연말입니다. 여기저기서 많이 팔린 책, 꼭 읽어야 할 책 목록을 내놓습니다. 책골남도 질 수 없죠. 1년 동안 지면으로 소개해 드렸던 책 가운데 다시 한번 권해 드리고픈 10권을 추려 봤습니다. 민주주의는 만능인가(가갸날)는 민주주의는 무조건 옳고 좋다는 생각을 다시 하게 합니다. 민주주의의 순항을 위해 유념해야 할 점도 잘 짚었습니다. 중국의 정치 체계를 제대로 알고 싶은 독자에겐 중국의 엘리트 정치(민음사)를 들춰 보라고 하고 싶네요. 시진핑 독주 체제의 미래까지 생각해 볼 수 있을 겁니다. 육식을 논할 때 더 깊이 있는 철학으로 대화하고 싶다면 동물윤리 대논쟁(사월의책)을 읽어 보세요. 개고기는 나쁘다는 식의 얄팍한 내용이 아닙니다. 진짜 동물 윤리를 말합니다. 이 문제를 철학으로 풀어냈다는 사실에 놀라실 겁니다. 목공, DIY 등에 대한 관심이 높아지면서 이에 관한 책도 많이 나오는데요. 이 중 수리수리 집수리(문학동네)는 집 고치는 일, 집 고치는 사람들에 관한 에세이입니다. 재밌고 깊이도 있습니다. 우리 집도 고치고 싶네요. IB를 말한다(창비교육)는 문제 많은 우리 교육, 대안이 뭘까 잘 모르겠다면 큰 도움이 될 겁니다. 인터내셔널 바칼로레아를 대안으로 내놨는데, 도입까지는 갈 길이 멀어 보입니다. 타이탄(리더스북)은 테슬라 창업자 일론 머스크와 아마존 창업자 제프 베이조스, 두 천재의 흥미진진한 우주전쟁을 다룹니다. 둘의 어린 시절부터 지금까지를 쭉 따라가는데, 천재는 역시 다르구나 하는 생각이 드네요. 역사서도 빼놓으면 안 되겠죠. 백범의 길-임시정부의 중국 노정을 밟다(상·하, 아르테)는 백범의 머나먼 여정이 생생합니다. 상하이에 가면 저도 한 번 따라가 보고 싶습니다. 제국대학의 조센징(휴머니스트)은 재벌, 검찰을 비롯한 우리나라 엘리트의 기원을 치밀하게 쫓아갑니다. 근현대사 이해에 큰 도움이 됐습니다. 레오나르도 다빈치(아르테)에선 다빈치의 메모를 통해 그의 삶을 생생하게 재현합니다. 메모를 열심히 해야겠다는 생각이 들 겁니다. 중공업 가족의 유토피아(오월의봄)는 그저 신문으로만 접하던 중공업 위기를 생업에서 일하던 이가 생생하게 알려 줍니다. 중공업 특유의 문화를 재밌게 읽었습니다. 이렇게 10권을 꼽아 보니 책을 읽을 때 느낌이 새록새록 납니다. 더불어 내년에도 좋은 책을 골라 소개하고 싶은 생각 간절합니다. gjkim@seoul.co.kr

​-보리소프 혜성 발견자와 Q&A로 알아본다 흔히 별지기라고 불리는 아마추어 천문학자들은 하나의 꿈을 공유하고 있는데, 곧 새로운 혜성이나 소행성을 발견하여 그 이름을 붙이는 것이다. 국제천문연맹(IAU)은 발견자에게 그 천체의 이름을 짓는 권리를 인정하는데, 발견자 자신의 이름을 붙이는 경우가 드물지 않다. 지난 9일 태양의 근일점을 지난 성간 혜성 보리소프 역시 그 발견자인 러시아인 아마추어 천문학자 겐나디 보리소프의 이름에서 따온 것이다. 보리소프 씨는 올해 초 지름 65cm 망원경으로 우리 태양계로 진입하는 성간 혜성을 발견했다고 발표하여 천문학 동네를 흥분으로 몰아넣었다. 보리소프 씨는 그후에도 또 다른 혜성을 발견했지만, 공식적으로 혜성 2I / Borisov로 알려진 이 성간 혜성의 발견은 오랫동안 그에게 명성을 안겨줄 것으로 보인다. 이 우주의 얼음 덩어리는 지난 2017년 10월 태양계를 스쳐지난 시가 모양의 '오무아무아(Oumuamua)'에 이어 태양계에서 두 번째로 관측된 외계 천체로, 12월 9일 태양에 약 3억㎞까지 접근하며 근일점을 통과했다. 이는 지구-태양 간 거리(1AU)의 2배에 해당한다. 약 3주 뒤인 12월 30일께 지구에 약 2억 7천360만㎞까지 접근한다. 전문 천문학자와 아마추어 천문학자 모두 역사적인 태양계 방문객을 영접할 수 있는 기회를 얻게 된다. 최근 이 '2I/보리소프' 혜성이 물을 갖고 있다는 관측 결과가 나와 다시 화제가 되고 있는데, 이 같은 사실이 확인되면 태양계 밖에서 형성된 물이 처음으로 가까이서 관측된 사례로, 외계에도 지구와 비슷한 행성이 존재할 수 있다는 증거가 될 수도 있다. 우주전문 사이트 스페이스닷컴(Space.com)은 이 혜성 발견에 얽힌 이야기를 듣기 위해 러시아 우주국(Roscosmos)을 통해 보리소프 씨를 인터뷰했다. 스페이스닷컴(이하 스) : 먼저 본인의 소개를 간단히 해주시죠.​ ​보리소프(이하 보) : 모스크바 국립대학의 천문학과를 졸업한 후 몇 년 동안 연구를 했지만 점차 광학 분야로 넘어갔습니다. 나는 직접 렌즈를 설계하고 연마했으며, 다양한 작업을 위한 망원경들을 제작했죠. 그리고 점차 지구에 가까운 우주공간을 감시하기 위한 여러 프로젝트와 협력하기 시작했습니다. 내가 제작한 망원경들은 여러 관측소에서 사용되고 있습니다. 스 : 천체관측에는 어떻게 관심을 갖게 되었습니까?​ 보 : 밤하늘 관측과 우주, 먼 세계, 공상과학 등은 모두 어린 시절의 취미입니다. 이전에 알려지지 않은 새로운 것을 발견할 수 있는 기회가 큰 매력이죠. 그런 의미에서 혜성은 매우 매력적인 존재입니다. 밝고, 언제 어디서 나타날지 모르죠. 스 : 이전에 새 혜성을 발견한 적이 있나요? 보 : 성간 혜성 발견 전에 7개의 혜성을 발견했습니다. 그러고도 이번에 아홉 번째 또 다른 혜성을 발견한 거죠. 스 : 성간 혜성을 처음 발견했을 때 이야기를 좀 들려주시죠. 보 : 밤새 새벽까지 관찰 촬영을 계속했습니다. 밤새 관측한 후 천문학자들은 보통 잠을 잡니다. 그날 늦게 나는 관측자료를 리뷰하다가 마지막 사진을 검토하면서 카탈로그에 등재되지 않은 대상이 눈에 띄었습니다. 꽤 작은 것이었는데, 처음에는 긴가민가했지만 혜성일 가능성이 있다고 통보했습니다. 스 : 뭔가 특별한 것을 발견했다는 것은 어떤 의미인가요? 보 : 모든 아마추어는 뭔가 독특하고 특별한 것을 발견했으면 하는 꿈을 지니고 있습니다. 그 꿈이 이루어질 때는 기쁨과 행복을 느끼죠. 그리고 또 다른 발견을 찾아나서는 겁니다. 스 : 앞으로의 관측 계획이 있다면? 보 : 밝고 육안으로 볼 수 있는 혜성을 발견하고 싶습니다. 스 : 다른 별지기들에게 조언할 게 있다면? 보 : 맑은 하늘과 성공, 새로운 성취를 기원합니다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

‘슈뢰딩거의 고양이’를 산 채로 볼 수 있을 방법이 있을 수 있다는 새 연구가 발표되어 관심을 끌고 있다. 우주전문 사이트 스페이스닷컴의 10일(현지시간) 보도에 따르면, 지난달 1일 ‘물리학 뉴 저널’(New Journal of Physics)에 발표된 새 연구는 슈뢰딩거의 고양이의 생사가 결정되지 않은 상태에서 고양이를 엿볼 수 있는 방법을 설명하고 있다. 슈뢰딩거의 고양이는 1935년 오스트리아의 물리학자 에르빈 슈뢰딩거가 양자역학 이론의 불완전함을 드러내기 위해서 고안한 사고실험에 나오는 가상의 고양이를 말한다. 슈뢰딩거는 자신이 만든 파동방정식의 해(파동함수)가 확률을 뜻한다는 막스 보른의 주장을 반박하기 위해 이 사고실험을 고안해냈다. 사고실험의 내용은 다음과 같다. 고양이는 외부 세계와 완전히 차단된 상자 속에 들어 있고, 이 상자에는 청산가리가 들어있는 병이 방사능이 검출되는 가이거 계수기에 밸브로 연결되어 있다. 시간당 50% 확률로 붕괴하는 라듐 알파입자가 붕괴하여 방사능이 나오면 계수기가 검출하는 순간 연결된 망치가 내리쳐져 유리병을 깨고 청산가리를 방출하여 고양이가 죽게 설정돼 있다. 따라서 한 시간 뒤 고양이는 50%의 확률로 살아 있거나 죽어 있을 것이다. 양자역학에서는 이때 고양이는 죽은 상태와 산 상태가 ‘중첩’되어 있다고 보며, 상자를 여는 순간 확률이 붕괴되어 둘 중 하나의 상태로 결정된다는 것이다. 슈뢰딩거는 고양이에게 그런 상태에 있을 수 없기 때문에 양자역학의 확률 해석은 틀렸다고 주장한다. 새 연구는 아원자 입자의 신비한 행동을 설명하는 이 사고실험에서 불행한 가상의 고양이를 영구히 죽이지 않고도 상자 속을 들여다볼 수 있는 방법을 제안한 것으로, 이를 통해 물리학에서 가장 근본적인 역설 중 하나에 대한 과학자의 이해를 증진시킨다.아원자가 활동하는 미시세계와 다른 우리의 평범한 거시세계에서는 우리가 단지 물체를 바라보는 것만으로는 그것의 상태가 바뀌지는 않는 것처럼 보이지만, 대상을 충분히 확대하면 반드시 그렇지만은 않다. 일본 히로시마 대학 물리학과 홀거 F. 호프만 교수는 “보통 우리가 단지 보는 것만으로는 아무런 변화가 일어나지 않는다고 생각하지만, 보기 위해서는 빛이 있어야 하고 빛은 물체를 변화시킨다“고 전제한다. 하나의 광자(빛알)조차도 보고 있는 물체에 에너지를 전달하기 때문이다. 대표저자 호프만과 히로시마 대학교 학부생으로 연구에 참여한 카르틱 파테카는 슈뢰딩거의 고양이를 엿보기 위해 ‘대상을 변화시킴 없이 관측하는’ 기법에 대해 연구했다. 그들은 초기 상호작용(고양이를 바라 보는)과 판독 값(생존 또는 사망 여부를 구분)을 분리하는 수학적 프레임을 만들었다. 호프만은 "우리의 주요 동기는 양자 측정이 이루어지는 방식을 매우 주의 깊게 살펴보는 것이며, 핵심은 측정을 두 단계로 분리하는 것“이라고 밝혔다. 그렇게 함으로써 호프만과 파테카는 고양이의 상태에 대한 정보를 전혀 손실 없이 초기 상호작용에 관련된 모든 광자를 잡아내 고양이를 관측할 수 있다고 가정했다. 따라서 판독하기 전에 고양이의 상태(또한 고양이의 모습과 변화)에 대한 모든 정보를 계속 사용할 수 있다. 우리가 측정을 읽을 때만 정보가 손실된다. 호프만은 “흥미로운 점은 판독 프로세스가 두 가지 유형의 정보 중 하나를 선택하고 다른 정보를 완전히 삭제한다는 것”이라고 밝혔다. 슈뢰딩거의 고양이와 관련한 그들의 작업방법은 다음과 같다. 고양이가 여전히 상자 안에 있지만, 고양이가 살아 있는지 또는 죽었는지 확인하기 위해 내부를 들여다보는 대신 상자 안에 사진을 찍을 수 있는 카메라를 설치한다. 사진이 촬영되면 카메라에는 두 종류의 정보가 담긴다. 사진을 찍은 결과로 고양이가 어떻게 변했는지(연구자들이 양자 태그라고 부르는 것)와 상호작용 후 고양이가 살아 있는지 또는 죽었는지 여부다. 그 정보 중 어느 것도 아직 손실되지 않았다. 이미지를 ‘현상’하는 방법에 따라 하나 또는 다른 정보를 확보한다. 호프만은 동전 던지기를 생각해 보라고 한다. 동전이 던져졌는지 또는 던져진 동전이 앞면인지 뒷면인지 선택할 수 있다. 그러나 둘 다 알 수는 없다. 또한 퀀텀 시스템이 어떻게 변경되었는지 알고 그 변경사항을 되돌릴 수 있으면 초기 상태를 복원할 수 있다.(동전의 경우 다시 뒤집는 것) 호프만은 “시스템을 먼저 방해하지 않을 수 없지만 때로는 그렇게 하지 않을 수도 있다”고 말했다. 고양이의 경우, 그것은 사진을 찍는 것을 의미하지만, 고양이를 명확하게 볼 수 있도록 현상하는 대신, 고양이를 삶과 죽음의 중간 상태로 되돌릴 수 있는 방식으로 현상한다.　​ 결정적으로, 판독의 선택은 측정의 분해능과 그 측정방해를 교환하는 방식으로 이루어지는데, 이는 정확하게 등가이다. 해상도는 퀀텀 시스템에서 추출된 정보의 양을 나타내며 방해는 시스템의 불가역 변화의 정도를 나타낸다. 다시 말해, 고양이의 현재 상태에 대해 더 많이 알수록 상태는 불가역적으로 변화한다. 호프만 교수는 “놀라운 점은 측정을 방해하지 않는 능력이 측정하는 정보량과 직접 관련이 있다는 것”이라고 밝혔다. 이번 연구에 참여하지 않은 호주국립대학 물리학자 마이클 홀은 “이전 연구에서 양자 측정에서 분해능과 방해 사이의 교환을 지적했지만, 이 논문은 그 관계를 최초로 정량화한 이론”이라고 평가하면서 “내가 아는 한, 이전 연구는 분해능과 측정 교란에 관한 정확한 등가 관계를 밝혀내지 못했지만, 이 논문의 접근방식은 매우 깔끔하게 보인다“고 평가했다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　　

달에 착륙할 차세대 두 우주비행사는 모두 여성일지도 모르겠다. 우주전문 매체 스페이스닷컴은 25일(현지시간) 미국항공우주국(NASA)의 짐 브라이든스틴 국장이 2019 국제우주회의(IAC 2019)에서 행한 기조연설에서 다음 달에 착륙할 두 우주인은 모두 여성이 될 가능성이 있으며, 그것은 어떤 사람이 선발되느냐에 달려 있다고 밝혔다. ​“현재 NASA에는 훌륭한 여성 우주 비행사들이 있다”고 전제한 브라이든스틴 국장은 "우주 비행사 그룹에 속한 여성들 중 누군가가 ‘아르테미스 III’ 달 착륙 미션을 수행할 가능성이 높다"고 덧붙였다. 그러나 아직 달 착륙 우주인 선발작업이 진행되지는 않고 있다. 지난 몇 달간 여성 우주인의 우주 유영을 앞두고 긴 토론이 벌어졌다. 국제우주정거장(ISS)에서 이용 가능한 우주복의 크기 문제로 인해 몇 개월 동안 여성 우주인으로만 이뤄진 우주 유영 미션이 지연되다가, 지난 18일 마침내 여성들만의 우주 유영이 이뤄졌다. ​브라이든스틴 국장은 미래에 초점을 맞춘 이번 연설에서 1960년대에서 70년대까지 수행됐던 아폴로 미션보다 많은 국제적인 파트너와 여성의 참여를 지향하는 달 탐사 프로그램이 추진될 것이라고 밝히면서 “달 표면에 아르테미스와 함께 남겨질 첫 발자국은 미국인의 것이 될 것”이라고 강조한 데 이어, NASA가 우주 비행사를 5년 안에 달에 착륙시키는 미션에 성공하기 위해서는 '빠른 진행'이 필요하다고 주장했다. 아폴로 11호 달 착륙 20주년이던 1989년 조지 H. W. 부시 대통령은 '우주탐사계획'(SEI·Space Exploration Initiative)을 제안했다. 그러나 이에 관련된 NASA의 계획은 너무 고비용인 데다 많은 시간이 걸리기 때문에 SEI가 취소됐었다고 브라이든스틴 국장은 말했다. 2004년 달과 화성에 인간을 보내기 위한 조지 W. 부시 대통령의 우주 탐사 비전 역시 비슷한 운명에 처했다. ​브라이든스틴 국장은 기조연설에서 “우리가 이대로 10년을 보내버린다면 정치적 위험이 더욱 증가할 것”이라고 예측하면서 “우리의 목표는 무엇인가? 우리의 목표는 국제 파트너와 함께 달을 지속해서 탐사하는 것이며, 그렇게 하려면 빨리 가지 않으면 안된다”고 강조했다. NASA의 첫 아르테미스 미션은 2020년으로 예정돼 있다. NASA 우주 발사 시스템 로켓을 이용해 최초로 무인 오리온 우주선을 발사해 달 궤도에 올린 후 지구로 귀환하는 것을 목표로 한다. 곧이어 아르테미스 II 미션을 수행할 우주인을 달까지 운반할 예정이며, 달 착륙 미션인 아르테미스 III는 2024년에 착수할 예정이다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

-조만간 '발견'이 이루질것으로 예측 지구 바깥의 외계 생명체를 찾아내는 데 앞으로 얼마나 걸릴까? 우리의 예상보다 빠른 시일 안에 외계 생명체의 증거를 찾아낼 수 있을 거라는 전문가들의 주장이 나왔다고 우주전문 사이트 스페이스닷컴이 24일(현지시간) 보도했다. 이번 주 미국 워싱턴에서 열린 국제우주회의의 발표자들에 따르면, 10월 22일 화요일, 외계 생명체 발견에 관련된 토론에 참여한 6명의 패널들은 각각 인류가 외계 생명체에 대한 결정적인 증거를 수집할 수 있는 방법과 다양한 소망들을 발표했다. 매사추세츠 공대(MIT) 과학사 박사과정인 클레어 웹은 외계 생명체 발견 추정치에 외계 지성체를 찾는 데 커다란 이정표를 세운 인물 중 한 사람인 프랭크 드레이크의 대답을 선택했다. 미국 천문학자 드레이크는 우리은하에 존재하는 별 중 행성을 가지고 있는 별의 수를 어림잡고, 거기서 생명체를 가지고 있는 행성의 비율을 추산한 다음, 다시 생명이 고등생명으로 진화할 수 있는 환경을 가진 행성의 수로 환산하는 ‘드레이크 방정식’을 만들었다. 이 방정식에 따라 드레이크가 예측하는 우리은하 내 문명의 수는 약 1만 개에서 수백만 개에 이른다. 그는 "외계 생명체 발견에 관한 한 드레이크는 아주 훌륭한 권위자라고 생각한다"고 전제한 웹은 "그가 외계 생명체를 찾게 될 것이라고 예측한 연도는 2024년인데, 나는 그의 의견에 동의한다"고 밝혔다. 이 추정치는 패널들이 발표한 예측 중 가장 빠른 것에 속한다. 영국 조드럴뱅크 전파천문대 대장 마이크 가렛은 "미래를 예측할 수 있으면 좋겠지만 그것은 너무 낙관적인 예측"이라고 평가하면서 "하지만 앞으로 5년에서 10년 또는 15년 안에 화성에서 생명체를 발견할 수 있는 좋은 기회가 있을 것이라 생각한다. 정말 그 같은 목표를 세우고 화성에서 흥미로운 일을 할 수 있는 준비를 해야 할 것"이라고 제안했다. 한편, 버클리 SETI 연구소의 앤드루 시미언 소장은 이 토론회에서 17년 후인 2036년 10월 22일을 제안했고, 시카고 애들러 플라네타리움 소속 천문학자인 루시앤 월코비츠는 향후 15년 내에 외계 생명체를 발견할 것으로 예측했다. 이러한 토론에서 알 수 있듯이, 외계 생명체 발견에 관한 모든 예측은 확실한 과학적 근거가 없이 어디까지나 예측의 수준에서 벗어나지 못하고 있다. SETI 연구소 소장 겸 CEO인 빌 다이어먼드는 “나는 평생 외계 생명에 대해 생각해왔지만 그것을 찾는 데 생각보다 더 오랜 시간이 걸릴 것으로 본다"면서 "하지만 내 살아 생전에는 반드시 외계 생명체 발견이 이루어질 것이다. 어쩌면 어느 3월에 사자처럼 또는 어린 양처럼 발견될지도 모른다."고 밝혔다. 어쨌든 지구 바깥의 외계에서 생명이 발견된다면 다윈의 '진화론' 이상의 엄청난 충격을 인류 문명에 던질 것이다. 현재 태양계 탐사의 최대 목표는 외계 생명체의 발견에 있으며, 전문가들의 대략 일치된 견해는 조만간 그 발견이 이루어질 거라는 점이다. SF 작가 아서 클라크는 외계 생명체 발견에 대해 "가끔 나는 우주에 우리만 있는 게 아닐까 생각하다가도, 그 반대가 아닐까 싶은 때도 있다. 어떤 경우든 그것은 내게 충격을 준다."고 밝힌 바 있다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

천문학자들이 우리 은하계에서 이상한 잉여 가스를 발견했다고 우주전문 사이트 스페이스닷컴이 10일(현지시간) 보도했다. 연구팀은 미국 항공우주국(NASA)의 허블 우주 망원경으로 수집된 10년간의 데이터를 사용한 연구에서 우리은하를 떠나는 것보다 더 많은 양의 가스가 유입되고 있다고 결론지었다. 연구 팀은 가스의 유입과 유출에 의한 불균형의 원인을 아직 찾아내지 못했지만, 두 양 사이에 상당한 불균형이 존재한다는 사실을 확인했다. 연구원들은 허블 망원경에 부착된 COS(Cosmic Origins Spectrograph)의 데이터를 사용하여 이 같은 사실을 알아냈는데, 이 분광기는 빛을 흡수하거나 방출하는 물체를 분석하여 온도와 화학조성, 속도, 밀도 등을 결정할 수 있다. 또한 연구팀은 COS를 사용하여 은하에서 가스의 움직임을 관찰- 추적할 수 있었는데, 가스가 우리은하에서 멀어질수록 붉게 보이는 반면, 가까워질수록 푸른빛을 띠게 된다. 이는 도플러 현상에 의한 것으로, 각각 적색이동, 청색이동으로 불린다. 연구팀은 이 가스의 추적을 통해 '적색'(유출) 가스보다 '청색'(유입) 가스가 더 많음을 파악했다. 이러한 불균형의 원인이 정확히 밝혀지지는 않았지만 다음 세 가지 원인 중 하나에 의해 발생할 수 있을 것으로 생각하고 있다. 첫째, 천문학자들은 이 과도한 가스가 성간 물질에서 나올 수 있으며, 둘째 은하수가 강력한 중력을 행사하여 이웃 작은 은하계에서 가스를 끌어올 수도 있을 것으로 생각한다. 또한, 이 연구가 차가운 가스만을 대상으로 한 것이지만, 만약 더 뜨거운 가스를 대상으로 하더라도 역시 가스의 불균형을 발견할 수 있을 것으로 보고 있다. 초신성 폭발이나 항성풍이 가스를 은하 원반에서 밀어낼 때 가스가 우리은하를 떠나게 되는 반면, 외부에서 가스가 우리은하로 유입되면 새로운 별과 행성들을 형성하는 데 기여하게 된다. 따라서 가스의 유입과 유출 사이의 균형은 우리은하와 같은 은하에서 천체의 형성을 조절하는 데 중요한 기능을 한다. 독일 포츠담 대학 필립 리히터 공동저자는 성명에서 “우리은하에 대한 자세한 연구는 전 우주의 은하계를 이해하기 위한 기초를 제공하며, 우리은하가 우리가 상상했던 것보다 더 복잡하다는 것을 깨달았다”고 말했다. 이 연구는 '천체물리학 저널'에 발표될 예정이다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

우주선이 발사되는 장면을 담은 놀라운 사진이 25일(이하 현지시간) 우주전문 사이트 스페이스닷컴(Space.com)에 올라와 주목을 받고 있다. 이 발사장면은 우주선의 목적지인 국제우주정거장(ISS)에서 잡은 것이다. ISS에 체류할 3명의 우주인을 태운 러시아 유인우주선 ‘소유스 MS-15’는 25일 카자흐스탄 바이코누르 우주기지에서 발사된 것으로, 러시아의 올렉 스크리포치카, 미국의 제시카 메이어와 함께 아랍권 최초의 우주인인 아랍에미리트(UAE)의 하자 알만수리가 탑승했다. 이들은 ISS에서 근무중인 6명의 승무원과 합류하게 되는데, 그중에는 메이어의 우주비행사 훈련 동기생인 크리스티나 코흐도 포함되어 있다. 코흐는 트위터에 “가장 친한 친구가 평생의 꿈인 우주비행에 나섰을 때 ISS에서 어떻게 보일까", 이어 “두 번째 단계가 진행 중. 소유스 61의 승무원들이 당신들을 격하게 환영합니다”라고 올렸다.메이어와 스크리포치카는 내년 2월까지 ISS에서 함께 근무할 예정이다. 함께 ISS로 향한 알만수리는 우주비행에만 참여하기 때문에 1주일 후 지구로 돌아온다. 지난 3월 14일 ISS에 도착한 코흐는 내년 2월 메이어와 스크리포치카와 함께 지구로 귀환함으로써 최장기간 단일 우주비행 기록을 세우게 된다. 우주 비행사가 되기 전 메이어는 생물학을 전공하는 연구원으로, 그녀의 연구에는 거위 떼를 기르는 것이 포함되어 있었으며, NASA의 수중 연구 프로그램에 대한 연구를 마친 상태였다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　　

-크레이터에서 발견한 '젤' 모양의 이상 유색물질 중국의 달 탐사선 창어-4의 탐사 로버가 달의 뒷면에서 '이상한 색깔의 젤 같은 물질'을 발견했다고 30일 우주전문 사이트 스페이스닷컴이 보도했다. 창어-4의 탐사 로버 위투-2는 태음일(달이 자오선을 지나 다시 그 자오선에 돌아오는 때까지의 시간으로, 약 24 시간 50분 28초) 8일째 그 놀라운 물질과 맞닥뜨렸는데, 과학자들은 즉시 탐사선의 다른 운행 계획을 연기한 후 이상한 물질의 정체를 규명하는 작업에 매달렸다. 제 8 태음일은 7월 25일에 시작되었다. 8월 17일에 발표된 위투-2의 '운행 일지'에 따르면, 위투-2는 베이징 항공우주관제센터의 관제사들의 도움으로 작고 다양한 충돌 크레이터들이 산재한 지역을 가로지르는 경로를 탐색하기 시작했다. 7월 28일, 창어-4 팀은 높은 고도에서 내리쬐는 햇빛으로부터의 야기되는 고온과 방사선으로부터 로버를 보호하기 위해 평일 정오 위투를 수면 모드로 바꾸기 위해 전원을 차단할 준비를 하고 있었다. 로버의 주 카메라에서 이미지를 확인하던 팀원은 문득 달 표면과 달리 색과 광택이 있는 물질이 보이는 작은 분화구를 발견했다. 이 발견에 흥분한 로버 운행 팀은 달 과학자들을 불렀다. 그들은 위투-2의 서쪽 탐사 계획을 연기하기로 결정하고 로버에게 이상한 재료를 확인하도록 명령했다. 위투-2는 장애물 회피 카메라를 사용하여 크레이터에 조심스레 접근한 후 이상한 색채를 띤 물질과 주변 환경 탐사에 들어갔다. 로버는 가시광선과및 근적외선 분광계(VNIS)를 통해 탐사를 진행한 결과, '이상 물질'의 반사광을 잡아내 색깔과 형태를 알아내는 데 성공했다.VNIS는 지난 5월 중국 과학자들이 발표한 폰 카르만 크레이터 바닥에서 달의 맨틀 물질을 발견하는 쾌거를 올린 것과 같은 장비이다. 그러나 지금까지 미션 과학자들은 이 유색의 이상물질에 대해 어떤 견해도 제시한 적이 없으며, 다만 그것이 '젤'과 비슷하며 '특이한 색'을 띠고 있다는 것만 발표했을 뿐이다. 연구자들이 제안한 한 가지 가능한 설명은 달 표면에 충돌한 운석에서 생성된 용융 유리라는 것이다. 그러나 유투-2의 발견은 과학자들을 놀라게 한 달의 첫 번째 사건은 아니다. 지질학자로 아폴로 17호 우주 비행에 참여한 해리슨 슈미트는 1972년 타우루스-리트로 착륙지 근처에서 오렌지색 토양을 발견하여 동료 우주인 진 서넌과 같이 흥분에 빠졌던 적이 있었다. 문제의 오렌지색 토양은 달의 지질학자들에 의해 36억 4천만 년 전에 일어난 화산 폭발에서 생성된 것이라는 사실이 증명되었다. 창어-4는 2018년 12월 초에 발사되어 이듬해 1월 3일 역사상 최초로 달의 뒷면에 연착륙하는 데 성공했으며, 위투-2 로버는 지금까지 총 271m 거리를 주행했다.​ 올해 초 달 뒷면에 착륙한 창어 4호와 위투 2호 탐사 로버는 달에 밤이 찾아오면 휴면 모드에 들어가고, 햇빛이 비추는 낮이 오면 활동에 들어가는 것을 반복하면서 탐사를 이어나가고 있다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

과학자들은 초신성에서 방출된 별먼지가 예상치를 훨씬 웃돈다는 사실을 발견했다고 11일(현지시간) 우주전문 사이트 스페이스닷컴이 보도했다. 거대 질량의 별이 대폭발로 종말을 맞을 때 엄청난 양의 별먼지를 우주공간으로 내뿜게 되는데, 이 성간 물질들은 다시 별이나 행성 등을 형성하게 된다. 그런데 이 별먼지의 양이 종래 과학자들이 예상하던 것보다 훨씬 많이 생성된다는 것을 발견한 것이다.　​ 운석에 의해 지구로 유입된 우주 먼지 샘플에 대한 연구는 지난 30년 동안 계속되었다. 그러나 운석이 가져다준 우주 먼지는 초신성 폭발로 인해 생성된 별먼지의 성분과는 다른 것으로 밝혀졌다. 독일의 막스 플랑크 화학 연구소 연구원들은 나노 스케일 이미징 분광기(Cameca NanoSIMS 50L)를 사용하여 우주 먼지 중 크기가 작은 알갱이의 화학성분을 전례없는 해상도로 측정했다. 연구진은 별먼지 중 여러 종류 알갱이의 화학적 조성을 분석하여 그 우주적 기원에 관한 결론을 도출해냈다. 연구진은 핵 합성 모델의 시험을 비롯해, 거대 질량 항성의 마지막 진화 단계인 적색거성에서 새로운 원자가 어떻게 생성되는지 알기 위해 연구를 시작했다.　​ 막스 플랑크 화학 연구소의 연구원이자 새 연구의 대표 저자인 얀 라이트너는 “우리는 알갱이의 일부가 실제로 초신성에서 기원했다는 사실을 발견하리라고는 전혀 기대하지 않았다”며 “46억 년 전에 우리 태양계를 형성한 우주 먼지인 태양계 성운은 비록 적지만 중요한 비율(약 1%)의 초신성 먼지를 포함하고 있었다”고 설명한다. 과학자들은 초신성이 우리 태양계의 생성에 어떤 기여를 했는가 하는 문제에 대해 지금까지 갑론을박하고 있는 실정이다. “별에서 오는 먼지의 양이 얼마나 되는지, 또는 초신성이 얼마나 많은 별먼지를 생성하는지, 그리고 그것들이 가까운 우주공간에 얼마나 많은 성간물질을 형성하는지에 대해 우리는 거의 모르고 있다”고 말하는 루이지애나 주립대학 천체물리학과의 제프리 클레이튼 교수는 “이것은 매우 뜨거운 연구주제”라고 덧붙였다. 그는 이번의 새 연구에는 참여하지 않은 과학자이다. 어쨌든 새 연구에 의해 우리 모두는 별먼지로 빚어진 존재이며, 우주의 모든 원소들은 별의 물질에서 비롯된 것이라는 개념이 보다 강화될 것이라고 과학자들은 생각하고 있다. 그러나 모든 성운이 초신성에서 유래되었다는 기존의 생각은 나중에 잘못된 것으로 드러났다. ‘천문학과 천체물리학’ 저널 연보에 게재된 A 2004 논문에 따르면, 원시 태양계를 형성한 성운의 90%가 초신성 폭발에서 온 것이 아니라 작은 질량의 별에서 나온 것으로 밝혀졌다. 그러나 초신성 폭발이 우리가 예상했던 것보다 더 많은 행성을 만들어내는 것으로 새 연구에 참여한 과학자들은 생각하고 있다. 이 연구는 또한 과학자들에게 우리 태양계의 기원에 대한 더 많은 단서를 제공한다. 이 연구에 관여하지 않은 미주리 대학의 천체물리학과 안젤라 스펙 교수는 “수소와 헬륨을 제외하고 태양계를 구성하는 모든 물질은 별에서 온 것”이라고 못박으면서 “어떤 유형의 별들이 어떤 공헌들을 했는지 정확히 아는 것이 우주의 진화를 이해하는 데 도움이 된다”고 밝혔다. 이 연구는 6월 10일(현지시간) ‘네이처’지에 발표되었다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

증평군이 운영하는 좌구산천문대에 가상증강현실 종합전시체험장이 마련됐다. 오는 4일 문을 여는 이곳은 VR룸(가상현실방), 모션라이더, 가상사격, 가상스포츠 등 4종의 체험시설을 갖췄다.VR룸에서는 복싱, 활강 스키, 롤러코스트, 칼싸움, 활 전쟁 등 10여개의 다양한 콘텐츠를 경험할 수 있다. 2인이 동시에 이용할 수 있는 룸이 3개다. 2인승 멀티 슈팅 VR체험기기인 모션라이더는 우주비행사가 돼 우주에서 전투를 벌이는 스릴을 느낄수 있다. 앞으로 10도, 뒤로 60도, 좌우로는 무제한 회전이 가능해 실제 우주선을 타고 있는 듯한 착각을 불러일으킨다. 조종간과 슈팅간 역할을 바꿔가며 미션을 수행할 수 있어 연인, 친구간 협동심도 느껴볼 수 있다. 가상스포츠 코너에서는 축구, 야구(T볼), 풋 골프 등 3종의 가상 스포츠를 체험할 수 있다. 인원수와 상관없이 즐길 수 있어 팀 대결도 가능하다.가상사격은 권총사격, 클레이사격, 소총사격 3개의 콘텐츠로 구성됐다. 2인이 함께 이용할 수 있는 세트 3개가 마련됐다. 모든 시설은 만 7세 이상 누구나 이용할 수 있다. 비용은 콘텐츠 별로 2000~7000원 정도다. 운영시간은 오전 9시 30분부터 오후 5시 30분까지. 매주 월요일은 휴관이다. 자세한 사항은 전화(043-835-4575) 또는 홈페이지(http://star.jp.go.kr)를 통해 확인하면 된다. 군 관계자는 “좌구산휴양랜드를 찾는 투숙객과 관람객들에게 색다른 즐거움을 제공할 것”이라고 말했다. 증평 남인우 기자 niw7263@seoul.co.kr

지구 행성을 옮길 수 있는 방법을 소개하는 한 전문가의 칼럼이 26일(현지시간) 우주전문 사이트 스페이스닷컴에 소개되었다. 필자는 영국 글래스고 대학 우주항공공학 마테오 세리오티 교수로, 칼럼의 내용을 요약해 소개한다. 최근 넷플릭스에 개봉된 중국 SF영화 ‘유랑지구’(The Wandering Earth)의 줄거리는 인류가 거대한 추진기를 사용하여 팽창하는 태양을 피해 지구의 궤도를 바꾸고 목성과의 충돌을 막으려는 시도를 한다는 내용이다. 언젠가는 이런 시나리오가 실현될지도 모른다. 50억 년 안에 태양은 연료가 바닥나고 팽창을 시작할 것이며, 부풀어오른 태양은 아마도 지구를 삼켜버릴 것이다. 그보다 훨씬 이전에 닥칠 위협은 지구 온난화로 인한 파국이다. 이를 피하기 위해 지구를 태양으로부터 더 먼 궤도로 이동시키는 것은 이론상 가능한 해결책이 될 수 있다. 하지만 어떻게 하면 지구를 움직일 수 있고, 그러기 위해 공학적인 측면에서 해결해야 할 과제는 무엇일까? 보다 쉬운 이해를 위해, 우리가 태양으로부터 50% 더 먼 궤도, 곧 화성에 가까운 곳으로 지구를 이동시킨다고 가정하자. 우리는 지난 수년 동안 지구와의 충돌 궤도에 있는 소행성을 이동시키는 기술을 고안해왔다. 그 중에는 파괴적인 방법, 곧 소행성 근처나 표면에서 핵폭발을 일으키거나, 우주선 같은 것을 고속 충돌시키는 방법 등이 포함되어 있다. 그러나 지구에 이같은 파괴적인 방법을 적용할 수는 없는 일이므로 이런 것들은 일단 제외된다. 다른 기법으로는 소행성의 표면에 예인선을 도킹시키거나, 중력이나 다른 방법을 통해 추진되는 우주선을 소행성 근처에 맴돌게 함으로써 궤도를 바꾸는 비교적 온건한 방법들이 있을 수 있다. 그러나 이 같은 방법 역시 지구에 적용하기는 무리이다. 왜냐하면 지구의 질량이 소행성에 비해 엄청나게 크기 때문이다. 전기 추진체 사실 우리는 이미 지구를 궤도에서 움직이고 있다. 탐사선이 다른 행성을 향해 지구를 떠날 때마다 로켓 발사력의 반작용으로 지구를 반대 방향으로 밀쳐낸다. 하지만 이 같은 반작용을 지구를 움직일 목적으로 사용하기에는 너무나 작기 때문에 고려 대상이 될 수가 없다. 스페이스X의 팰컨 헤비 로켓은 현재 가장 강력한 발사체이다. 하지만 지구를 화성 궤도까지 옮기려면 이런 로켓 3000억 개를 동시에 발사시켜야 한다는 계산서가 나와 있다. 이 모든 로켓을 구성하는 물질은 지구 질량의 85%에 해당하므로 결국 화성 궤도까지 가는 지구는 15%만 남게 된다. 이에 비해 전기 추진체는 질량을 가속하는 데 훨씬 더 효율적인 방법이다. 이온 추진체는 하전된 입자의 흐름을 발사하여 우주선을 추진시킨다. 이것을 지구 궤도의 반대 방향으로 발사하여 지구를 움직인다고 상정할 경우, 이온 추진체의 크기는 해발 1,000km나 되어야 하며, 강력한 버팀대로 지구 표면에 부착되어 추진력을 전달해야 한다. 이 방법으로 지구를 화성 궤도에까지 옮기는 데는 지구 질량의 13%나 되는 이온을 초당 40km로 발사해야 하고, 그 결과 지구는 87%만이 이동할 수 있게 된다.빛을 이용한 추진력 빛은 에너지를 갖지만 질량이 없기 때문에 레이저와 같은 집중적 광선에 지속적으로 동력을 공급할 수 있다. 필요한 동력은 태양으로부터 수집되므로, 지구 질량이 줄어들지는 않는다. 태양계에서 가까운 별을 탐사하기 위한 ‘브레이크스루 스타샷’(Breakthrough Starshot) 프로젝트에서 우주선을 추진할 목적으로 계획된 엄청난 100GW 레이저 공장을 사용하더라도, 지구를 화성 궤도까지 옮기려면 무려 300억 년 동안 레이저를 연속 발사해야 한다. 태양 돛을 사용하는 것도 한 방법이 될 수 있다. 돛이 바람을 받아 배가 나아가듯, 태양 돛은 태양의 빛을 모아 생기는 광압의 힘을 빌려 추진력을 얻는 방법이다. 실제 우주선에 적용된 기술이기도 하다. 그러니 이 방법으로도 지구를 움직이는 데는 지구 지름보다 19배나 큰 반사 디스크로 10억 년 넘게 지구를 쬐어주어야 한다는 계산서를 연구자들이 뽑아냈다. 행성 간 당구치기 두 개의 궤도를 도는 물체가 운동량을 교환하여 속도와 방향을 바꾸는 중력도움을 이용해 지구를 움직일 수도 있다. 이른바 새총쏘기(sling shot)로 불리기도 하는 이런 종류의 기동은 행성 간 탐사선에 의해 광범위하게 사용되어왔다. 예를 들어, 2014~2016년에 혜성 67P를 방문한 로제타 우주선은 10년 동안 혜성으로 가는 중 2005년과 2007년 두 차례에 걸쳐 지구를 슬링샷함으로써 중력도움을 얻어 추진력을 더욱 높였다. 결과적으로 지구는 반대 방향으로 약간 밀려났지만, 우주선이 지구에 비해 너무나도 가벼워 측정 가능한 영향을 미치지는 못했다. 하지만 우주선보다 훨씬 더 큰 것을 이용해서 우주의 당구치기를 할 수 있다면 어떨까? 소행성은 확실히 지구에 의해 방향을 바꿀 수 있지만, 지구에 미치는 영향은 지극히 작다. 그러나 이 같은 당구치기를 지속적으로 수없이 되풀이한다면 또 얘기가 달라질 수도 있다. 태양계의 일부 지역에는 소행성과 혜성과 같은 작은 천체들이 밀집해 있으며, 그 중 많은 것은 현재 기술로 움직일 수 있을 만큼 작지만, 그래도 지구에서 발사할 수 있는 어떤 것보다 여전히 크다. 정확한 궤도 설계로 이른바 'ΔV 지렛대'(Δv leveraging)를 이용할 수 있다. 말하자면, 작은 천체를 궤도 밖으로 밀어내어 지구 곁을 스쳐게 함으로써 지구에 큰 충격을 줄 수 있다. 이것은 언뜻 흥미진진해 보일지 모르지만, 태양의 팽창을 따라잡기 위해 그러한 소행성 슬링샷이 백만 번은 필요할 것으로 추정된다. 이상에서 살펴본 가능한 옵션 중에서 여러 개의 소행성 슬링샷을 사용하는 것이 현재로는 가장 타당할 것으로 보인다. 하지만 미래에 우리가 거대한 우주 구조물이나 초강력 레이저 배열을 만드는 법을 배운다면 빛을 이용하는 것이 열쇠가 될 것이다. 그러나 이러한 시도들이 현재는 이론적으로만 가능하며, 또 언젠가는 기술적으로 실현 가능할지 모르지만, 태양의 파괴적인 변화에서 그래도 살아남을 수 있는 화성으로 우리 인류를 옮기는 것이 보다 쉬울 것이다. 이미 우리는 화성 표면에 착륙하여 그 표면을 여러 차례 탐사한 바가 있다. 지구를 움직이는 엄청난 일을 궁리하다 보면, 화성을 지구화하여 식민지화하고, 지구 인구를 거주할 수 있게 하는 일들이 어쩌면 그렇게 어려운 도전은 아닐지도 모른다는 생각이 들기도 한다.　　 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　　

우주를 나는 은하철도가 있다면 이같은 모습일까? 지난 26일(이하 현지시간) 미국 우주전문매체 스페이스닷컴 등 해외언론은 민간 우주탐사업체 스페이스X가 쏘아올린 위성 60기의 모습을 영상으로 공개했다. 지난 24일 밤 네덜란드 라이덴에서 촬영된 이 영상에는 마치 기차처럼 줄지어서 지구 궤도를 돌고있는 위성들의 모습이 담겨있다. 이 때문에 우리에게는 유명 애니메이션 은하철도999가 연상되며, 서구언론에서도 역시 비슷한 의미의 스타링크 기차(Starlink Train)라고 명명했다. 영상을 촬영한 위성추적가인 마르코 랭브록은 "위성들이 지나갈 곳을 계산해 준비했으며 실제로 시야에 '열차'가 들어오자 소리를 지르지 않을 수 없었다"고 밝혔다.앞서 일론 머스크 테슬라 최고경영자(CEO)가 이끄는 스페이스X는 23일 우주 인터넷망을 구성할 스타링크 위성 60기를 탑재한 팰컨9 로켓을 발사했다. 스페이스X는 지구촌의 인터넷 사각지대를 모두 커버하는 원대한 우주 인터넷 구상을 실현 중에 있다. 이를 위해 총 1만 2000개의 위성을 띄울 예정인데 이번에 60기는 원대한 구상의 첫발이다. 스타링크에 활용되는 저궤도 위성은 227㎏으로 2단 로켓을 통해 440㎞ 상공에서 배치되면 자체 추진력으로 550㎞ 궤도에 자리를 잡게 된다. 스페이스X는 위성이 약 800개가 되면 인터넷 서비스를 시작할 수 있을 것으로 전망하고 있다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

1970년 대에 지구에서 발사된 우주선들이 반세기가 지난 현재도 여전히 ​​우리 태양계 밖을 날아가고 있다. 이들 우주선이 앞으로 몇백만 년 이내에 어떤 별들을 지나칠 것인지를 밝혀낸 새로운 연구결과가 12일(현지시간) 우주전문 사이트 스페이스닷컴에 보도되어 우주 마니아들의 호기심을 자극하고 있다. 미 항공우주국(NASA)은 47년 전인 1972년 3월 2일 파이오니어 10호를 발사한 데 이어, 약 1년 후에는 파이오니어 11호를 우주로 띄워보냈다. 파이오니어 10호는 우주탐사 역사상 최초로 화성과 목성 사이에 있는 소행성대를 통과한 우주선이 되었다. 파이오니어의 뒤를 이은 보이저 2호는 1977년 8월 20일에 발사되었고, 보이저 1호는 2주 뒤인 9월 5일에 우주로 떠났다. NASA의 탐사선 뉴호라이즌스 이외에 성간 우주에 도달할 수 있는 우주선으로 발사된 것은 이 보이저-파이오니어 시리즈뿐이다. 현재까지 보이저 1, 2호는 40여 년 날아간 끝에 마침내 태양계 울타리를 벗어나 성간 공간으로 진출하는 데 성공했다. 파이오니아 10, 11호와 NASA의 뉴호라이즌스 역시 항해를 계속해간다면 조만간 헬리오스피어(태양권)라 불리는 태양의 영향권을 벗어나 성간 공간으로 진출, 계속 심우주 탐사작업을 수행할 것으로 예상된다.그러나 이 우주선들은 결국 ‘죽음’을 맞게 된다. 우주선의 과학장비들을 구동하는 전력이 바닥나면 장비는 작동을 중단할 것이고, 지구와의 교신은 끊기고 말 것이다. 말하자면 우주의 미아가 되는 셈이다. 실제로 파이오니어 10호와 11호는 각각 2003년과 1995년에 최종 전파신호를 보낸 후 영원한 침묵 속으로 빠졌다. 그러나 연구원들은 이들 침묵의 우주선들이 앞으로 어떤 별들의 옆을 지나가게 될지 알 수 있는 항로를 계산해냈다. 이러한 계산은 대단히 까다로운 작업이다. 왜냐하면 지구를 떠난 우주선들이 날아가는 주위의 우주가 쉼없이 움직이고 있기 때문이다. 독일 막스플랑크 연구소의 코린 베일러-존스와 미국 캘리포니아의 NASA 제트추진연구소 지구근접물체센터의 다비데 파르노키아는 720만 개 별의 3D 위치와 3D 속도를 사용하여 우주선의 행선지를 찾아내는 데 성공했다. 이들 별의 데이터는 가이아 우주관측소가 데이터를 뽑아낸 10억 개 별들에 포함된 것들이다. ​ 새 연구에서 베일러-존스와 파르노키아는 보이저 1호가 지나칠 다음 별은 지구에서 가장 가까운 항성인 프록시마 센타우리로, 통과 시점은 약 1만 6700년 후가 될 것이라는 계산서를 뽑아냈다. 그러나 이 만남은 그리 인상적이진 않을 것으로 보인다. 보이저 1호가 프록시마 센타우리에 가장 근접하는 거리가 3.6광년이나 되기 때문이다. 지구에서는 도저히 관측하기 어려운 아득한 거리다. 현재 보이저 1호와 해당 별과의 거리가 4.24광년으로 그다지 차이나지 않는다. (지구의 태양과 프록시마 센타우리 별 사이의 거리가 4.24광년이다) 비록 보이저가 총알 속도의 17배인 초속 17㎞로 40년 이상을 날아갔지만 빛으로는 약 하루 거리에 불과할 뿐이다.보이저 2호와 파이오니어 11호의 다음 행선지도 역시 프록시마 별이지만, 파이오니아 10호의 행선지는 안드로메다자리의 조그만 별 로스(Ross) 248로, 지구로부터 10.3광년 거리에 있는 별이다. 우주선들의 이러한 행선지 접근은 그다지 흥미를 끌지 않을 수도 있다. 접근 거리가 너무 멀기 때문이다. 그러나 베일러-존스와 파르노키아는 우주선이 우리 태양계 바깥의 별들과 놀랄 만큼 가까이 접근하게 될 사례를 예측했다. 예컨대, 보이저 1호는 30만 2700년 후 태양으로부터 약 46.9광년 떨어진 TYC 3135-52-1 별에 매우 근접한다. 우주선은 이 별에 1광년 이내의 거리까지 접근하게 되는데, 이는 곧 이 별의 외부를 둘러싸고 있는 소행성 층인 오르트 구름을 관통한다는 뜻이다. 또한 보이저 1호는 태양으로부터 520광년 떨어진 가이아 DR2 2091429484365218432 별을 1.27광년 이내까지 접근할 것으로 밝혀졌다. 이것이 얼마나 가까운 접근인가는 프록시마 센타우리까지의 거리가 4.24광년이라는 것을 떠올려보면 실감할 수 있다. 보이저 1호는 앞으로 340만 년 후 이 별 옆을 지나갈 것이다. ‘오우무아무아'(Oumuamua)라고 불리는 신비로운 성간 천체의 기원과 미래의 목적지를 추적하는 이전 작업에서 영감을 받아 이 연구에 착수하게 되었다고 밝히는 베일러-존스는 “대부분 재미있었지만, 그것은 또한 우주선이 달성한 속도(태양 기준 상대 속도로 약 15㎞/s)로 가까운 별에 도달하는 데 얼마나 걸릴까 인식하게 되는 것에 의미를 찾을 수 있다”고 지적하면서 이렇게 덧붙였다. “가장 가까운 별에 가는 데만도 수십만 년이나 수백만 년이 걸리기 때문에 인간의 한 생애 내에 이들 별을 탐사하기 위해서는 우주선 속도를 비약적으로 높이지 않으면 안된다는 사실을 확인할 수 있었다.” 이 연구는 IOP사이언스 저널에 4월 5일자로 발표되었다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　　

죽은 행성으로 알려졌던 화성이 땅 속에서 꿈틀거리고 있음이 최초로 탐지되었다. 이른바 화성의 지진으로 예측되는 현상이 지난 6일 미 항공우주국(NASA)의 화성 착륙선 인사이트의 지진계에 잡혔다고 24일(현지시간) 우주전문 사이트 스페이스닷컴이 보도했다. 인사이트는 화성의 굳은 표면 아래 움직임을 감지했다는 데이터를 수백 만㎞ 떨어진 곳에서 전송해왔다. NASA의 과학자들은 아직까지 이 현상을 지진이라고 판정 내리지는 않았지만, 화성의 지진파가 화성 내부를 달리는 것을 탐지하는 것은 인사이트의 화성 미션 중 가장 핵심적인 과학목표 중 하나이다. 지진계 수석 연구원인 프랑스우주국 소속 필리페 로뇽은 “우리는 최초의 지진 탐지를 위해 몇 달을 기다렸다. 화성이 여전히 지진학적으로 활동적이라는 증거를 얻은 것은 너무나 흥미로운 일”이라고 밝혔다.과학자들은 화성이 지구처럼 지진을 일으키는 지각판을 갖고 있지 않기 때문에 그리 많은 지진이 있을 것으로는 생각하지 않았다. 그러나 천체의 완만한 냉각으로 인한 스트레스가 행성 내부에 전해져 간헐적인 지진은 일어날 수 있을 것으로 예측했다. 지금 그들은 그 첫번째 증거를 잡은 것이다. ​ 인사이트 팀은 화성이 지진계에 기록을 남길 만한 큰 지진 활동이 있으리라고 생각치 않았다. 이에 연구팀은 지진 데이터를 확보하기 위해 여러 가지 방법을 동원하고 있다. 예컨대, 인사이트는 두더쥐라는 별명을 가진 장비를 장착하고 있는데, 이 기기는 운석의 충돌시 온도와 화성 지하의 온도를 재는 열탐침을 추적할 수 있다.과학자들은 오래 전부터 다른 행성에 지진계를 설치한다는 아이디어에 매료되어 왔다. 1970년대 NASA의 화성 탐사선 바이킹 또한 지진계를 가지고 있었지만 그 장비는 늦게 추가되어 착륙선에 단순히 부착돼 어떠한 의미있는 신호도 찾을 수 없었다. 그에 반해 인사이트는 지진계를 화성 지표에 직접 배치함으로써 아폴로 우주 비행사가 달 표면에 배치한 지진계의 계보를 이은 것이라 할 수 있다. NASA 제트추진연구소 브루스 배너트 수석 조사관은 “인사이트의 첫 번째 판독은 아폴로 미션에서 시작된 과학을 계속 수행하는 것"이라면서 "우리는 지금까지 배경소음만을 수집해왔지만 이 첫 번째 작업은 새로운 분야인 화성 지진학의 공식적인 출발을 뜻한다"고 밝혔다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　　

지난 22일은 지구 환경오염 문제의 심각성을 알리기 위해 자연보호자들이 제정한 ‘지구의 날’이었다. 이날 미국항공우주국(NASA)의 과학자들도 지구의 날을 맞이해 우리 지구의 놀라운 사진을 대거 공개해 눈길을 끈다. 미국 우주전문 매체 스페이스닷컴은 이날 NASA가 공개한 지구의 다양한 사진들 중 10점을 자체 선정해 공유했다.첫 번째 사진은 ‘남극의 눈 덮인 산’으로, 2013년 11월 27일 NASA의 P-3 항공기가 남극 대륙을 동쪽에서 서쪽으로 가로지르며 비행하는 동안 남극종단산맥(남극횡단산지)의 일부분인 마운틴 페더 상공에서 촬영한 것이다. NASA는 이처럼 남극은 물론 북극의 극지방에 항공기를 띄워 얼음 변화를 관측하기 위해 ‘아이스브릿지’(IceBridge)라는 이름의 임무를 수년째 수행하고 있다.그다음 사진은 ‘아프리카 상공의 모루구름’이다. 모루구름은 윗부분이 넓고 편평하게 퍼지면서 모루(대장간에서 불린 쇠를 올려놓고 두드릴 때 받침으로 쓰는 쇳덩이)나 나팔꽃 모양을 한 적란운을 말한다. 보통 모루구름은 적란운이 발달해 권계면 부근에 이르면 더는 수직 방향으로 발달하지 못하고 풍속에 따라 옆으로 퍼지면서 생긴다. 이 사진은 국제우주정거장(ISS)에 2007년 10월부터 2008년 4월까지 머물렀던 16차 원정대의 한 우주비행사가 촬영했다.세 번째는 ‘두툼한 해빙’ 사진이다. 2014년 11월 5일 NASA의 아이스브릿지 임무 중에 포착된 이 사진은 남극 반도의 서쪽에 있는 벨링스하우젠해(海) 위 해빙을 보여준다. 특히 해당 사진에서 오른쪽에 있는 두툼한 빙산은 이 사진을 촬영하기 얼마 전까지 남극 빙상에 붙어있었다고 NASA는 설명했다.네 번째 사진은 ‘룹알할리 사막’이다. NASA의 테라 위성이 2005년 12월 5일 아라비아 반도 남부에 펼쳐진 룹알할리 사막 위를 지나며 촬영한 것으로, 빛에 반짝이는 흰색 부분은 삽카 또는 사브카로 불리는 염분이 많은 모래를 보여준다. 사하라 사막에 이어 세계에서 두 번째로 넓은 사막으로 예멘과 오만 그리고 아랍에미리트의 일부를 포함하며 주로 사우디아라비아 남동부의 구조분지에 자리잡고 있다.다섯 번째는 ‘바하마 제도’ 사진이다. 카리브해의 반짝이는 이 청록색 바닷물이 바하마 제도 사이를 흐를 때 해수면의 깊이에 따라 바닷물의 색상은 더 어두워진다. 사진은 엑서마 섬의 작은 암초들을 보여주며 2015년 7월 19일 ISS의 44차 원정대의 한 우주비행사가 촬영했다.그다음은 ‘우주에서 본 보존의 노력’이다. 산림 위로 우뚝 솟은 눈 덮인 산봉우리는 뉴질랜드 북섬 에그몬트 국립공원 내 보호지역에 있는 성층화산 타라나키 산이다. 산림 보호구역은 주변 목초지보다 더 짙은 녹색을 띈다. 이 사진은 2014년 7월 3일 NASA의 지구관측위성 랜드샛8에 의해 포착됐다.일곱 번째 사진은 ‘블랙 마블’ 검은 대리석이라는 제목이 붙은 지구의 사진이다. 이 사진은 NASA와 미국 국립해양대기청(NOAA)이 공동으로 운영하고 있는 핀란드(수오미) 국가 극궤도 파트너십(NPP) 위성에 의해 포착됐다.여덟 번째는 ‘지구돋이 2.0’이라는 제목의 사진이다. 아폴로 8호의 우주비행사들이 달에서 지구가 떠오르는 유명한 사진 지구돋이(어스라이즈)를 찍은지 약 50년이 지난 지금, NASA의 달 정찰궤도선(LRO)은 이 아름다운 사진을 재현해냈다.아홉 번째 사진은 ‘화성에서 바라본 지구의 풍경’이다. NASA의 화성 정찰궤도선(MRO)이 포착한 이 사진에서 지구와 달은 밤하늘의 작은 초승달들처럼 보인다. MRO는 2007년 10월 3일 지구에서 약 1억4200만㎞ 떨어져 있는 화성에서 이 역사적인 사진을 촬영했다.마지막은 ‘지구가 웃은 날’(The Day the Earth Smiled)로 알려진 사진 한 장이다. 사실 이는 토성의 고리들을 보여주지만, 이를 살펴보면 지구와 달의 모습도 있다. 확대한 사진에는 지구는 물론 달의 모습도 명확하게 찍혀 있다. 이는 NASA의 토성 탐사선 카시니호가 2013년 7월 19일 지구에서 약 14억4000만㎞ 떨어진 토성에서 태양 일식이 일어나는 동안 촬영해 지구로 전송한 사진 중 유일하게 이 같은 모습이 찍혀 있었다. 이는 카시니호의 9년 간 임무 중 처음으로 지구를 포착한 것이어서 이날은 지구가 웃은 날로 불린다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

우주전문 사이트 스페이스닷컴이 ‘금주의 놀라운 우주사진’으로 선정한 태양의 플라스마 사진이 우주 마니아들의 관심을 끌고 있다. 지구 수십 배 규모의 거대한 태양 자기장 고리를 타고 용솟음치는 플라스마가 마치 비처럼 태양 표면으로 쏟아지는 광경은 천체 사진 중 가장 압도적인 장면으로 선정되기에 모자람이 없다. 자기장 고리를 타고 플라스마가 팽창할 때 태양 외층에서 만들어지는 플라스마 비는 열원에서 멀어지면 냉각되어 중력에 의해 다시 태양 표면 쪽으로 내려간다. 이러한 플라스마의 움직임이 태양 대기인 코로나에서 만들어내는 크고 밝은 불기둥을 태양홍염(太陽紅焰) 또는 프로미넌스(prominence)라고 한다. 코로나가 플라스마라는 극도로 뜨거운 이온 가스로 구성되어 있는 반면, 태양홍염은 채층의 구성과 비슷한 상대적으로 훨씬 차가운 플라스마로 이루어져 있다. 태양홍염은 하루 정도에 구성되며, 코로나 내부에서 몇 주간 지속된다. 천문학자들은 이 ‘플라스마 비’가 태양 표면보다 태양 코로나가 수백 배나 더 뜨거운 이유를 알려줄지도 모른다는 생각을 하고 있다. 미 항공우주국(NASA)의 설명에 따르면, 최근 관측에서 이전에는 간과되었던 작은 자기장 고리에서 내리는 코로나 비가 발견되었다. 이 비는 태양의 외부 대기(코로나)에서 태양 표면으로 떨어지는 뜨거운 플라스마 방울로 구성된 것이다. NASA의 태양활동관측위성인 SDO(Solar Dynamics Observatory)에 장착된 고해상도 망원경을 사용하여 수집된 이 새로운 데이터는 코로나 비가 지구상의 비와 비슷한 움직임을 보여주는 것으로 나타났다. 물론 지구상의 비와는 달리 태양의 플라스마 비는 온도가 수백만 도에 달한다. 또한 하전된 가스인 플라스마는 지구상에 물처럼 한곳에 모이지 않는다. 그 대신 플라스마는 태양 표면으로부터 분출되는 자기장 선이나 고리를 따라 움직인다. 또한 연구진은 자기장 고리가 태양 표면에서 분출되는 부분에 플라스마가 과열되어 섭씨 100만 도를 넘는다는 사실을 발견했다. 이 극고온의 플라스마는 고리를 확장하고 고리의 최고점에 모인다. 그리고 냉각과 응축 과정을 거친 후 중력에 의해 코로나 비가 되어 태양 표면으로 떨어지는 것이다. 연구원들은 태양 표면으로부터 수백만 마일 규모로 뻗은 거대한 고리형 플라스마(helmet streamers로 불린다)에서 코로나 비의 흔적을 이전부터 찾고 있었다. 연구자들은 헬멧 스트리머가 플라스마와 입자의 흐름인 느린 태양풍의 근원 중 하나일 것으로 여겨 집중적인 관측과 연구를 해왔다. “이 고리들은 우리가 찾고 있던 것보다 훨씬 작았다”라고 밝힌 새 연구의 공동저자 스피로 안티오코스 NASA 고다드 우주비행센터의 물리학자는 “코로나의 가열은 우리가 생각했던 것보다 훨씬 좁게 국지화되어 있다”라고 덧붙였다. 따라서 ‘천체물리학저널 레터스’ 4월 5일자에 발표된 새 연구결과는 코로나의 가열 과정뿐 아니라 느린 태양풍의 원인을 밝히는 데 한 줄기 빛을 던져주고 있다. “루프에 코로나 비가 있는 경우, 그 바닥에서 10% 이하가 코로나 가열이 일어나는 부분”이라고 공동저자이자 미국 가톨릭 대학의 대학원생 에밀리 메이슨이 성명서를 통해 밝혔다.연구진은 높이 약 4만8000km의 플라스마 고리에서 내리는 코로나 비를 발견했다.이는 연구진이 찾던 헬멧 스트리머 높이의 2%에 불과한 것이었다. 메이슨은 “우리는 여전히 코로나가 가열되는 메커니즘을 정확히 알지 못하지만, 가열과정이 이 층에서 발생한다는 것만은 확신하고 있다”고 말했다. 새 연구결과는 또한 작은 자기장 고리와 느린 태양풍 사이의 가능한 상관관계를 확인하는 전과를 올렸다. 연구진이 생각해온 바와 같이 닫힌 자기장 고리뿐 아니라 열린 자기장 선에서도 코로나 비가 발생할 수 있다는 견론을 얻었다. 열린 자기장 선의 한쪽 끝은 공간으로 뻗어나가 플라스마가 태양풍 속으로 빠져나갈 수 있다는 것이다. 연구진은 NASA의 파커 태양탐사선을 이용해 더 작은 자기장 고리 구조를 연구할 계획이다. 파커 탐사선은 2018년에 발사되어 이전의 어떤 우주선보다 태양에 가까이 접근하고 있는 중으로, 지난 4월 4일 두 번째로 근일점을 통과했다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

빅뱅 이전에도 우주가 존재했을까? 빅뱅 이후 우주는 어떻게 진화했는가? 이 같은 문제를 알기 위해서 연구자들이 시계처럼 작동하는 입자의 영향을 조사할 것을 제안한 새 연구가 발표되었다고 30일(현지시간) 우주전문 사이트 스페이스닷컴이 보도했다. 현재 대세를 이루고 있는 우주론은 우주가 태초의 짧은 순간에 엄청난 속도로 팽창을 했다는 급팽창 이론(inflation theory·인플레이션 우주론)이다. 빅뱅 후 10−36~10−34초라는 매우 짧은 시간에 우주의 크기가 1043배 팽창되었다는 것이다. 이 기간에 공간 자체는 빛의 속도보다 빠르게 팽창했다. 인플레이션 이론은 우주의 구조와 진화에 대한 여러 신비를 푸는 데 도움이 될 수 있다. 예를 들어, 인플레이션은 우주가 모든 방향에서 대체로 같은 모습을 보이는 우주의 평탄성 이유를 잘 설명해준다. 그러나 인플레이션 이론을 비판하는 쪽에서는 우주에 대한 시작 조건이 있을 것으로는 보이지 않는다고 주장하며, 우주의 가장 오래된 빛인 마이크로파 배경복사에 대한 최신 데이터를 설명하기 위해 점점 더 부가적인 모델이 필요하다고 연구 공동저자인 아비 로브 하버드대 천체물리학과장이 밝혔다. “가장 자연스럽고 그럴듯한 인플레이션 모델이 배제되었다”고 주장하는 로브는 “모든 것이 가능하고 어떤 시나리오라도 수용할 수 있는 지극히 유연한 인플레이션 이론은 조금 걱정스럽다. 과학적 이론의 강점은 어떤 결과를 예측하고 다른 이론들을 배제할 수 있는 데에 있다”고 강조한다. 과학자들은 지금까지 인플레이션 이론과 같이 우주의 수수께끼를 설명할 수 있는 전혀 다른 우주론 모델을 개발해왔다. 예컨대, 인플레이션 이론은 우주가 물질과 에너지가 극한으로 밀집된 한 특이점(singularity)에서 출발했다고 가정한다. 이론상으로 특이점은 공간과 시간의 구조를 무한대로 왜곡시키기 때문에 빅뱅 이전에는 아무것도 존재하지 않으며 시간조차도 존재하지 않는다. 그러나 또 다른 우주론 모델은 우주가 원시우주의 붕괴에 뒤따른 ‘빅 바운스'(Big Bounce)에서 태어났다고 제안한다. 이 모델은 인플레이션 이론과 마찬가지로 우주가 왜 지금처럼 되었는가를 설명할 수 있다고 로브는 주장한다. 인플레이션 이론과 다른 우주론의 진위를 결정하기 위해 로브와 그의 동료 연구자들은 한 가지 테스트를 제안했다. “과학은 믿음이 아니라 증명으로 발전하는 것이다. 그래서 우리는 어떤 시나리오가 발생했다는 것을 입증하기 위해 단서를 찾는 작업에 착수했다”고 로브는 밝혔다. 이 테스트의 핵심은 다른 우주론 모델에서 우주가 어떻게 행동하는가를 알아보는 것이라고 밝히는 하버드 대학의 종-지 시안위 공동저자는 “인플레이션은 우주가 기하급수적으로 확장되었다고 보는 반면, 빅 바운스는 원시우주가 축소되고 현재의 우주로 확장되었다고 가정한다. 어떤 모델은 우주가 서서히 팽창했다고 보지만, 그와 반대로 우주가 급격히 팽창했다고 보는 우주론도 있다”고 설명한다. 지금의 우주가 있기 전에 원시우주란 게 존재했다면, 현재의 물리학은 시계추가 앞뒤로 흔들리듯이 일정한 주파수로 진동하는 입자들이 존재했을 것이라는 사실을 말해준다. 이러한 ‘원시 표준시계’의 작동은 극미세계의 물질 밀도에 불균질을 가져와 우주가 팽창한 후 지금과 같은 구조를 갖게 하는 데 씨앗이 되었을 것이다. 하버드 대학의 싱잉 첸 대표저자는 “빅뱅 이전에 어떤 일이 있었는지에 대해 우리가 지금까지 알아낸 모든 정보가 필름 롤에 들어 있다고 상상해보면 표준시계가 어떻게 이러한 프레임을 재생해야 하는지를 알려준다”고 주장한다. 한때 원시우주가 존재했다면, 그 붕괴는 현재의 우주 구조에서 감지할 수 있는 방식으로 원시 표준시계를 작동하게 했을 것이라는 말이다. 시안위 공동저자는 성명서에서 “우주가 수축하는 것을 보여주는 신호 패턴이 발견되면 인플레이션 이론이 완전히 허구임이 입증될 것”이라고 주장한다. 연구자들이 그 같은 증거를 찾기 위해 분석할 수 있는 몇 가지 데이터 세트가 있다. 하나는 슬론 디지털 스카이 서베이(Slan Digital Sky Survey)를 비롯해, 곧 취역하게 될 다크 에너지 서베이(Dark Energy Survey), 광시야 적외선 망원경(WFIRST), 대형 시놉틱 관측 망원경(LSST)들이 전천에 대한 대규모 조사에 나설 것이라고 밝히면서, 과학자들은 또한 우주 마이크로파 배경복사를 볼 수 있을 것이라고 로브는 덧붙였다. “우리는 이미 인플레이션 이론을 배제할 수 있는 관찰 가능한 세부 사항을 확인했다”고 밝히는 로브는 “인플레이션이 발생했을 가능성은 매우 높지만, 인기있는 아이디어가 과연 진실인지 밝힐 수 있는 것은 언제나 멋진 일이다”고 강조한다. 연구진은 피지컬 리뷰 레터에 자세한 연구결과를 게재했으며, 출판 전 서버인 아카이브에 웹 사이트에서 볼 수 있다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　　

미국항공우주국(NASA)의 테스(TESS) 우주망원경이 가시적인 성진(별의 지진파) 현상을 보이는 항성의 주위를 공전하는 외계행성을 발견했다고 우주전문사이트 스페이스닷컴이 28일(현지시간) 보도했다. 이 발견이 NASA 과학자들의 관심을 집중시키는 이유는 TESS의 외계행성 탐사능력이 입증됐을 뿐만 아니라 이번에 발견된 외계행성의 성질을 더 정확하게 특징지을 수 있게 해주기 때문이다. 토성을 닮았지만 모항성과 너무 가까워 ‘뜨거운 토성’으로 불리는 이 행성은 TESS에 설치된 첨단 카메라들에 의해 포착됐다. 이에 대해 연구에 공동저자로 참여한 스티브 카발러 미 아이오와주립대 천문학과 교수는 성명을 통해 “이는 TESS에서 나온 첫 번째 자료에 불과하다”며 앞으로 더 놀라운 발견이 있을 것을 시사했다. 지난해 4월 18일 발사된 TESS는 전임자인 케플러 우주망원경의 임무를 물려받아 태양의 이웃에 있는 수십만 개의 별들을 조사하고, 외계행성들이 모항성의 앞을 가로지를 때 일어나는 밝기의 감소를 관측하는 방법으로 외계행성을 찾는다. 이를 트랜싯 법이라 하는데, NASA의 케플러 우주망원경은 이 기법으로 현재까지 발견된 3750개의 외계행성 중 약 70%를 발견했다. 그러나 TESS 임무에 참여한 과학자들은 TESS가 케플러보다 훨씬 더 많은 업적을 올릴 수 있을 것으로 기대한다. 케플러는 1차 임무 중 하늘의 한 작은 한 구역을 작업장으로 제한했지만, TESS는 계획된 2년간의 관측 동안 거의 모든 하늘을 샅샅이 조사할 계획이다. 이 조사는 하늘에 있는 20만 개의 가장 밝은 별에 중점을 둘 것이다. 말하자면 별지기들에게 친숙한 별자리의 거의 모든 별 주위를 뒤져 외계행성을 찾아낸다는 듯이다. 이들은 TESS가 지구 크기를 포함한 외계행성 약 1600개를 새로 발견해낼 것으로 추산하고 있다. TESS는 성진, 곧 별의 지진파를 감지할 수도 있는데, 지구의 지진파처럼 별을 관통하는 이런 현상이 일어날 경우 별의 밝기는 급격한 변화를 보인다. 성진은 모든 별에서 일어나는 현상으로 어느 정도 별을 요동시키지만 항상 발견할 수 있는 것은 아니다. 그러나 성진학자들은 이런 별의 떨림으로 해당 별의 질량과 나이 그리고 크기에 대한 유용한 정보를 얻어낸다. 그런 정보는 별의 궤도를 도는 행성에 관한 세부사항을 파악하는 데 도움이 된다. 이 연구에서 TESS 자료는 모항성 TOI-197의 나이가 약 50억 년이며, 크기는 태양보다 조금 더 크고, 적색거성(별의 후기 생애 단계)으로 변하기 시작한 것을 밝혔다. 이 별 주위를 돌고 있는 TOI-197.01 행성은 토성 크기의 가스 행성이지만, 태양계의 토성과는 달리 모항성에 너무 가까이 접근해 있어서 공전주기가 14일에 불과하다. 이 행성은 토성 크기의 외계행성으로는 아마 가장 정확하게 연구된 대상일 거라고 한 연구원은 밝혔다. TOI-197.01은 모항성에 너무 가까이 돌고 있으므로 불행하게도 적색거성으로 뜨거워지는 모항성에 의해 바짝 구워질 운명에 처해 있다. 천문학자들은 별이 팽창함에 따라 근접한 행성은 그 열기로 인해 크게 부풀어오를 수 있으며, TOI-197.01의 경우 케플러가 발견한 적색거성에 딸린 저밀도의 거대 가스 행성들처럼 팽대할 것으로 예측한다. 한편 이번 연구 논문은 출판 전 논문저장소 아카이브(arXiv)에 수록됐으며, 저명한 천문학 분야 학술지 ‘천문학 저널’(AJ·The Astronomical Journal) 최신호에 실릴 예정이다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

KF-X 오는 9월 80% 이상 형상 설계 완료기술 개발 조급증…‘장비 구입’ 극한 주장까지수십년간 실패해온 일본도 예산 논란 직면그러나 레이더·엔진·스텔스 기술 자체 개발‘한국형 전투기’(KF-X) 사업에 대한 관심이 높아지고 있습니다. 방위사업청이 지난 18일 2021년 ‘시제기’ 생산을 완료하겠다고 공언하면서 구체적인 사업 일정표가 윤곽을 드러냈습니다. 시제기는 항공기를 대량 생산하기 전에 원형을 만들어 성능을 시험하는 기체를 말합니다. KF-X의 설계는 현재 15% 가량 진행됐고 오는 9월이면 80% 이상 완성될 것으로 보입니다. 기체 개발을 맡은 한국항공우주산업(KAI)가 실물 크기의 모형을 제작해 오는 10월 열리는 서울국제항공우주·방위산업전시회(ADEX)에서 공개할 것이라는 전망도 나옵니다. 하지만 한편에선 우려도 많습니다. 인도네시아가 공동개발국으로 참여하고 있긴 하지만 사실상 우리가 독자 개발하는 것과 마찬가지인 상황에서 예정대로 사업이 진행될지 우려하는 시각입니다. 벌써부터 해외에서 첨단 장비를 사들여 조립하는 게 경제성이나 효율성 측면에서 더 낫지 않느냐는 주장까지 나옵니다. ●“4.5세대 전투기 개발 의미있나” 커지는 잡음 엄밀히 따지자면 KF-X는 4.5세대 전투기로, 개발을 완료해도 이미 실전에 투입된 첨단 전투기인 미국의 ‘F-22’, ‘F-35’, 러시아의 ‘Su-57’ 등 5세대 전투기 성능엔 미치지 못 합니다. 쉽게 표현하자면 기계식 4세대 전투기와 스텔스기로 개발하는 5세대 전투기의 중간쯤 되는 성능을 목표로 합니다. 이런 점에서 일각에선 “미국이 이미 6세대 무인전투기 개발에 나선 마당에 4.5세대 전투기 개발에 집중하면 너무 시대에 뒤쳐지는 것 아니냐”는 비판이 나왔습니다.이런 우려를 제기하는 분들께 일본의 사례를 전하려 합니다. 여러분도 잘 아시다시피 일본은 F-15의 자국 면허생산 버전인 ‘F-15J’와 미국과 공동개발한 ‘F-2’ 등을 주력 기종으로 운용하고 있습니다. 그리고 2030년 F-2 퇴역에 대비해 야심차게 ‘F-3’를 개발해왔습니다. 작년엔 10조~20조원에 이를 것으로 예상되는 막대한 개발 비용 때문에 사업을 포기할 것이라는 비관적인 언론 보도도 나왔습니다. 일본 방위성이 “결정된 바 없다. 미국 등과 공동개발도 고려하고 있다”고 해명하긴 했지만 일본 내부는 물론 우리 국민들에게도 충격파가 적지 않았습니다. 그렇지만 이런 표면적인 논란으로 일본이 그동안 기울인 노력들이 모두 물거품이 되는 것은 아닙니다. 일본의 전투기 생산 과정은 효율성을 중시하는 이들의 입장에선 도저히 이해할 수 없는 방식이었습니다. 한 예로 F-15J의 생산에는 일본 방위산업체 1100여곳이 참가했고 생산단가는 천정부지로 치솟았습니다. 정부가 미국의 동급 ‘F-15C/D’ 판매 가격의 3배에 이르는 높은 비용을 부담할 정도였습니다. 완제품에 가까운 형태로 수입해 단순 조립만 해도 되는데, 일본 정부는 묵묵히 지원을 이어갔습니다. ●일본, 예산 투입 논란에도 기술 개발 지속 일본은 또 F-35A 42대를 미국에서 23조 8000억원에 도입하기로 결정했습니다. 우리가 40대를 도입하는 데 들이는 비용인 7조 4000억원의 3배에 이르는 금액입니다. 4대만 완제품으로 도입하고 나머지 38대는 미쓰비시 중공업 공장에서 부품을 조립하는 방식으로 계약했습니다. 아시다시피 미쓰비시 중공업은 F-3 개발을 맡은 방산업체입니다. 아시아 지역의 정비창을 독점하고 정비 비용을 줄인다는 계산도 있었지만, 궁극적인 목표는 첨단기술 확보였을 것이라는 관측이 나옵니다. 일본은 2016년 스텔스기 생산을 위해 기술을 시험하는 실증기 ‘X-2’를 공개했습니다. 실험 수준이긴 하지만 일본 방위장비청은 “스텔스 기술을 확보했다”고 공식 발표했습니다. 개발 당국은 F-22 등 고성능 전투기와 비교해도 손색이 없을 정도인 엔진 1개당 최대 15t의 추력을 확보했다고 밝히기도 했습니다. 순간적으로 성능을 높이는 ‘애프터 버너’ 기능을 사용했을 때 엔진 추력이고, 실제 추력은 11t이지만 자체 기술로 전투기 엔진을 개발했다는 점은 높이 평가할 만한 부분입니다.일본은 첨단 전투기에 꼭 필요한 ‘능동위상배열(AESA) 레이더’ 기술을 이미 1990년대에 개발했습니다. 세계 최초로 전투기용으로 상용화된 AESA 레이더는 일본의 주력전투기 F-2에 장착됐습니다. AESA 레이더는 일반 기계식 레이더보다 탐지 거리가 긴 것은 물론 여러 목표를 한꺼번에 포착할 수 있고 탐색, 전자전, 무기 유도 등 여러 기능을 동시에 운용할 수 있어 첨단 항공기에 필수적인 장비로 꼽힙니다. 작년에는 더 놀라운 소식이 전해졌습니다. 일본 방위장비청은 지난해 11월 도쿄에서 개최한 ‘국제항공우주전’에서 ‘질화갈륨’(GaN)을 사용하는 신형 AESA 레이더를 공개했습니다. 이 기술은 탐지거리가 1000㎞를 넘는 미국 록히드마틴사의 최신 육상레이더 ‘LMSSR’에도 사용하는 기술입니다. 우리가 ‘막대한 예산과 엄청난 시간을 투자하고도 F-3 개발 사업이 좌초됐다’고 비판하기엔 남긴 족적이 너무 뚜렷합니다. 너무 비효율적으로, 고집스럽게 항공기 개발을 시도한 일본의 사례를 가볍게 여겨선 안 된다는 겁니다. ●KF-X는 이제 ‘걸음마’ 단계…조급증 버려야 KF-X에는 8조 8000억원의 막대한 예산이 투입됩니다. 2015년 사업을 시작해 이제 5년차를 맞았습니다. 2026년 6월 개발 완료를 목표로 하고 있지만 벌써부터 설왕설래가 많습니다. 사업이 제대로 진행되도록 채찍질하는 것은 옳지만, 사업 자체를 엎거나 궤도를 완전히 수정해야 한다는 극한 주장은 바람직하지 않습니다.AESA 레이더 개발은 지난해 6월 기본설계(PDR)를 끝냈고 이제 상세설계(CDR)를 진행하고 있습니다. KAI는 지난 2월 시제기의 동체 앞쪽 구조물인 ‘벌크헤드’ 가공을 시작했습니다. 이제 막 ‘걸음마’를 뗀 것으로, 결코 성공이나 실패를 논할 단계가 아닙니다. 수십년간 실패를 거듭했지만, 절대 실패했다고 인정하지 않는 일본을 봐야 합니다. 정부가 해야 할 일도 있습니다. 공동개발국인 인도네시아가 작년 미납금 3300억원 중 급히 1320억원을 냈지만 여전히 1980억원이 지급되지 않은 상태라 국민들의 우려가 큽니다. 인도네시아 정부 관계자들이 지난 6일 직접 국방부를 찾아 사업 추진 의지를 드러냈다고 하지만, 투자금 문제를 완벽히 해결하지 못한다면 해마다 잡음이 끊이질 않을 겁니다. 국민 신뢰를 높이려는 노력도 필요합니다. 정현용 기자 junghy77@seoul.co.kr

빛은 시간을 어떻게 느낄까? 빛도 우리처럼 늙을까? 이에 대한 물리학자의 흥미로운 칼럼이 16일(현지시간) 우주전문 사이트 스페이스닷컴에 발표되었다. 아래의 기사는 해당 칼럼을 약간 손질하여 소개한 것이다. 움직이는 시계의 시간은 느리게 간다. 우주에서 더 빨리 움직일수록 시간은 더 느리게 간다. 이것은 아인슈타인의 특수 상대성 이론에서 밝힌 가장 놀라운 결과 중 하나이며, 시간과 공간의 기묘한 관계를 시각화하는 하나의 방법이다. 이 ‘시간 지연’ 의 효과는 보통 일상생활에서는 전혀 느낄 수 있는 것이 아니다. 실생활에서는 우리와 관련된 어떤 것도 초속 30만㎞인 광속과는 비교될 수 없을 정도로 느리기 때문이다. 그러나 물체가 일단 빛의 속도에 가까워지면 시간이 조금 이상해지기 시작한다. 이른바 시간 지연 현상이 나타나는 것이다. ​ 이 ‘시간 지연’이 우리의 실생활에 작용하고 있는 부분이 실제로 있다. 바로 차량의 내비게이션이 그것이다. 내비게이션에 위치 정보를 보내주는 인공위성은 초속 4㎞로 빨리 움직이므로 특수상대성 이론에 따라 하루에 7마이크로초(1μs=100만분의 1초) 씩 시간이 느려진다. 이 시간에 빛은 40m 이상을 달린다. 이 정도 위치 오차가 생기면 내비게이션은 아무짝에도 쓸모없게 된다. GPS가 매일 그만한 시간 지연과 함께 일반 상대성 이론에 따른 중력 관련 오차를 수정해주기 때문에 지상에서의 위치를 정확하게 추적할 수 있는 것이다. 이처럼 속도가 빛의 속도에 가까워질수록 시간은 느리게 간다. 특수 상대성에 따르면 우주에서 빛보다 빠르게 움직일 수는 없다. 우주에서의 제한속도는 바로 광속인 셈이다. 그렇다면 광속으로 달리는 빛 자체는 어떨까? 빛은 시간을 전혀 못 느낄까? 시간과 공간의 관계에 대한 우리의 지식은 특수 상대성 이론에 기초하고 있다. 이 이론은 모든 종류의 놀라운 결과를 산출하지만, 알고 보면 아주 간단한 아이디어에 기초를 두고 있다. 가장 중요한 것은 물리 법칙의 보편성에 대한 개념이다. 일반적으로 한 관찰자에게 일어나는 일은 다른 관찰자에게도 그대로 일어난다는 것을 의미한다. 맥스웰의 방정식은 빛의 속도가 일정하다고 말한다. 어떤 속도로 움직이든 모든 관찰자에게 빛은 일정한 속도로 측정된다는 뜻이다. 그래서 특수 상대성에 대한 우리의 지식을 빛에 적용할 때, 우리는 약간의 어려움을 겪는다. “빛이 어떻게 시간을 느낄까?”라는 질문에 답을 찾으려면 당신은 빛을 타고 달리는 기준계에 자신을 넣어야 한다. 그러면 그 기준계에서 볼 때 당신에게 빛은 고정되어 있는 것처럼 보일 것이다. 사실 아인슈타인이 특수 상대성 이론을 쓰게 된 것도 어린 시절 빛을 타고 달린다면 어떻게 될까 하는 상상에서 비롯된 것이었다. 그러나 이 같은 상황은 물리 법칙에 의해 허용되지 않는다. 따라서 빛과 함께 타는 그러한 기준계는 존재할 수 없다. 그리고 기준계가 없으면 특수 상대성 이론이 무너진다. 특수 상대성 이론이 없으면 공간과 시간의 관계를 측정할 방법이 없다. 그렇다면 이 모든 뒤틀림의 최종 결과는 무엇일까? 빛은 시간을 거의 느끼지 못한다는 것이다. 우리의 시간 개념은 빛에 적용되지 않는다. 빛은 시간을 모른다. 빛은 늙지 않는다. 이 글을 쓴 필자 폴 M. 서터는 미국 오하이오 주립대학의 천체물리학자이다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com