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  • [남순건의 과학의 눈] 어느 물리학자의 삶과 기초과학 하는 태도

    [남순건의 과학의 눈] 어느 물리학자의 삶과 기초과학 하는 태도

    필자가 예일대 물리학과 대학원을 다닐 때 연구실이 ‘기브스’(Gibbs) 연구동에 있었다. 물리학과 곳곳에 조사이어 윌러드 기브스의 사진과 부조, 그의 첫 출판 저서들이 전시돼 있었다. 그가 살았던 집도 예일대 캠퍼스 중심에 아직도 잘 보존돼 있다. 그만큼 예일대 물리학과 전통에 뿌리 깊게 자리잡고 있던 이론물리학자가 기브스였다. 아인슈타인도 가장 위대한 미국 물리학자로 기브스를 꼽을 정도로 그의 업적은 폭 넓으면서도 하나하나 깊이가 있다. 영국의 맥스웰, 오스트리아의 볼츠만과 함께 통계역학을 만들고 물리화학을 제대로 된 학문으로 만들었으며 응용수학에서 가장 중요한 것 중 하나인 벡터 해석학을 혼자서 만들었다. 더 놀라운 것은 그가 이와 같은 독창적이고 위대한 업적을 쌓는 과정에서 그는 완전히 혼자서 일을 했던 것이다. 그는 19세에 수학과 라틴어 전공으로 예일대 학부 과정을 졸업하고 곧바로 예일대 대학원에 진학해 미국 최초로 이공학 박사학위를 받았다. 그는 열역학과 통계역학에 대한 연구 결과를 맥스웰과 서신 교환으로 공유하고 있었고 그의 업적을 높이 평가한 맥스웰 덕에 당시 과학의 중심지인 유럽에 알려지게 된 것이다. 당시 미국은 실용적 학풍이 주도하고 있어 그의 이론적인 내용을 이해할 수 있는 사람은 거의 없었고 오히려 독일에서 그의 논문을 번역해 읽었다고 알려져 있다. 학생들에게 매우 점잖게 대했으며 항상 단정히 옷을 입고 지냈으며, 여행도 거의 하질 않았다. 라틴어와 수학이라는 당시 가장 중요한 두 언어를 가지고 혼자서 매우 깊은 이론들을 만들어 냈다.예일대에서는 물리·화학 분야의 최고 석학에게 기브스 석좌 교수직을 주고 있는데, 1968년 노벨 화학상을 수상한 노르웨이 태생의 라르스 온사게르가 1945년부터 1970년대 은퇴 전까지 석좌교수직을 유지했다. 온사게르 교수는 ‘아이징 모델’을 수학적으로 정확히 푼 업적으로 받았는데 그의 연구 업적 발표 당시에는 사람들이 제대로 이해하지 못했으나, 그 뒤에 여러 물리학자들의 재해석을 통해 비교적 널리 퍼지게 됐다. 필자가 예일대에 갔던 1982년에는 터키 출신 페자 귀르세이 교수가 그 자리에 있었다. 귀르세이 교수의 강의 전부를 수강했는데 모두 꼼꼼하면서 철학이 담긴 강의였다. 기브스가 강조했던 대수학 방법론의 전통을 살린 내용들이었다. 이들의 학문적 전통은 매우 엄밀하고 정확히 풀리는 수학적 체계로서 물리학과 화학의 핵심을 파고드는 이론을 정립했다는 데 있다. 가장 순수한 이론이면서도 그 파급효과는 엄청나다. 한국에서는 이론물리학과 수학마저도 좋은 업적을 위해 엄청난 연구비와 수많은 연구원을 마음대로 들여서 학문의 깊이를 넓히겠다는 시도가 있다. 그렇지만 뉴헤이븐 거리를 산책하면서 조용히 연구했던 기브스의 학문적 성취 근처도 가지 못했다고 생각한다. 140년 전 학문하는 것과 현대는 다르다고 항변하는 사람들이 있을 수 있으나 사실 순수 이론물리는 기브스처럼 생활할 수 있게 해주면 더 좋은 결과가 나오지 않을까 감히 생각해 본다. 학문적 유행이나 인기에 민감하고 연구비를 받아 여기저기 다니며 학술 활동을 하는 것은 평범한 학자들에게는 좋을 수 있으나, 진정한 창의적 인재들에게는 연구의 심연에서 깊이 생각하는 시간을 오히려 뺏는 것이 아닌가 한다. 덧붙여 기브스가 1903년에 사망하지 않았다면 1901년부터 수여하기 시작한 노벨상을 확실히 받았을 것이다.
  • “기후변화 이대로 못 막으면 숲이 ‘CO₂ 배출원’으로 변할 것”

    “기후변화 이대로 못 막으면 숲이 ‘CO₂ 배출원’으로 변할 것”

    인간의 활동으로 나오는 이산화탄소(CO₂)의 30%를 흡수하고 있는 숲과 같은 땅 위 생태계가 급격한 지구 온난화의 영향으로 CO₂를 흡수하던 곳에서 배출하는 곳으로 변할 우려가 있다는 연구 결과가 나왔다. 이에 따라 기후 변화에 맞서기 위한 인류의 노력에 또 다른 걸림돌이 될 것이라는 지적까지 나오고 있다. 미국 노던애리조나대(NAU) 캐서린 더피 박사가 이끄는 국제 연구진은 연구를 통해 열대 우림과 북방림 등 CO₂를 가장 많이 축적하고 있는 생태계의 CO₂ 흡수 능력이 오는 2050년까지 45% 이상 떨어질 우려가 있다고 지적했다. 연구진은 또 “기온이 임계점에 이르는 시기는 앞으로 20~30년 이내일 것”이라고 경고했다. 이에 대해 더피 박사는 “우리는 인간의 최적 온도가 37℃ 정도라는 것을 알고 있지만, 지구 생물권의 최적 온도가 몇 도인지는 알지 못했다”고 지적했다. 이에 따라 더피 박사와 그녀의 동료들은 이 질문에 답하기 위해 최근 ‘거대분자 비율 이론’(MacroMolecular Rate Theory)이라는 새로운 접근 법을 개발했다. 열역학 원리에 기반을 둔 이 이론은 연구진이 모든 주요 생물체와 지상에 관한 기온 곡선을 생성할 수 있게 했다. 연구진은 생태계와 대기 사이의 CO₂ 흐름을 추적하는 국제 감시 네트워크 ‘플럭스넷’이 1991년부터 2015년까지 기록한 자료을 분석하고 땅 위 생태계의 CO₂ 흡수량이 떨어지는 임계점이 존재하는지를 조사했다. 그 결과, 식물은 지역과 종에 따라 다르긴 하지만 기온이 일정 수준을 넘어서면 광합성 능력이 떨어지기 시작하는 것과 달리 호흡량은 상한 없이 커지는 경향이 있는 것으로 나타났다. 문제는 이 호흡량에 있다. 왜냐하면 식물은 태양광 에너지를 이용해 잎에서 흡수한 CO₂와 토양에서 빨아들인 수분으로 광합성을 해 성장에 필요한 양분을 생성하는 데 이때 생성한 산소를 대기 중으로 방출하지만, 에너지를 세포에 공급할 때는 호흡을 통해 CO₂를 내뿜기 때문이다. 이는 기온이 임계점을 넘어서면 식물이 CO₂를 흡수하는 양보다 배출하는 양이 더 커진다는 것이다. 이에 따라 연구진은 현재의 온실가스 배출 추세가 앞으로도 변화 없이 이어지면 빠르면 2040년까지 땅 위 생태계의 CO₂ 흡수량이 절반으로 줄어들고 2010년 안에는 지구상 식물의 절반 이상이 대기 중에 CO₂를 배출할 것이라고 지적했다. 자세한 연구 결과는 국제학술지 사이언스 어드밴시스(Science Advance) 최신호(1월 13일자)에 실렸다. 사진=NAU 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr
  • 안방서 보는 ‘테넷’… 전 세계 VOD 공개

    안방서 보는 ‘테넷’… 전 세계 VOD 공개

    크리스토퍼 놀런 감독의 영화 ‘테넷’이 15일 전 세계와 동시에 한국의 디지털 주문형비디오(VOD) 시장에 공개된다. ‘테넷’은 지난 8월 개봉한 SF 액션 블록버스터 영화로, 열역학 상태함수인 엔트로피를 이용해 시간의 흐름을 뒤집는 ‘인버전’을 중심에 뒀다. 미국 정보기관 요원(존 데이비드 워싱턴 분)이 인버전을 통해 현재와 미래를 오가며 세상을 파괴하려는 러시아 재벌 샤토르(케네스 브래너 분)에 대항해 3차 세계대전을 막기 위해 고군분투하는 내용이다. 놀런 감독이 20년간 아이디어를 개발해 6년에 걸쳐 시나리오를 썼다. 실제 보잉 747 비행기를 동원한 폭파 장면 촬영과 미국, 영국, 노르웨이 등 세계 7개국 현지 촬영으로 실감 나는 경험을 선사한다. 국내에선 199만 관객을 모으며 올해 외화 박스오피스 1위에 올랐다. ‘테넷’은 IPTV, 디지털케이블TV, KT 스카이라이프와 온라인 동영상 서비스에서 구매할 수 있다. 워너브러더스 코리아는 VOD 서비스와 함께 약 75분 분량의 특별 영상도 제공한다. 하종훈 기자 artg@seoul.co.kr
  • 한반도 최악의 미세먼지 원인, 중국발이 다가 아니다

    한반도 최악의 미세먼지 원인, 중국발이 다가 아니다

    올해는 코로나19 여파로 매년 봄 한반도를 숨막히는 가스실로 만드는 고농도 미세먼지 발생일이 많지 않았다. 가을부터 이듬해 봄까지 최악의 대기질을 만드는 초미세먼지의 원인에 대해서는 논란이 여전한 가운데 국내 연구진이 한반도 최악의 대기질을 만드는 원인을 밝혀내 주목받고 있다. 한국과학기술연구원(KIST) 환경복지연구센터 연구진은 중국발 미세먼지 유입과 함께 국내에서 배출된 질소산화물의 상호작용이 수도권의 초미세먼지 오염을 더욱 악화시킨다고 28일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 대기환경분야 국제학술지 ‘대기 화학 및 물리학’에 실렸다. 고농도 초미세먼지 오염 원인으로 중국발 미세먼지가 지목받고 있지만 단순히 중국발 미세먼지 유입만으로 설명하기에는 훨씬 더 높은 경우가 많다. 이에 연구팀은 초미세먼지(PM2.5)를 측정날짜에 따라 외국 유입, 국내 대기 정체, 외국 유입과 국내 대기정체 세 가지 조건으로 분류하고 각 유형별 화학적, 열역학적 특성을 분석했다. 분석 결과 국내 대기정체 때 초미세먼지 농도는 1㎥ 당 34㎍이며 중국발 미세먼지가 유입될 경우는 53㎍으로 상승했다. 중국발 미세먼지에 국내 대기정체가 겹칠 경우 72㎍으로 가장 높은 농도를 보였다. 중국발 미세먼지가 유입될 경우는 그렇지 않은 경우보다 황산염, 질산염, 암모늄 같은 2차 생성 오염물질이 포함돼 있고 수분도 늘어난 것으로 확인됐다. 질산염이나 황산염은 흡습성이 강해 입자내 수분을 증가시키는 역할을 한다. 수분이 많은 미세먼지가 수도권으로 유입되면 자동차 배기가스나 화력발전 같은 질소산화물과 만나 반응을 일으켜 다시 질산염을 늘리는 악순환이 계속돼 미세먼지 농도를 높인다는 것이다. 연구팀은 국내 질소산화물 배출 저감을 하는 것이 중국발 미세먼지 유입시 수도권 초미세먼지 오염을 완화시킬 수 있을 것이라고 조언했다. 김진영 KIST 박사는 “이번 연구는 수도권 고농도 초미세먼지는 중국발 미세먼지가 국내 자동차와 산업시설에서 배출되는 오염물질과 결합되면서 발생한다는 것을 밝혀내 효과적인 수도권 초미세먼지 관리정책에 대한 바탕이 될 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • [그림과 詩가 있는 아침] 비가역/조용미

    [그림과 詩가 있는 아침] 비가역/조용미

    비가역/조용미 창밖으로 자동차 소음이 끊임없이 들어오는 낯선 곳에서 나는 당신을 생각하지 않는다 잘 읽히지 않는 이 책의 한 페이지에서 여러 번 책장을 덮었다 다시 펼칠 때 나는 당신을 생각하지 않는다 들길을 걷다 노랑꽃창포와 골풀이 피어 있는 습지를 만나고 거기서 고라니가 뛰어나오는데 당신을 떠올릴 겨를이 없다 어떤 깊고 얕은 풍경 앞에서도 나는 당신을 떠올리지 않는다 이렇게 많은 것들이 온전히 다 나의 것이었다니 이제 나는 당신을 생각하지 않는다 당신을 생각하지 않으니 당신을 떠올리지 않아도 되는 한가함이 더해진다 당신을 생각하지 않자 새로운 일이 일어난다 당신을 생각하지 않는 새로운 일과는 또 다른 새로움이 생겨난다 역이름이 좋았다. 슬픈 노래의 역. 이 역에서 내려 한 시간만 슬픈 노래를 듣고 있으면 세상의 모든 근심 걱정이 다 사라지는 역. 이런 역이 세상 어디엔가 있다면 인류의 99%가 찾아올 것이다. 어린 시절 내가 먹었던 사탕 이름이 비가였던 것도 기억난다. 비가를 먹는 동안은 현실과 동화가 구분되지 않았다. 비가역이 어디 있을까, 찾다가 세상에 없는 역임을 알았다. 이전 상태로 다시는 돌아갈 수 없는 열역학의 역. 한없이 슬프나 더없이 자유로운 인간의 역. 곽재구 시인
  • [유용하의 사이언스 브런치] 편리함에 막 쓰던 플라스틱, 비와 바람에 섞여 떨어진다

    [유용하의 사이언스 브런치] 편리함에 막 쓰던 플라스틱, 비와 바람에 섞여 떨어진다

    ‘서 있으면 앉고 싶고, 앉으면 눕고 싶고, 누우면 자고 싶어 하는 것이 사람’이라는 우스갯소리가 있다. 전부 그런 것은 아니겠지만 과학기술 역사를 살펴보면 인간의 편의성을 극대화하는 방향으로 발전해 왔다. 지구는 열역학에서 말하는 일종의 폐쇄계(closed system)이기 때문에 에너지 보존법칙을 따르기 마련이다. 경제학적으로 따지면 한쪽이 풍부해지면 다른 쪽은 부족해지는 ‘제로섬 게임 법칙’을 따르는 것이다. 그동안 인류는 지구의 자원이 무한정한 것처럼 사용해 왔고 사용 뒤 처리방법에 대해서는 모르쇠로 일관해 왔던 것이 사실이다. 현재 지구온난화로 인한 기후변화, 생물다양성 감소, 미세플라스틱 같은 환경문제도 인간의 이기심 때문에 발생한 것이다.  미세플라스틱은 공업용 연마제로 사용될 뿐만 아니라 치석 제거를 위한 치약, 각질제거를 위한 세안제 같은 생활용품에도 사용되고 있다. 크기가 5㎜ 이하인 미세플라스틱은 하수처리 과정에서도 걸러지지 않아 하수구를 통해 강과 바다에 흘러 들어간다. 여기저기 버려진 폐플라스틱들도 바다로 흘러 들어가 햇빛이나 바닷물에 의한 마모로 서서히 부서진다. 결국 미세플라스틱은 토양이나 표층수, 바다로 흘러 들어가 먹이피라미드 가장 아래쪽에 위치한 생물들이 먹고 먹이사슬을 따라 최종 소비자인 사람에게 전달돼 축적될 가능성도 높다.  실제로 덴마크, 영국, 미국 과학자들은 이름도 무시무시한 킬러 고래(범고래)를 멸종 위기로 몰고 가는 ‘킬러’가 다름 아닌 사람이 만들어 낸 플라스틱 조각들이라는 사실을 밝혀내고 세계적인 과학저널 ‘사이언스’에 2018년 발표했다. 지난해 세계자연보호기금(WWF)과 호주 뉴캐슬대 공동연구팀은 전 세계 모든 사람이 매주 1인당 평균 신용카드 1장 분량인 5g의 미세플라스틱을 자신도 모르게 섭취하고 있다는 연구 결과를 내놨다.  이 같은 상황에서 1000t 이상의 미세플라스틱 입자가 바람이나 비에 섞여 떨어진다는 충격적인 연구 결과가 나왔다.  미국 유타주립대 수자원학과, 솔트레이크 지역대 지구과학과, 과학장비업체인 서모피셔사이언티픽사(社) 물질·구조분석부 공동연구팀은 미국 서부지역 국립공원과 야생보호구역에 약 1억 2000만~3억개의 플라스틱 물병에 해당하는 1000t 이상의 미세플라스틱이 비와 바람에 실려 이동하고 떨어진다는 연구 결과를 세계적인 과학저널 ‘사이언스’ 12일자에 발표했다.  연구팀은 그랜드캐니언, 로키산맥 등 11개 미국 내 국립공원과 야생보호구역을 비롯해 평원, 황야 지역에서 14개월 동안 바람, 비에 실려온 먼지 등 미립자의 성분을 분석했다. 연구팀은 비가 내릴 때 실려오는 미세플라스틱과 건조한 상태에서 바람에 실려오는 미세플라스틱을 각각 분석했다.  연구팀의 분석에 따르면 비나 바람에 실려오는 미립자들은 32종이 있으며 이 중 4%가 합성중합체, 즉 플라스틱 성분으로 나타났다. 미세플라스틱 입자의 30% 가까이가 아크릴 성분을 갖고 있으며 의류나 산업용 페인트에서 비롯된 것이며 나머지는 페트병을 포함해 다양한 생활 플라스틱들이 세월이 지나 마모된 것으로 확인됐다.  또 도시와 인구가 많은 지역과 가까운 국립공원과 야생보호구역에서는 미세플라스틱이 비와 함께 떨어지는 것으로 나타났으며 이것들이 땅이나 지표수에 흡수돼 원거리까지 이동이 가능하다고 밝혔다. 더군다나 미세플라스틱은 가볍고 크기가 매우 작기 때문에 대기권으로 쉽게 들어가 기류를 따라 확산된다는 사실도 확인했다.  연구를 주도한 제니스 브라니 유타대 교수는 “대기 중 미세플라스틱은 이제 육해공 다양한 경로로 손쉽게 전 세계 곳곳으로 확산되고 있는 상황”이라고 말했다.  편리함을 추구하는 인간 본성 때문에 지구온난화와 미세플라스틱 같은 문제들이 발생하고 있음은 부인할 수 없다. 생태계 탄력성을 회복해 6번째 지구멸종을 피하기 위해서는 이제 고통스러운 시간이 우리 앞에 남아 있을 뿐이다.
  • [자치광장] 에너지 법칙에서 떠올린 돌담의 교훈/오승록 서울 노원구청장

    [자치광장] 에너지 법칙에서 떠올린 돌담의 교훈/오승록 서울 노원구청장

    열역학 제1법칙. ‘에너지는 새로 창조되거나 소멸될 수 없고 단지 한 형태에서 다른 형태로 변환될 뿐’이라는 물리학 이론이다. 필자는 이를 곧잘 사람에게 적용해 보곤 한다. 이는 법화경의 생명철학인 ‘본성 불변의 법칙’이기도 하다. 사람이 태어날 때부터 가지고 있는 성격이나 성질은 오랫동안 길들여져 변하지 않는다는 의미다. 하지만 구청장이 돼 공무원들과 일하면서 생각이 달라졌다. 사람은 본성까지는 아니어도 마음의 자세는 얼마든지 바뀔 수 있다는 점을 깨달았다. 단 쉬운 일도 신중히, 어려운 일도 겁내지 않고 그 일을 왜 해야 하는지에 대한 고민과 꼭 해내겠다는 의지가 있을 때다. 솔직히 전에는 공무원들에 대한 잘못된 선입견이 있었다. 어떤 업무를 맡겨도 해내지만 그렇다고 특출나지도 않다는 생각이었다. 물론 한 가지 업무를 오랜 기간 전문적으로 다루기보다는 일정 기간 근무 후 부서를 옮기고, 적성에 관계없이 또 다른 업무를 해야 하는 공직의 특성도 무시할 수는 없다. 사람 본성에 대한 생각이 바뀐 것은 그동안의 성과 때문이다. 2018년 여름, 노원구가 처음 시도해 이듬해 행정안전부가 전국으로 확대한 ‘어르신 야간 무더위 쉼터’. 맞벌이 부모를 둔 초등 저학년 아이들을 저녁 늦게까지 돌봐주는 ‘아이휴 센터’. 명절에 반려견 때문에 고향 방문을 꺼리는 반려인을 위한 ‘구청 강당 반려견 쉼터’ 등이 대표적이다. 당초 아이디어 단계에만 머물던 것이 직원들의 열정으로 얼개를 이루고 구체화됐다. 덕분에 노원구가 처음 시작한 많은 사업들이 전국으로 파급돼 큰 보람을 느낀다. 잘 도와준 직원들을 보며 리더 역할을 다시 생각하는 계기도 되었다. 그들은 열정을 쏟을 수 있도록 도와주는 마중물이다. 얼마 전 은퇴를 선언한 알리바바 창업자이자 중국 최고의 부자인 마윈이 말한 ‘똑똑한 사람을 이끄는 바보’와 같은 맥락이다. 이어령 전 문화부 장관은 “이 세상은 같은 크기의 벽돌로 쌓은 벽돌담이 아닌 큰 돌과 작은 돌, 모난 돌과 둥근 돌 등 세상의 하나뿐인 돌들이 조화를 이루는 돌담의 사회”라고 했다. 저마다 가진 능력을 적재적소에 활용하면 큰 힘을 발휘한다는 공동체적 사고다. 에너지 법칙에서 떠올린 돌담의 교훈이다.
  • [유용하 기자의 멋진신세계]화성에 물 있어도 인간 정착 힘들다

    [유용하 기자의 멋진신세계]화성에 물 있어도 인간 정착 힘들다

    2015년 개봉한 영화 ‘마션’에는 멧 데이먼이 화성에 홀로 남겨져 식물학자이자 기계공학자로서 능력을 이용해 구조 때까지 고군분투하는 모습이 그려지고 있다. 최근 우주 선진국들이 화성탐사에 관심을 갖고 있는데 이는 화성이 제2의 지구로 활용될 가능성이 있는지, 실제 인류가 화성에서 생존할 수 있는지에 대한 각종 정보를 파악하기 위한 것이다. 미국 대학우주연구협회(USRA) 부설 달·행성연구소(LPI), 아칸소대 우주행성과학센터, 사우스웨스트연구소, 미시건 앤아버대 기후우주과학과 공동연구팀은 화성에 존재하는 물의 염분이 지나치게 높아 사람이 정착해 살기는 어렵다는 연구결과를 우주과학분야 국제학술지 ‘네이처 천문학’ 12일자에 발표했다. 화성 표면에서 가장 높은 온도는 영하 48도로 생명체가 견딜 수 있는 최저온도보다 낮다. 실제로 화성의 대기층이 얇고 지표온도가 낮으며 극도로 건조하기 때문에 지구에서 생각하는 담수가 화성 표면에 노출되는 순간 얼거나 끓거나 바로 증발한다. 소금물처럼 물 속에 염(鹽)이 포함돼 있어 화성과 같은 조건에서 일정시간 안정적으로 지속될 수 있다고 연구팀은 설명했다.연구팀은 열역학적 모델과 기후모델을 결합해 소금물이 형성될 수 있는 위치와 소금물이 얼마나 지속시간을 분석했다. 그 결과 소금 농도가 높은 물이라면 화성 전체 표면의 40%에서 6시간 정도 존재할 수 있다는 것을 확인했다. 또 지하 8㎝ 깊이에서는 1년 중 2달 가량 물이 존재할 수 있을 것이라고 예측했다. 그동안 많은 관측으로 화성에 생명체의 필수요소인 물이 존재할 것이라고 알려져 있지만 연구팀은 현재 화성에서 안정적으로 존재하는 물이 있다면 염분이 지나치게 높아 지구 생물체가 적합한 환경이 아니라고 주장했다. 에드거 리베라 발렌틴 LPI 박사는 “이번 연구는 화성 표면과 얕은 지하에 액체가 형성되기 어렵다는 것을 보여주며 한편 염도가 높은 수분환경에서 살아남을 수 있는 생명체가 있을지에 대해서 다시 한 번 고민해야 할 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • 50도 폭염·산불·저지대 도시 물바다…2050년 지구촌 ‘문명 붕괴‘ 대재앙

    50도 폭염·산불·저지대 도시 물바다…2050년 지구촌 ‘문명 붕괴‘ 대재앙

    “올해가 지구 온난화 대응할 마지막 해” 1.5도 상승해 북극 빙원 여름이면 소멸 해안도시 잠기고 열대우림 ‘사바나화’ 인류 정신 건강에도 ‘독’으로 작용할 듯1972년 유인우주선 아폴로 17호에서 찍은 사진 속 지구는 경이로운 푸른색이었다. 하지만 2050년 북극의 하얀 빙원은 여름이면 완전히 사라지고 남극은 광활한 옛 모습을 상상할 수 없게 줄어들었다. 아마존, 콩고, 파푸아뉴기니의 무성한 우림은 초라한 작은 숲으로 변했다. 녹색 창연한 허리띠를 둘렀던 아열대부터 중위도 지역은 급속한 사막화로 북반구를 중심으로 희뿌연 고리가 쳐졌다. 이 모든 게 2년 전인 2048년, 지구 온도가 1.5도 상승해 벌어진 재앙이다. 미국 로스앤젤레스, 호주 시드니, 스페인 마드리드, 포르투갈 리스본은 이미 섭씨 50도를 경험했다. 시도 때도 없이 비에 젖었던 영국 런던에선 가뭄이 일상이 됐다. 뜨거워진 지구는 이제 식지 않을 것으로 보인다. 2100년에는 평균 3~4도 올라갈 것이라는 위험한 경고는 새롭지 않다. 인류가 새해에도 기후변화에 대해 수수방관할 경우 2050년에 목도할 지구의 모습을 30일(현지시간) 가디언이 과학에 기반해 예측한 내용이다. 기후변화에 관한 정부 간 협의체(IPCC)에 따르면 2020년은 지구 온난화에 대응할 수 있는 마지막 해다. 새해 말까지 각국 지도자가 지구온난화를 막을 유효한 조치에 합의해야 2021년부터 10년간 탄소배출 감소가 이뤄질 수 있다. 2019년 세계 정상들을 압박하는 이른바 ‘기후파업’이 전 세계에서 들불처럼 일어난 것도 이 때문이다.가디언에 따르면 지구온난화 추세를 막지 못하면 21세기 중반 전 세계 도시 거주자 16억명이 가뭄과 극심한 더위에 노출된다. 이는 작년에 비해 8배 늘어난 수치다. 월드컵, 올림픽은 개최 시기가 수차례 겨울로 옮겨졌다가 열리지 않게 될지도 모른다. 해수면 상승으로 해안선이 재편되고 미국 마이애미, 중국 광둥, 영국 링컨셔, 알렉산드리아는 바다에 가라앉는다. 수많은 거대도시에 높은 조수와 폭풍우가 주기적으로 들이닥쳐 많은 도시가 이탈리아 ‘물의 도시’ 베네치아처럼 될 수도 있다. 방글라데시 다카, 탄자니아 다르에스살람 등 해안도시들은 과거 100년에 한 번 겪을까 말까 했던 폭풍우, 쓰나미 등에 다반사로 노출된다. 도시들이 위기에 빠지면서 인도네시아 자카르타에 이어 많은 나라에서 수도 이전이 최대 국정과제로 떠오르게 됐다.기후변화로 인한 지형과 환경 격변은 정치, 경제, 사회적으로 연쇄 반응을 일으켜 지구의 황폐화를 가속화할 것으로 이 매체는 점쳤다. 아마존 열대우림이 대초원, 사바나로 변하는 등 숲이 사라지면 강우량이 줄어들고 이는 작황에 악영향을 미친다. 수확이 감소한 농부들은 손실 보전을 위해 더 많은 땅을 개간하려 하고 이런 경제 동기는 더 많은 화재와 더 적은 비를 불러온다는 것이다. 문명 붕괴의 위기감은 인류의 정신건강에도 독으로 작용할 전망이다. 중년이 된 그레타 툰베리(스웨덴 환경운동 소녀) 세대는 조부모 세대가 상상조차 할 수 없을 정도의 불안과 우울에 시달린다. 가디언은 “이것은 피할 수 없는 미래가 아니다”라면서 “이번 예측은 열역학 법칙보다는 인간 행동에 관한 것이기 때문”이라고 말했다. 앞으로 인류의 대응에 2050년이 달려 있다는 얘기다. 김민석 기자 shiho@seoul.co.kr
  • “올림픽 사라지고 마이애미·광둥 물속에” 2050년 기후변화 모습

    “올림픽 사라지고 마이애미·광둥 물속에” 2050년 기후변화 모습

    1972년 유인우주선 아폴로 17호에서 찍은 사진 속 지구는 경이로운 푸른색 구슬 같았다. 하지만 2050년, 북극의 하얀 빙원은 매년 여름이면 완전히 사라지고 남극은 광활한 옛 모습을 상상할 수 없게 줄어들었다. 아마존, 콩고, 파푸아뉴기니의 무성한 우림은 초라한 작은 숲으로 변했다. 녹색창연한 허리띠를 둘렀던 아열대부터 중위도 지역은 급속한 사막화로 북반구를 중심으로 희뿌연 고리가 쳐졌다. 모든 게 2년 전인 2048년, 지구 온도가 1.5도 상승해 벌어진 재앙이다. 미국 로스앤젤레스, 호주 시드니, 스페인 마드리드, 포르투갈 리스본은 이미 섭씨 50도를 경험했다. 시도 때도 없이 비에 젖었던 영국 런던에선 가뭄이 일상이 됐다. 뜨거워진 지구는 이제 식지 않을 것으로 보인다. 2100년에는 평균 3~4도 올라갈 것이라는 위험한 경고는 새롭지 않다.인류가 새해에도 기후변화에 대해 수수방관할 경우 2050년에 목도할 지구의 모습을 가디언이 30일(현지시간) 과학에 기반해 예측한 내용이다. 기후변화에 관한 정부간 협의체(IPCC)에 따르면 2020년은 지구 온난화에 대응할 수 있는 마지막 해다. 새해 말까지 각국 지도자가 지구온난화를 막을 유효한 조치에 합의를 해야 2021년부터 10년간 탄소배출 감소가 이뤄질 수 있다. 2019년 세계 정상들을 압박하는 이른바 ‘기후파업’이 전세계에서 들불처럼 일어난 것도 이 때문이다. 앙겔라 메르켈 독일 총리는 이날 신년 연설에서 “오늘날 우리가 행동하거나 하지 않아서 생길 결과는 우리 자녀와 손자들이 감당해야 한다”면서 “독일이 이 문제를 해결하는 데 의미있는 기여를 할 수 있도록 최선을 다 하겠다”고 말했다. 2050년 올림픽 겨울로 옮겨졌다 사라질 듯마이애미, 광둥, 링컨셔, 알렉산드리아 수장지구 경이로운 파란색 대신 희뿌연 띄 둘러아마존 열대우림은 나무 없는 사바나로 돌변툰베리 세대는 중년 돼 불안, 우울증 시달려 가디언에 따르면 지구온난화 추세를 막지 못하면 21세기 중반 전세계 도시 거주자 16억명이 가뭄과 극심한 더위에 노출된다. 이는 작년에 비해 8배 늘어난 수치다. 월드컵, 올림픽은 개최 시기가 수차례 겨울로 옮겨졌다가 열리지 않게 될지도 모른다. 해수면 상승으로 해안선이 재편되고, 미국 마이애미, 중국 광둥, 영국 링컨셔, 알렉산드리아는 바다에 가라앉는다. 수많은 거대도시에 높은 조수와 폭풍우가 주기적으로 들이닥쳐 많은 도시가 이탈리아 ‘물의 도시’ 베네치아처럼 될 수도 있다.방글라데시 다카, 탄자니아 다르에스살람 등 해안도시들은 과거 100년에 한 번 겪을까 말까 했던 폭풍우, 쓰나미 등에 다반사로 노출된다. 도시들이 위기에 빠지면서 인도네시아 자카르타에 이어 많은 나라에서 수도 이전이 최대 국정과제로 떠오르게 됐다. 온난화로 인한 과학적 변화는 연쇄적으로 정치, 경제, 사회적 변화도 일으켜 지구 황폐화를 가속화 할 것으로 이 매체는 점쳤다. 더 많은 열은 더 잦은 산불을 일으킨다. 더 많은 나무를 태우고 더 많은 탄소를 배출한다. 당연히 더 많은 얼음이 녹고 지구의 더 넓은 부분을 햇빛에 노출시킨다. 극지방은 더 따뜻해지고 이는 해류와 기상 시스템을 느리게 만든다. 이는 극심한 폭풍과 길어진 가뭄을 불러일으킨다. 아마존 열대우림이 나무 없는 대초원, 사바나로 변하는 등 숲이 사라지면 강우량이 줄어들고 이는 작황에 악영향을 미친다. 수확이 감소한 농부들은 손실 보전을 위해 더 많은 땅을 개간하려 하고 이런 경제 동기는 다시 많은 화재와 적은 비를 불러온다는 것이다.문명 붕괴의 위기감은 인류의 정신건강에도 독으로 작용할 전망이다. 부자는 에어컨이 있는 곳으로 숨고 가난한 사람들은 더 가혹한 상황에 노출됐다. 중년이 된 그레타 툰베리(스웨덴 환경운동 소녀) 세대는 조부모 세대가 상상조차 할 수 없을 정도의 불안과 우울에 시달린다. 가디언은 “이것은 피할 수 없는 미래가 아니다”라면서 “이번 예측은 열역학 법칙보다는 인간 행동에 관한 것이기 때문”이라고 말했다. 앞으로 인류의 대응에 2050년이 달려 있다는 얘기다. 마이클 맨 펜실베이니아 주립대 지구시스템과학센터 소장은 “우리가 당장 행동에 옮기지 못하면 2050년엔 최근 몇 년간 본 중 가장 해롭고 극단적인 기상현상이 수없이 발생할 것”이라면서 “기상 재앙을 매일같이 보게 되는 세상에서 사회 기반 시설이 망가지면 종족의 멸종은 아니지만 사회 붕괴를 목격하게 될 것”이라고 말했다. 김민석 기자 shiho@seoul.co.kr ※2004년 가디언 과학전문기자였던 팀 래드포드는 ‘물에 잠긴 세계’라는 제목의 기사에서 기후변화로 2020년에 일어날 상황을 전문 지식을 동원해 예측했다. 그리고 당시 예측 중 상당수가 2019년까지 실제로 일어났다. 그는 “2020년 여름은 여러모로 숨막힐 것”이라고 썼는데, 지난 7월 지구는 기록이 시작된 이래 가장 더웠다. 5등급 최상위 허리케인이 4년 연속으로 나타났고, 대부분 바다에서 산호초 표백 현상이 일어났다. 방글라데시는 극심한 홍수, 남아프리카는 가뭄, 사헬은 식량 부족으로 신음했다. 그의 예측대로 과거 가장 용감한 탐험가들조차 불가능하다고 여겼던 북서항로에 유람선이 다니게 됐다.
  • 안 터지고 오래가는 리튬-황 배터리를 프린트해 만든다

    안 터지고 오래가는 리튬-황 배터리를 프린트해 만든다

    고온 환경에서도 안 터지고 배터리 용량도 커서 오래가서 주목받고 있는 차세대 배터리인 ‘리튬-황 배터리’를 프린트해서 만드는 기술을 국내 연구진이 개발해냈다. 울산과학기술원(UNIST) 에너지 및 화학공학부 연구진은 프린트 방식으로 폭발이나 화재 위험성이 없고 오래 가는 ‘다형상 전고체 리튬-황 전지’를 개발했다고 11일 밝혔다. 이번 연구결과는 에너지 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 에너지 머티리얼스’ 표지논문으로 실렸다. 리튬-황 전지는 리튬을 음극(-)재로 사용하고 황을 양극(+)재로 사용하는 2차전지로 현재 널리 사용되는 리튬 이온전지에 비해 에너지 밀도가 5배 이상 높다. 이 때문에 전기차, 사물인터넷(IoT) 등 2차전지 활용처가 점점 늘어나면서 주목받고 있는 차세대 전지이다. 그러나 충전과 방전을 거듭할 수록 황화합물이 음극 표면에 얇은 막을 만들면서 전기를 만들어 내는 리튬 이온의 움직임을 가로막아 시간이 지날수록 성능이 저하된다는 문제가 있다. 연구팀은 이 같은 문제를 해결하기 위해 두 개의 층으로 이뤄진 젤 상태의 전해질을 만들었다. 음극에는 황화합물이 이동해 들어붙는 것을 억제하는 전해질을, 양극에는 황의 산화환원 반응이 잘 일어나도록 해 황화합물이 만들어지지 않도록 한 것이다. 두 전해질은 액체가 아니라 반 고체인 젤 상태이고 열역학적으로 안정돼 있어 서로 섞이지 않는다는 장점도 갖고 있다. 또 글자나 그림을 종이에 인쇄하듯 연구팀은 단계적 프린팅 공정도 개발해 리튬-황 전지를 만들기 때문에 원하는 자리에 다양한 모양의 전지를 직접 만들 수 있기 때문에 다양한 형태의 배터리를 구현할 수 있다.실제로 연구팀은 굴곡진 비행기 날개 위에 알파벳 형상의 리튬-황 전지를 만들어 작동시키는데 성공하기도 했다. 연구팀이 이번에 만든 리튬-황 전지는 다양한 방식으로 접고 구부리고 펴기를 반복해도 정상 작동하는 것이 확인됐으며 LED램프와 연결된 전지를 가위로 일부를 잘라내도 램프에 빛이 계속 유지될 정도로 안전성이 높았다. 또 전지에 불을 붙여도 폭발하지 않고 정상 작동하는 것도 관찰됐다. 인화성 액체 전해질 대신 젤 전해질을 사용했기 ?문이다. 이상영 교수는 “이번 연구는 가위로 자르거나 불을 붙이는 상황에서도 정상 작동하는 매우 안전한 고용량 고안전성 전고체전지를 만드는 새로운 개념을 제시했다는데 의미가 크다”라며 “또 프린팅 공정을 이용해 다양한 모양을 갖는 전고체전지를 쉽게 제조할 수 있기 때문에 리튬-황 전지의 실용화를 앞당기는데 도움이 될 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • [이광식의 천문학+] 평행우주는 존재할까?…천체물리학 ‘빅 미스터리 3’

    [이광식의 천문학+] 평행우주는 존재할까?…천체물리학 ‘빅 미스터리 3’

    1. 평행우주는 정말 존재할까? 평행우주(parallel world)란 어떤 시공간의 우주에서 분기하여 병행해서 존재하는 다른 우주를 가리킨다. 천체 물리학적 데이터는 시공간이 구부러지지 않고 ‘평탄’(flat)하며, 그 상태로 무한히 펼쳐져 있을 것임을 암시한다. 그렇다면 우리가 볼 수 있는 영역(우리가 ‘우주’라고 생각하는 영역)은 무한히 큰 ‘패치 다중우주’의 한 패치일 뿐이다. 동시에, 양자역학의 법칙은 각 우주 패치(10^10^122개의 가능성) 내에서 가능한 입자 구성의 경우수가 유한개로 존재한다고 규정한다. 그러나 우주 패치 수가 무한하므로 입자 배열들은 무한히 반복될 수밖에 없다. 이것은 곧 무한히 많은 평행우주가 있다는 것을 뜻한다. 그렇다면 우리와 완전히 다른 패치들 외에도 우리와 정확히 같은 우주의 패치들(당신과 정확히 똑같은 사람을 포함한)뿐만 아니라, 한 입자의 위치만 다른 패치들, 두 입자의 위치에 따라 다른 패치들도 존재가 가능하다는 얘기다. 이 논리에 문제가 있는가? 아니면 그 기괴한 결과가 사실일까? 만약 그것이 사실이라면 우리는 평행우주 존재를 어떻게 감지할 수 있을까? 그 점에 있어서는 평행우주는 우리 우주와 어떤 연결도 소통도 없다는 전제가 있기 때문에 공상의 산물이라는 비판을 받기도 하며, 다세계 해석에서는 평행우주를 우리가 관측하는 것은 불가능하며, 그 존재를 부정도 긍정도 할 수 없다는 점에서 회의적인 의견도 존재한다. 이 같은 평행우주론은 그동안 수많은 논란을 불러일으켰으며, 아직까지 순전한 가설의 영역을 벗어나지 못하고 있다. 이것을 부정적인 시각으로 보는 사람들은 대부분 우리 우주에 어떤 영향도 주지 않으며, 평행하게 진행하고 있는 다른 우주를 관측하는 것이 불가능한 이상, ‘관측할 수 없는 것이 존재하고 있다’는 것은 합당하지 않다고 주장한다. 다만 평행우주론자들은 우리 우주의 어딘가에 다른 우주와 충돌의 흔적이 있을 수 있다는 가정하에 우주배경복사에서 우주 충돌의 단서를 열심히 찾고 있지만 아직껏 어떤 흔적도 발견하지 못한 상태다. 신의 존재 증명처럼 영원히 증명할 수 없는 가설로 끝날지, 아니면 어떤 단서가 밝혀질지 현재로선 아무도 장담할 수 없다. 2. 시간은 왜 미래로만 흐를까?시간은 앞으로만 흐른다. 왜냐하면 무질서도를 나타내는 ‘엔트로피’(entropy)는 비가역적으로 증가하는 방향으로만 움직이기 때문이다. 증가한 엔트로피를 되돌릴 수 있는 방법은 없다. 이것을 정식화한 것이 바로 엔트로피 증가의 법칙으로, 열역학 제2법칙이라 한다. 열역학 제1법칙은 에너지 보존의 법칙으로, 우주에 존재하는 에너지 총량은 일정하며 절대 변하지 않는다는 것이다. 독립된 한 계에서도 마찬가지다. 이로써 보면 엔트로피는 열(heat)에 관련된 법칙임을 알 수 있다. 그런데 이 열이 가진 가장 중요하고도 흥미로운 특성은 언제나 높은 온도에서 낮은 온도 쪽으로만 흐른다는 것이다. 저절로 그 반대쪽으로 흐르는 일은 결코 없다. 이 비가역성이 바로 시간이 뒤로 흐를 수 없고, 우주가 종말을 맞을 수밖에 없는 이유다. 이 법칙은 실제로는 통계적인 것으로, 통계역학에서는 어떤 체계를 구성하는 원자의 무질서한 정도를 결정하는 양으로서 주어진다. 엔트로피는 물질계의 열적 상태로부터 정해진 양으로서, 통계역학의 입장에서 보면 열역학적인 확률을 나타내는 양이다. 다시 말하면, 엔트로피 증가의 원리는 분자운동이 낮은 확률의 질서있는 상태로부터 높은 확률의 무질서한 상태로 이동해가는 자연현상이라는 것이다. 자연은 늘 확률이 높은 쪽으로 움직인다. 예를 들면, 마찰에 의해 열이 발생하는 것은 역학적 운동(분자의 질서 있는 운동)이 열운동(무질서한 분자운동)으로 변하는 과정이다. 그 반대의 과정은 무질서에서 질서로 옮겨가는 과정이며, 이것은 결코 자발적으로 일어나지 않는다. 시간의 화살이 왜 앞으로만 흐르냐는 오랜 질문에 대한 답은 바로 엔트로피의 법칙이 말해주고 있다. 열역학 제2법칙은 그래서 모든 자연의 자발적 방향성을 나타내는 자연계 최고의 법칙이라 할 수 있다. 근본적인 질문은 엔트로피가 과거에 왜 그렇게 낮았는가 하는 것이다. 다르게 말하자면, 우주의 초창기에 작은 공간 속에 엄청나게 거대한 에너지가 뭉쳐 있었을 때 우주는 왜 그렇게 높은 질서를 갖고 있었는가 하는 문제이다. 3. 우주는 어떤 종말을 맞을까? 우주의 형태를 결정짓는 것은 우주에 담겨 있는 물질-에너지에 기반한 중력과 우주를 팽창시키는 척력과의 줄다리기다. 우주의 물질 밀도의 임계치(Ω)를 1이라 할 때, Ω가 1보다 큰 경우 우주의 시공간은 닫혀서 공 표면처럼 된다. 이를 닫힌 우주라 한다. 이 우주는 경계는 있지만 끝은 없는 우주다. 개미가 구면을 한없이 기어가더라도 끝에 다다를 수 없는 것이나 같다. 이 우주는 그러면 어떻게 되는가? 결국 팽창을 멈추고 수축되기 시작하여 종국에는 한 점으로 붕괴될 것이다. 이를 대파열(Big Crunch)이라 한다. 반대로 밀도가 임계치 이하이면 무한 팽창을 영원히 계속하는 열린 우주가 된다. 그 형태는 말안장과 같은 꼴이다. 그 끝에는 물질의 밀도가 극도로 낮아져 온 우주가 자체로 거대한 무덤이 되는 열사망이 기다리고 있다. 만약 우주의 물질 밀도가 Ω=1로 임계치에 딱 들어맞는다면, 우주의 기하학적 모양은 종잇장처럼 ‘편평’한 꼴이 된다. 암흑 에너지가 없다면 우주는 영원히 팽창은 하겠지만 결국 팽창률은 영(0)에 수렴된다. 최근의 관측결과는 2% 오차 범위 내에서 우주는 편평한 것으로 나타났다. 우리는 다소 지루하겠지만 당분간 팽창하는 우주를 하염없이 바라다볼 운명인 셈이다. 하지만 크게 걱정할 일은 아니다. 앞으로 수백조 년 뒤의 일이니까. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com 
  • [장수철의 생물학을 위하여] 생명과 열역학 법칙의 상관관계

    [장수철의 생물학을 위하여] 생명과 열역학 법칙의 상관관계

    인공위성에서 지구 밤 풍경을 찍은 사진을 보면 육지, 특히 대도시 인구 밀집 지역일수록 밝게 빛을 내고 있다. 사람들이 소모하는 에너지가 많기 때문이다. 자연에서도 반딧불이나 일부 버섯과 해파리가 빛을 낸다. 이들도 일상적으로 에너지를 소모하고 있기 때문이다. 모든 생물은 에너지의 형태를 바꾸는 과정에서 생명 현상에 필요한 에너지를 얻는다. 이는 열역학 제1법칙에 따른 것이다. 모든 에너지는 전환되면서 ‘무질서도의 양’인 엔트로피가 증가한다. 바로 열역학 제2법칙이다, 에너지가 소모되면서 상당히 많은 에너지가 쓸모가 적은 에너지인 열로 사라진다. 자동차에 1만원어치 기름을 넣으면 실제로 엔진을 움직이는 데 쓰이는 에너지는 2500원 정도이고, 나머지는 열로 발산돼 날아가 버리는 식이다. 생물들은 수십억년 동안 진화해 온 덕에 에너지 효율이 자동차 엔진을 움직이는 것보다는 크다. 하지만 생물도 생명 유지를 위해 에너지를 얻어야 하고 그 에너지의 상당 부분이 열로 발산되는 것을 감수해야 한다. 에너지를 많이 이용해 복잡한 구조를 유지하고 있으면 엔트로피가 낮은 상태이고, 에너지가 감소해 복잡한 구조를 유지하지 못하고 있으면 엔트로피가 증가한 상태이다. 그렇다면 열역학 제2법칙에 따라 생물은 시간이 지날수록 에너지를 사용하며 에너지가 감소되어 엔트로피가 증가하게 되므로 점점 단순해져야 하는데 오히려 복잡성이 증가한다. 열역학 제2법칙을 위배하는 것처럼 보인다. 예를 들어 단세포인 수정란이 수십조개의 세포를 만드는 과정이나 단순한 DNA 복제자에서 출발해 복잡한 생물로 진화해 온 과정 모두 열역학 제2법칙에 맞지 않아 보인다. 생물은 열린계이다. 생물은 끊임없이 주변과 상호작용을 하면서 지구 환경에 적응하게 됐다. 생물은 산소를 마시고 이산화탄소를 배출하고, 물을 마시고, 다른 생물을 잡아먹는 등 상호작용을 하면서 끊임없이 주변으로부터 에너지를 흡수한다. 이런 에너지 흡수를 통해 생물은 자신의 엔트로피가 증가하지 않아 생물 자신의 복잡성을 유지한다. 내가 먹는 밥의 원료인 벼는 엔트로피가 증가했지만 밥을 먹은 나는 엔트로피가 그만큼 감소한다. 그 벼도 내가 먹기 전에는 엔트로피가 감소한 상태였다. 태양이 엔트로피를 증가시키면서 발산한 빛 에너지를 흡수해 생존했기 때문이다.엔트로피 감소는 일시적으로 얼마든지 일어날 수 있다. 스프링 압축, 공 던져 올리기, 전지 충전 같은 일들은 모두 열역학 제2법칙에 위배되지만 에너지를 공급하면 일어날 수 있는 일이다. 생명 현상은 이런 일이 계속 유지되는 것이어서 지속적인 에너지 공급이 필요한 것이다. 우리가 끊임없이 음식을 섭취해야 하는 것도 같은 이유에서이다. 결국 우리도 열역학법칙의 예외일 수 없다는 의미이다. 날이 갈수록 흰머리가 늘고 피부의 탄력이 줄어드는 노화도 열역학 제2법칙 덕분이다. 생물들도 시간이 흐르면서 에너지를 소모하고 지속적으로 분해되는 과정을 겪는다. 엔트로피가 증가하기 때문이다. 인간 사회에 엔트로피를 적용시켜 볼 수 있다. 여기 저기서 다투는 모습을 흔히 볼 수 있다. 이는 엔트로피가 감소했기 때문이다. 다시 말해 많은 에너지가 축적되었다는 의미이다. 하루하루 지친 삶을 사는 우리네들인데 도대체 그 많은 에너지는 어디서 오는 걸까.
  • ‘꿈의 신소재’ 탄소나노튜브로 안전한 리튬 전지 만든다

    ‘꿈의 신소재’ 탄소나노튜브로 안전한 리튬 전지 만든다

    스마트폰, 태블릿PC, 디지털카메라 등 다양한 소형스마트 기기, 사물인터넷(IoT), 전기자동차의 보급이 늘어나고 기능이 다양해지면서 고에너지 전원 시스템이 필요해지고 있다. 이 때문에 리튬 저장 용량과 작동 전압이 우수한 ‘리튬 금속’을 전극으로 사용하는 ‘리튬 금속 배터리’가 주목받고 있다. 문제는 리튬 금속의 반응성이 크기 때문에 폭발 위험은 리튬이온배터리보다 더 크다. 국내 연구진이 ‘꿈의 신소재’라고 불리는 탄소나노튜브를 이용해 리튬금속전지의 폭발가능성을 해결했다. 울산과학기술원(UNIST) 에너지 및 화학공학부 연구팀은 탄소나노튜브 사이에 리튬을 가둬 물에 노출되더라도 폭발하지 않는 방법을 개발했다고 27일 밝혔다. 이번 연구결과는 나노분야 국제학술지 ‘나노 레터스’에 실렸다. 탄소나노튜브는 수 나노미터 지름의 가운데가 비어있는 원기둥 모양의 소재인데 다발구조를 이루고 있다. 소재 자체가 가진 공간에 리튬 이온을 저장할 수는 있어 배터리 소재로 활용할 수 있지만 저장 효율이 낮아 많이 사용되지 않았다. 또 리튬 금속은 물만 닿아도 금방 반응해 폭발할 수 있다. 연구팀은 탄소나노튜브 표면이 아닌 각 다발이 이루는 내부 구조에 주목했다. 연구팀은 튜브 다발의 밀도를 정밀하게 제어하면서 그 구조에 따른 현상을 관찰한 결과 튜브 다발 사이에 리튬 이온이 갇히는 현상을 확인했다. 연구팀은 리튬 이온을 탄소나노튜브 구조에 가둬 리튬 금속의 산화반응성을 줄이고 리튬 금속으로 추출하는 방식을 만들어냈다. 연구팀은 슈퍼컴퓨터를 이용해 열역학적, 동역학적으로 이 같은 현상을 확인하고 실험을 통해 탄소나노튜브-리튬 복합체의 안정성도 확인했다. 이상영 UNIST 교수는 “이번 연구는 안전한 리튬금속을 연구하는 새로운 방향을 제시했고 차세대 리튬금속 배터리의 상용화에 필요한 고안전성 리튬저장기술 개발의 발판을 마련했다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • [칼럼니스트 박사의 사적인 서재] 생명 탄생에서 문명 진화까지… 결정적 순간을 좌우한 ‘느낌’

    [칼럼니스트 박사의 사적인 서재] 생명 탄생에서 문명 진화까지… 결정적 순간을 좌우한 ‘느낌’

    느낌의 진화/안토니오 다마지오 지음/임지원, 고현석 옮김/아르테/392쪽/2만 8000원좋지 않은 느낌과 부정적인 감정에서 벗어나고 싶다는 바람은 뿌리 깊다. 인간은 이성과 합리성으로 특화한 존재라고들 하는데, 어째서 결정적인 순간을 좌우하는 것은 느낌과 감정일까. 느낌에 의지해 비합리적인 선택을 하고 나면 내가 덜 진화된 인간인가 하는 찜찜함이 남는다. 그렇지만 이제는 찜찜해하지 않아도 되겠다. 이 책은 ‘느낌’이 어떻게 우리를 살리는지 치밀하고 꼼꼼하게 증명한다. 그의 주장을 요약하면, 생명이 탄생하는 순간부터 현재 인간의 문명에 이르기까지의 오랜 시간 동안 생명 유지에 핵심적인 역할을 담당한 것은 느낌과 감정이다. 책을 읽고 돌이켜 생각해 보니 느낌과 감정이 나를 살렸던 순간에 대한 기억이 적지 않다. 누구나 있지 않은가. 쎄한 느낌, 도망치고 싶다는 감정 덕분에 위험을 피했던 경험이. 책의 원제는 ‘만물의 놀라운 순서: 생명, 느낌, 그리고 문화의 형성’이다. 3부에 걸쳐 우리가 아는 것과 실제의 ‘순서’는 다르다는 것을 설명한다. 1부 ‘생명활동과 항상성’에서 저자는 항상성은 중립적인 상태가 아니라고 주장한다. 생명체는 균형과 안정을 추구한다고 알려졌으나 저자는 “열역학적 측면에서 평형 상태란 어떤 계와 주위 사이에 열의 차이가 0인 상태, 즉 죽음의 상태”라고 잘라 말한다. 항상성은 좀더 좋은 상태를 향해 자신을 조절하는 생명의 작용이다. “환경이 좋을 때나 안 좋을 때나 생명이 그 상태를 유지하고 미래로 뻗어 나가고자 하는, 비의도적이고 부지불식간에 일어나는 욕망을 실현하는 데 필요한 일련의 잘 조율된 절차가 바로 항상성”인 것이다. 이러한 항상성이 진화의 맨 앞에 놓인다. 기존의 ‘진화’의 순서가 재조정된다. 느낌은 항상성의 대리인이다. 항상성이 부족한 경우 부정적인 느낌이 일어나고, 반대로 항상성이 적절하게 유지될 때 긍정적인 느낌이 생겨난다. 복잡한 신경계의 탄생은 순서상 그 뒤다. 2부 ‘문화적 마음의 형성’에서는 신경계와 뇌의 작용을 다루는데, 저자는 이 부분에서도 전통적인 시각을 뒤집는다. 우리의 몸과 신경계는 서로 얽히고설킨 채 복잡한 과정을 거쳐 지도를 만드는데, 이것이 곧 ‘마음’이라는 것이다. 3부 ‘문화적 마음의 작용’에서는 문화적 현상에 대한 해석을 시도한다. 고도로 발달한, 정교한 문화 또한 느낌과 항상성의 연장선에 있다. 이것을 이해해야 현재 부딪친 문화의 위기상황을 해결할 수 있다. 더 나은 사회로 가기 위해, 우리는 생물학을 다시 돌아보아야 한다. 무엇이 우리를 여기까지 데려왔는지.
  • [아하! 우주] “원시 지구, 행성과 대충돌로 생명체 원소 받았다”

    [아하! 우주] “원시 지구, 행성과 대충돌로 생명체 원소 받았다”

    과연 지구의 생명체는 최초 어떻게 생겨날 수 있었을까? 최근 오랜시간 인류가 풀지못한 원초적인 물음에 대한 단서가 될 수 있는 논문이 발표됐다. 지난 23일(현지시간) 미국 CNN 등 주요언론은 원시 지구와 화성만한 행성의 대충돌로 인해 지구에 생명체가 존재할 수 있는 여건을 갖췄다는 연구결과를 보도했다. 이른바 '출생의 비밀'과 관련된 이번 연구는 달 생성 이론과 맞물려 있다. 지구는 그 덩치에 비해 커다란 크기의 달을 거느리고 있는데 그간 학자들은 달의 생성에 대한 여러 이론을 제기해 왔다. 처음 달 ‘출생의 비밀’을 들춰낸 것은 찰스 다윈의 아들인 천문학자 조지 다윈(1845~1912)이다. 그는 생성 초기의 지구가 두 부분으로 쪼개지면서 달이 만들어진 것이라고 주장했다. 이후 이와 관련된 다양한 학설이 나왔지만 현재까지 가장 정설로 받아들여지는 주장이 바로 ‘자이언트 임팩트’(Gaint Impact)설이다. 이 이론은 45억 년 전 원시 지구가 소위 테이아(Theia)라 불리는 거대 천체와 충돌했으며 이 결과로 탄생한 것이 ‘달’이라는 설이다. 이번에 논문을 발표한 라이스대학 연구진은 한발 더 나아가 테이아의 성분에 주목했다. 일반적으로 지구와 같은 암석형 행성은 생명체 탄생을 위한 필수적인 성분이 부족하다. 이는 생명체 탄생에 필수적인 탄소, 질소, 황, 수소 그리고 휘발성이라고 알려진 여러 원소가 지구가 아닌 외부에서 왔을 가능성으로 이어진다. 이에 연구팀이 세운 가설은 원시 지구가 테이아와 충돌했고 이 과정에서 생명에 필수적인 원소가 '배달'됐다는 것. 이를 증명하기 위해 연구팀은 고온, 고압 실험, 열역학적 모델링 및 수치 시뮬레이션을 실시했다. 그 결과 황이 풍부한 핵을 가진 행성의 표면에 많은 양의 탄소와 질소가 있다는 사실을 발견했다. 논문의 선임저자인 다만비어 그레월 연구원은 "황이 풍부한 행성이 지구와 충돌할 경우 적절한 비율로 그 휘발성 물질을 지구로 옮길 수 있다"면서 "이는 지구가 핵인 코어(CORE)외에도 여기저기 많은 곳에 황이 존재하는 이유"라고 설명했다. 이어 "천체 간의 대충돌이 완전한 파괴의 이벤트로 보일 수도 있지만 사실은 새로운 생명을 낳은 과정일 수 있다"고 덧붙였다. 이번 연구결과는 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스'(Science Advances) 23일 자에 발표됐다.  박종익 기자 pji@seoul.co.kr
  • ‘저승에서온 하이퍼카’…애스턴마틴, 발키리 전용 엔진 첫 공개

    ‘저승에서온 하이퍼카’…애스턴마틴, 발키리 전용 엔진 첫 공개

    영국 고급차 브랜드 애스턴마틴이 야심차게 준비하고 있는 하이퍼카 발키리(Valkyrie)에 탑재되는 ‘심장’ 12기통(V12) 엔진이 세상에 공개돼 관심이 쏠리고 있다. 주요 외신들은 애스턴마틴이 최근 발표한 발키리 전용 엔진 외형과 일부 세부사항을 잇달아 소개했다.보도에 따르면, 발키리 전용 엔진은 배기량 6.5ℓ에 자연흡기 방식을 채택했음에도 1만500rpm(분당 회전수)에서 1000마력(ps)을 넘게 발휘할 만큼 성능이 뛰어나지만, 엔진 중량은 약 206㎏에 불과하다. 실린더가 12개나 있는 V12 엔진에서 이런 경량화를 실현했다는 것은 그야말로 경이적이다. 실제 차에서는 이 초고성능 엔진을 차대 중앙에 장착하고 전기모터를 추가해 하이브리드 시스템을 지원할 예정이다. 참고로 공차 중량은 캐나다 멀티매틱이 제공한 카본파이버 모노셀 구조를 적용해 1000㎏을 넘기지 않는다. 애스턴마틴은 ‘궁극의 내연기관 엔진을 만들겠다’는 지극히 단순하고 명료한 목표 아래 자사의 오랜 기술 파트너이자 레이싱엔진 전문기업 코스워스와 공동으로 이 같은 엔진을 개발했다.따라서 이 엔진을 두고 최고의 기술이 집약된 ‘예술 작품’이라는 말까지 나오고 있다. 발키리는 북유럽 신화에 등장하는 저승사자의 이름에서 따온 모델명으로, 밴티비(Vantage), 벌칸(Vulcan) 등과 마찬가지로 브랜드 전통에 따라 ‘V‘ 작명법이 적용됐다. 또한 발키리는 레드불 레이싱팀과 함께 개발한 콘셉트카 ‘AM-RB 001’의 양산버전으로도 유명하다. 레드불의 열역학(공기역학의 일종) 전문가 아드리안 뉴웨이 박사의 손에서 탄생한 발키리는 외관 역시 눈길을 끈다. 특히 차체를 뒤에서 보면 하부 디자인의 여백이 이색적이다. 이는 차체 바닥에 공기를 흘려보내 차체를 노면에 꽉 누르는 힘 ‘다운 포스’가 생기도록 뉴웨이 박사가 F1 머신 등에서 축적한 노하우를 담은 것이다.한편 애스턴마틴은 발키리를 175대 한정 생산한다. 150대는 일반도로 주행용으로 가격은 약 250만 파운드(약 35억 6000만 원), 나머지 25대는 억만장자들을 위한 트랙 주행용으로 가격은 약 300만 파운드(약 42억 8000만 원)로 책정될 예정이다. 사진=애스턴마틴 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr
  • “꿈도 못 꾼 수석 합격을…이제 세종시 ‘입직’만 기다립니다”

    “꿈도 못 꾼 수석 합격을…이제 세종시 ‘입직’만 기다립니다”

    인생의 가장 힘든 시기가 오히려 반전의 기회가 되기도 한다. 2018년 국가공무원 5급 국가통상직렬 수석합격자 박상희(31)씨에게는 아버지의 사고가 그랬다. 아버지 박희창씨는 2016년 강물에 빠진 행락객을 구하다가 운명을 달리했다. 박씨는 “의인인 아버지가 돌아가셔서 심적으로 크게 흔들리기도 했지만 오히려 ‘내가 여기서 멈추면 안 된다’는 생각으로 견뎌내 오늘에 이른 것 같다”고 말했다. 아버지의 의협심을 자신도 발휘한다면 국민에게 도움이 되는 공무원이 될 수 있겠다는 생각을 한단다.박씨처럼 올해 국가공무원 5급 공채시험에 최종 합격한 357명에게는 시험 기간 동안 울고 웃었던 자신들만의 사연이 있다. 서울신문은 16일 분야별 수석합격자인 이준영(25·일반기계)씨와 박씨(31·국제통상), 김장현(20·화공)씨, 정혜정(26·교육행정)씨를 만나 그간 수험생활과 공직에 나서는 포부 등을 들었다.●수석합격 예상? 내년 시험 준비하다가 들어 직렬별 수석합격자 4명은 모두 겸손했다. 수석합격은 꿈도 꾸지 못한 일이라고 입을 모았다. 최종 합격자가 발표되던 날, 이들은 자신들만의 방법으로 최종 통보를 기다렸다. 박씨는 “이번이 2차 시험을 처음 본 것이어서 큰 기대를 안 했다. 심지어 내년 수험 공부를 어떻게 해야 할지 고민했다. 합격 발표가 나던 날에도 행정법 강의를 듣고 있었다”고 말했다. 합격 문자를 받은 뒤 얼마 안 돼 수석합격했다는 전화까지 받았을 땐 “뭔가 운이 많이 따라 줬구나 하는 생각이 들었다”고 담담히 털어놨다. 이씨는 아직도 자신이 수석합격자가 된 게 실감나지 않는다고 밝혔다. 그는 “언론에서 수석합격자 인터뷰를 보면서 나도 저렇게 훌륭한 사람이 되고 싶다는 생각을 했는데, 이제 내가 이런 인터뷰를 하고 있으니 놀라울 뿐이다”라고 설명했다. 김씨는 2차 필기 합격자 발표 때 너무 긴장해 몸살까지 났다고 토로했다. 이 때문에 발표 직후 시행된 면접시험도 정상 컨디션으로 치르지 못했다고 한다. 하지만 정씨는 이들과 달리 면접을 마치고 시험장을 나선 순간부터 상당히 들떠 있었다고 기억했다. 그는 “면접을 도와주던 친구에게서 ‘너 왜 이렇게 신이 나 있느냐. 혹시 수석합격하는 것 아니냐’는 이야기를 들었다”고 소개했다. 정씨는 “솔직하게 말해 수석합격은 상상도 못했다. 그냥 합격한 것만으로도 기뻤다. 044(인사혁신처가 있는 세종특별자치시 지역번호)로 전화가 와서 무슨 일인가 하고 받았는데 수석합격 확인 전화여서 깜짝 놀랐다”고 당시 소감을 전했다. ●인터넷 개인방송 보면서 스트레스 풀기도 수석합격자라고 해서 수험 기간이 평탄하기만 한 것은 아니었다. 4명 모두 각각의 수험생활을 위협받을 만한 ‘슬럼프’가 있었다. 수험 기간 마지노선을 3년으로 잡았던 정씨는 이번이 네 번째 도전이었다. 지난해 세 번째 도전에서 고배를 마신 정씨는 공무원시험에 미련을 접고 기업 공채에 입사지원서를 냈다. 하지만 시간이 지나도 공무원이 되고픈 마음이 사라지지 않자 결국 민간기업 지원을 포기했다. 정씨는 “지난해 2학기에 기업 취업 준비를 해야겠다고 생각했다. 하지만 자기소개서에 진정성이 담기지 않았고 제대로 준비하기도 어려웠다. 공무원에 대한 미련이 남았기 때문이었다”고 말했다. 결국 마지막이라는 생각으로 올해 5급 공채에 재도전해 1·2차 시험을 모두 합격하는 성과를 냈다. 아버지가 사고로 세상을 떠난 박씨는 수험생활을 이어가는데 가족의 도움이 무엇보다 컸다고 말한다. 그는 “다행히 동생과 어머니가 적극적으로 도전하라고 응원해 줘 힘이 났다”고 돌아봤다. 이어 “여기서 시험을 그만두면 하늘에 계신 아버지가 너무 속상해하실 것 같아 이를 악물고 재도전한 것이 좋은 결과를 냈다”고 말했다. 슬럼프를 극복하는 방법도 다양했다. 열역학 과목을 준비하는데 어려움이 컸다는 김씨는 슬럼프로 고통받을 때마다 서울 신림동 고시촌을 흐르는 도림천을 산책하며 생각을 정리했다고 한다. 이씨는 신세대답게 인터넷 개인방송을 보면서 스트레스를 풀었다고. 그는 “게임 전문 방송 ‘트위치’의 인기 스트리머(개인방송자) ‘얍얍’의 방송을 보며 어려움을 이겨냈다”면서 “이제 합격했으니 얍얍에게 감사 인사라도 보내고 싶다”고 웃었다. ●칭찬만 받는 교육정책 만들고 싶어 다양한 직렬을 선택한 이들이지만 국민과 국가에 보탬이 되고 싶어 공무원에 도전했다는 생각은 모두 같았다. 자신의 특기를 살려 선택한 직렬에서 두각을 나타내고 싶다는 게 이들의 공통된 생각이었다. 국제통상직렬을 선택한 박씨는 캐나다에서 생활한 8년 경험을 부처에서 활용하겠다고 밝혔다. 그는 “과거 행정안전부의 전자정부 관련 부서 과장을 만난 적이 있는데 정부부처가 국제 활동을 굉장히 많이 한다는 걸 알게 됐다”면서 “해외에서 오래 생활한 내 특성을 살려 나라에 보탬이 될 수 있겠다는 생각을 했다”고 말했다. 일반기계직렬을 선택한 이씨도 “전공지식을 살려 기술직으로 입직하면 과학기술계에 도움이 될 수 있을 것”이라고 밝혔다. 특정 부처에서 자신의 경험을 활용하고 싶다는 합격자도 있었다. 화공직렬을 택한 김씨는 “국제통화기금(IMF) 파견 공무원을 만나 이야기를 나눴는데 국제적으로 다양한 일을 하는 것에 감명받았다. 이후 외교학과 행정학 수업을 들으며 꿈을 키웠다”고 말했다. 이어 “개인적으로는 특허청에 가고 싶다. 4차 산업시대에 세계 시장에서 우리나라의 국가경쟁력을 높이는 데 이바지하고 싶다”고 강조했다. 교육행정직렬에 합격한 정씨는 “더 이상 욕먹지 않는 교육정책을 만들어보고 싶다”고 강조했다. 그는 “내가 정규교육을 받았던 시기에는 교육체계가 일률적이고 개개인의 다양성이 존중받지 못했다”면서 “다양성이 존중받는 교육제도를 만들고 싶다”고 포부를 밝혔다. ●“하루빨리 세종으로 가고 싶어요” 대부분의 정부부처가 세종시로 이전한 상황에서 합격자들은 타지 생활이 두렵거나 부담스럽지는 않을까. 하지만 의외로 이들은 세종시 생활이 기대된다고 답했다. 정씨는 “세종에서 생활하는 게 마음에 들어 공무원 준비를 시작한 것도 있다”고 털어놨다. 그는 “서울에 살면서 비염과 알레르기가 심해졌다. 수도권을 벗어나서 살면 조금 덜하지 않겠냐”고 미소를 지었다. 이씨는 “세종을 몇 번 방문해보니 도시가 평화롭고 사람들도 긍정적이었다”고 말했다. 수석합격자 4명은 모두 ‘입직’만을 학수고대하고 있었다. 김씨는 “최연소 합격자라 입직까지 시간이 많이 남긴 했지만 세종에 입성해 공무원으로서 활약할 날만을 기다리고 있다”고 했다. 박씨도 “통상직 공무원으로서 우리나라 역사의 한 획을 그을 만한 통상정책을 수립하고 싶다”고 환하게 웃었다. 신형철 기자 hsdori@seoul.co.kr
  • 한여름 차에 아이들 놔두면… 이렇게 위험합니다

    한여름 차에 아이들 놔두면… 이렇게 위험합니다

    37도에 1시간 주차 시 50도… 그늘 주차 차량도 40도 넘겨 여름이 시작되는 6월이 가까워오면서 낮 기온은 25도를 훌쩍 넘어가고 내륙 일부 지방에서는 30도 가까이 오르는 경우가 잦아지고 있다. 무더운 날씨가 자주 나타나면서 운전자들은 주차된 차에 무심코 오르려다 한증막을 방불케 하는 뜨거운 열기 때문에 깜짝 놀라는 경우가 많다. 뜨거운 자동차 안에서 플라스틱 가스라이터가 폭발해 화재가 발생했다거나 탄산음료 캔이나 페트병이 폭발해 차량 내부가 엉망이 됐다는 소식도 여름이 되면 흔히 들려온다.더 심각한 문제는 ‘잠깐이면 괜찮겠지’라는 생각으로 뜨거운 차 안에 아이들을 놓고 내렸다가 아이들이 숨지거나 치명적 상해를 입는 것이다. 미국 산호세주립대 대기기후학과에서 운영하는 열사병 예방사이트 ‘노 히트 스트로크’(No Heat Stroke) 통계에 따르면 1998년부터 현재까지 더운 날씨에 차량에 방치됐다가 숨진 미국 어린이들은 749명에 달한다. 올해만도 벌써 7명의 어린이가 사망했다. 미 보건당국에 따르면 미국에서는 매년 24~49명(평균 37명)의 아이들이 차량에 갇혀 있다가 체온이 40도 이상으로 올라가는 이상고열 증상과 그에 따른 합병증으로 숨지고 있다. 살아남더라도 신경계나 장기 손상으로 치명적인 장애를 안고 살아가야 하는 상황이 벌어진다. 이에 더운 여름 주차된 차 내부 온도가 아이들에게 치명적인 온도까지 상승하는 데 걸리는 시간은 얼마인지 과학자들이 분석에 나섰다. 미국 캘리포니아 샌디에이고대(UC샌디에이고) 공중보건대, 스크립스해양연구소, 템플대 지리 및 도시공학과, 플로리다인터내셔널대 전산토목공학과, 애리조나주립대 지리 및 도시계획부 공동연구팀은 차량 바깥 온도가 37도일 때 직사광선이 내리쬐는 장소에 자동차를 1시간만 주차해 놓더라도 내부 온도는 50도 안팎까지 올라간다는 연구 결과를 발표했다. 이번 결과는 기후 및 열역학 분야 국제학술지 ‘온도’(Temperature) 25일자에 실렸다. 연구팀은 애리조나주 탬피시에서 한낮 온도가 37~38도까지 치솟은 20일 동안 각각 다른 시간대를 선택해 은색 중형 세단, 은색 경차, 흰색 미니밴 각각 2대씩 총 6대의 자동차를 한 대는 뙤약볕에, 다른 한 대는 태양전지판 지붕으로 가려진 응달에 주차시킨 뒤 자동차 내부 온도를 측정했다. 연구팀은 부모들이 아이들을 차량에 놔 두고 쇼핑을 하는 상황을 가정했다. 그 결과 외부 온도가 37.8도일 때 뙤약볕이 내리쬐는 곳에 주차된 자동차는 1시간 만에 실내 온도가 46.7도까지 올라가고 시트 온도는 50.1도까지 올라갔다. 직사광선을 그대로 받는 대시보드의 온도는 69.4도까지 상승했다. 그늘에 주차된 자동차는 땡볕에 놓여진 자동차보다는 온도 상승 폭이 낮았지만 역시 1시간 만에 시트 온도가 40.1도까지 올라갔다. 이번 연구에서는 자동차 종류에 따라 내부 온도가 올라가는 속도가 다르다는 사실도 확인했다. 경차의 내부 온도 상승 속도가 가장 빠르고 부피가 큰 미니밴은 차 내부 공기가 덥혀지는 시간 때문에 온도 상승 속도가 가장 늦는 것으로 나타났다. 연구팀은 외부 기온과 구름 양에 따른 복사량, 탑승자의 몸무게, 건강 상태, 복장 등에 따라 열 흡수량이 다르기 때문에 신체에 치명적인 온도로 올라가는 속도나 시간이 달라진다고 설명했다. 이번 실험에서는 태양광을 반사하는 흰색이나 은색 자동차를 활용했지만 만약 검은색이나 짙은 색깔의 자동차라면 내부 온도 상승 속도는 더 빨라질 수 있다. 연구팀은 13.4㎏의 두 살짜리 남자아이를 기준으로 실험을 했는데 더운 날 주차된 차의 카시트에 앉아 있을 때 햇빛에 주차하면 1시간 이내, 그늘에 주차하더라도 2시간이 안 된 상태에서 일사병 기준에 도달한다는 사실을 확인했다. 제니퍼 바노스 UC샌디에이고 보건대 교수는 “밀폐된 공간에서 아이가 잠이 들어 숨을 쉬고 있다고 가정할 경우 습도까지 높아지게 되는데 공기 중 습도가 높으면 땀이 빨리 증발하지 않아 체온은 더 빠르게 올라간다”며 “더운 날 자동차가 그늘에 세워져 있든 뙤약볕 아래 세워져 있던 차 안에 갇혀 있는 아이에게는 똑같다”고 지적했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • 국내 물산업 성장·우수기술 발굴위한 ‘대한민국 물산업기술대전’, 20일 개최

    국내 물산업 성장·우수기술 발굴위한 ‘대한민국 물산업기술대전’, 20일 개최

    오는 20일, 국내 물산업 성장과 우수기술 발굴 및 보급을 위해 마련된 ‘대한민국 물산업기술대전’이 일산 킨텍스 제2전시장에서 열린다. 대한민국 물산업기술대전은 K-water·한국상하수도협회·환경부·서울시 등 물과 관련된 13개 기관으로 구성된 ‘물산업기술발전협의회’가 주최하는 행사로, 이를 통해 물산업과 관련된 새로운 아이디어와 신기술을 발굴하고, 새로운 부가가치로 이어지는 것을 목표로 한다. 따라서 이번 행사에는 물산업 관련 기업의 종사자와 정부 지자체 공무원들이 참여하며 물산업기술대전 경과를 보고하는 상영회, 우수기술로 입상한 5건의 기술에 대한 시상과 소개 그리고 구매상담회, 전시장내 특별관 구축 등으로 구성하여 중소기업제품의 판로를 확대하고자 한다. 특히 이번에 수상하는 우수 기술 수행 업체는 ‘환경부 장관상’에 대윤계기산업(방류용 SS계 국산화 개발 기술), ‘K-water 사장상’에 유솔(소규모급수구역 최적유량 및 수압감지시스템), 리테크(디지털 필터 전자식 유량계), ‘한국상하수도협회장상’에 협성히스코(휴대형 열역학 펌프효율 진단 장비의 국산화 개발)와 금강(스테인리스 폴리에틸렌 복합파이프)이 있다. 시상식에서는 이들 기업의 기술이 소개되고 더불어 별도 특별관으로 구성된 ‘2018 WATER KOREA’에 전시될 예정이다. 이밖에 마련된 부스에서는 5개 업체의 기술이 전시되며, 오후에는 행사 참가기업의 구매상담회가 진행된다. 한편 대한민국 물산업기술대전은 산·학·연·관이 모두 참여하는 ‘WATER KOREA’ 연계 시행으로 폭넓은 범위의 참여를 유도하여 성과를 확산할 수 있으며 이를 통해 국토물순환체계 구축에 기여하며 국가 기술경쟁력 강화와 일자리 창출 등 경제 활성화에도 기여할 것으로 전망된다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr
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