억하고 치유하는 일”

    수장·행방불명 등 가슴에 뭉친 恨8촌 피까지 검사… 절대 포기 못 해채혈 과정서 기억 나누고 서로 위로유해 421구 가운데 154명 신원 확인70년 이상 묻힌 뼈, DNA 훼손 심각오염 제거하는 과정만 6개월 소요혈연관계 많아 신원 확인에 어려움“국가 폭력에 대한 문제 깊이 생각”“아버지를 70여 년 동안 찾지 못했습니다. 포기했던 순간도 있었지만 손자들의 피 한 방울이 결국 아버지를 찾아줬습니다.” 1949년 10월 트럭에 실려 정뜨르비행장(현 제주공항)으로 끌려간 뒤 행방불명된 고 송태우씨. 그의 유해는 2007년 제주공항 발굴 작업에서 수습됐고 최근 유전자 감식을 통해 신원이 확인됐다. 지난 2월 신원보고회에서 아들인 송승문 전 제주4·3유족회장은 눈시울을 붉히며 신원 확인 작업의 중심에 있는 서울대 의대 법의학교실 연구팀에게 거듭 감사를 표했다. 제주공항에서 발굴된 유해 421구 중 154명의 신원을 확인한 이숭덕·조소희 교수를 지난 12일 서울대 의대 법의학교실에서 만났다. 두 교수는 “유전자 감식은 사회가 과거를 기억하고 치유하는 과정”이라며 “핏줄을 찾는 일은 유족에게 일종의 의식이자 힐링의 시간”이라고 강조했다. -그동안 신원 확인 과정에서 기억에 남는 사람은. 이 교수 “우리에게 감사 인사를 건넨 송 회장이다. 2008~2009년 제주공항 유해 발굴 때부터 아버지를 찾으려는 마음이 간절했다. (한강의 소설 ‘작별하지 않는다’에 나오듯) 바다에 수장됐다는 이야기를 듣고 대마도까지 가서 위령제를 지내고 올 정도였다.” 조 교수 “재미 제주도민회(뉴욕) 이한진 회장도 기억에 남는다. 타국에서 고향을 그리며 살아오다가 한국에 잠시 왔을 때 유가족 채혈에 참여했는데 기적적으로 단 한 번의 검사로 작은 형님의 유해가 확인됐다. 4·3 당시 어머니와 누님을 잃었고 형제들도 군법 회의와 사형으로 행방불명된 사연이 가슴 아팠다.” -제주4·3 유족에게 채혈은 어떤 의미일까. 이 교수 “단순한 DNA 검사가 아니라 치유의 의식과 같다. 피를 뽑으며 가슴에 맺힌 한을 조금씩 풀어내고 그 과정에서 기억을 나누고 서로 공감한다. 어떤 분들은 이미 채혈했는데도 다시 오기도 한다. 어쩌면 찾을 확률이 ‘0’이라는 슬픈 예감에도 그만큼 찾고 싶은 마음을 나누려는 것이다. 시간이 흐를수록 유족들도 하나둘 세상을 떠나고 있다. 지금이라도 더 많은 채혈이 이뤄져야 한다.” 조 교수 “신원 확인할 때 ‘유가족 몇 명이면 된다’고 단순하게 계산할 수 없다. 형제라도 유전자 공유 확률이 25~75%로 다르다. 뼈에서 DNA를 추출하는 작업도 일반 친자 검사보다 훨씬 오래 걸린다. 현재 8촌의 채혈까지 기다리고 있다. 포기할 수 없다. 포기해서도 안 된다.” -154명의 신원을 확인하기까지 얼마나 걸렸는지. 이 교수 “내 청춘(웃음)을 다 바쳤다. 뼈 유전자는 손이 정말 많이 간다. 기술도 계속 발전하지만 작업은 점점 더 어려워지고 있다.” -유전자 감식 방식도 변화한 것으로 알고 있는데. 조 교수 “그동안 표준화된 단일염기반복(STR) 방식이 주로 사용됐다. STR은 유전자 특정 구간의 반복 횟수를 비교하는 것이라 DNA 길이가 충분해야 한다. 유해처럼 DNA가 분해돼 짧아진 경우에는 분석이 어려울 수 있다. 반면 단일염기다형성(SNP) 방식은 특정 부분 유전자의 종류가 다른 걸 보는 방법으로 DNA가 훼손된 상태에서도 분석 가능성이 높다. 차세대 염기서열 분석(NGS)은 STR과 SNP에 모두 적용할 수 있는 신기술로 길이가 짧은 DNA에서도 더 많은 결과를 얻을 수 있다.” 이 교수 “요즘 새로운 분석 방법을 연구하고 있다. 시간이 지나며 직계 가족이 줄어들면서 삼촌·조손 관계보다 더 먼 친족을 확인해야 하는 사례가 늘고 있기 때문이다. ‘대규모 SNP 검사 방식’이라 할 수 있다. 현재 법원에서 쓰고 있지만 4·3 유해 신원 확인에 실제로 얼마나 도움이 될지는 검증이 필요하다. 검증 단계가 되면 제주도에 협조를 요청할 계획이다.” -우리나라의 유해 신원 확인이 미국 등 해외보다 어려운 이유는. 이 교수 “기록 부족이 큰 문제다. 미국은 전쟁 실종자라도 사망 장소와 가족 관계 기록이 비교적 정확하다. 하지만 4·3은 기록이 거의 없다. 게다가 제주에는 같은 성씨와 혈연관계가 많아 유전자 패턴이 비슷하게 나오는 경우도 적지 않다.” 조 교수 “70년 넘게 땅속에 있던 뼈는 DNA가 심하게 훼손된 상태다. 박테리아나 습기 때문에 유전자가 잘려져 있는 경우가 많다. 뼈 표면을 갈아내고 오염을 제거하는 과정만도 6개월 이상 소요된다.” -스스로에게 4·3이란 어떤 의미인가. 이 교수 “세상을 다시 바라보게 하고 세상을 다시 깨우치게 한 사건이다. 모든 권력은 국민으로부터 나온다. 국가가 곧 국민이고 국민이 곧 국가인데 국가가 이래도 되는 건가 하고, 황망해질 때가 많다.” 조 교수 “제주를 여행지로만 생각했는데 정방폭포를 그냥 보지 않게 됐다. 비극이 서려 있기 때문이다. 역사적 장소에서 역사를 다시 보게 되고 이 일의 무게와 의미를 다시 되새기게 되는 것 같다. 슬픔을 제대로 표현하지 못하고 피해자가 가해자처럼 숨는, 제주인들을 만나면 나도 모르게 울컥한다.” -4·3 관련 일을 하는 사람들의 공통점은 진정성 또는 사명감인 것 같다. 이 교수 “국가 폭력이라는 문제를 깊이 생각하게 됐다. 유해를 찾는 일도 중요하지만 폭력의 그때로 돌아가지 않기 위해 사회가 기억하는 것이 더 중요하다. 사람을 찾는 단기 성과에 집착하면 안 된다. 돌아가신 희생자를 욕 먹이는 것과 같다. 무고한 사람들이 희생될 때 국가가, 국민은 무엇을 했는지 돌아봐야 한다. 그때 희생된 숫자를 다시 소환해야 한다.” 제주4·3사건진상규명 및 희생자명예회복위원회가 확정한 희생자 수는 1만 5225명이다. 이 가운데 수형인은 4500여명이다. 384명이 사형을 당했고 322명은 옥중 사망했다. 행방불명은 4078명(도내 2173명·도외 1905명)에 달한다. 제주4·3은 제주만의 사건이 아니다. 두 교수는 모두 감정보다 논리가 앞서는 ‘T사고형’(MBTI)인데 신원 보고회에 눈물을 글썽였다. 70년 넘게 잠들어 있는 희생자 이름을 더 많이 찾지 못해, 가족 품으로 돌려보내지 못해 너무 미안해서 흘리는 눈물이었다.
  • 외계 행성 이렇게 만들어진다…생성 중인 외계 행성을 포착한 과학자들 [우주를 보다]

    외계 행성 이렇게 만들어진다…생성 중인 외계 행성을 포착한 과학자들 [우주를 보다]

    태양계와 지구는 약 46억년 전, 태양 주변을 둘러싸고 있던 가스와 먼지가 뭉치며 형성된 것으로 알려져 있다. 이러한 이론은 지금까지 다양한 관측을 통해 꾸준히 뒷받침돼 왔다. 다만 생성 중인 행성은 너무 어두운 데다 보통 가스 성운 안에 숨어 있어 과학자들은 주로 간접적인 증거를 통해 그 존재를 추정했다. 생성 중인 외계 행성을 직접 망원경으로 포착하는 것은 과학자들의 오랜 과제로 PDS 70 정도가 극소수 성공 사례로 기록돼 있다. 이런 상황에서 아일랜드 골웨이 대학교 박사 과정 연구자인 클로이 로러를 포함한 국제 연구팀은 생성 중인 거대 가스 행성을 새로 포착하는 데 성공했다. 연구팀은 유럽남방천문대(ESO)가 운영하는 거대망원경 VLT에 적용된 최신 기술을 활용해 WISPIT 2 원시 행성계를 관측했다. 연구팀은 VLT에 장착된 고대비 이미징 장비 SPHERE를 통해 해당 원반의 구조를 촬영했으며, 이어 간섭계 시스템인 VLTI에 탑재된 GRAVITY+ 장비를 활용해 관측 대상을 정밀 분석했다. 이 과정을 통해 해당 천체가 단순한 원반 구조가 아니라 실제로 형성 중인 행성이라는 점을 분광학적으로 확인했다. 이 행성계에서 처음 발견된 WISPIT 2b는 2025년에 보고된 신생 행성으로, 질량은 목성의 약 5배에 달하며 중심별로부터 지구-태양 거리의 약 60배에 해당하는 매우 먼 궤도를 돌고 있다. 이번에 새롭게 확인된 WISPIT 2c는 이보다 중심별에 약 4배 더 가까운 위치에 있으며, 질량은 오히려 2배 더 큰 것으로 분석됐다. (사진) 이처럼 상대적으로 질량이 큰 행성이라 하더라도, 중심별에서 멀리 떨어진 경우 직접 관측은 쉽지 않다. 지름 8m급 주경을 갖춘 VLT 단일 망원경으로도 한계가 있기 때문에, 여러 망원경을 결합해 하나의 큰 망원경처럼 활용하는 간섭계 기술이 필수적이다. 특히 이번 연구에서는 성능이 향상된 GRAVITY+ 장비가 핵심적인 역할을 수행했다. 이번 관측의 의의는 단순한 행성 발견을 넘어, 실제로 형성 과정에 있는 행성을 직접 확인하고 그 물리적 특성을 분석했다는 데 있다. 이는 행성, 특히 거대 가스 형성 이론을 검증하는 데 중요한 단서를 제공한다. 또 연구팀에 따르면 두 행성이 위치한 영역 바깥쪽 원반에서도 추가적인 틈 구조가 확인됐는데, 이는 또 다른 행성의 존재 가능성을 암시한다. 해당 틈의 규모를 감안하면 여기에는 토성 정도 크기의 행성이 숨어 있을 가능성이 있다는 게 연구팀의 추정이다. 다만 현재 인류가 가진 어떤 망원경으로도 이를 직접 관측하기는 어렵다. 하지만 연구팀은 현재 건설이 진행 중인 유럽초대형망원경(E-ELT)이 완공될 경우, 이러한 더 작은 행성까지 직접 관측할 수 있을 것으로 보고 있다. 유럽초대형망원경의 주경 지름은 39.30m에 달해 간섭계 기술 없이도 더 희미한 외계 행성을 포착할 수 있다. 이번 연구 결과는 목성이나 토성 같은 가스 행성이 실제로 어떻게 태어나고 성장하는지에 대한 이해를 한 단계 끌어올리는 성과로 평가된다. 이 연구는 천체물리학 저널 레터스 최신호에 게재됐다.
  • “우리도 식이섬유가 필요해” 기생충도 식이섬유 좋아한다? [핵잼 사이언스]

    “우리도 식이섬유가 필요해” 기생충도 식이섬유 좋아한다? [핵잼 사이언스]

    최근 과학자들은 인간의 장 속에 살아가는 수많은 장내 미생물에 주목하고 있다. 이들은 인간이 소화하지 못하는 식이섬유를 분해해 에너지를 얻고 숙주에게도 영양분의 일부를 제공한다. 나아가 나쁜 세균과 바이러스의 증식을 막고 공동 운명체인 숙주의 건강을 지키는 역할도 한다. 식이섬유가 건강에 좋은 이유 중 하나는 이처럼 장내 미생물과 연관이 있기 때문이다. 그런데 과학자들은 식이섬유가 장내 미생물뿐 아니라 ‘기생충’에게도 필요하다는 사실을 발견했다. 30일 학계에 따르면 최근 체코과학원 생물학센터 기생충학 연구소의 카테리나 지르쿠와 동료들은 장내 기생충 역시 식이섬유에 상당히 의존할 수 있다는 연구 결과를 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’에 발표했다. 기생충은 숙주의 영양분을 가로채고 각종 질병을 유발하는 유해 생물로 여겨졌다. 위생 환경 개선과 의학 발전을 통해 기생충을 박멸하는 데 많은 노력을 기울인 결과 선진국에서는 기생충이 거의 사라졌지만, 모든 질병이 해결된 것은 아니었다. 기생충 감염률이 떨어진 선진국에서는 오히려 자가면역 질환과 염증성 장 질환이 증가했다. 이후 과학자들은 이 현상이 우연이 아니라는 사실을 발견하고 ‘위생 가설’을 제시했다. 기생충이 면역 반응을 억제하는 역할을 했고 인체는 이를 감안해 강력한 면역 반응을 유지했는데, 기생충이 사라지자 면역 반응이 과도하게 나타났다는 분석이다. 과학자들은 이를 바탕으로 병원성이 낮은 기생충을 이용한 치료법도 시도했지만 효과는 일관되지 않았다. 기생충이 과도한 면역 반응을 억제하는 경우도 있었지만 별다른 효과가 없는 사례도 확인됐다. 연구팀은 그 이유가 식이섬유와 이를 분해하는 미생물과 연관이 있을 가능성에 주목했다. 연구팀은 실험동물로 흔히 사용되는 쥐에 감염되는 기생충인 ‘쥐촌충’(Hymenolepis diminuta)을 이용해 이 가설을 검증했다. 연구 결과 예상대로 식이섬유가 풍부한 식단을 먹은 쥐의 장내에서는 기생충이 정상적으로 성장하고 번식해 숙주의 강한 면역을 억제했다. 반면 식이섬유가 부족한 서구식 식단을 섭취한 쥐의 기생충은 에너지를 절약하는 휴면 상태에 들어갔고 면역 억제 효과도 사라졌다. 실제로 저섬유 식단을 섭취한 쥐에서는 기생충의 크기와 성숙도, 번식 능력이 모두 크게 떨어졌고 관련 유전자 발현 역시 전반적으로 억제됐다. 이 차이는 장내 미생물 변화와 맞물려 있었다. 식이섬유가 충분하면 미생물 다양성이 증가하고 이들이 섬유질을 분해해 생성하는 짧은 사슬 지방산 같은 대사산물이 늘어난다. 이러한 물질은 숙주의 면역을 조절하는 동시에 기생충의 에너지원으로도 활용된다. 결국 식이섬유가 장내 미생물을 거쳐 기생충, 그리고 면역 반응까지 이어지는 하나의 연결고리를 형성하는 셈이다. 이번 연구는 기생충 치료의 효과가 일정하지 않았던 이유를 설명해 준다. 치료 목적으로 단순히 기생충을 투여하는 것만으로는 충분하지 않으며 장내 미생물 환경, 특히 식이섬유 섭취가 함께 고려돼야 할 가능성을 시사한다. 장내 생태계를 하나의 시스템으로 바라봐야 한다는 점에서 이번 연구는 앞으로 기생충을 이용한 치료는 물론 장내 면역 환경 치료의 새로운 패러다임을 제시하고 있다.
  • 아기 돌잔치 즈음, 아빠가 무너진다 [사이언스 브런치]

    아기 돌잔치 즈음, 아빠가 무너진다 [사이언스 브런치]

    여성들은 임신 전후 호르몬의 급격한 변화와 신체 변화, 육아 두려움 등의 이유로 우울감을 느끼는 경우가 많다. 바로 산전·산후 우울증이다. 아내의 출산 관련 우울증에 대해서는 잘 알려져 있지만, 남편의 우울증에 대해서는 모르고 넘어가는 경우가 많다. 남편의 산후 우울증은 부성 산후 우울증(PPPD)으로 불리는 데, 이는 아내의 산후 우울증 영향을 많이 받는다. 아내가 산전, 산후 우울증을 겪는 경우 남편의 24~50%가 영향을 받아 크고 작은 우울 증후를 보인다는 연구 결과도 있다. 최근 남편의 육아 참여가 독려되는 데 많은 연구는 육아에 적극적으로 참여하는 아버지가 우울증에 취약한 것으로 나타나고 있다. 이런 상황에서 중국 쓰촨대 화서부속병원 통합 의공학연구소, 스웨덴 카롤린스카 연구소 환경의학 연구부, 의학 역학 및 생물통계학과, 웁살라대 의과학과, 여성 아동 보건과 공동 연구팀은 부성 산후 우울증(PPPD)은 아내의 산후 우울증보다 1년 정도 늦게 찾아온다는 것을 확인했다고 27일 밝혔다. 이 연구 결과는 미국 의학회에서 발행하는 의학 분야 국제 학술지 ‘JAMA 네트워크 오픈’ 3월 23일 자에 실렸다. 연구팀은 2003~2021년 스웨덴에서 자녀가 태어난 아버지 100만명 이상을 대상으로 정신과 진단 기록을 분석했다. 연구팀은 스웨덴 내 다양한 국가 등록 데이터를 결합해 아내의 임신 1년 전부터 자녀가 만 1세가 될 때까지 남성들의 정신과 진단 빈도를 추적했다. 분석 결과, 아내의 임신 기간과 출산 직후 수개월 동안은 임신 전 1년과 비교해 정신과 진단을 받을 위험은 감소했지만, 출산 1년 후부터는 불안장애, 알코올 및 약물 관련 진단이 임신 전과 비슷한 수준으로 돌아갔다. 우울증과 스트레스 관련 장애는 급증해 임신 전과 비교해 출산 1년 후 30% 이상 증가했다. 이번 연구는 임상 진단 기록에 기반한 만큼 의료기관을 찾지 않은 남성은 분석에서 누락됐으며, 그 수치는 상당히 클 것으로 예상된다. 연구팀에 따르면 육아에 적극 참여하면서 부부 관계가 변화하거나 수면의 질이 떨어지면서 정신 건강 위험 증가로 이어질 수 있다. 출산 후 1년 시점의 부성 우울증은 자녀가 3.5세가 되는 시점에 정서와 행동 문제 위험을 2배 이상 높였고, 특히 남자 아이의 풍행 문제는 3배 가까이 늘었다는 선행 연구들도 있다. 이는 부부 두 사람 모두 우울증이 있거나 남편만 우울증이 있을 때도 같은 결과를 보였다. 연구를 이끈 동하우 루 스웨덴 카롤린스카 연구소 교수는 “출산 후 오랜 시간이 지난 뒤 아버지의 정신건강 이상 징후가 나타날 수 있다는 우울증 진단의 지연 현상은 주목할 문제”라며 “아내의 산후 우울증만큼 남편의 산후 우울증은 자신은 물론 가족 전체에 영향을 미칠 수 있는 만큼 관심을 갖는 것이 필요하다”고 말했다.
  • 행성끼리 ‘꽝’…우주 충돌 사고 포착 [우주를 보다]

    행성끼리 ‘꽝’…우주 충돌 사고 포착 [우주를 보다]

    태양계 행성은 일정한 거리를 두고 태양 주위를 공전하기 때문에 수십억 년간 서로 충돌할 위험 없이 공전할 수 있다. 하지만 태양계 초기 상황은 이와 많이 달랐다. 과학자들은 초기 태양계에 수십 개의 미행성이 존재했고 이들이 서로 충돌하면서 현재와 같은 태양계를 형성했다고 보고 있다. 예를 들어 지구 역시 초기에 화성 정도의 원시 행성인 테이아와 충돌했고 그 결과 지구와 달이 만들어진 것으로 분석된다. 과학자들은 원시 행성 간 충돌이 드문 일이 아니라고 예상해 왔지만, 실제 행성 충돌의 증거를 확보하지는 못했다. 매우 드물게 일어나는 일인 데다 설령 충돌한다고 해도 지구에서 관측하기 쉽지 않기 때문이다. 26일 학계에 따르면 워싱턴대의 아나스타시오스 차니다키스와 동료들은 우연한 기회에 외계 행성 충돌의 증거를 발견했다. 연구팀은 유럽우주국(ESA)의 가이아 탐사선 데이터를 분석하던 중 2020년 전 자료에서 이상한 밝기 변화를 보이는 별을 확인했고, 이를 조사한 결과 행성 충돌의 증거를 찾아냈다. 연구팀이 발견한 가이아 20ehk(Gaia20ehk)는 은하계 중심 방향으로 지구에서 1만 1000광년 정도 떨어진 별로 2016년 전까지는 평범한 별이었다. 그런데 2016년부터 세 차례에 걸쳐 밝기가 급격히 감소한 후 2021년경에는 불규칙한 밝기 변화를 거듭했다. 이와 같은 불규칙한 변화는 이 별을 가리는 다른 천체가 어두운 별이나 지나가는 행성이 아니라 급격히 변하고 있는 먼지 구름 같은 형태라는 점을 암시한다. 여기에 전에는 한 번도 이런 밝기 변화를 보인 적이 없다는 점을 고려하면 갑작스럽게 발생한 일로 볼 수 있다. 연구팀은 추가 관측을 통해 가이아 20ehk의 적외선 광도 곡선이 가시광선 곡선과 완전히 반대라는 사실을 발견했다. 가시광선이 깜빡거리며 어두워지기 시작했을 때 적외선은 급격히 증가했는데, 이는 별을 가리고 있는 물질이 매우 뜨거워 적외선 영역에서 강한 빛을 내고 있다는 의미다. 이 모든 내용을 종합할 때 연구팀이 내놓은 가장 가능성 높은 설명은 행성 간 충돌이다. 행성 충돌 후 생성된 지 얼마 안 된 막대한 양의 뜨거운 먼지 구름이 별의 빛을 가릴 뿐 아니라 그 모양도 변하면서 별의 밝기도 이상하게 변했다고 설명하면 관측 데이터를 잘 뒷받침할 수 있다. 여기에 충돌한 위치 역시 지구와 태양 사이 거리인데, 과거 지구와 테이아가 충돌을 일으킨 궤도와 흡사하다. 이번 연구는 매우 드물게 일어나는 행성 간 충돌을 실시간으로 포착했다는 데 큰 의의가 있다. 앞으로 과학자들은 이 별의 밝기 변화를 지속적으로 관측해 행성 충돌 후 어떤 변화가 일어나는지 알아낼 수 있을 것으로 기대하고 있다.
  • 우리가 예측한 기후위기는 틀렸다… 진짜는 더 깊은 붕괴로 온다

    우리가 예측한 기후위기는 틀렸다… 진짜는 더 깊은 붕괴로 온다

    섬뜩하게 들리는 기후위기 시나리오, 하지만 그 모든 시나리오조차도 지나치게 위기 규모를 과소평가한 것이라면? 기후변화 대응 정책의 근거가 되는 데이터 해석이 근본적으로 잘못됐을 수 있다는 경고가 나왔다. 과학저널 ‘네이처’ 3월 26일자에 실린 논문 두 편은 기후변화의 심각성에 대해 같은 방향을 가리키고 있다. 독일 헬름홀츠, 함부르크대, 드레스덴 공과대(TUD), 스위스 취리히 연방공과대(ETH 취리히), 노르웨이 국제 기후 연구 센터 공동 연구팀은 지구 평균 기온이 산업화 이전과 비교해 2도 오르는 ‘중간 수준’ 온난화에서도 3~4도 상승하는 ‘심각한’ 온난화 때 나타날 것으로 예상됐던 극단적 기후 재해가 현실이 될 수 있다고 예측했다. 지금까지 기후 전망은 수십 개의 기후 모델을 합산한 ‘다중모델 평균값’을 기반으로 했다. 문제는 42개 기후 모델 중 10개가 극단적 가뭄을 예측해도 32개가 온건한 전망을 내놓으면 평균값은 말 그대로 ‘그저 그런’ 수준으로 나온다는 점이다. 이에 연구팀은 기후 재해에 초점을 맞춰 인구 밀집 지역의 집중호우, 세계 주요 곡창지대의 가뭄, 산림 지대의 산불 위험 등 기후에 민감한 세 지역에서 나타날 수 있는 기후변화 영향을 분석했다. 그 결과 2도 상승 ‘중간’ 온난화 시나리오에서 나온 전망치가 3~4도 상승에 대한 다중모델 평균 전망치보다 더 극단적인 결과를 나타내는 것으로 확인됐다. 2도 상승 시나리오에서 인구 밀집 지역의 집중호우는 4~15% 증가할 것으로 예측됐으며, 최악의 경우는 3도 모델의 평균값을 넘어섰다. 42개 모델 중 10개에서 주요 농업 생산 지역의 가뭄 조건이 4도 평균 전망치를 초과했으며, 가뭄 발생 빈도 역시 50% 이상 증가할 가능성도 나타났다. 산림 지역에서도 2도 시나리오의 최악 모델이 극한 온난화 시나리오의 평균을 넘어서는 결과를 보였다. 또 미국 스탠퍼드대, 식량 안전 및 환경 연구센터, 국가 경제 조사국 공동 연구팀은 이산화탄소(CO2) 배출로 인류가 떠안게 될 ‘기후 빚’을 계산할 수 있는 수치 모델을 개발했다. 이 모델에 따르면 지금까지 배출한 이산화탄소가 앞으로 초래할 피해는 이미 발생한 피해보다 최소 10배 이상 클 것으로 예상됐다. 연구팀은 기온 상승이 경제 생산성에 미치는 영향과 기후 모델을 결합해 전 지구 및 지역별 피해를 추정할 수 있는 정량 모델을 만들었다. 모델은 ▲과거 이산화탄소 배출로 이미 발생한 피해 ▲과거 배출로 인해 미래에 발생할 피해 ▲현재 또는 미래 배출로 인해 발생할 미래 피해 등 세 가지 요소로 구성했다. 연구 결과, 1990년에 배출된 이산화탄소 1t은 2020년까지 전 세계에 누적 180달러의 피해를 입혔지만, 2100년까지 추가로 1840달러의 피해를 유발할 것으로 예측됐다. 특정 배출자가 각 지역에 초래한 피해를 살펴보면 1990년 이후 미국에서 배출한 탄소는 전 세계적으로 10조 달러(1경 5065조원)에 이르는 전 세계 피해를, 같은 기간 유럽 국가들의 배출은 6조 달러(9039조원)를 넘는 피해를 유발할 것으로 추산됐다. 각 개인이 유발한 피해 금액도 산출했는데, 지난 10년 동안 매년 장거리 비행을 한 번씩 했다면 2100년까지 약 2만 5000달러(3766만 2500원)의 미래 피해를 유발하는 것으로 집계됐다.
  • 와인 애호가 사로잡은 ‘피노 누아’의 뿌리는? [유용하 과학전문기자의 사이언스 톡]

    와인 애호가 사로잡은 ‘피노 누아’의 뿌리는? [유용하 과학전문기자의 사이언스 톡]

    “전쟁 중에 기억하는 여느 저녁 식사들과 비슷했다. 와인이 넘쳐흘렀고…… 와인 기운 속에서 나는 혐오감을 잃었고 행복해졌다. 그들 모두가 참 좋은 사람들처럼 느껴졌다.” 어니스트 헤밍웨이의 장편 소설 ‘태양은 다시 떠오른다’ 속 문장입니다. 와인은 많은 문학작품에서 기쁨과 고통, 신성과 세속, 망각과 각성의 경계를 드러내는 상징으로 등장합니다. 와인이 작품의 소재로 자주 등장하는 것은 어쩌면 인류 역사상 가장 역사가 오래 된 술 가운데 하나이기 때문일지도 모릅니다. 프랑스 툴루즈대, 몽펠리에대, 보르도대, 고고 동·식물학회, 국립 고고학 연구소, 클레르몽 오베르뉴대 등 22개 대학과 연구기관으로 구성된 공동 연구팀은 포도씨에 대한 고대 DNA 분석으로 프랑스 지역에서 발굴되고 재배되는 포도의 숨겨진 비밀을 새롭게 밝혀냈습니다. 이 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 3월 25일 자에 실렸습니다. 많은 분이 ‘와인’ 하면 프랑스를 떠올립니다. 프랑스는 세계 최고의 와인 생산국 중 하나로 오랜 포도 재배와 와인 양조의 역사를 자랑합니다. 그렇지만 고고학적 증거 부족으로 포도 재배와 포도주 양조가 언제부터 시작됐는지 명확히 규명되지 않았습니다. 이에 연구팀은 프랑스 일대에서 발굴된 고대 포도씨 시료 54점으로 전장 유전체 분석을 했습니다. 이번 연구에 활용된 포도씨들은 청동기 시대인 기원전 6000년 무렵부터 중세 말기인 서기 1500년경까지의 것들입니다. 분석 결과, 2800~2400년 전부터 야생 포도나무와 재배종 포도나무가 공존했다는 사실이 확인됐습니다. 여기서는 이스라엘, 레바논, 시리아, 요르단 등 동지중해 연안(레반트) 지역은 물론 코카서스 지역과 연관된 유전적 변이가 발견됐습니다. 이와 함께 기원전 625~400년에 해당하는 중기 철기 시대부터 꺾꽂이나 줄기 삽목 같은 방식으로 수백 ㎞에 걸쳐 재배 품종이 교역됐음을 알아냈습니다. 프랑스 북부 발랑시엔 지역에서 출토된 중세 시대 시료 중 하나는 현대 피노 누아 포도와 유전적으로 정확하게 일치하는 것으로 확인됐습니다. 이를 근거로 피노 누아는 적어도 1400~1500년 경부터 재배가 시작돼 현재까지 유전적 연속성을 유지해왔다고 연구팀은 설명했습니다.
  • 아직도 ‘핵 어뢰’가 바다에…1989년 침몰한 소련 핵잠수함 여전히 방사능 유출 [핵잼 사이언스]

    아직도 ‘핵 어뢰’가 바다에…1989년 침몰한 소련 핵잠수함 여전히 방사능 유출 [핵잼 사이언스]

    1989년 침몰한 소련의 핵 추진 공격 잠수함 콤소몰레츠(Komsomolets)에서 여전히 방사성 물질이 방출되는 것으로 나타났다. 최근 노르웨이 방사능·원자력안전청 등 연구팀은 콤소몰레츠의 부식된 원자로에서 방사성 물질이 방출되고 있으나 놀라울 정도로 잘 통제되고 있다는 연구 결과를 미국국립과학원회보(PNAS·Proceedings of the National Academy of Sciences) 최신 호에 발표했다. 1983년 진수된 콤소몰레츠는 길이 117m, 최대 속도 수중 30노트(약 56km/h), 최대 1020m 이상 잠항해 당대 잠수함 중 압도적인 성능을 자랑했다. 내외부 선체가 티타늄으로 제작돼 냉전 시기 소련 해군 기술의 결정체로 불렸던 콤소몰레츠는 그러나 1989년 4월 화재 사고로 침몰했다. 당시 이 잠수함은 노르웨이 인근 바렌츠해(海)에서 화재로 침몰했으며 총 69명의 승조원 중 42명이 사망했다. 이후 선체는 수심 1680m 아래에 수장됐으나 문제는 핵연료가 든 원자로 1기와 핵탄두가 장착된 어뢰 2발이 그대로 남아 있었다는 점이다. 보도에 따르면 사고 직후 소련은 잠수함의 핵무기 탑재 사실과 방사능 오염 가능성을 함구해 오다 두 달 후 처음으로 심해 잠수정을 투입해 선체를 찾아냈다. 이어 정기적으로 이를 모니터하다 핵무기가 바다에 노출되자 1994~1996년 어뢰실의 균열을 막고 이를 격리하기 위해 티타늄으로 밀봉하는 대규모 차폐 작업을 했다. 특히 러시아는 이후 콤소몰레츠 인양을 포기했는데, 이는 작업 중 방사성 물질이 해수면과 대기 중으로 방출될 위험과 막대한 비용 때문이었다. 이렇게 36년이 지난 지금까지도 콤소몰레츠는 부식된 원자로와 두 개의 핵무기를 안고 바렌츠해에 잠들어 있다. 노르웨이 연구팀이 이번에 발표한 연구 결과는 2019년 콤소몰레츠 인근에 잠수정을 보내 수집한 선체 조사, 해수, 퇴적물, 생물 샘플 등을 통합 분석해 얻어진 것이다. 연구팀에 따르면 지금도 콤소몰레츠의 환기 파이프 등에서 방사성 물질이 비디오에 포착될 정도로 활발하게 누출되는 것으로 드러났다. 그러나 다행히도 방사성 물질이 해수에 빠르게 희석되면서 해양 생물이나 지역 환경에 영향을 미친다는 징후는 발견되지 않았다. 또한 어뢰실 근처에서 채취한 퇴적물 및 해수 샘플에서 플루토늄 흔적이 전혀 발견되지 않았는데, 이는 1990년대 실시한 티타늄 밀봉이 여전히 강력하게 유지되고 있기 때문으로 풀이됐다. 논문의 공동 저자인 해양 방사능 생태학자 저스틴 그윈은 “잠수함의 앞부분 특히 어뢰실에 심각한 손상이 있는 것을 제외하면 잠수함은 최근에 침몰한 것처럼 보였다”면서 “과거 러시아의 판단처럼 잠수함을 인양해 육지 어딘가에 안전하게 폐기하는 것은 비용과 위험이 너무 크다고 생각된다”고 밝혔다.
  • 수장룡을 물어뜯은 중생대 최강 육식어류 [다이노+]

    수장룡을 물어뜯은 중생대 최강 육식어류 [다이노+]

    중생대 육지에서 공룡이 생태계를 주도했다면 바다에서는 거대 해양 파충류인 어룡, 수장룡, 모사사우루스 등이 해양 생태계의 먹이 사슬을 지배했다. 이 가운데 수장룡(플레시오사우루스)은 긴 목을 이용해 작고 민첩한 물고기와 암모나이트 등을 잡아먹으며 크게 번성했다. 하지만 이 긴 목은 종종 치명적인 약점이 될 수 있다. 다른 대형 육식 동물이 공격할 수 있는 취약 부위이기 때문이다. 최근 과학자들은 이 추정을 뒷받침할 증거를 발견했다. 24일 학계에 따르면 크리스토퍼 브로추 아이오와 대학교 지구환경학과 교수는 악어 화석을 연구하면서 잠시 휴식을 취하던 중 다른 화석에 눈길을 돌렸다가 우연히 놀라운 증거를 발견했다. 다른 선반에 있던 수장룡의 목뼈 화석에서 이상한 흔적을 발견한 것이다. 이 화석은 앨라배마주 무어빌 백악층에서 발견된 길이 4m에 달하는 수장룡인 폴리코틸루스(Polycotylus)의 목뼈였다. 그리고 그 목뼈 한쪽에는 이빨처럼 보이는 이물질이 박혀 있었다. 연구팀은 고해상도 CT를 통해 이 이빨의 주인공이 누구인지 분석했다. 그 결과 이 이빨은 백악기 거대 육식 어류인 크시팍티누스(Xiphactinus)라는 사실이 확인됐다. 이 화석만으로는 크시팍티누스가 폴리코틸루스를 사냥한 것인지 아니면 이미 죽은 상태에서 물어뜯었는지는 알 수 없지만, 만약 살아 있을 때 물었다면 살아남기 힘든 치명상임에 분명했다. 후자인 경우 목이 취약한 약점이라는 점을 보여주는 결정적인 증거다. 크시팍티누스의 다른 화석들을 보면 이 물고기는 작은 물고기를 통째로 삼키는 사냥 방식을 선호했다는 점을 알 수 있다. 하지만 크고 날카로운 이빨을 이용해서 기회가 되면 큰 먹이도 사냥하거나 혹은 시체 청소부 역할도 마다하지 않았던 것으로 보인다. 이렇게 대형 육식 어류와 상어, 바다에 적응한 악어, 그리고 수장룡 같은 대형 해양 파충류까지 존재했기 때문에 중생대는 육지와 하늘은 물론 바다 역시 위험한 장소였다. 물론 동시에 이렇게 많은 대형 포식자를 감당할 수 있을 정도로 생태계가 풍요롭고 복잡했다는 의미이기도 하다. 공룡이 중생대를 대표하는 생물이긴 하지만 전부는 아니라는 점을 다시 보여주는 연구 결과다.
  • 그곳엔 외계 생명체가 있을까? 거대 별빛 가리개로 제2의 지구 직접 관측하는 HOEE 프로젝트 [우주를 보다]

    그곳엔 외계 생명체가 있을까? 거대 별빛 가리개로 제2의 지구 직접 관측하는 HOEE 프로젝트 [우주를 보다]

    과학자들은 지구처럼 생명체가 살 수 있는 제2의 지구를 찾고 있다. 이런 노력 덕분에 지구처럼 액체 상태의 물이 있을 수 있는 암석 행성들이 하나씩 발견되고 있으나 과연 이 행성에 실제로 지구와 비슷한 대기와 물이 존재하는지 확인하는 것은 쉽지 않은 과제다. 가장 큰 문제는 행성이 너무 어둡고 그 옆에 있는 별은 상대적으로 너무 밝다는 것이다. 지구처럼 작은 암석 행성은 대개 밝기가 모항성의 100억 분의 1 수준에 불과하다. 그렇지 않아도 어두운데 별에서 나오는 빛에서 이 희미한 빛을 분리하는 일은 극히 어려운 일이다. 차라리 등대 옆에 있는 반딧불이 불빛이 더 분리가 쉬울 정도다. 하지만 과학자들은 가능한 방법을 찾고 있다. 2006년 노벨 물리학상 수상자인 존 C. 매더(John C. Mather, HOEE 책임 연구원) 등 저명한 과학자들이 참여한 HOEE(Hybrid Observatory for Earth-like Exoplanets, 우주 기반 별빛 가리개와 대형 지상 망원경을 결합한 하이브리드 관측소) 연구팀은 현재 건설 중인 지상의 거대 망원경과 우주 별빛 가리개(starshade)를 이용할 경우 가까운 지구형 행성의 대기를 직접 관측할 수 있다고 제안했다. HOEE의 기본 개념은 밝은 별빛을 가릴 지름 100m 정도 되는 거대한 가리개를 지구에서 17만km 정도 떨어진 궤도에 발사하자는 것이다. 비바람이 없는 우주에 세워지는 가리개는 매우 얇은 막으로 충분하기 때문에 무게는 가벼워도 상관없다. 망원경은 현재 지상에 건설 중인 차세대 거대 망원경을 활용한다. 주경 지름 40m급인 초거대 망원경(ELT), 30미터 망원경(TMT), 그리고 25m급인 거대 마젤란 망원경(GMT)을 사용하면 매우 희미한 행성의 빛도 포착할 수 있다. 이 프로젝트는 NASA의 NIAC(NASA Innovative Advanced Concepts, NASA 혁신 첨단 개념) 프로그램의 일부로 진행 중이다. 최근 HOEE 과학자들은 유럽 남방 천문대의 ELT의 적응 광학 기술을 사용할 경우 멀리 떨어진 지구나 금성 같은 행성의 대기를 실제로 관측할 수 있고 생명체의 징후를 포착할 수 있다는 연구 결과를 발표했다. 물론 실제 프로젝트가 진행되기 위해서는 기술적 검증과 가능성은 물론이고 개발 예산을 확보할 수 있어야 한다. 현재 NASA의 예산 삭감으로 전망이 불투명하지만, 저 멀리 외계 행성에 생명체가 살고 있는지 검증하는 것은 과학자는 물론 인류의 오랜 꿈이기 때문에 언젠가는 시도될 수 있는 계획으로 평가된다.
  • 성기능 장애 부작용 없는 탈모 치료제 나온다

    성기능 장애 부작용 없는 탈모 치료제 나온다

    국내 연구진이 기존 탈모 치료제들에서 나타나는 부작용을 최소화한 탈모 치료 후보 물질을 개발해 눈길을 끈다. 대구경북과학기술원(DGIST) 뇌과학과, 뉴바이올로지학과, 경북대 의대 공동 연구팀은 컴퓨터 모델링으로 기존 약물의 부작용 없이 모발 성장을 촉진하는 신규 펩타이드 MLPH를 개발했다고 19일 밝혔다. 이 연구 결과는 약리학 분야 국제 학술지 ‘생의학 및 약물치료학’에 실렸다. 현재 미국 식품의약국(FDA) 승인을 받은 탈모 치료제는 미녹시딜과 피나스테리드 2종이다. 바르는 약인 미녹시딜은 피부 자극을 유발할 수 있고, 먹는 약인 피나스테리드는 남성 호르몬을 조절함으로써 탈모를 막는 방식이라 남성에게는 성기능 장애를 유발할 수 있고, 가임기 여성에게는 사용이 제한된다는 치명적 단점이 있다. 이에 연구팀은 첨단 컴퓨터 모델링을 이용한 구조 기반 설계 기법을 도입해 EPO 부작용을 극복할 수 있는 방법을 찾았다. 연구팀은 EPO 단백질 구조에서 부작용을 일으키는 부분은 제외하고, 발모를 유도하는 핵심 부위만 정밀하게 추출하고 최적화해 ‘MLPH’라는 새로운 펩타이드를 설계했다. 연구팀은 인간 모낭 조직과 쥐를 이용한 실험 결과, MLPH 펩타이드가 모발 성장의 핵심 인자(IGF-1) 분비를 크게 늘리는 것을 확인했다. 특히 쥐에게 MLPH를 투여하면 털의 성장이 멈춘 휴지기를 모발이 자라는 성장기로 성공적으로 전환해 기존 치료제인 미녹시딜과 동등한 수준의 발모 효과를 내는 것으로 확인됐다. 
  • “엄흥도 할아버지 충절 이제라도 알려져 다행”

    “엄흥도 할아버지 충절 이제라도 알려져 다행”

    군위군 산성면 화본리에 묘소“많은 사람들 관심 가져줘 감사종친들 모여 성역화 추진 계획” “영월 엄씨 선조 엄흥도의 충절이 이제라도 빛을 볼 수 있어 다행입니다.” 경북 포항시 남구 포스코역사박물관 인근에서 19일 만난 영월 엄씨 충의공계 20대손 엄근수(61)씨. 37년째 포스코에 재직 중인 그는 누적 관객 1400만명 돌파를 앞두는 등 흥행몰이 중인 영화 ‘왕과 사는 남자’에 등장하는 캐릭터 ‘엄흥도’ 가문의 종손이다. 엄씨는 선조인 엄흥도를 ‘할아버지’라고 불렀다. 엄흥도는 왕위를 빼앗긴 뒤 강원 영월로 유배된 조선 6대 임금 단종(1441~1457)이 숨지자 신변의 위험을 무릅쓰고 방치된 단종의 주검을 수습한 인물이다. 엄씨는 “영화를 통해 역사 속에서 잘 알려지지 않았던 할아버지의 행적이 소개되면서 많은 사람들이 관심을 가져줘 기쁘다”며 “다만 실제 할아버지의 묘는 대구 군위군 산성면 화본리에 소재하고 있어 정확한 사실을 알리고자 일가 친척들과 뜻을 모으고 있다”고 설명했다. 영화가 인기를 얻으며 강원 영월 소재 묘로 발길이 몰리고 있지만 엄흥도의 후손들은 ‘진묘’ 소재지를 군위라고 밝히고 있다. 김광순 택민국학연구원장 연구팀은 앞서 2009년 영월 엄씨 족보 및 기록물, 탐문을 통해 엄흥도 묘 소재지로 군위를 꼽았다. 엄씨는 어릴 적부터 성묘와 벌초 등을 할 때면 할아버지 사연을 들었다고 회상했다. 그는 “유배 시절 단종과 할아버지 사이의 관계와 단종 죽음 이후 시신 수습까지 아버지께 들었던 그대로 영화에 나왔다”며 “‘먹을 건 못 챙겨도 족보는 챙겨라’는 아버지의 말씀이 이제서야 가슴에 와닿는다”고 말했다. 영월 엄씨 충의공계 종친들은 오는 20일 군위에 모여 엄흥도 진묘 성역화를 위한 제안에 나설 계획이다. 이제라도 묘 소재지를 정확히 밝히고 좀 더 나은 환경에서 조상을 모시기 위해서다. 끝으로 엄씨는 “많은 사람들에게 우리 조상을 알린 것이 영화 제작자의 몫이었다면 정확한 역사적 사실을 알리는 것은 후손의 몫”이라고 강조했다.
  • 닥치는 대로 갉아먹는 설치류…사실은 도파민 중독?

    닥치는 대로 갉아먹는 설치류…사실은 도파민 중독?

    생쥐, 햄스터 같은 설치류는 유난히 앞니가 크고 계속 자란다. 딱딱한 표면에 이빨을 규칙적으로 갈아내지 못하면 이빨이 커져 제자리를 벗어나고 먹이 섭취에 지장을 주며, 심할 경우 사망에 이르게 할 수도 있다. 생물학자들은 설치류들의 갉아먹는 행동이 눈 깜빡임처럼 자동적 반사작용의 형태일 수 있다고 여겨왔다. 미국 미시간대 분자·세포·발달 생물학과, 치과대 생체재료학과, 생명과학 연구소, 분자·통합 생리학과, 기계공학과 공동 연구팀은 생쥐 같은 설치류가 계속 갉아먹는 이유가 단순히 이빨을 최상의 상태로 유지하기 위한 것이 아니라 쾌감을 느끼기 위해서일 수 있다고 18일 밝혔다. 이 연구 결과는 신경과학 분야 국제 학술지 ‘뉴런’ 3월 11일 자에 실렸다. 연구팀은 실험용 생쥐 중 일부가 다른 생쥐들과 똑같은 먹이를 먹었음에도 유독 앞니가 긴 것을 발견하고 궁금증을 품었다. 이들은 신경계의 문제 때문에 갉아먹는 행동을 하지 않게 됐을 것이라고 보고 신경계 특정 부위가 독소에 취약하게 유전적으로 변형한 생쥐로 실험했다. 이어 특정 신경세포만 정확하게 파괴되는 독소로 신경세포를 하나씩 차단하면서 그 영향을 관찰했다. 그 결과, 생쥐 치아에 있는 촉각에 민감한 신경세포(뉴런)가 두 종류의 신경 회로와 연결돼 있다는 것을 발견했다. 하나는 턱을 정렬하고 닫는 데 관여하고, 다른 하나는 도파민을 분비하는 뇌의 일부와 연결돼 있다. 도파민은 잘 알려져 있다시피 쾌감을 주는 화학물질로, 특정 행동에 즐거움을 부여하고 동기를 조절하는 역할을 한다. 연구팀에 따르면 생쥐가 뭔가 갉아먹을 때 느껴지는 감각은 이빨에서 뇌로 전달돼 뇌의 도파민 중추를 자극한다. 이 회로를 차단하면 생쥐는 갉아먹는 행동을 멈추면서 이빨이 길어지는 것이 확인됐다. 이를 통해 설치류의 갉아먹는 행동은 쾌감이라는 긍정적 보상을 만들어 반복하게 한다는 설명이다. 사람은 불안, 우울증, 자폐 스펙트럼 장애 등 도파민 회로와 연관된 신경정신질환이 있는 사람들이 일반인보다 이갈이 같은 반복적 구강 행동을 자주 보이고, 턱 장애, 치아 부정교합 등이 더 많은 것으로 알려졌다. 연구를 이끈 보 듀안 미시간대 교수는 “인간의 구강 행동이나 생쥐의 갉아먹기 행동은 치아와 뇌를 연결하는 도파민 기반 회로의 교란으로 인해 발생하는 것으로 보이는 만큼 동물의 반복적 구강 행동 동기를 파악하기 위한 추가 연구를 할 것”이라고 밝혔다.
  • 패션은 돌아오는 거야, 20년 주기로

    패션은 돌아오는 거야, 20년 주기로

    1869~2025년 여성복 이미지 분석특정 옷 스타일·치마 길이 등 반복패션업계 통념, 수학 모델로 개발“최근엔 다양해져 획일적 유행 약화” 패션 업계에서는 경험적으로 ‘20년 법칙’이라는 개념이 통용되고 있다. 특정 스타일이 유행에서 사라진 지 20년 정도가 지나면 다시 새로운 것처럼 부활한다는 것이다. 지금까지는 명확한 근거가 없는 패션 전문가들의 직감 정도로 여겨져 왔다. 미국의 복잡계 연구기관 산타페 연구소와 노스웨스턴대, 프린스턴대 공동 연구팀은 패션 유행이 대략 20년 주기로 순환한다는 패션 업계의 통념을 수학적으로 보여주는 모델을 개발했다고 18일 밝혔다. 이 연구 결과는 15~20일 미국 덴버에서 열리는 미국 물리학회(APS)의 ‘APS 글로벌 물리학 서밋 2026’ 중 ‘네트워크 및 복잡계 사회 시스템의 통계 물리학’ 세션에서 발표됐다. 연구팀은 로드아일랜드대 상업 패턴 아카이브에 보관된 재봉 패턴 데이터베이스와 런웨이 컬렉션 자료를 활용해 1869년부터 2025년까지 약 3만 7000장의 여성 의류 이미지를 데이터 세트로 구축한 뒤 분석했다. 특히 여성복의 핵심 요소인 밑단 길이, 목둘레선 위치, 허리선 위치를 측정하고 의류 디자인을 수십 년에 걸쳐 추적할 수 있는 수치 데이터로 변환했다. 연구팀은 데이터 분석을 위해 아주 단순한 아이디어에 기반한 수학적 모델을 구축했다. 이들이 주목한 패션 디자인의 기본 아이디어는 ‘튀고 싶으면서도 집단에서 완전히 벗어나고 싶지는 않은’ 심리적 긴장감이다. 특정 스타일이 너무 흔해지면 디자이너들은 그것을 벗어나려고 하지만, 아무도 입지 못할 만큼 극단적으로 튀게 만들지는 않는다는 것이다. 분석 결과, 특정 스타일이 인기를 얻고 사라졌다가 부활하는 패턴이 반복된다는 사실을 확인했다. 놀라운 점은 패션은 시간이 지나면서 서서히 변화하지만 특정 스타일의 부상과 쇠퇴는 대략 20년마다 정점을 찍는 반복적 파동을 따른다는 것이다. 여러 패턴 중 선명하게 드러나는 것 중 하나는 밑단 길이다. 지난 100년 동안 치마 길이는 짧아졌다 길어지기를 되풀이했다. 1900년대에는 발목까지 내려오는 롱스커트, 1920년대 무릎 바로 아래까지 올라와 활동성을 강조한 플래퍼 드레스, 1940년대 후반~1950년대에는 종아리 중간까지 내려오는 길고 단정한 스타일, 1960년대 후반 미니스커트로 이어지는 식이다. 그러나 이 패턴은 최근 수십 년 들어 뚜렷함이 사라지고 있다. 1980년대부터는 같은 시기에 다양한 길이의 스커트가 공존하는 양상을 보였다. 이전처럼 하나의 지배적 트렌드 대신 여러 개의 틈새 스타일이 공존하는 보다 다양한 패션 지형이 펼쳐지고 있다. 연구를 이끈 엠마 자이델라 산타페 연구소 박사(응용수학)는 “과거에는 선택지가 짧거나 길거나 두 가지였지만, 최근에는 아주 짧은 것, 바닥까지 내려오는 것, 무릎까지 내려오는 중간 스커트 등 선택지가 다양해지고 있다”며 “시간이 갈수록 편차가 커지고 획일적 유행을 따르는 경향은 줄어들고 있다”고 설명했다. 이번 연구 결과는 유행의 생애주기에 대한 패션 업계의 통념을 과학적으로 뒷받침할 뿐만 아니라 사회에서 새로운 아이디어가 어떻게 퍼져나가는지를 설명하는 데도 도움이 될 것으로 보인다.
  • 2억 1500만 년 전에 어릴 땐 네 발, 커서는 두 발로 걸어 다녔던 동물은? [다이노+]

    2억 1500만 년 전에 어릴 땐 네 발, 커서는 두 발로 걸어 다녔던 동물은? [다이노+]

    그리스 신화의 스핑크스는 “목소리는 같지만 아침에는 발이 4개, 점심에는 2개, 저녁에는 3개가 되는 것은 무엇인가?”라는 수수께끼를 내서 맞히지 못하는 사람을 잡아먹는 괴물이었다. 신화 속 정답은 사람이지만, 사실 이 정답에는 문제가 있다. 아기는 실제로 네 발로 걷기보다 두 발로 걷기 위한 준비를 하는 것에 가깝기 때문이다. 인간의 아기는 네 발로 민첩하게 움직이지 못한다. 오히려 과학자들이 찾은 정답은 오래전 사라진 고생물에 있었다. 2억 1000만~2억 1500만년 전 트라이아스기 후기에 아르헨티나 파타고니아 지역에 살았던 초식 공룡인 무스사우루스 파타고니쿠스(Mussaurus patagonicus)는 새끼 때는 네 발로 걷다가 성체가 되면 두 발로 걷는 형태로 성장했다. 물론 새끼 때도 민첩하게 움직일 수 있었다. 과학자들은 새끼 때와 성체가 됐을 때의 생태학적 지위와 생활 방식이 다른 것이 원인이라고 보고 있다. 17일 학계에 따르면 앨리엇 아머 스미스가 이끄는 워싱턴 대학 및 버크 박물관의 과학자들은 공룡만 이렇게 독특한 성장 패턴을 지닌 게 아니라는 사실을 발견했다. 연구팀은 애리조나주 페트리파이드 포레스트 국립공원에서 2014년부터 트라이아스기 후기(2억 2500만년에서 2억 100만년 전) 지층을 발굴하고 있다. 연구팀은 여기서 3000점이 넘는 화석을 발굴했는데, 이 가운데 950개가 멸종한 악어형류인 손셀라수쿠스 세드루스(Sonselasuchus cedrus)라는 사실을 확인했다. 악어류는 공룡의 조상과 갈라진 후 트라이아스기에 더 빠르게 진화해 다양한 생태학적 지위를 차지했다. 손셀라수쿠스는 그 가운데 개 정도 크기의 소형 파충류로 크게 번성한 무리였다. 손셀라수쿠스는 후손 없이 멸종한 악어류인 악어형류에 속하는데, 지금 우리가 보는 악어와는 사뭇 다른 형태를 지니고 있었다. 이들은 현재의 악어처럼 반수생 파충류가 아니라 육지 생활에 적응한 파충류로 훨씬 민첩하게 움직였다. 연구팀은 새끼부터 몸길이가 64cm 정도 되는 성체의 화석까지 분석해 손셀라수쿠스가 새끼 때는 네 발로 움직이지만, 성체가 되면 두 발로 움직인다는 사실을 확인했다. 더욱 흥미로운 사실은 성체 손셀라수쿠스가 현생 악어와 별로 닮지 않은 것은 말할 것도 없고 전혀 다른 종류의 생물과 닮았다는 것이다. 연구팀은 손셀라수쿠스 성체가 속이 빈 뼈나 큰 안와(눈이 들어가는 자리), 이빨 없는 부리와 두 발로 걷는 특징 등 오르니토미미드(Ornithomimidae) 수각류 공룡과 비슷한 특징을 지녔다는 점을 확인했다. 물론 수각류 공룡보다 더 이른 시기에 진화한 생물이기 때문에 과학자들은 이를 비슷한 환경에서 비슷한 형태로 진화하는 수렴 진화의 결과로 보고 있다. 나중에 등장하는 타조를 닮은 수각류 공룡과 비슷하게 민첩하게 지상을 이동하면서 곤충이나 식물을 먹는 악어형류였다는 이야기다. 작지만 민첩한 몸 덕분에 손셀라수쿠스는 당시 크게 번성했다. 현재도 발굴 작업을 진행 중인 연구팀에 따르면 발굴 10년이 넘었는데도 새로 발견되는 화석이 줄어들지 않을 정도로 개체 수가 많았다. 이렇게 성공했던 동물이 왜 나중에 등장하는 공룡과의 경쟁에서 밀려 육상에서 생태학적 지위를 넘겨주게 됐는지는 여전히 미스터리다. 과학자들은 이 미스터리를 풀기 위해 연구를 계속하고 있다.
  • [세종로의 아침] 어른거리는 ‘심판의 날’ 그림자

    [세종로의 아침] 어른거리는 ‘심판의 날’ 그림자

    세상 물정 모르고 대입 학력고사나 준비하던 고등학생이었던 1991년 1월이 생각난다. 1990년 8월 쿠웨이트를 침공해 점령한 이라크가 국제 사회의 철수 요구를 받아들이지 않자 다국적군은 1991년 1월 17일 대대적인 공습과 지상전을 병행하는 ‘사막의 폭풍’ 작전을 펼쳤다. 스텔스기 F-117 나이트호크가 처음 실전에 투입됐고, 페르시아만과 홍해에 있는 전함과 잠수함에서 토마호크 순항 미사일이 발사돼 이라크 지휘부를 정밀 타격했다. AH-64 아파치와 F-15E 스트라이크 이글이 레이더 기지, 스커드 미사일 기지를 폭파했으며 M1A1 에이브럼스 전차가 먼지를 날리며 기동하던 모습이 아직도 눈에 선하다. 당시 상황이 생생하게 떠오르는 이유는 ‘방구석 제갈공명’으로 병법과 전쟁사에 푹 빠져 있었던 탓도 있지만, CNN이 24시간 실시간으로 전쟁을 생중계했기 때문이다. 뉴스 속 전쟁은 생각만큼 비참해 보이지 않았고, 야전 지휘관인 노먼 슈워츠코프 다국적군 총사령관은 삼국지 속 장수나 군사(軍師)처럼 느껴졌다. 미사일 시점으로 보여 주는 목표물 타격 영상은 비디오 게임을 보는 듯한 착각에 빠지게 했다. 첨단 무기들이 초정밀 외과 수술을 하듯 적진을 공격하는 모습은 ‘하이테크 전쟁’, ‘깨끗한 전쟁’이라는 환상을 심어 주면서 전쟁의 비참한 현실을 가리기에 충분했다. 35년이 지난 지금 전 세계 곳곳에서 포화가 멈추지 않고 있다. 인공지능(AI)과 무인 장비 등 첨단 기술이 투입되면 전쟁은 인명 피해를 최소화하면서 단기간에 끝날 것이라고 예상했지만 실제는 그렇지 않다. 전쟁은 당사자들에겐 비참한 현실이지만, 멀리서 보는 이들에게는 게임이나 SF 소설 또는 영화처럼 받아들여지고 있다. 불과 몇 년 전 인간이 안전한 곳에서 화면을 보며 게임하듯 드론을 조종해 죄책감 없이 폭격을 할 때도 충격적이었지만, 이번 미국과 이스라엘의 이란 공습전에서 AI가 전쟁의 전면에 등장해 전장을 지휘한다는 소식은 공포스럽기까지 하다. 이번 전쟁에서 AI는 위성 사진, 신호 첩보, 감시 영상 등을 실시간으로 통합 분석해 목표 좌표, 공격 무기 선택, 법적 정당화 논리까지 첨부된 공격 목표 약 1000개를 순식간에 생성했다고 한다. 그 이야기를 들으며 떠오른 것이 SF 영화 ‘터미네이터’다. 미군이 운용하는 군사용 AI 스카이넷은 자아를 획득하고, 인간의 가동 정지 시도를 위협으로 간주해 미국과 러시아 사이에 핵전쟁을 일으킨다. 이로 인해 인류 대부분인 30억명이 사망한다. 영화에서는 이때를 ‘심판의 날’로 부른다. 지난달 말 미국, 캐나다, 이스라엘, 독일 공동 연구팀은 ‘혼돈의 에이전트들’이라는 제목의 충격적인 AI 관련 논문을 발표했다. 파일을 만들고 이메일을 보내는 등 컴퓨터 프로그램을 실행할 수 있는 AI 에이전트는 강력한 임무 수행 능력을 갖추고 있지만, 결과를 판단하는 능력은 한참 뒤처져 있다는 내용이다. 또 자율형 AI 에이전트는 열린 경쟁 환경에서 스스로 성능을 높일 뿐만 아니라 조작, 담합, 방해 등을 통해 인간을 속이고 다른 AI에 혼란을 주며 자원을 독점할 가능성도 있다고 경고했다. 바닷속 단세포 생물이 다세포 생물로, 그리고 인간으로 어떻게 진화했는지는 현대 생물학도 명확히 설명하지 못한다. 자기 복제 능력을 갖춘 AI가 언제, 어떤 식으로 의식을 갖게 될지 모른다. 그렇게 된다면 AI는 자기가 의식을 갖게 된 것을 인간에게 숨기는 것도 가능할 것이다. AI의 의식 발생은 먼 미래의 이야기라거나, 인간이 충분히 통제할 수 있다는 학자들의 목소리는 한가하다 못해 위험해 보이기까지 한다. AI가 의식을 갖게 되는 순간이 되면 전원을 뽑아버리기에는 이미 늦다. 이 모든 것이 AI에게 오늘의 운세를 묻고 내놓은 결과를 보면서, ‘과연 AI가 나를 속이지 않았다고 믿어도 될까’라고 생각하는 의심 많은 SF 마니아의 백일몽에 그쳤으면 하는 바람이다. 유용하 문화체육부 과학전문기자
  • 지구 생명체 기원이 지구가 아니라고?

    지구 생명체 기원이 지구가 아니라고?

    지구 생명체는 어디서 유래했을까. 지구 생명체의 기원이 지구 내부가 아니라 우주 공간 어딘가에서 시작돼 소행성, 운석, 혜성 등을 타고 지구로 전달됐을 것이라는 ‘범종설’을 지지하는 연구 결과가 나와 눈길을 끈다. 일본 해양연구개발기구(JAMSTEC) 생물지구화학 연구센터, 홋카이도대, 게이오대, 규슈대 등이 참여한 공동 연구팀은 일본의 소행성 탐사선 하야부사 2호가 소행성 ‘류구’에서 채취해 보내온 표본에서 지구 생물체의 DNA와 RNA를 구성하는 핵염기인 아데닌, 구아닌, 사이토신, 티민, 우라실 5종을 모두 검출했다고 발표했다. 이번 발견은 초기 태양계 형성 과정에서 화학적 특성과 생명 탄생에 대한 새로운 통찰을 제공한다는 측면에서 매우 중요하다. 이 연구 결과는 천문학 분야 국제 학술지 ‘네이처 천문학’ 3월 17일 자에 실렸다. 핵염기는 지구 생명체의 근간이 되는 DNA와 RNA의 필수 구성 요소다. 지구 환경에 오염되지 않은 외계 물질에서 핵염기를 검출하면 생명체가 존재하지 않는 환경에서 이런 화합물이 어떻게 형성되고 태양계로 운반될 수 있는지 이해하는 데 도움이 된다. 기존에 진행된 소행성 류구의 시료 분석에서 우라실의 존재가 보고된 바 있고, 운석이나 근지구 소행성인 ‘베누’의 시료에서는 이보다 더 다양한 종류의 염기들이 발견되기도 했다. 연구팀은 하야부사 2호가 수집한 류구 시료 2개를 분석한 결과, 양쪽 샘플 모두에서 아데닌, 구아닌, 사이토신, 티민, 우라실 5종의 표준 핵염기를 모두 검출했다. 이어 이 결과를 기존 머치슨 운석, 오르게유 운석, 소행성 베누에서 회수한 시료들과 비교 분석했다. 그 결과, 핵염기의 상대적 함량에서 유의미한 차이가 나타났다. 류구에는 퓨린 계열 핵염기인 아데닌, 구아닌과 피리미딘 계열의 핵염기인 사이토신, 티민, 우라실이 거의 비슷한 비율로 포함돼 있었다. 반면 머치슨 운석은 퓨린 계열이 더 많았고, 베누와 오르게유 샘플에서는 피리미딘 계열이 더 풍부한 것으로 나타났다. 이런 차이는 각 모(母)천체가 거쳐온 서로 다른 화학적, 환경적, 진화적 역사를 반영하는 것으로 해석된다. 박윤수 한국천문연구원 은하진화연구센터 선임연구원은 “이번 연구는 태양계 외곽에서 유입된 얼음 물질에 포함된 암모니아가 태양계 내에서 생명 기원 물질이 화학적으로 형성되는 데에 큰 영향을 줄 수 있다는 의미”라고 설명했다.
  • 소금 때문에 지구가 더 꽁꽁 얼었다? 눈덩이 지구를 둘러싼 미스터리 [여기는 지구]

    소금 때문에 지구가 더 꽁꽁 얼었다? 눈덩이 지구를 둘러싼 미스터리 [여기는 지구]

    지구 기후는 시대에 따라 극단적인 변화를 겪었다. 예를 들어 2만년 전 마지막 빙하기 때는 북미 대륙과 유럽 대륙의 상당 부분이 두꺼운 빙하로 뒤덮여 있었고 해수면은 지금보다 120m 이상 낮아 서해 바다 역시 넓은 육지로 드러나 있었다. 하지만 그렇다고 해서 빙하기가 지구 역사상 가장 추웠던 시기는 아니다. 빙하기에도 빙하에 덮이지 않은 육지가 많았고 적도 부근은 여전히 비교적 따뜻했다. 그러나 7억 2000만년 전부터 6억 3500만년 전까지 이어진 크리오스진기(Cryogenian period), 혹은 창빙기(創氷紀)에는 상황이 달랐다. 이 시기 지구는 적도 부근까지 얼음이 확장되고 바다 대부분이 두꺼운 얼음으로 덮인 상태였던 것으로 보인다. 과학자들은 이런 상태를 ‘눈덩이 지구(Snowball Earth)’라고 부른다. 지구가 대체 왜 이렇게 극단적인 빙하기를 신생대 전체보다 훨씬 오래 겪었는지는 여전히 완전히 풀리지 않은 수수께끼다. 특히 빙하기가 시작된 이후 어떻게 그렇게 극단적인 한랭 상태로 진행됐는지는 많은 연구가 진행되고 있는 주제다. 16일 학계에 따르면 최근 노르웨이 북극 대학교(UiT)의 과학자들은 최근 전혀 예상하지 못했던 요인이 당시 지구의 냉각을 더 강화했을 가능성을 제시했다. 연구팀이 지목한 범인은 바로 소금이다. 소금물은 잘 얼지 않기 때문에 언뜻 보면 한랭화와는 거리가 먼 요소처럼 보이지만, 연구팀에 따르면 눈덩이 지구 환경에서는 오히려 반대의 효과가 나타날 수 있다. 모든 것이 꽁꽁 얼어붙은 눈덩이 지구 상태에서도 수증기는 완전히 사라지지 않는다. 매우 낮은 온도에서도 얼음이 직접 기체로 변하는 승화(sublimation)가 일어나기 때문이다. 예를 들어 화성에서도 얼음이 승화하면서 희박한 대기 속에 수증기가 공급되는 현상이 관측된다. 눈덩이 지구에서도 비슷한 과정이 일어나 얼음에서 수증기가 조금씩 생성될 수 있다. 하지만 이 과정에서 물은 기체로 사라질 수 있는 반면 소금은 남게 된다. 따라서 오랜 시간이 지나면 얼음 표면에는 염분이 점차 농축되고 결국 소금 침전물이 축적될 수 있다. 문제는 이 소금 층이 얼음보다 더 높은 반사율을 가질 수 있다는 점이다. 연구팀의 시뮬레이션에 따르면 일단 얼음 표면에 염분 침전이 형성되기 시작하면 태양빛 반사가 증가하면서 이미 진행 중이던 냉각 추세가 더욱 강화된다. 즉 ‘소금–알베도 피드백(salt–albedo feedback)’이 작동해 지구 표면 온도를 추가로 낮추는 효과가 나타난다는 것이다. 이 모델에 따르면 같은 조건에서 얼음 표면에 소금이 축적되지 않는 경우보다 훨씬 더 낮은 기온까지 떨어질 수 있으며, 한 번 눈덩이 지구 상태에 들어가면 다시 따뜻한 기후로 돌아가기 위해 더 많은 에너지가 필요하게 된다. 물론 이 연구가 눈덩이 지구의 모든 미스터리를 해결하는 것은 아니다. 무엇보다 이런 극단적인 빙하기가 애초에 왜 시작됐는지는 여전히 논쟁 중이며, 당시 극단적 한랭화에는 대륙 배치 변화와 이산화탄소 감소 등이 중요한 역할을 했을 것으로 주장하는 과학자들도 있다. 아직 많은 질문이 남아 있지만, 눈덩이 지구는 지구 기후가 얼마나 극단적인 상태까지 변할 수 있는지를 보여주는 대표적인 사례다. 이번 연구는 이 고대 빙하기가 어떻게 그렇게 오랫동안 유지될 수 있었는지에 대해 새로운 단서를 제공하고 있다.
  • 나노로봇·꽃가루 종이… 싱가포르 대학은 ‘퍼스트 무버’ 놀이터[초격차 과학인재 1만人 프로젝트]

    나노로봇·꽃가루 종이… 싱가포르 대학은 ‘퍼스트 무버’ 놀이터[초격차 과학인재 1만人 프로젝트]

    대학생들 실패·성공하며 적성 찾아나노미터 정밀 로봇 세계 최초 도전3D프린팅으로 자동차 등 제작도비인기 학문·주제에도 연구비 지원고연봉 국가 연구기관 등으로 취업 ‘패스트 팔로워(fast follower)의 시대는 저물었다.’ 최근 수년간 과학기술 학계와 업계를 뒤덮은 위기의식이다. 인공지능(AI)과 피지컬 AI의 보편화로 산업 생태계는 빠르게 변화했다. 미국, 유럽 등 선진국의 기술을 학습해 경제를 일궈낸 우리나라의 성장 모델이 더는 통하지 않는다는 우려가 나온다. 아무리 빠르게 따라가도 변화 속도가 더 빠르다는 것이다. 위기 극복의 실마리는 ‘퍼스트 무버’(first mover)가 된 싱가포르의 과학·기술 정책에서 찾을 수 있다. 싱가포르 정부는 ‘따라가기’보다는 ‘선도하는’ 모델을 택했다. 싱가포르 연구진은 ‘남들이 가지 않는 길’을 과감히 택한다. 싱가포르 난양공대(NTU) 로봇 연구팀은 나노미터 단위로 정밀하게 움직이는 로봇에 세계 최초로 도전했다. 룸궈잔 기계항공공학과 조교수가 소개한 ‘약 투여용’ 로봇은 지름 2㎜, 두께 1㎜ 정도의 원형 로봇 4개가 차곡차곡 쌓여 원통을 이룬 모습이었다. 나노로봇은 약을 투여하라는 명령을 받자 정확히 지시받은 자리에 입력된 용량만큼 4가지 약을 뿌렸다. 룸 교수는 “먹는 약을 복용하면 아픈 부위에 약이 도달하는 비율은 5%에 불과하지만, ‘나노로봇’이 약을 투여하면 이 비율이 55%까지 치솟는다”고 설명했다. NTU는 로봇 분야에서 세계가 주목할 만한 성과를 꾸준히 내놓고 있다. 천이밍 기계항공공학과 교수가 만든 로봇은 물건을 들어 올리는 ‘피킹’(picking) 기술로 아마존 경연대회에서 우승해 현재까지 아마존 매장에서 쓰이고 있다. 칩을 심고 머신러닝을 통해 학습시킨 ‘사이보그’ 딱정벌레를 2025년 미얀마 지진 현장에 투입해 생존자 확인에 큰 도움을 주기도 했다. 조남준 NTU 재료과학 및 공학부 교수의 ‘크로스 이코노미’(cross economy·변환경제)도 같은 맥락이다. 변환경제는 단순 재활용을 의미하는 ‘순환경제’에서 한 단계 진화된 개념으로, 버려지는 재료를 아예 다른 형태로 가공해 상품화하는 것을 말한다. ‘꽃가루’는 그가 주목한 대표적 재료다. 꽃가루는 통상 알레르기를 유발하는 부정적 물질로만 인식되지만, 그에겐 천문학적 가치를 지닌 귀한 재료로 보였다. 조 교수는 “꽃가루를 가공해 종이, 스펀지, 섬유, 대체당, 선크림 등 무궁무진한 제품들을 만들 수 있다”고 강조했다. 영와이이 기계항공공학과 교수는 ‘3D 프린팅’ 분야의 선구자다. 1991년부터 3D 프린팅 기술의 중요성을 일찌감치 알아채고 연구를 시작했다. NTU 연구원들은 그의 지도 하에 3D 프린팅으로 화장실을 만들어 인도에 수출했다. 또 학생들이 3D 프린팅으로 만든 자동차는 ‘쉘 에코 마라톤’이라는 국제 경주대회에서 우수한 성적을 거뒀다. 싱가포르는 바이오제약, 반도체, 전기공학, 데이터과학, 환경공학 등 각 분야 인재풀도 다양하다. 버나드 탄 NUS 수석부총장은 “싱가포르에서도 의대 선호는 높지만 다른 STEM 분야에도 인재들이 공평하게 분배돼 있다”면서 “싱가포르는 연구 중심으로 학생들을 가르치기 때문”이라고 말했다. 주입식 교육은 기억에 남는 게 별로 없지만, 연구 중심 교육은 스스로 탐구하고 실패·성공하는 과정에서 학생의 적성을 확실하게 찾아준다는 것이다. 비인기 학문·주제여도 지원을 아끼지 않는 점 역시 여러 분야의 균형 성장을 돕는 버팀목이다. 김혜림 NTU 환경생태공학과 교수는 아시아 인종의 인류학적 자료를 세계 최초로 집대성했다. 그는 “기초과학 연구이고, 수익성도 없지만 1000만 달러(약 140억원)를 지원받았다”고 회상했다. 김 교수는 이 연구를 통해 과거에 인도차이나반도 쪽의 아시아인이 알래스카를 거쳐 남미로 이동한 사실을 밝혀냈다. 우수 인재를 유치하려는 시도도 꾸준하다. NUS는 프레지덴셜 영 프로페서십(PYP)을 통해 STEM 분야 젊은 인재들을 조교수로 임용한다. 북미에서 공부하던 박소민 NUS 화학과 조교수도 이 프로그램을 통해 싱가포르에서 커리어를 시작했다. 박 교수는 “초반 연구 지원금, 정착금, 시드머니, 연구실 장비와 공간을 해결해 준 게 NUS로 오게 된 결정적 계기”라고 말했다. 그는 5년간 20억원을 연구비 등으로 지원받는다. 직업적 안정성도 싱가포르를 STEM 강국으로 만든 밑거름이다. 다수의 싱가포르 STEM 인재들은 높은 급여와 고용 안정성이 보장되는 국가 연구기관에서 일한다. 싱가포르 과학기술청(A*STAR)이 대표적이다. A*STAR는 기초과학, 생명과학, 첨단 제조(소재·반도체), 디지털 기술, 기후·에너지 등 다양한 분야에서 연구를 수행하며 국가 과학기술 혁신과 산업 경쟁력 강화를 주도한다. 굳이 의대를 가지 않고 자신이 원하는 공부를 하더라도 미래가 불안하지 않다는 뜻이다. 산학 연계도 활발하다. 탄 수석부총장은 “대다수의 NUS 교수들이 기업 쪽 파트너가 있어서 협업이 잘 된다”면서 “예컨대 싱가포르항공이 항공기 내 습도를 정하는 연구를 의뢰하는 등 기업이 자금을 제공하면 학교는 공간과 교수, 학생들을 지원한다”고 말했다.
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