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  • 푸른 하늘 은하수… ‘반달’ 동심에 젖어 서울 보물단지를 만나다

    푸른 하늘 은하수… ‘반달’ 동심에 젖어 서울 보물단지를 만나다

    서울신문이 서울시, 사단법인 서울도시문화연구원과 함께하는 2019서울미래유산-그랜드투어 ‘제22차 윤극영의 반달’ 편이 지난 21일 강북구 수유동 일대에서 2시간 30분 동안 진행됐다. 서울미래유산을 사랑하는 참석자 40여명은 이날 오전 10시 우이신설선 4·19묘지역 2번 출구에 집결, 도미니코수도회~윤극영 가옥~4·19민주묘지~북한산2코스둘레길~‘아나키스트’ 유림선생 묘~근현대사기념관을 둘러봤다. 이날 코스에서 서울미래유산은 윤극영 가옥과 4·19민주묘지, 근현대사 기념관 등 3곳이었다. 참가자들은 속세와 연이 닿지 않는 수도원 방문 기회를 의미 있게 받아들였으며, ‘반달 할아버지’ 윤극영 가옥에서 반달 노래를 합창하면서 동심에 젖었다. 4·19민주묘지에서는 안내자의 인솔에 따라 민주영령들에게 묵념하고 묘역과 4·19기념관을 참관했다. 기념관 옥상에 올라 백운대(836m)와 인수봉(810m), 만경대(799m)가 삼각뿔을 이루는 삼각산을 조망하는 시간도 가졌다. 마지막 코스인 근현대사기념관 관람이 끝난 뒤 참가자 조진주 강북구 문화해설사가 준비한 호박샌드위치를 나눠 먹으면서 깜짝 파티를 즐겼다. 김미선 서울도시문화지도사는 명료한 해설과 깔끔한 진행으로 호평을 받았다.삼각산 아랫동네 수유동과 우이동에는 서울사람들이 깜짝 놀랄 보물단지가 숨어 있다. ‘중세의 반도체’라고 할 수 있는 도자기를 굽던 도요지다. 보통 도요지는 지방에 있을 것이라는 예측을 깼다. 고려 말~조선 초에 조성된 상감청자와 분청사기 가마터 20여기가 세상에 얼굴을 드러낸 것이다. 왜 삼각산 아래 첫 동네에 도요지가 깃든 것일까. 고려 말 왜구의 잦은 출몰로 말미암아 전남 강진에 있던 왕실용 가마가 초토화되고, 도공들이 전국으로 흩어지면서 안전한 장소를 찾아 서울까지 올라온 것으로 추정된다. 경기 광주 일대에 관요가 만들어지기 전까지 왕실과 한양에서 사용하던 그릇 대부분을 이곳에서 구워냈다. 도자기의 생산과 유통경로에 대한 기존의 역사서술과 인식을 뒤집는 중요한 발굴 성과였다. 이를 반영하듯 가마터에서는 고려 상감청자에서 조선 분청사기로 넘어가는 기간에 생산된 귀중한 도편이 대거 출토됐다. 실전된 청자의 비법을 살려낼 실마리가 빛을 발할 날이 머지않았다.2009년 서울역사박물관의 첫 지표조사 이후 가마터의 정확한 위치와 범위 및 성격을 밝히기 위한 학술발굴조사가 이뤄졌다. 2011년 수유동에서 분청사기를 구웠던 가마터가 확인됐다. 가마터는 삼각산 남동쪽 구릉의 아래쪽 계곡과 인접해 있다. 아카데미하우스와 통일교육원에서 도보로 30분 거리다. 이준 열사 묘역을 지나 탐방로를 따라 100m쯤 올라가면 나타난다. 신익희 선생 묘역 아래쪽이다. 수유동 가마의 구조는 아궁이와 계단이 없는 단실요의 형태를 띤다. 가마의 길이는 19.8m, 폭은 1.4~1.6m 정도다. 2014년 서울시기념물 제36호로 지정됐다. 우이동 청자가마터에 대한 발굴조사는 2012년에 이뤄졌다. 출토유물로 미뤄 14세기 후반에서 15세기 초반 사이에 운영된 것으로 추정됐다. 이 가마의 구조는 아궁이 앞에 불을 피우는 공간과 아궁이, 소성실, 연도부로 이뤄졌다. 수유동 가마와 마찬가지로 계단이 없는 단실요 형태였다. 길이는 21.1m, 폭 1.4~2m, 경사도 14도가량의 형태였다. 우이동 청자 가마터는 우이동 만남의 광장 위 옛 그린파크호텔 본관 뒤편 수영장주변 구릉지에 해당한다. 구릉 정상부에서 다량의 청자 파편과 가마벽 파편 등이 발견됐다. 도선사입구 버스정류장에서 걸어서 10여분 거리다. 보존을 위해 흙을 덮어둔 상태여서 가마터를 눈으로 직접 볼 수는 없다. 수유동과 우이동 가마터는 1973년 한강유역 동작구 남현동에서 8세기 통일신라시대 도요지가 발굴된 이래 서울 북쪽 끝자락에서 발견된 가마터다. 가마터는 오래된 도시 서울에 또 한 가지의 현란한 빛깔을 덧칠했다.삼각산은 서울을 수도로 정한 조선 풍수의 핵심이다. 한양천도 때 무학대사 이야기의 시발점이다. 이중환은 ‘택리지’에서 “태조가 승려 무학을 시켜 도읍 터를 정하도록 했다. 무학이 백운대에서 맥을 따라 만경대에 이르고, 다시 서남쪽으로 비봉에 갔다가 한 개의 돌비석을 보니 ‘무학오심도차’(무학이 길을 잘못 찾아 여기에 온다)라는 여섯 글자가 새겨져 있었는데, 이는 도선(신라의 도선국사)이 세운 것이었다. “문득 깨달은 무학은 길을 바꿔 정남 쪽 맥을 따라 백악산 밑에 도착했다. 세 곳 맥이 합쳐져서 한 들로 된 것을 보고 드디어 궁성(경복궁) 터를 정했다”고 한양천도와 경복궁 입지 풍수를 전한다. 무학의 길은 약 300년 전 고려 때 이미 정해져 있었다. ‘고려사’에 따르면 1101년(고려 숙종6) 왕이 백관을 거느리고 삼각산 아래에 와서 도읍지를 살폈다는 기록이 나온다. 이때 마들(노원)과 해촌(창동), 종로, 용산 등 4곳이 명당으로 꼽혔다. 이 중 백악산 아래에 남경을 정했다. 삼각산이란 고려시대 개성에서 남쪽을 바라봤을 때 우뚝 솟은 백운대, 인수봉, 만경대의 세 봉우리가 삼각뿔처럼 생겨서 붙은 이름이다. 북한산은 땅 이름이지, 산 이름이 아니다. 신라 때 서울의 지명인 한산의 북쪽이란 뜻에서 ‘북한산’이라고 불렀던 것이다. 한강 건너 남쪽 남한산 또한 산 이름이 아니라 한산의 남쪽 즉 ‘남한산’이란 뜻이다. 한강은 ‘한산의 강’이란 뜻이다. 삼각산을 중심으로 생긴 한양예찬론은 조선의 모든 지리를 총 정리한 ‘신증동국여지승람’에서 “북으로 화산(삼각산)을 진산으로 삼은 한양 땅은 용이 서리고 호랑이가 끌어안은 자세요, 남쪽은 한강으로 띠를 삼고…”라고 서술돼 있다. 단순히 명당론이나 풍수도참설이 아니라 성리학의 인문지리, 군사안보, 경제적 측면을 고려해 수도를 옮겼다.삼각산은 조선 개국과 한양도성의 설계자 삼봉 정도전의 호 삼봉의 유래와 닿아 있다. 최근의 연구에 따르면 삼봉이라는 호는 알려진 것처럼 정도전이 태어난 충북 단양 ‘도담삼봉’에서 따온 게 아니라 삼봉재를 짓고 살던 서울 삼각산에서 비롯됐다. 도담삼봉설은 역사학자 한영우 교수가 1973년에 출간한 ‘정도전 사상의 연구’에서 “아이를 길에서 얻었다고 해서 이름을 도전이라고 하고, 부모가 인연을 맺은 곳이 삼봉이므로 호를 삼봉이라고 지었다”고 쓴 글에 의해 정설로 굳어졌다. 그러나 한 교수는 1999년 펴낸 ‘왕조의 설계자 정도전’에서 “삼봉이라는 호는 단양의 삼봉에서 차명한 것일 수도 있지만, 그의 옛집인 개성 부근의 삼각산에서 차명했을 가능성도 있다”고 한발 물러났다.정도전은 호의 유래에 대해 직접 기록을 남기지 않았지만 유고문집 ‘삼봉집’에 몇 가지 추측할 수 있는 단서를 남겼다. ‘정도전의 호 삼봉은 도담삼봉이 아니다’라는 글을 쓴 언론인 조운찬씨는 ‘삼봉에 올라’라는 시에서 “…삼봉마루에 올라/서북쪽으로 송악산 바라보니…”라니 구절과, 또 다른 시 ‘산중’의 내용이 도담삼봉과의 거리나 방향은 물론 풍경이 완전히 다르다는 점을 지적하고 있다. 또 ‘이사’라는 시에는 5년 동안 3번 집을 옮긴 내용이 나오는 데 이사한 곳이 부평, 김포 등으로 삼각산 부근일 가능성이 높다는 점을 근거로 들었다. 무엇보다 ‘삼봉집’ 어디에도 단양이나 도담삼봉은 등장하지 않는다는 점을 강조했다. 조선과 서울의 설계자 정도전이 스스로 호를 딴 삼각산이라는 신령한 산 이름을 젖혀두고 북한산이라는 땅 이름으로 호칭하는 게 우리의 서글픈 현실이다. 글 노주석 서울도시문화연구원장사진 김학영 연구위원 ■다음 일정 : 제23차 왕십리 ■집결장소 : 9월28일(토) 오전10시, 왕십리역 4번 출구, 시계탑 앞 ■신청(무료) : 서울미래유산 홈페이지(http://futureheritage.seoul.go.kr) ■문의 : (사)서울도시문화연구원 (www.suci.kr)
  • [이광식의 천문학+] 우리은하 중심에서 거대 거품구조 발견했다

    [이광식의 천문학+] 우리은하 중심에서 거대 거품구조 발견했다

    우리은하의 중심에서 거품처럼 생긴 거대 구조를 발견했다고 12일 영국의 일간지 데일리메일이 보도했다. 보도에 따르면, SARAO (Serican Radio Astronomy Observatory) 의 미어캣(MeerKAT) 망원경을 사용하는 국제 팀은 은하수 중심에서 모래 시계처럼 보이는 한 쌍의 거대한 거품 구조를 탐지했다고 밝혔다. 우리은하에서 관측된 대상 중 가장 큰 구조의 하나로 알려진 이 거품 구조는 수백만 년 전 은하수의 초대형 블랙홀 근처에서 일어난 고에너지 분출의 결과일 것으로 과학자들은 생각하고 있다. 우리은하에 오래 전부터 존재했음에도 불구하고 이 거품 구조가 이제야 발견된 것은 두터운 우주 먼지구름을 관통하여 저파 신호를 잡아낼 수 있는 MeerKAT의 첨단 기기 덕분이다. 연구자들은 이번 주 '네이처' 지에 발표된 새 논문에서 모래 시계 모양의 구조를 자세히 설명했다. 이들의 설명에 따르면, 거대 거품 구조의 폭은 수백 광년에 이르는 규모라고 한다. 연구의 제1 저자인 옥스퍼드 대학의 이언 헤이우드는 "우리은하의 중심은 매우 활동적인 블랙홀을 가진 다른 은하들에 비해 비교적 정숙하다"고 전제한 후, "그렇지만 은하수의 중심 블랙홀은 때때로 예기치 못할 정도로 활성화되어 주기적으로 엄청난 양의 먼지와 가스 덩어리를 먹어치우기도 한다"라고 밝히면서 "이런 게걸스러울 정도의 물질 흡수가 전례 없던 강력한 폭발을 야기했을 가능성이 있다"고 덧붙였다. ​미어캣 전파 망원경은 지름 13.5m의 거대한 전파 안테나들이 무려 64개가 모여 함께 움직이며 하늘을 관측하는 대규모 어래이(array)로, 무려 백만 개에 가까운 우리은하 속 별들의 전파 신호를 관측한다. 미어캣 전파망원경 배열은 지난 여름에 완성된 것이며, 또한 이 연구는 미어캣을 사용하여 수집된 데이터를 기반으로 하는 최초의 연구이다. 연구 팀에 따르면, 이 새로운 발견은 1980년대에 발견된 자성 필라멘트의 특성에 대한 해답을 제공함으로써 이 미스터리를 해결하는 데 도움이 될 수 있을 것으로 예측하고 있다. 이러한 전파 구조는 길이는 수십 광년에 이르지만, 너비는 1광년밖에 안되는 것이다. 노스웨스턴 대학의 파하드 유세프-자데흐는 “미어캣에서 발견된 전파 거품은 필라멘트의 기원을 푸는 데 서광을 비추고 있다"고 밝히면서 "거의 100개가 넘는 자성 필라멘트는 모두 전파 거품으로 예측되고 있다"고 덧붙였다. 이 팀은 미어캣 배열을 사용하여 우리은하 중심을 매우 정밀하게 관찰한 결과, 이러한 '쌍 거품'이 규모와 형태가 거의 동일 함을 밝혀냈다. 이는 쌍 거품 구조가 격렬한 폭발을 통해 반대 방향으로 향한 강력한 분출로 인해 형성되었음을 시사하는 것이다. ​케이프타운에 있는 SARAO의 페르난도 카밀로는“이 거대 거품은 은하 중심에서 나오는 매우 밝은 전파 방출로 인해 지금까지 발견되지 않고 있었다"고 설명하면서 "미어캣의 첨단 기능과 이상적인 배열 위치에 힘입어 이 배경 소음을 없앰으로써 이 같은 발견이 가능하게 된 것"이라고 밝혔다. 그는 이어서 "이 예상치 못한 발견으로 인해 우리는 은하계에서 물질과 에너지가 은하 규모로 방출되는 놀라운 현상을 목격하게 된 것"이라고 덧붙였다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com
  • 최초로 블랙홀 포착한 연구진, ‘과학계의 오스카’상…상금만 36억원

    최초로 블랙홀 포착한 연구진, ‘과학계의 오스카’상…상금만 36억원

    세계 과학 역사상 최초로 초대질량의 실제 블랙홀 모습을 포착한 연구진이 ‘브레이크스루상’을 통해 거액의 상금을 거머쥐었다. ‘실리콘밸리의 노벨상’ 또는 ‘과학계의 오스카’로도 불리는 브레이크스루상은 기초물리학, 생명과학 그리고 수학 등 3개 분야에서 뛰어나 성과를 이룬 개인이나 팀에게 시상한다. 수상 자에게 돌아가는 상금이 최대 300만 달러(약 36억 원)로, 노벨상 상금의 세 배에 가깝다. 올해의 브레이크스루상 수상팀은 사건지평선망원경(EHT·Event Horizon Telescope) 연구진으로, 국내 천문학자를 포함한 347명의 과학자가 포진돼 있다. EHT 연구진은 지난 4월 거대은하 ‘M87’ 중심부에 있는 블랙홀 관측에 성공했다. 관측에 성공한 블랙홀은 지구로부터 5500만 광년 떨어져 있으며, 질량은 태양의 65억 배에 달한다. 태양 1개의 질량이 지구 33만 2000여개 질량과 맞먹는 걸 고려하면 가늠하기조차 어려울 정도다. EHT 연구진은 세계 각지에 놓여 있는 전파망원경 8대를 서로 연결해 하나의 망원경처럼 가동하는 초장기선 간섭(VLBI) 관측법을 통해 개별 망원경이 얻을 수 없는 블랙홀의 고해상도 이미지를 촬영할 수 있었다. EHT 프로젝트 총괄 단장인 미국 하버드 스미스소니언 천체물리센터 셰퍼드 도엘레만 박사는 AFP와 한 인터뷰에서 “우리는 몇 년 동안 사람들에게 블랙홀의 이미지를 보여주겠다고 말했고, 사람들은 직접 보고 나서야 믿겠다고 말했다”면서 “마침내 (우주 블랙홀에 관한) 강력한 근거를 얻었고 사람들은 새로운 분야의 탄생에 만족할 것”이라고 밝혔다. 이어 “상금 300만 달러는 함께 성과를 이룬 팀원들과 나눌 예정”이라고 덧붙였다. 한편 올해 8회째를 맞은 브레이크스루상의 시상식은 오는 11월 3일, 캘리포니아 마운틴뷰에 있는 미국항공우주국(NASA) 에임스연구센터에서 열릴 예정이다. 사진=AFP·연합뉴스 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr
  • [우주를 보다] 아름답게 펼쳐진 나선팔…스피처가 포착한 M81 은하

    [우주를 보다] 아름답게 펼쳐진 나선팔…스피처가 포착한 M81 은하

    아름답게 펼쳐진 나선팔이 인상적인 은하의 모습이 '오늘의 사진'으로 공개됐다. 지난 4일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 크고 밝은 핵과 미려한 나선 팔로 유명한 M81 은하의 모습을 홈페이지에 공개했다. 이 사진은 스피처 우주망원경으로 촬영한 적외선 이미지를 재가공한 것으로 스피처 발사 16주년을 맞아 NASA가 공개한 것이다. NASA는 스피처 우주망원경에 탑재돼 있는 ‘적외선어레이카메라’(IRAC·Infrared Array Camera)와 ‘다밴드영상광도계’(MIPS·Multiband Imaging Photometer)에 감지된 두 데이터를 합성해 이 이미지를 만들었다.   독일 천문학자 보데가 발견해서 '보데 은하'로도 불리는 M81 은하는 큰곰자리 방향으로 1200만 광년 거리에 있는 유명한 나선은하다. 지름은 대략 9만 광년으로 우리은하보다는 작지만 중심부에 잡은 블랙홀은 우리은하 중심 블랙홀의 10배가 넘는 것으로 알려져있다. 특히 M81 은하가 이처럼 아름다운 나선팔을 갖게 된 것은 이웃에 위치한 M82 은하와의 힘겨루기 때문이다.한편 지난 2003년 발사된 스피처 우주망원경은 세상에 널리 알려진 허블 우주 망원경보다 유명하지는 않지만 이에 못지않은 수많은 과학적 성과를 남겼다. 10m 길이의 길쭉한 스피처 우주망원경은 적외선 영역을 관측하는 용도로 제작됐다. 그 이유는 우주의 셀 수 없이 많는 천체들이 구름과 먼지로 둘러쌓여 그 속을 가시광선으로는 들여다 볼 수 없기 때문이다. 스피처 우주망원경을 통해 인류는 우리은하가 막대 나선 은하라는 사실을 알게됐으며 이웃한 안드로메다 은하의 구조를 보다 정확히 이해할 수 있었다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr
  • [이광식의 천문학+] 과연 풀릴까? 우주 최대 미스터리 - 암흑물질과 암흑에너지

    [이광식의 천문학+] 과연 풀릴까? 우주 최대 미스터리 - 암흑물질과 암흑에너지

    1900년, 영국의 물리학자 켈빈 경은 물리학의 미래에 대해 이렇게 선언했다. “앞으로 물리학에서 더 발견될 새로운 것은 없으며, 남아 있는 것이라고는 더 정확한 측정일 뿐이다.” 그러나 이 예측은 몇 년도 가지 않아 보기 좋게 깨졌다. 1905년, 스위스 특허청 직원인 26살의 새파란 젊은이 알버트 아인슈타인이 광속도 불변의 법칙을 내세운 특수 상대성 이론을 발표해, 시간과 공간에 대한 기존의 개념을 혁명적으로 바꿔버린 것이다. 그뿐 아니었다. 1916년에는 물체의 질량이 시공간을 휘게 만든다는 일반 상대성 이론이 역시 아인슈타인에 의해 발표되었으며, 곧이어 양자역학이 나타나 물리학 지형을 대대적으로 개편하기에 이른 것이다. 과연 물리학의 끝은 어디일까? 이것은 우주의 신비가 남김없이 다 풀릴 수 있을 것인가라는 질문과 등가이다. 오늘날 어떤 물리학자도 인류의 지식이 완성에 가깝다고 주장하지 않는다. 우주란 하나의 신비가 풀리면 열 개의 다른 신비가 튀어나오는 프랙탈 같은 속성을 가지고 있기 때문이다. 현존 우주의 신비 중 최대의 것을 들라면, 단연 암흑물질과 암흑 에너지일 것이다. 어쩌면 이 미스터리들은 영원히 풀리지 않을지도 모르지만, 수많은 과학자들이 맹렬하게 그 답을 추구하고 있는 중이다. 비록 그 해답은 모르더라도, 우리가 무엇을 모르고 있는지 알아보는 것도 충분히 가치있는 일이기 때문이다. ​암흑 에너지란 무엇인가? 천체 물리학자들이 아무리 숫자를 이리저리 꿰어맞추더라도 그 계산서는 우주를 제대로 설명하지 못하고 있다. 무엇보다 우주가 담고 있는 물질의 질량을 가진 중력은 우주의 ‘천’이랄 수 있는 시공간을 안쪽으로 잡아당기고 있다고 보아야 한다. 그렇다면 우주는 마땅히 쪼그라들어야 함에도 불구하고 현실은 그 반대이다. 더욱 빠른 속도로 팽창을 거듭하고 있는 것이다. 그렇다면 무엇이 우주를 이처럼 팽창시키고 있는 걸까? 도대체 어떤 힘이 우주를 잡아늘이고 있다는 말인가? 물리학자들이 내놓은 답은 중력에 반하는 척력이 시공간을 밀어내어 우주를 팽창시키고 있으며, 그들은 그 정체 모를 힘에 ‘암흑 에너지’라는 이름을 붙여주었다. 1998년, 1a형 초신성을 이용하여 우주의 팽창속도 변화를 연구하던 관측결과에 의하면 우주의 팽창속도는 느려지는 것이 아니라 빨라지고 있음이 밝혀졌다. 그들이 얻은 결과에 의하면 오늘날 우주는 70억 년 전 우주에 비해 15%나 빨라진 속도로 팽창하고 있다. 이 놀라운 사실을 알아낸 과학자들에게는 2011년 노벨 물리학상이 주어졌다. 가장 널리 받아들여지는 암흑 에너지의 모델은 공간 자체가 갖고 있는 어떤 고유의 힘으로 파악된다. 따라서 우주가 팽창하면 그만큼 더 많은 암흑 에너지가 생산되는데, 놀랍게도 우주의 총 에너지-물질의 양 중 73%나 차지하고 있는 것으로 밝혀졌다. 이 암흑 에너지로 인해 우리는 우주공간이 말 그대로 텅 빈 공간만은 아님을 알게 되었다. 입자와 반입자가 끊임없이 생겨나고 스러지는 역동적인 공간으로, 이것이야말로 우주공간의 본원적 성질임을 어렴풋이 인식하게 된 것이다.암흑물질이란 무엇인가? 1933년 우주론 역사상 가장 기이한 내용을 담고 있는 주장이 발표되었다. 내용인즉슨, “정체불명의 물질이 우주의 대부분을 구성하고 있다!”는 것으로, 우주 안에는 우리 눈에 보이는 물질보다 몇 배나 더 많은 암흑물질이 존재한다는 주장이었다. 암흑물질의 존재를 인류에게 최초로 고한 사람은 스위스 출신 물리학자인 칼텍 교수 프리츠 츠비키(1898~1974)였다. 츠비키는 머리털자리 은하단에 있는 은하들의 운동을 관측하던 중, 그 은하들이 뉴턴의 중력법칙에 따르지 않고 예상보다 매우 빠른 속도로 움직이고 있다는 놀라운 사실을 발견했다. 그는 은하단 중심 둘레를 공전하는 은하들의 속도가 너무 빨라, 눈에 보이는 머리털 은하단 질량의 중력만으로는 이 은하들의 운동을 붙잡아둘 수 없다고 생각했다. 이런 속도라면 은하들은 대거 튕겨나가고 은하단은 해체돼야 했다. 여기서 츠비키는 하나의 결론에 도달했다. 개별 은하들의 빠른 운동속도에도 불구하고 머리털자리 은하단이 해체되지 않고 현상태를 유지한다는 것은 우리 눈에 보이지 않는 암흑물질이 이 은하단을 가득 채우고 있음이 틀림없다. 머리털자리 은하단이 현상태를 유지하려면 암흑물질의 양이 보이는 물질량보다 7배나 많아야 한다는 계산도 나왔다. 그러나 이 같은 주장은 워낙 파격적이라 학계에서 간단히 무시되었다. 그로부터 80여 년이 지난 현재, 전세는 대반전되었다. 암흑물질이 우리 우주의 운명을 결정할 거라는 데 반기를 드는 학자들은 거의 사라지고 말았다. 문제는 암흑물질이 과연 무엇으로 이루어져 있는가 하는 점이다. 이것만 안다면 다음 노벨상은 예약해놓은 거나 마찬가지다. 그래서 많은 학자들의 그 정체 규명에 투신하고 있지만, 아직까지는 뚜렷한 단서를 못 잡고 있다. 암흑물질이 빛은 물론, 어떤 물질과도 거의 상호작용을 하지 않는 만큼 단서를 잡아내기가 쉽지 않기 때문이다. 현재 우주배경복사와 암흑물질 연구에서 선구적 역할을 하는 것은 윌킨슨 초단파 비등방 탐사선(WMAP)이다. 이 위성은 2002년 부터 몇 차례에 걸쳐 매우 정밀한 우주배경복사 지도를 작성했다. 우주는 이 가시물질 4%와 암흑물질 22%, 그리고 암흑 에너지 74%라는 비율로 이루어져 있어, 우주의 대부분은 눈에 보이지 않는 미지의 물질로 채워져 있음이 윌킨스 탐사선에 의해 밝혀졌다. 암흑물질은 우주의 생성과정과도 밀접하게 연관되어 있다. 우리가 관측적으로 얻어낸 우주의 은하 분포는 암흑물질이 없이는 가능하지 않다는 것이 현대 우주론의 결론이다. 은하를 만드는 과정에서 암흑물질이 중력으로 거대구조를 미리 만들지 않았다면, 현재와 같은 은하의 분포를 보일 수 없다는 것이다. 앞으로 우주의 운명은 팽창-수축 여부를 결정할 암흑물질과 암흑 에너지에 의해 결정될 거라는 게 과학자들의 생각이다. 두 ‘암흑’이 현대천문학 최대의 화두이다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com 
  • 우리은하 끝자리에서 처음 발견된 왜소신성

    우리은하 끝자리에서 처음 발견된 왜소신성

    국내 연구진이 우리은하 끝자락 어두운 곳에서 처음으로 왜소신성을 발견했다. 한국천문연구원 은하진화그룹, 캐나다 토론토대 공동연구팀은 외계행성탐색시스템(KMTNet)을 이용해 지금까지 발견된 것들보다 훨씬 멀리 떨어져 있는 우리은하 헤일로에 존재하는 왜소신성을 발견했다고 20일 밝혔다. 이번 연구결과는 천문학 분야 국제학술지 ‘천체물리학 저널’에 실렸다. 헤일로는 은하의 원반 주위를 감싸듯 둘러싼 구름 형태 부분으로 천체가 많지 않고 대부분 어둡고 멀리 떨어져 있다. 특히 우주 대부분을 차지하고 있는 암흑물질을 포함하고 있을 것으로 여겨져 천문학자들의 주요 연구대상이다. 주로 구상성단, 행성상 성운 등으로 연구했지만 이번처럼 헤일로에서 발견되는 왜소신성의 수가 늘어나면 헤일로를 연구할 수 있는 새로운 도구가 될 수 있을 것으로 기대되고 있다. 왜소신성은 신성이나 초신성에 비해 덜 밝아 가까운 거리에 있어야 발견되기 쉽다. 이 때문에 지금까지 발견된 왜소신성들은 대부분 지구로부터 3000 광년 이내의 거리에서 발견됐다.연구팀이 이번에 발견한 왜소신성 ‘KSP-OT-201611a’는 지구로부터는 2만 4000광년, 우리은하 중심에서는 4만 5000광년, 우리은하 평년에서는 5500광년 떨어져 있는 우리은하 외곽 헤일로에 있는 것으로 확인됐다. 연구팀은 헤일로 근처에 있는 왜소신성은 별 내부의 금속 함량이 적고 만들어진 나이도 많을 것으로 보고 있다. 김상철 천문연구원 박사는 “우리은하 헤일로 천체의 관측은 쉽지 않은데 이번 연구는 24시간 연속관측이 가능한 KMTNet 덕분”이라며 “이번 연구로 금속 함량이 적은 왜소신성을 설명하는데 필요한 이론과 모형을 개선하는데 도움이 될 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • [아하! 우주] 우리 은하 중심부 블랙홀, 75배 밝은 빛 에너지 방출

    [아하! 우주] 우리 은하 중심부 블랙홀, 75배 밝은 빛 에너지 방출

    우리 은하 중심부에 있는 블랙홀에서 전례없는 빛 에너지 방출이 감지됐다. 미국 캘리포니아대학 로스앤젤레스 캠퍼스(UCLA) 연구진은 지난 5월, 우리 은하 중심에 있는 궁수자리 A*( Sagittarius A*)로부터 뿜어져 나온 방사선을 포착하는데 성공했다. 연구진에 따르면 방사선이 방출되는 순간, 블랙홀이 밝기가 평소보다 75배 가량 밝아졌으며, 갑작스럽게 터져나오듯 밝아졌던 블랙홀은 며칠 뒤 평상시의 밝기로 되돌아갔다. 천문학자들은 우리 은하의 중심에 있는 이 블랙홀에서 이토록 강력한 빛이 뿜어져 나온 사례가 없었으며, 강력한 방사선 방출과도 연관된 현상이라고 설명했다. 당시 이를 직접 관찰했던 UCLA 소속 천문학자는 과학 전문 매체인 사이언스얼러트와 한 인터뷰에서 “몇 번의 섬광이 이어졌고 이는 매우 불규칙했다. 곧장 블랙홀에 매우 흥미로운 무언가가 벌어지고 있다는 것을 깨달았다”고 당시를 떠올렸다. 이어 “거의 동시에 엄청난 방사선이 감지됐고, 우리는 이 순간을 촬영할 수 있었다”고 덧붙였다. 연구진이 우리 은하 내부의 거대 블랙홀의 활동을 포착하는데 활용한 것은 W. M 켁 전문대의 망원경이다. 미국 하와이 마우나케아 정상 부근에 위치한 두 개의 천체 망원경으로 구성된 이 천문대의 망원경은 지름이 각 10m로, 세계에서 가장 큰 광학 망원경으로 알려져 있다. 연구진은 이 망원경을 이용해 나흘 밤 가량 지속된 블랙홀의 활동을 촬영할 수 있었다. 연구진이 공개한 영상에서 블랙홀의 섬광은 단 몇 초로밖에 보이지 않지만, 이는 연구진이 쉬운 이해를 위해 편집한 것이다. 실제로 방사선과 함께 밝은 빛이 터져 나왔다가 다시 원래대로 돌아가는데 걸린 시간은 길게는 2시간에 달했다. 연구진은 “블랙홀은 원래 매우 불규칙하게 활동하지만 이렇게 강력한 빛이 궁수자리 A*에서 방출된 적은 없었다”면서 “정확한 원인은 아직 알 수 없지만, 가설 중 하나는 궁수자리 A*를 돌고 있는 항성인 S0-2가 주위를 돌던 중, 블랙홀 내부로 가스 에너지를 떨어뜨리면서 상당한 빛과 에너지가 방출됐다는 것”이라고 설명했다. 한편 궁수자리 A*는 초거대 질량의 블랙홀로, 2002년 독일 막스플랑크연구소 연구진이 궁수자리 A* 근처 별의 운동을 관측해 은하 중심에 반경 0.002 광년 속에 태양 질량의 약 430만 배의 천체인 궁수자리 A* 블랙홀이 있음을 밝혀냈다. 이번 연구결과는 ‘천체물리학저널 회보‘(The Astrophysical Journal Letters) 최신호에 실릴 예정이다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr
  • [아하! 우주] 태양 질량의 400억 배…초거대 ‘괴물 블랙홀’ 발견

    [아하! 우주] 태양 질량의 400억 배…초거대 ‘괴물 블랙홀’ 발견

    우리 태양 질량의 무려 400억 배가 넘는 것으로 추정되는 거대한 괴물 블랙홀이 발견됐다. 최근 독일 막스 플랑크 천체물리학연구소 등 공동연구팀은 유럽남방천문대의 세계 최대 천체망원경 VLT(Very Large Telescope)로 초거대 타원형 은하인 '홀름버그 15A'의 중심을 분석한 결과 극대질량 블랙홀을 새로 발견했다고 발표했다. 지구에서 7억 광년 떨어진 곳에 위치한 홀름버그 15A 은하는 약 500개 이상의 은하들이 모여있는 ‘아벨(Abell) 85’라는 은하단(銀河團)의 주요 일원이다. 이번에 새롭게 발견된 블랙홀은 홀름버그 15A의 중심에 똬리를 틀고있으며 태양 질량의 400억 배가 넘어 극대질량 블랙홀(Ultramassive black hole)로 분류됐다.    일반적으로 대부분의 은하들은 그 중심부에 우리 태양 질량의 수백 만 배 심지어 수십 억 배가 넘는 거대한 블랙홀을 품고 있다. 우리 은하 역시 예외가 아닌데 실제 중심에는 태양의 400만 배가 넘는 초질량 블랙홀 ‘궁수자리 A*’가 얌전하게 자리잡고 있다. 블랙홀은 우리의 태양 질량과 비교해 ‘체급’을 나누는데 태양보다 수십 만 배 이상 큰 초질량 블랙홀과 태양보다 3배 이상 큰 항성질량 블랙홀로 구분한다. 특히 우주에는 인간의 상상을 훌쩍 뛰어넘는 블랙홀도 존재하는데 태양의 100억 배 이상 질량을 가진 블랙홀을 극대질량 블랙홀이라 부른다. 연구를 이끈 키아누쉬 메르간 연구원은 "지금까지 발견된 블랙홀 중 가장 거대한 것 중 하나"라면서 "우리 태양계 모든 행성의 궤도를 잡아먹고도 남을 정도"라고 밝혔다.   한편 역대 발견된 것 중 가장 큰 블랙홀은 'TON 618' 이라고 불리는 퀘이사 중심에 자리잡은 블랙홀이 꼽히는데 태양 질량의 무려 660억 배로 추정된다. 이번 연구결과는 국제학술지 ‘천체물리학저널'(Astrophysical Journal) 최신호에 발표됐다.  박종익 기자 pji@seoul.co.kr
  • [아하! 우주] 은하 감싸는 헤일로가 은하를 성장시키는 방법

    [아하! 우주] 은하 감싸는 헤일로가 은하를 성장시키는 방법

    우리은하 같은 나선 은하는 중심의 벌지(bulge)라고 부르는 팽대부와 그 주변에 나선 형태로 감긴 평평한 디스크로 구성되어 있다. 하지만 별이 밀집된 벌지와 디스크 주변을 둘러싼 가스인 은하 헤일로(halo) 역시 은하의 은하계의 일부다. 은하 헤일로의 대부분은 밀도가 낮은 성간 가스이며 여기에 빵 속에 박힌 건포도처럼 구상 성단이나 은하에서 빠져나온 별 등이 존재한다. 일반적으로 은하 헤일로는 은하를 둘러싼 가스 정도로 생각되지만, 최근에는 은하 진화에 큰 영향을 미친다는 연구 결과들이 나오고 있다. 미국 캘리포니아 대학의 과학자들은 하와이에 설치된 10m 구경의 켁(Keck) 망원경을 이용해서 은하 헤일로가 은하 디스크 성장에 연료 역할을 한다는 증거를 발견했다. 연구팀은 별이 활발하게 생성되는 은하 50개를 관측해 은하 헤일로의 역할을 규명했다. 하지만 희미한 가스인 은하 헤일로를 직접 관측하기는 어렵다. 연구팀은 우선 은하계 뒤에 있는 밝은 퀘이사에서 나오는 빛을 이용해 흡수 스펙트럼을 확보했다. 이후 켁 망원경 및 허블 우주 망원경 관측 결과를 비교해 헤일로 가스의 이동 속도와 방향을 계산했다. 연구를 이끈 캘리포니아 대학의 크리스탈 마틴 교수는 헤일로가 은하와 같은 방향으로 회전하고 있으며 이런 일이 매우 흔하게 발생한다고 설명했다. 하지만 일부 헤일로 가스는 속도를 잃고 중력에 의해 디스크 방향으로 흡수된다. 이는 지구 주변을 공전하는 인공 위성이 미세한 마찰로 점차 속도를 잃고 궤도가 낮아져 지구 대기권으로 진입하게 되는 것과 비슷하다. 헤일로 가스의 밀도는 매우 낮지만, 부피는 디스크나 벌지보다 훨씬 크기 때문에 여기서 유입되는 가스는 은하 디스크의 질량을 늘리고 새로운 별을 만들 수 있다. 다시 말해 은하 헤일로가 단순히 은하 주변의 희박한 가스가 아니라 은하를 성장시키는 연료인 셈이다. 연구팀은 앞으로 후속 연구를 통해서 유입되는 가스의 양을 정확하게 측정해 얼마나 빠른 속도로 은하를 성장시키는지 밝혀낼 계획이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com
  • 나선 속 긴 막대모양…은하모양 형성 원리 밝혀졌다

    나선 속 긴 막대모양…은하모양 형성 원리 밝혀졌다

    수백억, 수천억 개의 별(항성)로 이뤄져 빛나는 은하를 찍은 사진을 볼 때마다 신비함을 감출 수 없다. 태양계가 속해 있는 우리은하처럼 나선팔을 가진 나선은하, 럭비공 같은 타원모양 은하 등 다양한 형태는 신비감을 더해주고 있다. 그런데 이런 은하의 모양들은 어떻게 만들어지는걸까. 서울대 물리천문학부 임명신 교수팀이 다양한 은하의 모양을 결정짓는 원리를 규명했다고 30일 밝혔다. 이번 연구결과는 천문학 분야 국제학술지 ‘네이처 애스트로너미’ 최신호(24일자)에 실렸다. 우주에서 가장 흔한 은하는 우리은하처럼 나선팔 모양 구조를 가진 나선은하이다. 나선은하 중 3분의 1은 중심 부분이 막대 모양을 하고 있는데 이런 은하를 ‘막대나선은하’라고 부른다. 막대구조는 막대나선은하의 핵심 부분으로 은하의 별 탄생과 은하 중심에 있는 거대블랙홀 성장에 큰 영향을 미친다. 막대구조 형성에 대한 가설은 여러 가지가 있지만 은하 내부적 요인 때문이라는 형성모델과 주변 은하의 중력 작용 때문이라는 환경효과모델 2가지가 가장 유력하지만 둘 중 어느 것도 정확하게 은하 모양 형성에 대해 설명해주지 못하고 있어 은하모양 형성원리 규명은 우주과학자들에게 난제로 남아있었다. 연구팀은 ‘슬론 디지털 스카이 서베이’라는 외부은하 탐사 관측자료를 정밀 분석해 105개의 은하단과 1377개의 나선은하를 선별했고 이 가운데 16개가 충돌 중인 은하단이라는 것을 밝혀냈다. 특히 충돌 중인 은하단에서 막대나선은하의 발생 빈도가 눈에 띄게 많다는 사실을 확인함으로써 은하단 충돌과정에서 막대구조가 형성될 수 있다는 것을 알아낸 것이다.은하단의 충돌이 막대구조를 만들어 낼 수 있다는 주장은 약 20년 전 한 이론연구에서 제안됐지만 관측이 뒷받침되지 않아 은하구조 연구에서 잊혀져 왔다. 그런데 이번 한국 과학자들의 관측자료 분석에 의해 밝혀지게 된 것이다. 임명신 서울대 교수는 “이번 연구는 은하의 특성이 은하단 충돌이라는 우주의 급격한 환경변화에 의해서도 좌지우지될 수 있다는 것을 밝혀냄으로써 은하구조 연구에 새로운 패러다임을 제시했다는 점에서 뜻깊다”라며 “은하단 충돌이 막대나선은하 다른 특성에 어떤 영향을 미치는지 추가연구를 진행할 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • [아하! 우주] 우리은하 중심에 똬리 튼 거대 블랙홀이 조용한 이유

    [아하! 우주] 우리은하 중심에 똬리 튼 거대 블랙홀이 조용한 이유

    은하 중심에는 거대한 질량을 지닌 블랙홀이 있다. 우리은하 중심의 경우 태양 질량의 400만배에 달하는 거대 질량 블랙홀이 있으며 태양 질량의 수십억 배에 달하는 초거대 질량 블랙홀을 지닌 은하도 존재한다. 은하 중심 블랙홀은 강력한 중력으로 주변의 물질을 흡수하고 남는 물질은 제트의 형태로 분출해 은하의 진화와 물질 분포에 큰 영향을 미친다. 일반적으로 큰 은하일수록 큰 중심 블랙홀을 지니고 있으며 그만큼 많은 물질을 흡수하지만, 항상 은하나 블랙홀의 질량에 비례하지는 않는다. 은하 중심 블랙홀 가운데는 활발히 물질을 흡수하면서 에너지를 방출하는 활동성 은하핵이 있는 반면 큰 덩치에 어울리지 않게 조용히 지내는 경우도 있다. 우리은하 중심 블랙홀은 후자에 속한다. 미 항공우주국(NASA)의 공중 천문대인 소피아(SOFIA, Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy)는 최근 그 이유 중 하나를 발견했다. NASA와 독일우주국이 80대 20으로 투자해 개발한 소피아는 보잉 747에 2.5m 구경 망원경을 설치한 공중 천문대로 성층권에서 적외선 영역 관측을 담당한다. 연구팀은 최근 업그레이드된 고해상도 공중 와이드밴드 카메라-플러스(High-resolution Airborne Wideband Camera-Plus, HAWC+)를 이용해 우리 은하 중심 블랙홀 주변의 자기장을 조사했다.물론 자기장은 망원경으로 직접 관측이 불가능하다. 하지만 편광 극적외선(polarized far-infrared light) 영역 관측을 통해 움직이는 먼지 입자를 조사하면 이 입자에 영향을 주는 자기장을 간접적으로 측정할 수 있다. 연구 결과 우리은하 중심 블랙홀 주변에는 실타래처럼 얽힌 고리 모양의 자기장이 존재해 Y자 형태로 블랙홀로 흡수되는 물질의 흐름을 방해했다. 은하 자기장이 블랙홀의 식사를 방해하는 셈이다. 다만 이번 연구로 우리은하 중심 블랙홀이 조용한 이유가 모두 밝혀진 것은 아니다. 왜 이런 형태의 자기장이 생성되었는지, 그리고 다른 은하에서도 비슷한 일이 발생하는지 아직 답을 찾아야할 의문들이 많이 남아있다. 물론 과학자들은 기꺼이 이 질문의 답을 찾기 위해 연구를 계속할 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com
  • 느릿느릿 황톳길 맨발의 자유…다닥다닥 옛 동네 추억의 여유

    느릿느릿 황톳길 맨발의 자유…다닥다닥 옛 동네 추억의 여유

    걷기가 좋은 줄 누가 모를까요. 걷기 앞에 우리는 늘 인색합니다. 생활이 바쁘다, 바로 앞에 엘리베이터가 있다, 운동복을 아직 안 샀다…. 군색한 변명 앞에 신발 속 발은 점점 하얘집니다. 꽉 조이는 신발에 길든 채 아스팔트 위를 건성으로 걷습니다. 발에도 숨 쉴 틈이 필요합니다. 부실한 몸을 받쳐 주느라 고생하는 발에 휴식을 주러 대전 계족산 황톳길을 찾았습니다. 보드라운 황톳길에 맨발을 올려놓자 발이 환호성을 질렀습니다. 발이 즐거워하자 걷기도 즐거웠습니다. 거대한 설치미술 작품인 양 황톳길에 찍힌 수백 수천 개의 발바닥 위에 신나게 발자국을 보탰습니다. 계족산 황톳길을 걸으면 몸이 알게 됩니다. 걷기가 얼마나 즐거운 일인지, 신발이 옥죄던 발이 얼마나 사뿐히 걸을 수 있는지, 맨발 걷기만으로 닫힌 감각이 얼마나 활짝 열리는지를.●말랑말랑한 찰흙 위를 걷는 듯… 맨발에 주는 휴식 계족산은 424m 높이의 아담한 산으로 대전시 북동쪽에 자리한다. 이곳에 산허리를 휘감은 황톳길이 있다. 길 한쪽에 황토를 깔아 맨발로 걸을 수 있게 했다. 총길이 14.5㎞, 장동산림욕장 입구를 출발해 임도삼거리, 절고개 등 산 중턱을 빙 돌아 원점으로 돌아오는 코스다. 꼬박 걸으면 너덧 시간 정도다. 완주가 부담스럽다면 장동산림욕장 입구에서 계족산성까지 편도 1시간 30분 정도만 걸어도 좋다. 길은 오르내림이 적고 유순하다. 발을 다칠 염려는 하지 않아도 된다. 황토가 메마르면 물을 뿌려 수분을 보충하고 황토를 수시로 부어가며 길을 다진다. 황톳길 초입부터 계족산성 갈림길까지 중간중간 발 씻는 곳이 있어 일부 구간만 맨발로 걸어도 된다. 맨발이 찰흙 놀이를 한다. 말랑말랑한 찰흙 위를 걷는 듯한 느낌에 발이 한껏 신이 났다. 황토의 차진 촉감, 산뜻하게 차가운 온도에 걸음이 가뿐하다. 촉각이 곤두선다. 발바닥에 와 닿는 감촉만으로 황토와 나뭇잎, 여름 열매를 구분하기 시작한다. 발은 어서 걷자고 재촉하는 듯 경쾌하다. 그럴 만도 한 것이 발을 거추장스럽게 하는 것은 아무것도 없지 않은가. 혈액순환에 좋다, 발바닥을 지압해 치매 예방에 효과적이다 등 맨발 걷기의 이로움을 일일이 언급하지 않더라도 맨발 걷기가 몸에 좋은 줄은 몸이 먼저 알아차린다.계족산 황톳길은 길의 역사를 알고 걸으면 더욱 뜻깊다. 모든 일이 그러하듯 시작은 사소했다. 지역 기업인 맥키스컴퍼니 회장이 계족산을 걷던 중 하이힐을 신은 여성에게 자신의 신발을 벗어줬다. 맨발 걷기의 효력 덕인지 회장은 그날 맑은 머리로 단잠에 빠졌단다. 이후 더 많은 사람과 맨발 걷기의 경험을 나누고 싶어 2006년부터 계족산에 황톳길을 조성했다. 전국에서 황토를 모아 덤프트럭 100대분의 황토를 깔았다. 물을 뿌리고 뒤집기를 반복했다. 선한 사람이 선한 마음으로 만든 선의의 길은 이렇게 탄생했다. 장동산림욕장 입구가 계족산 황톳길의 출발점이다. 신발을 벗고 황토에 맨발을 디디자 차가운 기운이 발을 감싼다. “앗 차가워.” 다른 누군가가 응수한다. “진짜 시원하네.” 황토는 햇볕에 달궈진 아스팔트보다 온도가 낮다. 숲의 청량한 기운이 발바닥에서 온몸으로 퍼진다. 황톳길은 수분을 머금어 촉촉하고 차지다. 딛는 대로 발자국이 찍히고 발가락 사이로 황토가 비집고 올라올 정도다. 수백 수천 개의 발자국이 조각된 황톳길은 대형 설치미술 작품 같다. ●삼국시대 축조한 계족산성 … 대전시내·대청호가 한눈에 맨발로 걸은 지 1시간쯤 됐을까. 계족산성으로 오르는 나무 데크가 나온다. 선택은 세 가지. 여기에서 되돌아가거나 내처 걸으며 맨발 걷기를 계속하거나 계족산성을 오르거나. 체력적 여유가 된다면 욕심을 내어 계족산성에 오르기를 권한다. 계족산 황톳길의 또 다른 묘미가 산성 정상에 있기 때문이다. 지금까지의 황톳길이 순탄한 평지였다면 계족산성에 이르는 700m 구간은 제법 가파른 등산로다. 돌 섞인 등산로를 올라야 하므로 신발 착용도 필수다. 20분가량 걸으면 계족산성 정상이다. 계족산성은 삼국시대에 축조했다는 석축산성이다. 산봉우리 테두리에 돌을 쌓아 만들었는데, 성벽 길이가 1037m로 대전에 있는 산성 중 가장 길다. 서쪽 벽과 남쪽 벽에 문터가 남아 있고 우물터, 조선 시대까지 통신 시설로 사용된 봉수대 등도 있다. 가쁜 숨을 몰아쉬며 마주한 풍광은 근사하다. 견고한 성곽 너머 대전 시가지와 대청호가 펼쳐진다. 서문 터에서는 갑천, 대덕 테크노밸리 등 대전 시내가 훤하고, 곡성(성벽 밖에 볼록한 철(凸)자 모양으로 구부러지게 쌓은 성) 오른쪽으로 대청호 물결이 잔잔하다. 대전이 발아래 있는 듯한 느낌이다. 초록의 밀도가 응축된 숲 냄새에 연신 주위를 둘러보고 숨을 들이마신다. 왔던 길을 되돌아가는 길, 누가 시키지 않았는데도 다시 맨발로 걷는다. 황톳길의 찰박이는 소리가 금세 그리웠기 때문이다. 미끄러질 듯 매끈한 황톳길을 느릿느릿 굴린다. 평소 총총거리던 걸음도 ‘빨리빨리’를 외치던 속마음도 내려놓는다. 속도를 내다 넘어질까, 길을 가로지르는 개미 떼를 밟을까, 황토의 부드러움을 잊을까 한 발 한 발 공들여 걷는다. 계족산 황톳길에서 맨발에 자유를 주고 걷기의 즐거움을 체화한다. ●대전 엑스포 당시 주차장을 꾸며 만든 한밭수목원 한밭수목원은 둔산대공원 내에 있는 도심 속 수목원이다. 1993년 대전엑스포 당시 주차장이던 공간을 활용해 수목원으로 꾸몄다. 한밭수목원의 강점은 접근성이다. 대개 수목원은 도심 밖에 있기 마련인데 한밭수목원은 대전 한복판에 자리한다. 교외로 나간다는 ‘큰마음’ 먹지 않고도 미끄러져 들기 좋은 위치다. 수목원은 대전엑스포 시민광장을 중심으로 동원과 서원으로 나뉜다. 6월의 수목원은 열대식물원, 장미원, 수생식물원이 인기다. 열대식물원을 출발해 장미원을 거쳐 수생식물원을 따라 암석원까지 가면 1시간여 동안 수목원의 핫플레이스를 얼추 둘러보는 셈이다. 열대식물원은 야자수, 열대과수, 맹그로브 등 열대 및 아열대식물 250여종을 보존한다. 워싱턴야자와 벵갈고무나무가 울창한 숲 그늘을 만들고, 말레이시아 국화인 하와이무궁화처럼 생소한 꽃도 지천에 핀다. 장미원은 오감이 호사를 누리는 공간. 모니카, 아바에 드 클루니, 에스메랄다 등 이국적인 이름의 장미가 저마다 진한 향기를 뽐낸다. 수생식물원은 호수와 정자가 호젓한 분위기를 연출한다. 여름 바람에 몸을 맡긴 수생식물을 구경하며 동서로 뻗은 나무 데크 산책로를 따라가면 동원 북동쪽, 암석원에 닿는다. 암석원 끝자락의 전망대는 계족산, 엑스포다리, 한빛탑 등이 파노라마로 펼쳐지는 숨은 명소다.●‘철도 도시’ 대전을 간직한 소제동 철도관사촌 대전역 뒤편 소제동에 철도 근로자들이 몸을 누이던 철도관사촌이 있다. 1905년 경부선, 1914년 호남선이 개통되며 논밭밖에 없던 대전이 철도 교통의 중심지가 됐다. 철도 근로자들이 머물 곳이 필요해지자 1927년 소제동에 있던 호수 소제호를 매립해 철도 근로자용 관사촌을 만든 것이다. 일반 주택과 관사가 다른 점은 뭘까. 관사 외부는 삼각지붕과 ‘제00호’ 나무 현판이, 내부는 한 지붕 밑에 두 가구가 대칭으로 거주하는 구조가 특징이다. 마을에 오늘날까지 관사 40여채가 남아 있다고는 하지만 개·보수를 한 곳이 태반인 데다가 밖에선 내부 구조를 알 길이 없다. 그런데도 관사를 식별할 수 있는 건 뾰족한 삼각지붕 덕이다. 목재 비늘판을 인 삼각지붕, 나무 전봇대, 지금은 없어진 대전·충남지역 소주 ‘선양’ 포스터가 마을의 100여년 전을 증언한다.소제동 철도관사촌 일대에 솔랑시울길이 조성돼 있다. 솔랑시울길을 중심으로 솔랑길, 시울길이 잔가지 치듯 뻗어 있다. 비좁은 골목이 이어지는 터라 어디를 기점 삼아 무엇을 보면 좋을지 감을 잡기 어려울 수 있는데 이정표가 될 만한 곳이 있다. 60여년 동안 한 자리를 지킨 대창이용원, 주민들 사랑방 역할을 하는 청양슈퍼다. 청양슈퍼 앞마당은 이따금 마을을 테마로 한 전시가 열린다. 관사촌 내 빈집을 창작 공간으로 쓰는 레지던시, 소제창작촌의 작가들이 기획한 것이다. 작가들은 마을 이야기를 보존하고 외부인에게 소개하며 문화해설사 역할을 톡톡히 한다. 청양슈퍼에서 새둑길로 이어지는 길, 연노란 벽에 주민들을 그린 그림이 걸려 있다. 옛 동네에 얽힌 시간을 지키려는 사람들이 있어 철도관사촌은 아직 건재하다. 글 이수린(유니에스Inc. 여행작가) 장명확(사진작가) ■ 여행수첩 (지역번호 042) →가는 길: 서울에서 자동차로 갈 경우 경부고속도로와 신탄진로를 따라간다. 신탄진IC에서 신탄진 방면으로 우회전 후 신탄진로를 3.4㎞가량 가다 장동 방면으로 우회전하고 ‘계족산성, 황톳길, 산림욕장’ 방면으로 우회전하면 장동산림욕장 주차장이다. 주차장 맞은편이 계족산 황톳길 입구다. →맛집 : 띠울석갈비(627-4242)는 계족산 산행 후 빈속을 채우기 맞춤하다. 참숯에 초벌한 갈비를 돌판에 올려내 고기에 참숯 향이 은은하다. 광천식당(226-4751)은 두루치기를 잘한다. 널찍하게 썬 두부에 칼칼한 양념이 밴 두부 두루치기, 오징어 두루치기가 대표 메뉴다. 마약양꼬치(621-9492)는 중국에서 양꼬치 집을 하던 부부가 운영한다. 마파두부에 향신료를 쓰지 않고 양꼬치 양념에 고수를 적게 쓰는 등 한국인 입맛을 배려했다. →잘 곳 : 굿모닝레지던스호텔휴(489-4000)는 음식을 조리해 먹을 수 있는 레지던스 호텔이다. 객실 내에 주방 가구와 드럼세탁기가 있어 취사와 세탁이 가능하다. 호텔 그레이톤 둔산(482-1000)은 대전지하철 1호선 시청역에서 100m 거리다. 1~2인용 스마트 싱글 객실부터 온돌형 객실까지 객실 선택의 폭이 넓다.
  • [달콤한 사이언스]태양 100만배 크기의 거대블랙홀 가진 왜소은하 발견

    [달콤한 사이언스]태양 100만배 크기의 거대블랙홀 가진 왜소은하 발견

    미국 항공우주국(NASA)이 운영하는 허블 우주망원경이 커다란 심장을 가진 작은 은하를 관측하는데 성공했다. 나사는 허블 우주망원경에 장착된 탐사용 고성능카메라(ACS)와 광대역 행성카메라2(WFPC 2)를 이용해 ‘ESO 495-21’라고 명명된 은하를 촬영하는데 성공했다고 14일 밝혔다. 지구에서 1200광년 정도 떨어져 있는 나침반(Pyxis)자리에 위치한 ESO 495-21는 3000광년에 불과한 작은 크기의 은하이지만 엄청나게 많은 수의 항성(별)을 만들어 내는 것으로 확인됐다. 이 때문에 대형 블랙홀도 여러 개가 있을 것으로 추정되고 있는데 이 정도의 작은 은하에서는 이례적이라고 나사는 밝히고 있다. 나침반자리는 남반구에 위치한 별자리로 한국을 비롯한 북반구에서는 거의 볼 수 없으며 밝기 등급도 3등급 이하여서 육안으로는 거의 볼 수 없다. 보통 별은 은하의 차가운 가스에서 만들어진 거대한 분자구름에서 형성되는데 이번 관측을 통해 ESO 495-21는 크기는 작지만 일반 은하보다 1000배 가랑 빠르게 별을 만들어 내는 ‘폭발적 별생성 은하’(starburst galaxy)로 밝혀졌다. 특히 연구팀이 주목한 것은 ESO 495-21이 빠른 속도로 별을 만들어 내는 것 뿐만 아니라 초대형 블랙홀을 은하 중심에 두고 있다는 점이다. 일반적으로 은하가 클수록 블랙홀의 크기도 커진다. 실제로 우리은하인 은하수의 중심부에 ‘궁수자리*’라는 거대 블랙홀이 있는데 태양 크기의 400만배에 해당할 정도로 엄청난 크기를 자랑한다. 그런데 은하수 크기의 3%에 불과한 왜소은하인 ESO 495-21의 중심에 태양보다 100만배 정도 큰 블랙홀이 위치해 있다는 것 역시 매우 이례적인 일이라고 연구팀은 설명하고 있다. 이 때문에 은하의 초거대질량 블랙홀의 기원에 대한 논란을 풀어낼 수 있는 단서가 제공될 것으로도 기대되고 있다. 지금까지 천문학계에서는 은하계가 먼저 형성되고 중심에 있는 물질들이 블랙홀로 만들어지는 것인지, 거대 블랙홀이 주변에 별들을 모아 작은 은하를 형성해 발전하는지에 대한 논란이 지속되고 있는 상황이다. 나사 연구진은 “이번 관측을 통해 은하와 거대 항성이 어떻게 형성되고 진화되는지에 대한 매우 흥미로운 단서를 찾을 수 있을 것”이라며 “특히 왜소은하의 한 가운데서도 거대 블랙홀이 발견된 것은 은하 생성 과정에서 블랙홀이 먼저 생성됐다는 강력한 징후로 볼 수 있다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • 켜켜이 쌓인 시간의 길, 골목골목 낭만을 거닐다

    켜켜이 쌓인 시간의 길, 골목골목 낭만을 거닐다

    부침의 세월 겪은 전주성 풍남문 위용 형형색색 이국적 향기 품은 전동성당 비밀처럼 뻗어 있는 경기전 대나무숲 한복 맵시 부린 관광객 노니는 태조로 오독대 누각 아래 시원한 휴식은 덤전북 전주는 한 해 1100만명 넘는 관광객이 다녀가는 국내 최고의 여행지다. 여행을 좋아한다는 사람 중에서 안 가본 사람을 찾기 힘들 정도로 수많은 사람들이 다녀간 도시지만, 방문객은 해마다 늘고 있다. 보고 또 봐도 좋은 우리 옛것의 전통 위에 전주 토박이 문화가 세월따라 하나둘 쌓이고 트렌드에 뒤처지지 않는 새것이 어우러지면서 지금의 전주를 꽃피우고 있기 때문이 아닐까. 구도심의 한옥마을부터 새 옷을 입은 팔복예술공장까지 전주의 과거와 현재를 아우르는 시간을 천천히 걸었다. 전주 여행의 시작점은 조선시대 전주부성의 남문인 풍남문(보물 제308호)이다. 이곳에서 오목대까지 이어지는 550m가량의 큰길을 중심으로 한옥마을이 뻗어 있다. 전주는 전라도 전체뿐 아니라 제주도까지 관장하던 전라감영 소재지였다. 전라감영을 중심으로 한 옛 전주를 둘러싼 성곽에는 동서남북 네 개의 출입문이 있었는데 지금은 풍남문만 남아 옛 위상을 알려주듯 우뚝 서 있다. 풍남은 풍패의 남쪽이라는 뜻이다. 풍패는 중국 한나라 고조 유방의 고향으로 조선왕조도 자신의 발원지인 전주를 그곳에 빗대 풍패지향으로 부르기도 했다. 국내의 많은 문화재들이 그렇듯 풍남문도 세월의 부침을 겪었다. 선조 30년 정유재란 때 모두 파괴됐다가 영조 때 다시 지어졌다. 1767년 큰 화재로 소실된 것을 이듬해에 재건했고 풍남문이라는 이름이 그때 붙었다. 세월이 지나며 다시 크게 훼손됐다가 40년 전 보수공사를 통해 제 모습을 찾았다. 서울의 숭례문처럼 주변을 에워싼 도로 가운데 섬처럼 덩그러니 남았지만 위용을 잃지 않은 모습에서 옛 전주성의 풍채를 상상해 본다.풍남문을 지나 한옥마을 안으로 들어서면 과거와 현재가 뒤섞인 전주한옥마을만의 독특한 풍경이 펼쳐진다. 가장 먼저 마주하게 되는 것은 전동성당이다. 한국 최초의 천주교 순교자인 윤지충과 권상연이 1791년 신해박해 때 이곳에서 참수형을 당했다. 10년 뒤 신유박해 때도 전라도 천주교의 지도자급 인물들이 숱하게 처형됐다. 윤지충·권상연 순교 100주년이 되던 해 프랑스 선교사 보두네 신부가 이곳에 교회 터를 마련했고 공사를 시작한 지 23년 만인 1931년 로마네스크 양식의 건물이 완공됐다. 둥근 지붕 아래 오랜 세월이 묻은 회색 벽돌과 붉은 벽돌이 조화를 이루면서 한옥마을에서 가장 이색적인 정취를 자아낸다. 소박한 내부에는 화려하기보단 단아한 느낌의 스테인드글라스를 통해 들어온 빛이 은은하게 퍼진다.미사객과 관광객의 발길이 끊이지 않는 전동성당은 금요일 밤이면 색다른 모습으로 치장한다. 지난달 10일부터 시작한 미디어파사드 공연 ‘빛의 성당’이 오는 21일까지 7주간 열리고 있다. 천지창조, 순교자들의 숭고함, 평화의 메시지를 주제로 한 신비로운 빛의 마술이 성당 위에 흩뿌려진다. 전동성당 맞은편 경기전은 한옥마을의 중심 문화재다. 태조 이성계의 어진(초상화)을 모신 건물이 경기전이다. 주변으로 전주 이씨 시조인 이한과 그 부인의 위패를 모신 조경묘, 실록을 보관하던 전주사고, 어진 봉안 600주년을 맞아 2010년 지어진 어진박물관 등이 함께 있다. 경기전 한편의 작은 대나무숲은 놓치지 말아야 할 포토존이다. 잔바람에도 귓속말을 속삭이듯 바스스 떠는 대나무가 비밀처럼 난 문 위로 머리를 맞대고 뻗어 있다. 경기전을 빠져나와 한복을 차려 입은 관광객들로 북새통을 이루는 태조로를 따라 걷는다. 갖가지 길거리 음식이 즐비한 골목마다 한복을 차려 입은 관광객들이 북적인다. 서양 왕실의 드레스처럼 한껏 부풀어 오른 치마와 그 위에 금실, 레이스 등 화려한 장식을 덧댄 한복이 가장 많이 보인다.진짜 옛 멋을 잃고 상업화된 거리, 우리의 전통 한복과는 거리가 먼 국적 불명의 옷이라는 비판도 있지만 전주한옥마을에서의 한때를 즐기러 온 사람들에게는 그것 그대로 소중한 추억이 된다. 1920년대 모던걸, 모던보이 스타일의 의상이나 1970년대 교복도 인기다. 어우동 차림으로 멋을 낸 중년의 친구들이 매순간을 사진에 담고, 어린 남학생들이 한복 치마를 입고 살포시 화장까지 한 얼굴로 유쾌하게 거리를 활보한다. 가장 한국적인 공간으로 알려진 곳이지만 전통이라는 굴레에 갇혀 있기보다 일상을 잠시 벗어나 저마다의 소소한 축제를 만끽하려는 사람들이 모여 생동감 넘치는 공간으로 색을 입힌다. ‘혼불’의 작가 최명희의 섬세한 감수성을 간접적으로나마 느껴 볼 수 있는 최명희문학관을 둘러본다. 전통한지원과 부채박물관에서 전통문화를 살펴보고 작은 갤러리들에 하나씩 발걸음을 멈춘다. 골목골목을 돌아다니다 오목대 가는 길에 이른다. 오독대는 평지인 한옥마을 동쪽 나지막한 언덕 위에 지어진 누각이다. 나무 데크 계단을 따라 오르다 보면 한옥마을이 내려다보이는 풍경과 마주한다. 오목대까지 오르면 더 멋진 경치가 나올 것 같지만 나무에 둘러싸여 있어 전망이 없는 것이 아쉽다. 다만 신발을 벗고 누각 위에 앉아 그늘 아래 시원한 바람을 마주할 수 있어 좋다. 글 사진 전주 이정수 기자 tintin@seoul.co.kr
  • [아하! 우주] 다른 은하서 온 그대…북두칠성 안에 외계은하서 온 별 있다

    [아하! 우주] 다른 은하서 온 그대…북두칠성 안에 외계은하서 온 별 있다

    북두칠성 안에 있는 별 중 하나는 외계 은하에서 온 별인 것으로 밝혀졌다. 별빛을 분광기로 분석하여 스펙트럼을 조사하면 각 별의 화학적 성분을 알려주는 특징적인 암선들이 나타나는 데, 이를 해당 별의 화학적 지문이라 한다. 새 연구는 이를 단서로 북두칠성 안의 한 별이 우리은하가 아닌 외부 은하에 속했던 별임을 밝혀냈다. ​ 이 별의 독특한 화학적 성분은 우리 은하계에 있는 여느 별들과는 다르며, 오히려 가까운 왜소은하에 있는 별들과 더 많은 공통점을 가지고 있다고 새 연구들이 밝히고 있다. 중국과학원 등 국제공동연구팀은 J1124 + 4535라는 이름의 이 괴짜 별은 오래 전 우리은하와 충돌한 왜소은하에서 온 것으로 새 연구에서 제안했다. 그 이론에 따르면, 충돌한 왜소은하가 떨어져 나갔을 때, 이 별이 홀로 좌초되었다는 것이다. 이런 일은 은하의 역사에서 그렇게 흔하진 않지만, 그래도 종종 다른 은하에서 이주한 별들이 유입되는 경우가 끊임없이 이어져오고 있다. 이 별은 2015년 세계 최대 규모의 천체 스펙트럼 분광망원경인 중국의 라모스트(LAMOST, Large Sky Area Multi-Object Fiber Spectroscopic Telescope)에 의해 큰곰자리에서 처음 발견되었다. 그후 2017년 일본의 스바루 망원경에 의해 고해상도 이미지가 포착됐다고 4월 29일 ‘네이처 아스트로노미’(Nature Astronomy)지에 보고되었다. J1124의 스펙트럼을 판독해본 결과, 마그네슘 같은 금속 원소의 함량은 우리은하의 별들에 비해 상대적으로 낮은 반면, 희토류 원소인 유로퓸(europium)의 비율은 높은 것으로 나타났다. 이는 곧, 이 별이 우리은하에 비해 별의 생성 속도가 현저히 느린 왜소 은하 출신이라는 점을 뜻한다. 같은 은하에서 생성된 별은 대부분 비슷한 화학적 조성을 지니고 있다. 별의 화학적 조성은 별이 형성된 곳의 우주 먼지와 가스 구름의 성분을 반영한다. 가까운 이웃 별들은 일반적으로 동일한 재료로 만들어진 만큼 유사한 화학적 성분을 가지게 마련이다. 어떤 별이 한 그룹에서 전혀 다른 조성을 보이면 과학자들은 그 별이 어디서 태어난 것인지 찾게 된다. 이전의 연구들은 오래 전 우리은하가 왜소은하와 충돌하고 흡수함으로써 형성되었다는 사실을 발견했다. J1124 + 4535와 같은 금속 원소 비율이 낮은 별은 현재 우리은하를 돌고 있는 왜소은하에서 흔히 볼 수 있다고 과학자들은 보고했다.이 연구에 따르면, J1124 + 4535에 대한 화학적 분석은 수십억 년 전 우리은하를 형성한 은하 합병에 대한 ‘가장 명확한 화학적 증거’를 제공한다. 그러나 이것은 우리은하의 격동의 역사를 암시하는 유일한 우주적 증거는 아니다. 우리은하 중심의 팽대부는 약 100억년 전 소시지 모양의 왜소 은하와 충돌한 결과라고 과학자들은 보고 있다. 이 사건으로 인해 수십억 개의 별이 유입되어 우리은하의 중심을 부풀게 만들었다. 그 중 어떤 별들은 우주에서 가장 오래된 천체에 속한다. 우리은하의 미래에는 훨씬 격동적인 사건이 기다리고 있다. 우리은하는 현재 대마젤란 은하와 충돌하는 코스에 있다. 다행스럽게도 적어도 20억 년 안에는 충돌이 일어나지는 않을 것이다. 그리고 그 충돌 다음에는 20~30억년 후 안드로메다 은하와의 충돌이 또 기다리고 있다. 물론 그때까지 지구 행성에 인류가 생존해 있지는 않겠지만, 만약 인간이 있다면 지구 하늘전체를 가리며 두 은하가 충돌하는 장관을 볼 수 있을 것이다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com  
  • [아하! 우주] 금은 어떻게 만들어졌나…회전하는 별 붕괴하면서 생성

    [아하! 우주] 금은 어떻게 만들어졌나…회전하는 별 붕괴하면서 생성

    금이나 우라늄 등 중원소들이 우주에서 어떻게 생성되었는가를 밝힌 새 연구결과가 발표되었다. 새 연구에 따르면, 우주에 존재하는 대부분의 중원소들은 급속도로 회전하는 별들이 붕괴되면서 생성된 것이다. 자연에 존재하는 원소의 종류는 약 90여 가지인데, 그중에서 가장 가벼운 세 가지 원소인 수소, 헬륨, 리튬은 빅뱅 직후 1 분 남짓 흐른 우주의 초기 단계에서 나타났다. 원소 주기율표에서 원자번호 26번인 철(Fe)까지 이르는 원소들은 대부분 나중에 별들의 중심부에서 핵융합으로 만들어졌다. 그러나 주기율표에서 철보다 무거운 금과 우라늄과 같이 중원소가 생성되는 방식은 오랫동안 풀리지 않은 수수께끼였다. 이전의 연구가 제안한 핵심 단서로, 원자핵은 종종 빠른 속도로 충돌하는 중성자를 흡수하는데, 이 현상은 ‘r-프로세스’로 알려져 있다. “우리가 주기율표 탄생 150주년을 축하하는 올해까지도 우주의 중원소가 어떻게 생성되는지에 관해서 잘 모른다는 사실이 무척이 흥미로운 주제라는 생각이 들었다”고 캐나다 워털루 소재의 이론물리학 연구소의 대니얼 시겔 대표저자가 8일(현지시간)스페이스닷컴과의 인터뷰에서 말했다. 그러한 중원소에는 휴대용 전자제품에 쓰이는 금과 백금, 희토류 원소가 포함되어 있다. 2017년 LIGO(레이저 간섭계 중력파 관측소)와 Virgo 중력파 관측소를 통해 탐지된 중력파의 발견으로 인해 천문학자들은 중성자 별끼리의 충돌을 감지했다. 중성자 별은 초신성으로 알려진 대폭발로 죽어버린 별의 중성자들이 고밀도로 압축되어 만들어진 별로, 일종의 거대 항성의 시체라 할 수 있다. 중력파 발견은 연구자들로 하여금 대부분의 r-프로세스 원소가 중성자 별의 충돌-합병 때 벼려진 것이라는 결론에 도달했다. 천체의 거대한 충돌시 일어나는 극도의 고압-고온 환경이 중성자들을 핵자 속에 박아넣음으로서 중원소들을 생성하게 되었다는 것이다. 이러한 과정은 순식간에 일어나기 때문에 중원소들이 대량으로 생성되지는 않는다. 이것이 우주에 중원소들이 수소나 헬륨, 철보다 귀한 이유이자, 금이 쇠보다 비싼 이유이기도 하다. 2017년에 발견된 중성자 별 충돌은 블랙홀을 낳았다. 이전의 연구는 r-프로세스 원소의 대부분은 별들의 충돌 때 형성되는 블랙홀 주변의 강착원반에서 생성되는 것이라고 제안했다. “우리는 똑같은 물리학이 완전히 다른 천체 물리학 시스템에서도 발견될 수 있다는 것을 바로 깨달았다”고 시겔 교수는 밝혔다. 연구진은 붕괴되는 별 주위에 형성될 것으로 예상되는 강착원반에 대한 컴퓨터 시뮬레이션을 개발하여, 빠르게 회전하는 거대 항성이 종말을 맞으면서 초신성과 블랙홀로 진행해가는 과정을 추적했다. ​ 시겔 교수는 “우리는 이 강착원반에서 새로 태어난 블랙홀 주변에 많은 물질이 순환하는 것을 발견했다”면서 “전자, 양전자, 중성미자와 같은 입자들은 강착원반의 가장 안쪽 고밀도 영역에서 양성자를 중성자로 변환시키는 방식으로 상호작용하여 금이나 백금 같은 중원소를 생성한다”고 설명한다. 이어 “이번 연구에서 발견한 사실은 우리은하에서 무거운 원소 함량의 80% 이상을 거대 항성의 붕괴가 생산해야 한다는 것”이라면서 “거의 20%는 중성자 별 합병에서 나온 것”이라고 덧붙였다. 앞으로 강력하게 자화된 별이 초신성 폭발을 일으킬 때 만들어지는 다른 종류의 강착원반에서 원소가 어떻게 벼려지는지 연구할 예정이라고 밝히는 시겔 교수는 “우리는 또한 은하의 형성과 화학적 진화에 대한 우리의 연구결과가 우주론적으로 어떤 의미를 갖는지 탐구할 것”이라고 밝혔다. 이번 연구결과는 온라인판 ‘네이처’ 지 5월 8일자에 발표됐다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com  
  • [아하! 우주] 사상 처음으로 블랙홀 ‘민낯’ 보여준 은하 M87의 비밀

    [아하! 우주] 사상 처음으로 블랙홀 ‘민낯’ 보여준 은하 M87의 비밀

    최근 미국, 유럽은 물론 한국 등 과학자 200여 명으로 구성된 ‘사건지평선망원경'(EHT)은 사상 최초로 블랙홀과 그 주변의 실제 모습을 관측했다. 비록 단순한 도넛 모양의 사진이지만, 과학자들은 물론 일반 대중에게도 큰 인상을 남긴 과학적 성과였다. 하지만 이번에 EHT가 관측한 블랙홀의 고향인 M87 은하(혹은 처녀자리 A 은하) 역시 블랙홀만큼이나 흥미로운 은하다. M87 은하는 지구에서 5500만 광년이나 떨어져 있지만, 워낙 밝고 거대한 타원 은하라 지구에서도 쉽게 관측된다. 물론 거리 때문에 맨눈으로는 볼 수 없지만, 이미 1781년에 천문학자 샤를 메시에에 의해 관측되어 M87(Messier 87)이라는 명칭을 얻었다. 이후 1918년, 미국의 천문학자인 허버 커티스는 M87이 중심부에서 나온 가시 같은 직선 모양 구조를 가지고 있다는 사실을 발견했다. 당시에는 그 정체를 몰랐지만, 이 독특한 구조물의 정체는 블랙홀에서 뿜어져 나오는 입자의 흐름인 제트(jet) 였다. 블랙홀로 빨려 들어가는 물질이 너무 많으면 상당수 물질은 흡수되는 대신 자기장을 따라 블랙홀의 양 축으로 방출된다. 따라서 많은 물질을 빨아들이는 은하 중심 블랙홀은 역설적으로 엄청난 물질을 거의 광속에 가까운 속도로 방출한다. 이를 블랙홀의 제트라고 한다. M87 은하는 우리 은하의 수백 배에 달하는 질량을 지닌 거대 은하로 그 중심에는 태양 질량의 65억배에 달하는 거대 질량 블랙홀이 존재한다. 여기서 뿜어져 나오는 제트는 5000광년 이상 길이를 지녀 블랙홀의 제트를 연구하는 과학자들에게 중요한 연구 대상이다.최근 미 항공우주국 제트추진연구소 과학자들은 허블우주망원경 및 스피처우주망원경, 그리고 미 국립 전파 망원경 관측소의 VLA(Very Large Array) 이미지를 EHT의 블랙홀 이미지와 합성해 이번에 관측한 블랙홀의 본체와 그 주변 제트를 비교했다.(사진) 거대한 솜털 같은 M87 은하의 중심부를 확대하면 양 방향으로 뿜어져 나오는 제트의 모습을 볼 수 있는데, 사실 지구 반대 방향으로 나오는 제트는 블랙홀에 가려 직접 관측이 어렵다. 과학자들은 전파 망원경을 통해 제트에 의한 충격파를 관측해 간접적인 방법으로 양쪽 방향으로 퍼지는 제트의 모습을 확인할 수 있다. 그리고 이 제트의 중심점에는 EHT로 관측한 M87 은하 중심 블랙홀이 존재한다. 24만 광년에 달하는 M87 은하에 비해 제트는 작은 크기이며 중심 블랙홀은 제트와는 비교할 수 없을 만큼 작은 크기다. 따라서 작은 사각형에서 블랙홀의 크기는 매우 작은 점으로 표시했다. 이를 보면 이번에 EHT가 얼마나 작은 점을 관측했는지 가늠할 수 있다. M87 은하는 지구에서 비슷한 거리에 있는 은하 가운데 가장 거대한 것으로 대형 타원 은하와 초대형 블랙홀을 연구하는 과학자들에게 오랜 세월 흥미로운 관측 대상이었다. 앞으로도 이 미스터리한 거대 은하와 블랙홀에 대한 연구가 계속될 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com
  • [아하! 우주] ‘왜곡된 시공간’ 보여주다…블랙홀 V404의 춤추는 제트

    [아하! 우주] ‘왜곡된 시공간’ 보여주다…블랙홀 V404의 춤추는 제트

    블랙홀에서 격렬하게 요동치며 뿜어져나오는 입자의 제트 흐름이 발견되었다. 이같이 빠른 속도로 요동치는 제트는 블랙홀의 강한 중력이 주변의 공간을 크게 왜곡하고 있기 때문이라고 천문학자들은 해석하고 있다. 백조자리 V404(V404 Cygni)라는 이름의 블랙홀은 지구에서 약 8000 광년 떨어진 곳에 위치해 있으며, 블랙홀 치고는 비교적 작은 크기로 태양의 9배에 불과하다. 쌍성계를 이루고 있는 이 블랙홀은 서로의 둘레를 공전하는 태양과 같은 동반성으로부터 물질을 빨아들이고 있는데, 블랙홀로 빨려들어가는 물질은 블랙홀 주위에 강착원반을 형성한다. ​ 블랙홀에 떨어지는 입자 중 일부는 분출하는 제트를 통해 외부로 빠져나간다. 이 제트는 블랙홀의 회전축에서 빛의 속도의 절반에 해당하는 강력한 플라즈마의 빔을 형성한다. 천문학자들은 이전에도 블랙홀 제트를 관측한 적이 있지만, 백조자리 V404의 것처럼 단 몇 분 만에 빠르게 요동치는 제트를 본 것은 이번이 처음이다. 밀러-존스와 그 동료들은 미국립과학재단(NSF)이 운영하는 초장기선 전파망원경배열인 VLBA(Very Long Baseline Array)를 사용하여 백조자리 V404를 관측했다. 1938년 밝은 빛을 발산한 이후 관측 대상이 되어온 이 블랙홀은 2015년에 발생한 최근의 폭발로 블랙홀에 대한 새로운 관심을 불러일으켰고, 그때 밀러-존스 팀이 본 연구에 위한 관측을 시작했다.연구원들이 블랙홀을 처음 관찰하고 VLBA 데이터의 이미지를 결합했을 때, 제트는 “빠르게 변하고 있었기 때문에 4시간짜리 이미지에서도 단지 흐릿한 얼룩만을 보았을 뿐”이라고 연구에 참여한 알렉스 테타렌코 하와이 동아시아 천문대원이 밝혔다.​ 천문학자들은 일반적으로 블랙홀을 관찰하기 위해 장시간 노출을 사용하지만, 이번에는 V404의 제트를 명확하게 볼 수 있도록 전략을 수정해야 했다. 그들은 70초 노출로 100개 이상의 이미지를 잡아서 애니메이션으로 결합했다. 공동저자로 이 연구에 참여한 그레그 시바코프 앨버타 대학 천문학자는 “이 천문학적인 발견은 블랙홀과 은하들이 어떻게 형성되었는가 하는 문제에 대해 우리의 이해를 심화시켰으며, 우리가 어떻게 존재하게 되었는가 하는 큰 질문에 대해 많은 시사를 던져주고 있다”고 밝혔다. 블랙홀 제트의 격렬한 춤은 앨버트 아인슈타인의 일반 상대성 이론으로 설명될 수 있다고 천문학자들은 믿고 있다. 이 이론에 의하면, 거대한 질량체는 주변의 시공간을 왜곡하는 것을 보인다. “거대 질량체가 회전할 때, 그 중력 영향은 공간과 시간을 그 주위로 끌어당기는데, 이것이 좌표계 이끌림(frame-dragging)이라 불리는 효과”라고 국립전파천문대(NRAO) 관계자는 설명한다. 입자가 블랙홀 쪽으로 빨려들어감에 따라 강착원반은 중심에 더 밀집되고 더 뜨거워진다. 원반의 중앙에는 복사 압력으로 ‘부풀어오른’ 고밀도의 도넛형 반지가 형성된다. 강착원반의 지름은 약 1000만km인 반면, 도넛은 겨우 수천km에 불과하다. 이곳이 바로 엄청난 중력에 의해 왜곡된 공간이다. 블랙홀의 스핀 축이 블랙홀의 공전면과 어긋남으로 인해 좌표계 이끌림 현상이 발생하는 것으로 보인다. NRAO 관계자는 “프레임 드래그 효과가 디스크 안쪽 부분을 휘게 만든 다음 뒤틀린 부분을 뒤쪽으로 끌어당기게 된다”면서 “제트가 내부 디스크나 블랙홀에서 발생하기 때문에 제트 방향이 바뀌어 VLBA에서 관찰된 제트 요동이 나타나는 것”이라고 설명했다. 밀러-존스 대표저자는 “아인슈타인의 일반인 상대성 이론에 의해 제트 요동이 유발된다”면서 “이 현상이 느려지면서 회전하는 꼭대기가 요동하는 것이라고 생각할 수 있다”고 밝혔다. 이처럼 백조자리 V404 제트의 격렬한 요동에 대해서는 설명할 수 있지만 아직 그 제트가 어디에서 유래되었는지는 정확히 파악하지 못하고 있다. 다른 블랙홀의 제트 역시 마찬가지다. 과학자들은 제트가 블랙홀의 강착원반 안쪽 부분이나 블랙홀 자체에서 유래할 것이라고 예측하고 있다. 그러나 제트의 기원에 관계없이 이 새 연구는 내부 강착원반의 흔들림이 “제트를 직접 분출하거나 방향을 바꾸는 데 역할을 할 수 있을 것”이라고 제안했다. 논문은 4월 20일자(현지시간) ‘네이처’ 지에 발표되었다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com 
  • [이광식의 천문학+] 블랙홀 초간단 정리 - 상상 이상으로 기괴한 블랙홀

    [이광식의 천문학+] 블랙홀 초간단 정리 - 상상 이상으로 기괴한 블랙홀

    이론과 간접 증거로만 존재했던 블랙홀을 인류가 마침내 확인했습니다. 세계 8곳의 전파망원경을 연결하여 만든 지구 크기의 가상 망원경인 ‘사건지평선 망원경’(EHT·Event Horizon Telescope)으로 블랙홀을 포착함으로써 1세기 넘게 추적해온 블랙홀의 실체를 드디어 파악하기에 이른 것입니다. 이로써 1915년 발표된 알버트 아인슈타인의 일반 상대성 이론은 다시 한번 검증에 거뜬히 통과하는 쾌거를 이룩했습니다. 즉, 물체의 질량이 주변 시공간을 휘게 하며, 질량이 클수록 시공간의 곡률은 더욱 큰 곡률을 갖게 된다는 내용입니다. 천문학 최대의 화두인 블랙홀이란 과연 무엇일가요? 초간단 정리해보겠습니다. 상상 속에서 태어난 ‘검은 별’(Dark stars) 블랙홀은 우주에서 가장 기이하고도 환상적인 천체라 할 수 있습니다. 물질밀도가 극도로 높은 나머지 빛마저도 빠져나갈 수 없는 엄청난 중력을 가진 존재입니다. 가까이 접근하는 모든 물체를 가리지 않고 게걸스럽게 집어삼키는 중력의 감옥, 블랙홀. 모든 연령층, 모든 직업군을 아우르면서 블랙홀에 대해 크나큰 관심을 불러일으키고 상상력을 자극하는 것은 대체 무엇 때문일까요? 이 괴이쩍은 존재는 최초로 인간의 상상 속에서 태어났습니다. 1783년, 천문학에 관심이 많던 영국의 지질학자 존 미첼이 밤하늘의 별을 보면서 엉뚱한 생각을 합니다. 뉴턴의 중력 법칙과 빛의 입자설을 결합하여, '별이 극도로 무거우면 중력이 너무나 강한 나머지 빛마저도 탈출할 수 없게 되어 빛나지 않는 검은 별이 될 것이다' 이것이 블랙홀 개념의 첫 씨앗이었습니다. 미첼은 이런 생각을 쓴 편지를 왕립협회로 보냈습니다. '만약 태양과 같은 밀도를 가진 어떤 구체의 반지름이 태양의 500분의 1로 줄어든다면, 무한한 높이에서 그 구체로 낙하하는 물체는 표면에서 빛의 속도보다 빠른 속도를 얻게 될 것이다. 따라서 빛이 다른 물체들과 마찬가지로 관성량에 비례하는 인력을 받게 된다면, 그러한 구체에서 방출되는 모든 빛은 구체의 자체 중력으로 인해 구체로 되돌아가게 될 것이다' 그러나 당시 과학자들은 이론적인 것일 뿐, 그런 별이 실재하지는 않을 거라 생각하고 무시했습니다. 이러한 ‘검은 별’ 개념은 19세기 이전까지도 거의 무시되었는데, 그때가지 빛의 파동설이 우세했기 때문에 질량이 없는 파동인 빛이 중력의 영향을 받을 것이라고는 생각하기 힘들었기 때문입니다. 블랙홀 등장, 백조자리 X-1 그로부터 130년이 훌쩍 지난 1916년, 아인슈타인이 우주를 기술하는 뉴턴 역학을 대체하여 시간과 공간이 하나로 얽혀 있음을 보인 일반 상대성 이론을 발표한 직후, 검은 별 개념은 새로운 활력을 얻어 재등장했습니다. 일반 상대성 이론은 중력을 구부러진 시공간으로 간주하며, 질량을 가진 천체는 주변 시공간을 휘게 만든다는 이론입니다. 독일의 카를 슈바르츠실트가 아인슈타인의 중력장 방정식을 별에 적용해서 방정식의 해를 구했습니다. 그 결과, 별이 일정한 반지름 이하로 압축되면 빛마저 탈출할 수 없는 강한 중력이 생기게 되고, 그 중심에는 모든 물리법칙이 통하지 않는 특이점이 나타난다는 것을 알았습니다. 이것을 '슈바르츠실트 반지름'이라고 부릅니다. 이는 어떤 물체가 블랙홀이 되려면 얼마만한 반지름까지 압축되어야 하는가를 나타내는 반지름 한계치입니다. 이에 대해 아인슈타인은 “슈바르츠실트 반지름은 수학적 해석일 뿐, 실재하지 않는다는 것을 내 연구는 보여준다”면서 인정하지 않았습니다. 그러나 그 뒤 핵물리학이 발전하여 충분한 질량을 지닌 천체가 자체 중력으로 붕괴한다면 블랙홀이 될 수 있다는 예측을 내놓았고, 이 예측은 결국 강력한 망원경으로 무장한 천문학자들에 의해 관측으로 입증되었습니다. 1963년 미국 팔로마산 천문대는 심우주에서 유독 밝게 빛나는 천체를 발견했는데, 그것이 검은 별의 에너지로 형성된 퀘이사임을 확인했습니다. 오로지 상상 속에서만 존재하던 검은 별이 2세기 만에 마침내 실마리를 드러낸 것입니다. 사실 이전에는 ‘블랙홀’이란 이름조차 없었습니다. 대신 ‘검은 별’, ‘얼어붙은 별’, ‘붕괴한 별’ 등 이상한 이름으로 불려왔죠. ‘블랙홀’이란 용어를 최초로 쓴 사람은 미국 물리학자 존 휠러로, 1967년에야 처음으로 일반에 소개되었으며, 블랙홀의 실체가 발견된 것은 1971년이었습니다. 그 존재가 예측된 지 거의 200년이 지나서야 이름을 얻고 실체가 발견된 셈입니다. 1971년 미 항공우주국(NASA)의 X-선 관측위성 우후루는 블랙홀 후보로 백조자리 X-1을 발견했습니다. 강력한 X-선을 방출하는 이것이 과연 블랙홀인가를 놓고 이론이 분분했는데, 급기야는 과학자들 사이에 내기가 붙었습니다. 1974년 스티븐 호킹과 킵 손 사이에 벌어진 내기에서 호킹은 백조자리 X-1이 블랙홀이 아니라는 데에 걸었고, 킵 손 교수는 그 반대에 걸었습니다. 지는 쪽이 성인잡지 ‘펜트하우스’ 1년 정기 구독권을 주기로 했죠. 1990년 관측자료에서 특이점의 존재가 입증되자 호킹은 내기에 졌음을 인정하고 잡지 구독권을 킵 손에게 보냈는데, 그 일로 킵 손 부인에게 엄청 원성을 샀다고 합니다. 2005년에는 우리은하 중심에서도 블랙홀이 발견되었는데, 최신 관측자료에 의하면 전파원 궁수자리 A*가 태양 질량의 430만 배인 초대질량 블랙홀임이 밝혀졌습니다. 영화 ‘인터스텔라’ 제작에 자문역으로 참여하기도 했던 킵 손은 나중에 블랙홀 존재를 결정적으로 입증한 LIGO(레이저 간섭계 중력파 관측소)의 블랙홀 중력파 검출로 노벨 물리학상을 받았습니다. 블랙홀 연구에 큰 업적을 남긴 호킹은 노벨상을 받지 못해 안타깝게도 킵 손에게 두 번이나 패배한 형국이 되었습니다.블랙홀 존재, 어떻게 알 수 있나? 블랙홀은 엄청난 질량을 갖고 있지만 덩치는 아주 작습니다. 그만큼 물질밀도가 극도로 높다는 뜻이죠. 예컨대 태양이 블랙홀이 되려면 얼마나 밀도가 높아야 할까요? 슈바르츠실트 반지름의 해 공식으로 구해보면, 70만㎞인 반지름이 3㎞까지 축소되어야 하며, 밀도는 자그마치 1cm^3에 200억 톤의 질량이 됩니다. 각설탕 하나 크기가 그만한 무게가 나간다는 얘기죠. 지구가 블랙홀이 되려면 반지름이 우리 손톱 정도인 0.9cm로 작아져야 합니다. 이처럼 초고밀도의 블랙홀은 중력이 극강이어서 어떤 것도 블랙홀을 탈출할 수가 없습니다. 지구 탈출속도는 초속 11.2㎞이며, 빛의 초속은 30만㎞입니다. 블랙홀의 중력이 너무나 강해 탈출속도가 30만㎞를 넘기 때문에 빛도 여기서 탈출할 수가 없는 거죠. 따라서 우리는 블랙홀을 볼 수가 없습니다. 그런데 과학자들은 블랙홀의 존재를 확인할 수가 있습니다. 어떻게? 블랙홀이 주변의 가스와 먼지를 강력히 빨아들일 때 방출하는 X-선 복사로 그 존재를 탐색할 수 있습니다. 우리은하 중심부에 있는 초대질량 블랙홀은 두터운 먼지와 가스로 뒤덮여 있어 X-선 방출을 가로막고 있습니다. 물질이 블랙홀로 빨려들어갈 때 블랙홀의 사건 지평선 입구에서 안으로 들어가지 않고 스쳐지나는 경우도 있습니다. 블랙홀이 직접 보이지는 않지만, 물질이 함입될 때 발생하는 강력한 제트 분출은 아주 먼 거리에서도 볼 있습니다. 1958년에 미국 물리학자 데이비드 핀켈스타인이 블랙홀의 ‘사건 지평선’ 개념을 처음으로 선보였습니다. 사건 지평선이란 외부에서는 물질이나 빛이 자유롭게 안쪽으로 들어갈 수 있지만, 내부에서는 블랙홀의 중력에 대한 탈출속도가 빛의 속도보다 커서 원래의 곳으로 되돌아갈 수 없는 경계를 말합니다. 말하자면 블랙홀의 일방통행 구간의 시작점이죠. 어떤 물체가 사건의 지평선을 넘어갈 경우, 그 물체에게는 파멸적 영향이 가해지겠지만, 바깥 관찰자에게는 속도가 점점 느려져 그 경계에 영원히 닿지 않는 것처럼 보입니다. 블랙홀은 특이점과 안팎의 사건 지평선으로 구성됩니다. 특이점이란 블랙홀 중심에 중력의 고유 세기가 무한대로 발산하는 시공간의 영역으로, 여기서는 물리법칙이 성립되지 않습니다. 즉, 사건의 인과적 관계가 보장되지 않는다는 뜻이죠. 이 특이점을 둘러싸고 있는 것이 안팎의 사건 지평선으로, 바깥 사건 지평선은 물질이 탈출이 가능한 경계이지만, 안쪽의 사건 지평선은 어떤 물질이라도 탈출이 불가능한 경계입니다. 블랙홀, 화이트홀, 웜홀 1964년, 이론 물리학자 존 휠러가 최초로 ‘블랙홀’이라는 단어를 대중에게 선보인 데 이어 1965년에는 러시아의 이론 천체물리학자 이고르 노비코프가 블랙홀의 반대 개념인 ‘화이트홀’이라는 용어를 만들었습니다. 만약 블랙홀이 모든 것을 집어삼킨다면 언젠가 우주공간으로 토해낼 수 있는 구멍도 필요하지 않겠는가 하는 것이 이 화이트홀 가설의 근거입니다. 말하자면, 블랙홀은 입구가 되고 화이트홀은 출구가 되는 셈이죠. 이렇게 블랙홀과 화이트홀을 연결하는 우주 시공간의 구멍을 웜홀(벌레구멍)이라 합니다. 말하자면 두 시공간을 잇는 좁은 통로로, 우주의 지름길이라 할 수 있습니다. 웜홀을 지나 성간여행이나 은하 간 여행을 할 때, 훨씬 짧은 시간 안에 우주의 한쪽에서 다른 쪽으로 도달할 수 있다는 거죠. 웜홀은 벌레가 사과 표면의 한쪽에서 다른 쪽으로 이동할 때 이미 파먹은 구멍으로 가면 더 빨리 간다는 점에 착안하여 이름지어진 거죠. 하지만 화이트홀의 존재가 증명된 바 없으며, 블랙홀의 기조력 때문에 진입하는 모든 물체가 파괴되어서 웜홀을 통한 여행은 수학적으로만 가능할 뿐입니다. 그래서 스티븐 호킹도 웜홀 여행이라면 사양하고 싶다고 말한 적이 있습니다. 어쨌든 블랙홀의 현관 안으로 들어갔던 물질이 다른 우주의 시공간으로 다시 나타난다는 아이디어는 그다지 놀랄 만한 것은 아니지만, 여기에서 무수한 공상과학 스토리가 탄생했습니다. ‘닥터 후(Doctor Who)’, ‘스타게이트(Stargate)’, ‘프린지(Fringe)’ 등 끝이 없을 정도죠. 이런 얘기들은 하나같이 등장인물들이 우리 우주와 다른 우주 또는 평행우주를 여행한다는 줄거리로 되어 있습니다. 그러한 우주는 수학적으로 성립되는 가공일 뿐으로, 그 존재에 대한 증거는 아직까지 하나도 밝혀진 것이 없습니다. ​그러나 어떤 의미에서 시간여행이 현실적으로 불가능하다는 얘기는 아닙니다. 만약 우리가 엄청난 속도로 여행하거나, 또는 블랙홀 안으로 떨어진다면 외부 관측자의 눈에는 시간의 흐름이 아주 느리게 보일 것입니다. 이것을 중력적 시간지연이라 합니다. 이 효과에 의해 블랙홀로 낙하하는 물체는 사건의 지평선에 가까워질수록 점점 느려지는 것처럼 보이고, 사건의 지평선에 닿기까지 걸리는 시간은 무한대가 됩니다. 즉 사건의 지평선에 닿는 것이 외부에서는 관찰될 수 없습니다. 외부의 고정된 관찰자가 보면 이 물체의 모든 과정은 느려지는 것처럼 보이기 때문에, 물체에서 방출되는 빛도 점점 파장이 길어지고 어두워져서 결국 보이지 않게 됩니다. 아인슈타인의 특수 상대성 이론에 따르면, 빠르게 운동하는 시계의 시간은 느리게 갑니다. 2014년 영화 ‘인터스텔라’는 블랙홀 근처에서 일어나는 이러한 현상을 보여주었죠. 우주 비행사 쿠퍼(매튜 맥커너히)가 시간여행을 할 수 있었던 것은 그 때문입니다. 블랙홀의 사건 지평선 안에는 실제로 어떤 것이 있을까란 문제는 여전히 뜨거운 논쟁거리가 되고 있습니다. 블랙홀 내부를 이해하기 위해 끈이론, 양자 중력이론, 고리 양자중력, 거품 양자 등등 현대 물리학의 거의 모든 이론들이 참여하고 있습니다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com 
  • [동영상] 수줍게 웃는 이 젊은 과학자, 인류 첫 블랙홀 사진에 결정적 공헌

    [동영상] 수줍게 웃는 이 젊은 과학자, 인류 첫 블랙홀 사진에 결정적 공헌

    11일 아침 신문을 펼친 이들은 인류 최초로 담아낸 블랙홀 사진을 보고 많이 놀랐을 것이다. 지구에서 5000만 광년 떨어진 처녀자리 은하단 중심부에 존재하는 이 블랙홀을 어떻게 우리는 사진으로 볼 수 있게 된 것일까? 올해 29세의 케이티 보우먼이 주도한 알고리즘이 없었더라면 불가능한 일이었을지 모른다고 영국 BBC가 이날 전했다. 영화 ‘인터스텔라’에 강렬하게 묘사됐던 블랙홀이 실제로 사진으로 촬영됐다는 사실이 커다란 놀라움을 안겼고, 그녀의 이름도 트위터에서 선풍적인 관심을 끌었다. 본인도 무척 흥분했던 것 같다. 페이스북에 랩톱 컴퓨터 화면에 떠오른 블랙홀 사진을 바라보며 흔감해 하면서 수줍게 웃는 사진을 올린 것이다. 사진설명으로 “내가 만든 블랙홀 첫 번째 이미지가 재구축되는 과정을 바라보는 일이 믿기지 않았다”고 적었다.그녀가 알고리즘 개발을 시작한 것은 3년 전 매사추세츠 공대(MIT) 대학원생일 때부터였다. MIT 컴퓨터공학과 인공지능 실험실, 하버드대학 스미소니언 천체물리학 센터와 MIT 해이스택 실험실의 협력을 주도한 것이 그녀였다. 미국 하와이와 애리조나, 멕시코 푸에블라, 스페인 안달루시아, 칠레 아타카마, 남극 등 전 세계 여덟 곳에 흩어져 있는 전파망원경들이 촬영한 사진들과 200여명의 과학자들 컴퓨터를 한데 연결하게 만든 것이 바로 보우먼이 주도한 알고리즘이었다. 이번에 본 블랙홀 사진은 사실 그림자 사진이다. 주변 물질과 상호작용할 때 나온 그림자를 모은 것이다. 휘어지고 왜곡된 빛들로 블랙홀 윤곽이 드러나게 만든 것이다. 보우먼은 이런 난관을 뚫고 블랙홀을 촬영하기 위해선 지구 크기만한 망원경이 필요하다는 사실을 정교한 계산 끝에 알아냈다. 그 결과로 탄생한 것이 육대륙 여덟 망원경을 지구 크기 가상 망원경으로 연결하는 이벤트 호라이즌 텔레스코프(EHT) 프로젝트였다. EHT 프로젝트는 블랙홀을 담고 있는 M87 관련 데이터 수백만 기가바이트 분량을 수집했다. 이 때 사용된 것이 간섭측정법이었다. 하지만 이렇게 수집한 데이터를 이미지로 만들기 위해선 정제 과정을 거쳐야만 했다. 데이터 중간에 틈이 많을 뿐 아니라 노이즈도 적지 않았기 때문이다. 이 과정에서 주도적으로 해결 방법을 제시한 것이 보우먼이었다.또 여러 알고리즘들이 생성해낸 사진들을 연결해 그 경계를 흐릿하게 처리해 모든 알고리즘이 얻어낸 성과들을 균등하게 복구하는 작업을 해낸 것도 보우먼의 아이디어였다. 뉴욕주 하원의원(민주당) 알렉산드리아 오카시오코르테스는 보우먼이 “역사에서 맞춤한 자리를” 점해야 한다고 트위터에 적은 뒤 “과학과 인류에게 당신이 바친 무한한 헌신을 축하하고 감사드린다. 여기 #여성 STEM(과학과 기술, 공학과 수학)이 있다!”고 기뻐했다. MIT와 스미소니언 소셜미디어 계정도 “3년 전부터 MIT 대학원생 케이티 보우먼이 인류 최초의 블랙홀 사진을 얻기 위해 새로운 알고리즘을 만드는 것을 주도하기 시작했다. 그리고 오늘 그 사진이 배포됐다”고 했다. 하지만 현재 캘리포니아 공과대학 컴퓨터와 수학과학과 조교수인 보우먼 박사는 자신뿐만 아니라 팀원들이 함께 이룬 업적이라고 몸을 낮췄다. 그녀는 미국 CNN 인터뷰를 통해 “우리 모두 혼자의 힘으로는 못 해냈을 것”이라며 “많은 다른 배경을 지닌 많은 다른 사람들이 하나가 돼 이뤄낸 성과“라고 말했다. 임병선 기자 bsnim@seoul.co.kr
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