-2034년 드라곤플라이 타이탄에 도착 예정​ 토성의 위성인 타이탄 위를 비행한다면 과연 지상에서 무엇을 볼 수 있을까? 인류는 15년 후 타이탄의 지상 풍경을 직접 눈으로 확인할 수 있을 것으로 기대되고 있다. 미 항공우주국(NASA)이 이 토성의 달을 본격적으로 탐사하기 위해 최근 헬리콥터와 같은 무인 비행기 드라곤플라이(Dragonfly) 미션 착수에 대한 허가가 떨어졌다. 드라곤플라이는 개발, 제작, 시험 및 발사 과정을 거친 후 2034년 타이탄에 도착할 예정이다. 아래 동영상에서 타이탄에 도착한 드라곤플라이는 항공 탐사를 시작으로, 지구로의 무선 링크 설정 등의 미션을 완수한 후, 다시 타이탄 상공을 가로지르는 비행을 하면서 타이탄의 날씨, 화학 조성, 지형 등을 탐사하게 된다. 토성과 타이탄은 이미 1997년 10월에 발사되어 2004년 7월 토성 궤도에 진입한 카시니-하위헌스 호에 의해 본격적인 탐사가 이루어진 바가 있다. 미국 나사(NASA)와 유럽우주국(ESA), 이탈리아 우주국의 공동으로 진행되었던 카시니-하위헌스 미션은 카시니 궤도선과 하위헌스 탐사선 등 두 부분으로 되어 있었는데, 이 중 하위헌스 탐사선은 2004년 12월 모선에서 분리돼 2005년 1월 토성의 위성 타이탄의 표면에 착륙해서 배터리가 고갈될 때까지 한 시간 이상 데이터를 송출했다. 카시니 탐사선은 2017년 9월 임무가 끝난 후 토성으로 추락해 산화했다. 토성의 최대 위성인 타이탄은 지름 약 5150km로, 목성의 위성 가니메데보다는 작지만 수성보다 크며, 질량도 달의 약 2배나 된다. 또한 두꺼운 대기와 액화 메탄 바다를 가지고 있어 초기 지구와 비슷한 환경을 가진 위성으로 생명이 서식하고 있을 가능성이 아주 높은 곳으로 간주되고 있다. 타이탄의 하늘은 메탄과 에탄으로 된 구름으로 뒤덮여 있으며, 또한 대기에는 시안화 아세틸렌과 시안산, 프로판 등 갖가지 유기분자도 발견되었다. 따라서 인간이 숨쉴 수 있는 공기 레시피는 결코 아니다. 중력은 지구의 14% 정도이며, 두터운 구름층으로 인해 방사선은 화성보다 오히려 적다. 또한 다양한 자원을 가지고 있어 에너지를 생산하기는 좋은 환경이다. 드라곤플라이가 이처럼 원시 지구와 비슷한 타이탄의 상공을 날면서 탐사를 수행한다면 원시 지구에서 최초의 생명 탄생에 대한 이해를 더욱 넓혀줄 것으로 우주생물학자들은 기대하고 있다. 동영상 보러가기 https://www.youtube.com/watch?v=t9-0p9KjHv8 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

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

삼라만상을 이루고 있는 다양한 물질 중에서 가장 경이로운 존재가 무형으로는 빛, 유형으로는 물이 아닌가 싶다. 지구 표면의 71%를 뒤덮고 있는 물은 수백만 종에 이르는 지구상의 생명들을 빚어냈고, 오늘날에도 뭇생명들은 물에 의지해 생을 영위해나가고 있다. 우리 몸 역시 70%가 물로 이루어져 있다. 따라서 물을 마시지 않고는 단 며칠도 버틸 수 없다. 이처럼 물은 생명에 필수적인 요소이다. 물이 산소와 수소로 이루어진 화학물질이라는 사실을 최초로 밝혀낸 사람은 200여 년 전 프랑스 화학자인 앙투안 라부아지에였다. 1783년 라부아지에가 이 같은 사실을 발표했을 때 사람들은 크게 놀랐다. 왜냐하면 그때까지만 해도 사람들은 고대 그리스의 철학자 아리스토텔레스가 주장한 대로 물이 세상을 이루는 기본적인 물질인 원소라고 믿고 있었기 때문이다. 아리스토텔레스의 까마득한 선배격인 탈레스는 ‘물이 만물의 근원’이라는 일원설(一元說)을 주장하기도 했다. 그러나 세상 사람들보다 더욱 놀란 사람은 그 같은 사실을 알아낸 라부아지에 자신이었다. 수소는 불을 붙이면 폭발하는 기체이고, 산소 역시 불에 무섭게 타는 기체이다. 그러나 이 둘이 결합하면 불을 끄는 물이 된다는 사실을 최초로 알았을 때 라부아지에는 자연의 신비에 전율하지 않을 수 없었던 것이다. 그렇다면 이 물은 언제 어떻게 우주에 나타나게 된 것일까? 아주 최근의 따끈한 발견에 의하면 물은 우주가 탄생한 지 10억 년 남짓 지났을 무렵인 120억 년 전부터 우주에 등장했다고 하며, 인류는 그것을 직접 눈으로 확인까지 했다는 보고가 나왔다.2011년 7월 초거대블랙홀 천체인 퀘이사 APM 08279+5255라는 활발한 은하 부근에서 천문학자들은 거대한 우주 저수지를 발견했다. 그곳 구름에는 지구 바닷물 양의 140조 배 이상의 물이 포함되어 있었다. 상상을 초월하는 어마무시한 수량이다. 그렇다면 물은 우주 초창기부터 아주 풍부하게 우주에 존재했다는 얘기가 된다. 이토록 많은 물은 어떤 경로로 만들어졌을까? 그 경로를 한번 따라가보도록 하자. ​ 빅뱅의 우주공간은 수소 구름의 바다였다 138억 년 전 빅뱅으로 우주가 출발한 직후, 태초의 우주공간은 수소와 헬륨으로 가득 채워졌다. 수소와 헬륨의 비율은 약 10대 1 정도였는데, 그 비율은 오늘날까지 거의 변하지 않고 있다. 130억 년 이상 별들이 수소를 태웠지만 우주 전체 규모로 봤을 때는 미미한 양이기 때문이다. 현재 우주의 물질 구성은 수소와 헬륨이 99%를 차지하며 다른 중원소들은 1% 미만이다. 어쨌든 수소와 헬륨 외의 90여 가지 원소들 중 원소번호 26번인 철 이하는 모두 핵융합하는 별 속에서 만들어졌으며, 그 이후 우라늄까지의 중원소들은 모두 거대 항성이 종말을 맞는 방식인 초신성 폭발 때 만들어졌다. 폭발 때의 엄청난 온도와 압력으로 인해 핵자들이 원자핵 속을 파고들어 금이나 우라늄 등 중원소들을 벼려냈던 것이다. 이런 엄청난 고온이나 압력은 지구상에서는 도저히 재현해낼 수 없는 것으로, 옛날 연금술사들이 온갖 방법으로 금을 만들어내려던 것은 사실상 헛고생에 지나지 않은 셈이다. 그 연금술사 속에는 인류 최고의 과학천재 뉴턴도 끼어 있다. 초신성이 터질 때 별 속에서 만들어졌거나 또는 폭발시에 벼려졌던 모든 원소 가스와 별먼지가 우주공간으로 내뿜어진다. 이 별먼지가 바로 성운으로 다른 별을 만드는 재료로 쓰인다. 이른바 별의 윤회인 셈이다. 그러나 별을 만드는 데 사용되지 않은 원소들은 우주공간에 떠돌다가 다른 원소들을 만나 결합한다. 산소 원자 하나가 수소 원자 두 개를 붙잡으면 H2O, 바로 물분자가 되는 것이다. ​이들이 행성이나 소행성들이 만들어질 때 합류한다. 지금도 우주를 떠도는 수많은 소행성, 혜성들은 이 물분자가 만든 얼음덩어리로 되어 있다. 우주에서 물이 생성되는 과정을 축소하여 태양계 버전으로 살펴본다면, 내부 태양계가 물을 수용할 수 있는 방법은 두 가지로, 하나는 위 그림에 나오는 설선 안에서 물 분자가 먼지 입자에 들러붙는 것이고(말풍선 그림), 다른 하나는 원시 목성의 중력 영향으로 탄소질 콘드라이트가 내부 태양계로 밀어넣어지는 것이다. 이 두 가지 요인에 의해 태양계가 형성된 지 1억 년 안에 물이 내부 태양계에서 만들어진 것으로 과학자들은 보고 있다.우주공간에서 만들어진 물은 태양과의 거리에 따라 다른 양태로 존재하게 되는데, 따뜻한 내부 태양계에서는 외부 태양계에 비해 얼음이 안정되지 않은 상태로 있는 데 반해, 푸른색의 외부 태양계는 얼음이 안정된 상태다. 그 경계선을 설선(雪線)이라 한다. 지구 바다는 소행성이 가져다준 것 그렇다면 물의 행성이라 불리는 우리 지구의 바다는 어디에서 온 것일까? 대부분의 과학자들은 지구의 바다가 원래 지구에 있던 물에서 비롯되었다고 보지 않고 있으며, 태양계 내의 어디로부터 온 것이라는 생각을 갖고 있다. 지구 바다의 기원은 종래 소행성과 혜성이 지목되었지만, 최근의 연구에 의하면 거의 소행성의 소행으로 굳어져가는 추세다. 지구 바다의 근원을 결정짓기 위해 과학자들은 수소와 그 동위원소인 중수소의 비율을 측정했다. 중수소란 수소 원자핵에 중성자 하나가 더 있는 수소를 말한다. 우주에 있는 모든 중수소와 수소는 138억 년 전 빅뱅 직후에 만들어진 것으로, 그 비율은 중요한 의미를 갖는다. 물에 있는 이 두 원소의 비율은 그 물이 만들어진 때의 장소에 따라 다르게 나타난다. 그래서 외부 천체에서 발견된 물의 중수소 비율을 지구의 물과 비교해봄으로써 그 물이 같은 근원에서 나온 것인가, 곧 같은 족보를 가진 것인가를 알아낼 수 있는 것이다. 중수소는 지구상에서는 만들어지지 않는 원소이다. 이 중수소의 비율을 측정해본 결과, 지구 바다의 물과 운석이나 혜성의 샘플이 공히 태양계가 형성되기 전에 물이 생겨났음을 보여주는 화학적 지문을 갖고 있는 것으로 밝혀졌다. 이러한 사실은 적어도 지구와 태양계 내 물의 일부는 태양보다도 더 전에 만들어진 것임을 뜻한다. 유럽우주국(ESA)이 67P 혜성 탐사를 위해 띄운 로제타호가 이온 및 중성입자 분광분석기(Rosina)를 이용해 혜성의 대기 성분을 분석한 결과, 지구의 물과는 다른 중수소 비율을 가진 것으로 밝혀졌다. 중수소의 비율은 물의 화학적 족보에 해당하는 것으로, 지구상의 물은 거의 비슷한 중수소 비율을 갖고 있다. 이 같은 로제타의 분석은 혜성이 지구 바다의 근원이라는 가설을 관에 넣어 마지막 못질을 한 것으로 받아들여지고 있다. 이는 또한 우리 행성에 생명을 자라게 한 장본인은 소행성임을 증명하는 것이기도 하다. 물 분자들은 태양과 그 행성들을 만든 가스와 먼지 원반에 포함된 물질이었다. 그러나 38억 년 전의 원시 지구는 행성 형성 초기의 뜨거운 열기로 인해 바위들이 녹아버린 상태여서 물이 존재할 수가 없었다. 지구의 모든 수분은 증발하여 우주로 달아나고 말았던 것이다. 그후 원시 지구는 한때 가혹한 소행성 포격 시대를 겪었다. 이들 천체는 거의 얼음으로 이루어진 것으로, 어느 정도 식은 원시 지구에 대량 충돌해 바다를 만들었다고 과학자들은 생각하고 있다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

우주가 탄생된 빅뱅 이후 10억 년도 채 되지 않은 때에 두 은하가 합병한 흔적이 초기 우주의 원소들에 기록되었다는 연구결과가 발표되었다. 이것이 사실이라면 우주 역사상 가장 오랜 은하 합병을 발견했다는 뜻이 된다. 연구자들은 최근 칠레 북부의 알마 전파망원경 간섭계(ALMA, Atacama Large Millimeter Array)로 지구로부터 약 130억 광년 떨어진 B14-65666으로 알려진 밝은 별 형성 은하에서 방출된 전파를 찾아냈다. 허블 우주망원경이 이전에 수행한 자외선 스펙트럼 관측에 의하면, 해당 은하에는 별들로 이루어진 두 개의 ‘덩어리’가 있음을 보여주었는데, 이들은 각각 북동 방향의 ‘덩어리 A’와 남서 방향의 ‘덩어리 B’로 불리어졌다. 고감도 전파망원경인 알마(ALMA)를 사용한 새로운 관측 결과에 따르면, 두 ‘덩어리’ 각각에서 탄소와 산소, 먼지로부터 3가지 특징들이 확인되었다. 이 세 요소들은 모두 전파에서 독특한 신호를 만들어낸다. 이처럼 오래된 은하에서 결코 발견된 적이 없는 이러한 신호들은 B14-65666의 두 성단이 우주가 탄생한 지 10억 년이 채 되기 전에 합쳐진 두 개의 은하임을 보여주는 것이라고 새 연구는 보고했다. 유럽우주국(ESA)에 따르면, 칠레의 아타카마 사막에 있는 알마 전파간섭계는 66개의 지상 안테나를 사용하여 우주에서 가장 멀고 차가운 물체를 탐지하는 전파망원경으로, 허블 우주망원경보다 10배나 강력한 성능으로 하늘을 스캔한다. 알마의 B14-65666 관찰은 허블망원경에는 보이지 않는 신호를 잡아냈다. 연구 저자들은 두 은하 덩어리에서 분출된 먼지와 탄소, 산소를 감지했지만, ‘덩어리 A’의 분출물이 ‘덩어리 B’의 분출물과는 다른 속도로 움직이는 것을 발견했다. 이 같은 사실은 이 두 덩어리가 진행 중에 있는 ‘주요 합병’에서 충돌한 두 은하의 잔재로서, B14-65666은 은하 충돌의 역사에서 가장 오래된 사례라고 연구자들은 보고 있다.​연구자들은 또한 B14-65666의 높은 광도와 먼지의 고온은 활발한 별 형성에서 방출되는 강력한 자외선 복사 때문이라고 설명했다. 이 은하는 우리은하에 비해 약 10% 정도 더 크지만, 별 형성은 약 100배나 활발히 이루어지고 있다고 연구는 보고했다. 이같이 활발한 별 형성은 이 은하가 충돌과 합병으로 이루어진 은하라는 또 다른 증거가 된다. 은하 합병은 일반적으로 두 은하의 기체가 충돌의 여파로 압축됨에 따라 폭발적인 별 형성을 야기하는 것으로 알려져 있다.　​ “알마와 허블망원경의 풍부한 데이터를 첨단 데이터 분석기법을 통해 분석한 결과, B14-65666이 우주 초기 한 쌍의 합병 은하임을 보여주는 퍼즐 조각들을 모을 수 있었다”고 일본학술진흥회와 와세다 대학 박사후 연구원 하시모토 다쿠야 대표저자가 성명서에서 밝혔다. 다음 단계에는 질소와 일산화탄소 분자의 화학적 지문 검색을 통해 초기의 은하가 어떻게 형성되고 진화되었는지에 대한 보다 상세한 그림을 조립할 수 있을 것이라고 공동저자인 이노우에 아키오 와세다 대학 교수가 성명서에서 밝혔다. 연구결과는 일본천문학회 간행물 6월 17일 온라인에 게재되었다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

아이오아이가 여전히 재결합을 논의 중인 것으로 알려졌다. 13일 CJ ENM 측은 “아이오아이의 재결합은 여전히 논의 중이고 아직은 결정된 것이 없다”고 공식입장을 밝혔다. 앞서 이날 한 매체는 아이오아이가 전소미와 우주소녀 유연정을 제외한 9인조 재결합 한다고 보도했다. 아이오아이는 지난 2월과 4월에도 재결합설이 불거진 바 있다. 당시 아이오아이 측은 “매년 많은 팬들이 재결합을 원하고는 있으나, 현재 구체적으로 논의된 부분은 없다”고 부인했다. 한편, 아이오아이는 지난 2016년 방송된 Mnet ‘프로듀스101’ 시즌1을 통해 탄생한 프로젝트 걸그룹이다. 전소미, 김세정, 최유정, 김청하, 김소혜, 주결경, 정채연, 김도연, 강미나, 임나영, 유연정으로 구성돼 국내외 팬들에게 큰 사랑을 받았다. 1년 동안 ‘드림 걸스’(Dream Girls), ‘와타맨’(Whatta Man), ‘너무너무너무’ 등 히트곡으로 활동한 이들은 지난 2017년 1월 29일 해체했다. 사진=뉴스1 임효진 기자 3a5a7a6a@seoul.co.kr

세계 최대 항공기 제조업체 보잉을 바짝 추격하는 글로벌 2위 항공우주·방위산업 업체가 탄생했다. 월스트리트저널(WSJ) 등에 따르면 미국 유나이티드테크놀로지스(UTC)와 방산업체 레이시온은 9일(현지시간) 합병에 전격 합의했다. 레이시온은 이날 성명을 통해 “이번 합병은 항공우주와 방산 분야에서 급성장하는 분야를 다루는 첨단 기술을 갖춘 최고의 시스템 제공 업체를 창출할 것”이라며 “합병 후 올해 매출은 740억 달러(약 88조원) 규모를 기록하고 견실한 재무구조와 현금 창출력을 갖추게 될 것”이라고 밝혔다. 이에 따라 매출액 기준으로 항공우주·방산 부문에서 보잉에 이어 세계 2위인 업체가 탄생하게 됐다. 두 회사의 합병으로 새롭게 탄생할 회사의 이름은 ‘레이시온테크놀로지스’로 결정됐으며 보스턴에 본사를 두게 된다. UTC는 현재 엘리베이터 제조업체 오티스와 에어컨을 생산하는 캐리어를 분사하는 작업을 하고 있는 만큼 합병도 분사와 거의 같은 시점에 이뤄질 것으로 보인다. 양사는 합병이 내년 상반기 마무리될 것으로 내다봤다. 현재 두 회사의 시가총액을 합치면 1660억 달러에 이른다. UTC 주요 사업부의 분사 이후 UTC의 항공우주 사업부와 레이시온이 합치게 되기 때문에 합병으로 탄생할 신생회사 시총도 1000억 달러를 훨씬 넘을 것으로 예상된다. 레이시온 주주들은 1주당 2.3348주의 신생회사 지분을 받게 된다. UTC 주주들이 새 회사 지분의 57%를, 레이시온은 43%를 각각 보유할 예정이다. 그렉 헤이즈 UTC 회장 겸 최고경영자(CEO)가 새 회사의 CEO로 취임하고 토머스 케네디 레이시온 CEO가 회장을 맡게 된다. 두 회사 경영진은 이번 합병으로 연구·개발(R&D) 지출을 늘릴 수 있는 여력이 생기고 연간 10억 달러 비용을 절감할 것으로 기대하고 있다. 양사는 주요 사업 부문이 달라서 기술 공유를 통해 시너지를 낼 수 있다고 전문가들은 평가했다. 예를 들어 UTC는 에어버스 A320네오와 F35 전투기 등에 들어가는 항공기 엔진을 생산하는 프랫&휘트니를 자회사로 거느리고 있다. 레이시온은 미 4위 방산업체로 토마호크 미사일과 레이더, 패트리어트 미사일 시스템 등을 공급하고 있다. 미 투자은행 제프리스의 실라 카야오글루 애널리스트는 “클수록 더 좋다는 생각에는 일부 진실이 있다. 일반적으로 규모와 공급망이 회사를 선택하는 레버리지로 작용할 수 있다”고 이번 합병을 긍정적으로 평가했다. 그는 이어 “양사는 겹치는 부분도 적어서 반독점 이슈가 문제가 되지 않을 것”이라며 “또 별도 분야에서 쌓아올린 전문기술이 서로에 혜택을 줄 것이다. 예컨대 UTC가 보유한 GPS 기술은 레이시온의 미사일 프로그램에 도움을 줄 수 있다”고 설명했다. 김규환 선임기자 khkim@seoul.co.kr

19년 엑스맨시리즈 마지막 작품 초능력 여성 히어로들의 대격돌 끈끈하고 유기적 세계관은 미흡지난 5일 개봉한 ‘엑스맨: 다크 피닉스’는 마블코믹스 만화를 기반으로 한 영화 ‘엑스맨’(2000) 시리즈 최종편이다. 영화는 염력과 정신조종 능력 등을 지닌 ‘진 그레이’(소피 터너 분)가 우주에서 강력한 에너지를 흡수해 ‘다크 피닉스’로 변한 뒤 벌어지는 일을 다룬다. 엑스맨의 한 명인 진은 자신의 힘을 주체하지 못하고 폭주하면서 급기야 엑스맨의 적으로 돌변한다. 엑스맨 진영은 진을 죽여야 한다는 쪽과 그를 보호해야 한다는 쪽으로 나뉘고, 진의 힘을 노린 외계 종족이 지구를 찾아오며 전투가 벌어진다. ●엑스맨의 적으로 돌변한 ‘진 그레이’ 진의 어린 시절인 1972년 사고 장면으로 시작하는 영화는 ‘우리는 누구인가?´라는 질문을 던진다. 이 질문은 19년 동안 이어진 엑스맨 시리즈를 꿰뚫는 주제이기도 하다. 인간이지만 특별한 능력을 지닌 돌연변이를 가리키는 ‘뮤턴트’는 인간에게 위협 대상이다. 이런 뮤턴트를 모아 엑스맨을 조직한 ‘프로페서X’(찰스 맥어보이 분)는 인간과의 공존을 외치고, 그의 친구이자 적인 ‘매그니토’(마이클 패스벤더 분)는 인간에게 등을 돌린 상태다. 진은 전작인 ‘엑스맨: 아포칼립스’(2016)에서 엑스맨 세계관 최강자로 자리매김한 바 있다. 뮤턴트들조차 감당하기 어려운 압도적인 힘을 얻은 진을 앞세워 이 질문을 다시 던진 셈이다. ●8편 각본·제작 킨버그가 첫 메가폰 이번 영화는 이번 편까지 19년 동안 이어진 12편의 엑스맨 시리즈 가운데 2006년부터 8편의 각본·제작을 맡았던 사이먼 킨버그가 처음으로 메가폰을 잡았다. 감독은 초·중반까지 진의 감정선에 집중한다. 진을 중심으로 다른 엑스맨의 심리를 보여 주고, 중반 이후부터 외계 종족을 끼워 넣어 프로페서X의 엑스맨들, 매그니토 일당과의 3파전을 액션으로 그려 낸다. 눈에서 광선을 뿜고, 순간 이동하고, 정신을 조종하고, 전기로 상대방을 공격하는 등 뮤턴트 각각의 특성을 살린 액션은 상당히 볼만하다. 주인공 진을 여성으로 내세우고, 진의 충동을 자극하는 외계인 우두머리를 여성으로 설정한 점도 새롭다. 다만 19년을 이어 온 시리즈를 마무리하는 작품이라기엔 다소 모자란 감이 있다. 진은 앞서 ‘엑스맨: 최후의 전쟁’(2006)에서 죽었다가 엑스맨의 탄생을 다룬 프리퀄(전작) 시리즈 첫 영화 ‘엑스맨: 퍼스트 클래스’(2011)에 재등장했다. 시리즈 마지막 편에서 주연으로 나섰지만, 강력한 능력에도 존재감이 떨어지는 것은 어쩔 수 없다. 엑스맨 최고 인기 캐릭터 ‘울버린’의 부재도 아쉬운 부분이다. 2008년 ‘아이언맨’을 시작으로 끈끈하고 유기적인 세계관을 만들어 내고 스핀오프(파생영화)까지 성공한 ‘어벤져스’와 비교할 때 다소 미흡하다는 느낌을 지우기 어렵다. 영화는 결국 이도저도 아닌 어중간한 결말로 19년을 마무리한다. 엑스맨 팬 입장에선 다소 실망스러울 수 있겠다. 114분, 12세 이상 관람가. 김기중 기자 gjkim@seoul.co.kr

지난 23일(현지시간) 테슬라 최고경영자(CEO) 일론 머스크의 민간우주탐사업체 스페이스X가 우주 인터넷을 상용화하기 위한 첫걸음으로 인공위성 60기를 쏘아올리는 데 성공했지만 천문학계에서는 우려의 목소리가 나오고 있다. 인공위성 수가 많아질수록 우주 관측에 어려움이 있을 것이라는 지적이다. 과학전문지 사이언스의 조너선 오캘러건 기자는 포브스 기고를 통해 스페이스X의 스타링크 위성 발사 이후 천문학계에서 터져나오는 우려섞인 시선을 전했다. 24일 60개의 인공위성이 상공에서 열차처럼 줄지어 가는 모습을 본 전문가들은 위성이 예정대로 1만 2000기까지 늘게 되면 천체 관측에 장애를 주고 전파 방해를 초래할 수 있다고 지적했다. 이탈리아 토리노 천체물리학관측소 로널드 드리믈은 “스타링크 위성 군집은 나머지 인류가 우주를 바라보는 데 있어 잠재적 위협이 될 수 있다”면서 “인류가 스스로 하늘을 망치는 결과를 낳을 것”이라고 경고했다. 영국 서섹스대 천체물리학자 대런 베스킬은 “스타링크 위성이 예상보다 훨씬 밝다”면서 “낮은 궤도(상공 550~1200㎞)에서 밝은 빛을 발산함으로써 대형시놉틱관측망원경(LSST) 등 천체 망원경을 무용지물로 만들 수 있다”고 우려했다. 미 항공우주매체 스페이스닷컴 등은 스페이스X가 쏘아올린 스타링크 위성들이 맨눈으로 볼만큼 밝지는 않을 뿐더러, 서로 간격이 벌어지면 밝기도 약해질 것이라고 설명했다. 호주 스윈번대 앨런 더피 천문학 교수는 “최근 위성들이 문제가 되고 있기는 하지만 천문학자들은 관측 때 위성을 제거하는 영리한 기술을 개발하고 있다”면서 “광학 망원경은 지나가는 위성의 모습을 자동으로 삭제해주기도 하며, 전파 망원경은 주파수 갭을 통해 아주 밝은 위성 사이사이를 관측한다”고 설명했다. 그러나 문제는 스페이스X가 쏘아올리려는 1만 2000기 위성이 전례없이 많은 수라는 것이다. 현재 지구 상공에는 5162개의 위성이 있으며 이 중 2000여개가 작동 중이다. 이미 우리는 와이파이와 송신탑, 무선 네트워크 등 수 없이 많은 전파의 파도 속에 살고있다. 더피 교수는 “스타링크 위성들은 지구에서 전파 망원경을 통해 천체를 스캔하는 것을 완전히 끝낼 수도 있다”며 “전 세계에 사각지대 없는 무선 인터넷을 보급하는 것은 엄청난 이점이 있지만 빅뱅이나 별의 탄생 등을 볼 수 없게 될 수 있다”고 말했다. 더피 교수는 이를 해결하기 위해 달에 전파 망원경을 만드는 것을 제안하기도 했다. 호주 플린더스대 연구자 앨리스 고먼은 “스타링크 위성이 10.7~12.7GHz 밴드의 주파수를 사용하는데, 많은 학자가 전파 천문학 연구에 쓰는 주파수와 중첩된다”면서 “매일매일 주파수 대역을 놓고 싸움을 벌여야 할지 모른다”라고 지적했다. 머스크는 그러나 스타링크 위성 프로젝트가 인터넷 사각지대에 놓인 33억명의 인류에게 값싼 인터넷망을 제공해줄 혁신이 될 수 있다며 프로젝트를 강행하겠다는 입장이다. 민나리 기자 mnin1082@seoul.co.kr

달은 수수께끼 행성이다. 무엇보다 위성 주제에 지나치게 크다. 지름이 지구의 27%이다. 태양계의 위성 185개 중 1위다. 2위 트리톤은 해왕성의 5.5%에 불과하다. 애초에 어떻게 탄생했을까. 학계에서 널리 받아들여지는 것은 대충돌 이론이다. 지구가 생겨난 지 1억년 뒤인 약 44억년 전 화성 크기의 원시행성 ‘테이아’가 지구와 충돌했다는 것이다. 이때 녹아 버린 충돌체와 지구의 일부가 우주 공간으로 쏟아져 나간다. 대부분은 다시 지구로 떨어져 내리지만 달 질량의 두 배가 넘는 파편이 지구 궤도에 남았다. 그 일부가 뭉쳐져 아기 달이 된다는 시나리오다. 달이 지닌 또 하나의 미스터리는 앞면과 뒷면의 지형이 전혀 다르다는 점이다. 언제나 지구를 향한 앞면에는 ‘바다’로 불리는 거대한 평원이 존재한다. 뒷면은 움푹 파인 크레이터로 덮여 있다. 1960년대 우주선이 달의 뒷면을 처음 촬영하면서 확인됐다. 이 문제를 설명하려는 이론이 2011년 발표된 ‘두 개의 달’ 가설이다. 대충돌 후 지구 궤도에 떠 있던 파편에서 또 하나의 작은 달이 형성됐다는 것이다. 작은 달은 몇천만 년 후 초속 2.4㎞로 큰 달의 뒷면에 충돌했다. 그 충격으로 지하의 마그마가 달 앞면으로 분출돼 크레이터를 메우는 바람에 평탄한 바다 지형이 생겼고, 뒷면에는 산악지대가 형성됐다는 것이다. 이것은 유력한 이론이지만 전부를 설명하지는 못한다. 2012년 미국 그레일 탐사선이 보내온 상세한 자료를 보자. 이에 따르면 뒷면은 마그네슘과 철이 풍부한 추가 지각을 지니고 있으며 앞면보다 지형이 10㎞ 이상 높다. 지각의 두께, 화학적 조성이 크게 다르다는 말이다. 이를 설명하는 추가 이론이 지난 20일 미국지구물리학협회(AGU)가 발행하는 ‘지구물리학연구저널: 행성’에 실렸다. 중국 마카오공대 연구팀의 논문을 보자. 이에 따르면 두 개의 달이 합쳐지고 지각이 단단해진 뒤에 달에 거대한 물체가 부딪쳤다. 연구팀은 360건의 컴퓨터 시뮬레이션을 가동했다. 오늘날과 같은 결과를 낳으려면 태양계가 형성된 초기에 어떤 규모의 충돌이 있어야 하는가. 그 결과 지름 780㎞의 천체가 초속 6.3㎞의 속도로 달의 측면에 충돌하는 시나리오가 가장 유력한 것으로 나타났다. 크기는 왜(난쟁이)행성 세레스보다 조금 작고 속도는 지구로 떨어지는 별똥별의 4분의1 정도에 해당한다. 지름 720㎞에 초속 6.8㎞의 충돌 역시 비슷한 결과를 내는 것으로 나왔다. 이들 시나리오에 따르면 막대한 양의 충돌 물질이 튀어 올랐다가 떨어져 내렸다. 그 결과 원시 달의 뒤편 지각은 5~10㎞ 두께의 파편으로 덮였다. 이것이 그레일 탐사선이 탐지한 추가 지각이 됐다는 것이다. 연구팀에 따르면 이 충돌체는 지구 궤도를 돌던 초기의 두 번째 달이 아니라 태양 궤도를 돌던 왜행성이어야 한다. 새로운 충돌 이론은 지구와 달 표면의 동위원소 일부가 서로 다른 이유를 잘 설명해 준다. 칼륨, 인, 텅스텐182 등의 동위원소는 달이 이미 형성된 이후에 충돌을 통해 새로 유입됐다는 것이다. 이 이론은 달뿐 아니라 화성과 같이 비대칭적 구조를 지닌 다른 행성에 대해서도 통찰력을 제공해 준다고 전문가들은 말한다. 그리고 지구에 이례적으로 물이 풍부한 것도 앞서 테이아 충돌 덕분이라고 한다. 지난 20일 독일 뮌스터대학 연구팀이 ‘네이처 천문학’ 저널에 발표한 내용을 보자. 기존 연구에 따르면 지구의 물은 수분이 풍부한 탄소질 운석 덕분일 가능성이 크다. 이런 운석은 화성 바깥의 외행성계에서 날아온다. 연구팀은 지각 아래 맨틀층의 몰리브덴 동위원소 구성비를 조사했다. 이 원소는 탄소질 운석을 확인해 주는 ‘유전적 지문’ 역할을 한다. 그 결과 맨틀의 구성비가 철질 운석과 비철질 운석의 중간에 해당하는 것으로 나타났다. 그런데 몰리브덴은 철과 잘 결합하는 성질이 있기 때문에 철로 구성된 지구의 핵에 몰려 있어야 한다. 결국 맨틀에 있는 몰리브덴은 지구가 형성된 다음 철질 운석을 통해 유입된 것이다. 이것은 테이아에서 대량으로 전해진 것이라고 연구팀은 결론지었다. 지금까지 이 원시행성은 건조한 내행성계(암석 행성) 출신으로 생각됐으나 실은 물이 풍부한 외행성계 소속이라고 한다.

우주에서 벌어진 '뺑소니 사고'의 현장이 허블우주망원경에 포착됐다.　 지난 16일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 불규칙 은하인 NGC 4485의 모습을 홈페이지에 공개했다. 지구에서 약 2500만 광년 떨어진 사냥개자리에 위치한 NGC 4485는 사진에서 보듯 일정한 모양을 갖추고 있지는 않다. 푸른 색의 젊은 별과 태어날 별을 품고있는 핑크색의 성운이 돋보이지만 우리은하와 비교하면 다소 볼품없어 보인다. 일반적으로 은하라고 하면 우리은하나 안드로메다 은하처럼 크고 멋진 나선 팔을 가진 대형 나선은하를 생각하지만 사실 우주에는 NGC 4485처럼 불규칙한 모습을 가진 왜소은하가 더 많다. 흥미로운 점은 NGC 4485의 아픈 과거다. 오래 전 NGC 4485 인근에는 거대한 막대나선은하인 NGC 4490이 존재했다. 두 은하는 상호중력작용에 의해 계속 가까워졌고 결국 두 은하는 충돌했다. 이 사진에서 NGC 4485의 왼편에 비해 오른편이 불규칙하게 보이는 것은 바로 NGC 4490이 뺑소니를 친 흔적이다. 다만 뺑소니 사고가 사람에게는 파괴와 고통만 남기지만 우주에서는 다르다. 두 은하가 충돌하는 과정에서 수많은 별이 폭발적으로 생성되기 때문이다. 곧 우주에서의 은하 충돌은 파괴이자 탄생의 또 다른 이름이다. 이렇게 오랜 시간 격렬한 충돌을 마친 두 은하는 서로를 통과하며 빠른 속도로 멀어졌고 현재 둘 간의 거리는 2만 4000광년이다. 사진 속에 NGC 4490의 모습은 보이지 않는다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

지난 1월 1일 전세계가 새해맞이에 들썩이던 사이 태양계 끝자락에서는 인류의 피조물이 미지의 세계를 떠도는 천체를 가장 가까이에서 만났다. 지난 17일(현지시간) 미 항공우주국(NASA) 등 공동연구팀은 지구와 약 66억㎞ 떨어진 미지의 세계인 ‘카이퍼 벨트’(Kuiper Belt·태양계 끝자락에 수많은 천체가 도넛 모양으로 밀집해 있는 지역)에 위치한 2014 MU69의 연구결과를 유명학술지 사이언스(Science)에 발표했다. ‘울티마 툴레’라는 이름으로 널리 알려진 이 천체는 마치 눈사람을 연상시키는 모습으로 더욱 눈길을 끌었다. 지난 1월 1일 뉴호라이즌스호는 5만㎞/h 속도로 울티마 툴레를 순식간에 지나치며 이미지 등 다양한 데이터를 지구로 보내왔다. 이번 연구는 이중 지구에서 다운로드된 10%의 정보를 분석해 얻어진 공식적인 첫번째 논문이다.연구결과에 따르면 약 45억 년 처음 태양계가 형성될 시 카이퍼 벨트를 떠돌던 울티마 툴레는 원래는 각기 다른 2개의 암석 덩어리였다. 그러나 부드럽게 충돌하는 과정을 거치면서 길이 30여㎞의 지금의 모습이 됐다. 이에 연구팀은 큰 것은 울티마, 작은 것은 툴레로 각각 명명했다. 다만 울티마의 경우 사진처럼 구형이 아니라 팬케이크처럼 다소 납작하다는 것인 연구팀의 설명. 또 표면에는 메탄올과 톨린 같은 유기물이 있을 것으로 보이며 물도 극미량 존재할 것으로 추정된다. 사실 울티마 툴레는 작은 크기로 위성이나 고리, 먼지 구름 등을 가지고 있지않아 과학자들에게 어떤 영감을 주는 천체는 아니다. 그러나 울티마 툴레는 태양과의 멀고 먼 거리 때문에 그 영향을 거의받지 않은 '타임캡슐'이다. 이 때문에 전문가들은 울티마 툴레가 태양계 초기 역사에 대한 단서를 보존하고 있을 것으로 보고있다. 논문의 공동저자인 버지니아 대학 앤 버비서 박사는 "뉴호라이즌스호가 울티마 툴레를 근접비행하기 전까지 인류는 카이퍼 벨트 천체에 대해 아는 것이 거의 없었다"고 평가했다. 역시 공동저자인 NASA 에임스연구센터 제프 무어 박사도 "올해 초 뉴호라이즌스호는 마치 타임머신처럼 우리를 태양계 탄생 당시로 되돌렸다"면서 "울티마 툴레를 연구하는 것은 태양계나 우리은하의 다른 별들을 공전하는 행성들이 어떻게 형성되는지를 이해하는 데 도움을 줄 것"이라고 내다봤다. 한편 총 7억 달러가 투입된 뉴호라이즌스호는 지난 2006년 1월 장도에 올랐으며, 9년을 날아간 끝에 2015년 7월 역사적인 명왕성 근접비행에 성공했다. 또한 올해 1월 1일 뉴호라이즌스가 울티마 툴레의 근접비행에도 성공하면서 뉴호라이즌스는 역대 인류의 피조물 중 가장 먼 곳의 천체를 근접비행하는 신기록을 세웠다. 울티마 툴레는 명왕성에서도 16억㎞ 떨어져있으며 태양을 공전하는데 걸리는 시간은 거의 300년이다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

SBS 새 수목드라마 ‘절대그이’가 울리고 떨리다 심멎하게 만드는 ‘스펙터클 전개력’을 발휘하며 ‘핫핑크빛 로맨스’의 첫 포문을 열었다. 지난 15일 첫 방송된 ‘절대그이’에서는 미스터리한 ‘절대그이’가 사랑에 다치고 세상에 치이는 ‘그’ 엄다다(방민아)에게 배달됐고, 거기에 알 수 없는 속내를 품은 톱스타의 삼각 로맨스가 얽히면서, 신선한 캐릭터와 톡톡 튀는 전개력의 60분을 펼쳐냈다. 특히 리얼리티와 판타지를 자유자재로 오가며 ‘절대그이’ 특유의 현실적이면서도 환상적인 무드를 만들어낸 정정화 감독의 연출은 감성적 휴머노이드, 상처받은 특수 분장사, 까칠한 듯 여린 톱스타, 순수한 공학자, 사이코패스 상속녀 등 개성 넘치는 캐릭터들을 완벽하게 어우러지게 만들었다. 더욱이 양혁문 작가는 생경한 특수 분장사의 세계를 공감 있게 그려내면서도, 존재하지 않는 상상의 설정도 설득력 있게 끌어와 동화 같은 로맨스를 탄생시키는 마성의 필력을 발휘했다. ‘격공’하다보면 ‘심멎 완료’하게 만드는 마법 같은 스토리를 완성한 것. 게다가 사랑을 탐구하는 로봇으로 완벽히 변신해 인간인 듯 기계 같은 독특한 톤을 완성한 여진구, 사랑스럽고 씩씩한 똑순이를 열연해 눈물샘을 터트리게 만든 방민아, 카리스마 톱스타로 변신해 멋진 아우라를 뿜어낸 홍종현의 ‘찰떡 케미’가 극의 몰입을 폭증시켰다. 이날 방송에서는 완벽한 사랑을 품기 위해 만들어진 로봇 제로나인-0.9.(여진구)와 특수 분장사 엄다다가 사고 같은 ‘첫 키스’를 나누게 된 후 제로나인이 엄다다를 ‘여자친구’로 인식하게 되는, ‘신박 끝판왕 로맨스’의 시작이 담겼다. 엄다다는 치열한 방송 현장에서 막말을 들어가면서도 꿋꿋하게 일하는 특수 분장사 팀장으로서, 대한민국 톱스타 마왕준(홍종현)과 7년 동안 비밀연애를 했던 사이. 하지만 남우주연상을 받으면 공개 고백을 하겠다던 마왕준은 맹세를 지키지 않았고, 심지어 연인 사이가 노출될 위기에 처하자 엄다다를 스토커로 둔갑시켰다. 결국 두 사람 사이는 와장창 깨지고, 엄다다는 완전히 무너지게 됐다. 이때 사랑을 쏟아내기 위해 탄생된 로봇 제로나인은 비밀의 단체 크로노스 헤븐에서 휴머노이드 데이터 트레이너 남보원(최성원)과 함께 사랑을 배워갔다. 하지만 남보원은 충성심을 시험하다 로봇을 망가뜨리는 사이코패스 상속녀 다이애나(홍서영)에게 제로나인이 배달된다는 사실을 알았고, 이에 제로나인을 과감히 빼돌려 근처에 있던 택배 트럭에 실려 보냈다. 그런데 이 트럭이 ‘시체 더미(모형)’를 배달시켰던 엄다다의 특수 분장팀 대기실에 전달됐던 것. 이어 시체 모형을 확인하려던 엄다다가 손을 뻗는 순간, 제로나인이 쏟아져 내려오면서, 두 사람은 찰나의 키스를 나누게 됐다. 더욱이 엄다다가 시체 모형과 키스했다며 질겁하는 찰나, 거짓말처럼 눈을 번쩍 떠 몸을 일으킨 제로나인이 엄다다에게 “안녕, 내 여자친구”라고 인사하는 장면이 담기면서, 이 특별한 ‘인연’이 어떻게 펼쳐질지 궁금증을 폭증시켰다. 그런가 하면 이 날 방송에서는 인간인 것 같으면서도 기계 같은 제로나인의 미스터리함이 호기심을 폭등시켰다. 제로나인은 호감을 절로 불러일으키는 맑은 웃음, 친절한 따뜻함으로 인간인 듯 다정한 면모를 보이다가도, ‘생일 케이크’ 불을 끄라는 말에 물을 부어버리고, 특수 암호를 들으면 바로 전원이 꺼져 잠들어버리는 독특한 특성을 선보였다. 과연 제로나인이 왜 엄다다의 키스로 눈을 뜬 것인지, 제로나인이 ‘여자친구’라고 인식된 엄다다에게 어떤 행동을 할지 예측불허 로맨스를 예고했다. 한편 ‘절대그이’는 지난 15일 첫 방송을 시작으로 매주 수요일과 목요일 오후 10시에 방송된다. 이보희 기자 boh2@seoul.co.kr

NASA 스피처우주망원경, 130억년 전 우주의 빛 관측 성공빅뱅으로 우주가 처음 만들어져 확장되기 시작할 무렵 원시우주는 그동안 예상됐던 것보다 밝았던 것으로 확인됐다. 스위스 제네바대 천문학과, 덴마크 닐스보어연구소, 호주 스윈번공과대 천체물리학 및 슈퍼컴퓨터센터, 네덜란드 라이덴대 천문대, 칠레 칠레국립대 천문학과, 카미노천문대, 영국 케임브리지대 캐번디쉬연구소, 카브리우주연구소, 미국 캘리포니아 산타크루즈대(UC산타크루즈) 릭천문대 공동연구팀은 미국 항공우주국(NASA)에서 운영하는 스피처우주망원경을 이용해 관측한 결과 우주 초기은하 중 일부는 예상보다 밝았던 것으로 확인됐다고 10일 밝혔다. 이번 연구결과는 천문학 분야 국제학술지 ‘영국 왕립천문학회 월간보고’(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society) 최신호에 실렸다. 연구팀은 재이온화 시대가 끝나기 직전의 모습을 관측하기 위해 우주의 두 지점을 선택해 200시간 이상 관측한 결과 빅뱅 이후 10억년이 흐른 시점으로 알려진 130억년 전 빛을 포착하는데 성공했다. 연구팀이 포착한 빛은 빅뱅 직후 만들어진 별은 아니지만 원시 우주에서 생성된 별에서 나오는 빛으로 분석결과 당시 원시 은하가 예상보다 밝게 빛난다는 사실을 확인했다. 당초 빅뱅 직후 초기 원시은하는 상당히 어두운 상태였던 것으로 알려져 있었지만 이번 관측으로 일부 은하는 오늘날 우리가 볼 수 있는 은하계보다도 밝은 것으로 조사되기도 했다. 연구팀은 이번 연구를 통해 중성 수소로 가득찬 우주에서 이온화된 수소로 채워진 우주로 전환되는 재이온화 시대를 만들어 낸 에너지의 근원도 찾아낼 수 있을 것으로 기대하고 있다. 실제로 이번 연구는 오늘날 우리가 알고 있는 화려한 우주를 만들어 놓은 중요한 사건인 ‘재이온화 시대’에 대한 단서를 제공하는 것으로 천문학자들의 주목을 받고 있다. 초기 원시우주에서 별이 탄생하고 최초의 별과 은하, 블랙홀이 형성될 때 수소 원자가 중성 상태에서 양성자와 전자로 분리되는 ‘재이온화’가 이뤄졌다. 재이온화가 일어난 시기는 대략 빅뱅 이후 2억~10억년 사이로 추정되고 있지만 재이온화를 촉발한 에너지의 원천은 여전히 밝혀지지 않고 있는 상황이다. 2021년 발사될 제임스 웹 우주망원경은 스피처가 관찰한 것보다 다양한 파장에서 별을 관측할 수 있기 때문에 우주 생성 직후 초기우주 연구에 도움을 줄 수 있을 것으로 기대되고 있다. 파스칼 외쉬 스위스 제네바대 교수는 “이번 연구는 우주의 진화에 중요한 시기인 재이온화 시기에 대한 비밀을 풀어낼 단초가 될 것”이라며 “초기 은하계의 물리적 조건이 현재 우리가 맞닥뜨리고 있는 은하계와는 매우 다르다는 것을 알 수 있으며 2021년 발사될 제임스 웹 우주망원경이 그 비밀을 풀어 줄 수 있을 것으로 기대하고 있다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

거꾸로 가는 쿠바는 행복하다(배진희 지음, 시대의창 펴냄) 1인당 국민소득이 1만 달러가 채 안 되지만, 의료와 교육을 무상으로 제공하는 나라 쿠바. 예수대 사회복지학과 교수인 저자가 ‘복지의 전제조건은 성장’이라는 상식을 깨는 쿠바에 약 1년간 체류하며 써내려간 기록이다. 저자가 겪은 쿠바는 사회주의와 자본주의, 규제와 자유, 불편함과 여유, 내국인과 외국인이 공존해 만들어진 다양성의 공간이다. 440쪽. 2만 2000원.호모 아스트로룸(오노 마사히로 지음, 이인호 옮김, 아르테 펴냄) 미 항공우주국(NASA)의 현역 엔지니어가 들려주는 우주의 생명과 신비, 쥘 베른의 SF 한 권에서 시작된 ‘로켓의 아버지’들의 꿈과 노력, 최초로 유인 우주선을 만든 과학자들의 도전, 외계 문명 탐색의 최신 결과와 앞으로 우주탐사가 나아갈 방향성을 소개한다. 348쪽. 1만 7000원.증오하는 인간의 탄생(나인호 지음, 역사비평사 펴냄) 증오의 핵심 이데올로기인 ‘인종주의’에 대해 역사학의 시선으로 살펴본 저작. 인종주의 이데올로기가 시기별로 인종 우월주의적 성격이 강한 ‘식민지 인종주의’에서 종말론적인 ‘귀족의 인종주의’, 인종 증오주의적인 성격의 ‘국가 인종주의’로 변천한 과정을 들려준다. 548쪽. 2만 5000원.누가 죽음을 두려워하는가(은네디 오코라포르 지음, 박미영 옮김, 황금가지 펴냄) 세계환상문학상을 수상하고 네뷸러상과 로커스상 후보에 오른 판타지 소설. 나이지리아계 미국인 2세인 작가는 종말 후 아프리카를 배경으로 성별과 인종 불평등, 여성 성기 절제와 제노사이드라는 묵직한 주제를 녹여냈다. 608쪽. 1만 5800원.우주의 거장들(다니엘 스테드먼 존스 지음, 유승경 옮김, 미래를소유한사람들 펴냄) ‘하이에크, 프리드먼 그리고 신자유주의 정치의 탄생’이라는 부제가 붙은 신자유주의 분석서. 하이에크의 전략을 행동으로 실천한 사상가와 이데올로기적 기업가들을 중심적으로 다루며 여러 한계에도 불구하고 신자유주의의 대안적 이념이 또 다른 상식으로 등장하지 못했다고 주장한다. 668쪽. 2만 3000원.논쟁으로 읽는 한국 현대사(김호기·박태균 지음, 메디치 펴냄) 사회학자와 역사학자가 1945년부터 지난해까지 한국 현대사를 뒤흔든 40가지 논쟁을 조명한 저작. 사회발전에 미친 영향, 보수·진보 간 이념 대립 등을 기준으로 논쟁들을 선별했다. 이들 논쟁들은 여전히 현재진행형이라는 게 저자들의 결론이다. 344쪽. 1만 6000원.

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　　

일본의 탐사선이 소행성 표면에 인공적인 만든 구덩이(크레이터·Crater)를 보여주는 사진이 25일 공개되었다. 소행성 류구에 대한 충돌 실험 전후의 이미지를 공개한 일본우주항공연구개발기구(JAXA) 쓰다 유이치(津田雄一) 프로젝트 매니저는 이날 브리핑에서 “류구 표면에서 지형이 명확하게 변해 있음을 사진으로 확인했다”고 밝혔다. JAXA는 “인공 분화구의 정확한 크기와 모양은 앞으로 상세히 검토될 것이지만, 약 20m 너비의 지형이 바뀌었음을 확인할 수 있다"면서 “우리는 이처럼 큰 변화를 기대하진 않았는데, 결과적으로 프로젝트에서 활발한 논쟁이 촉발되었다”고 밝혔다. 이 같은 소행성의 구덩이 만들기 실험 성공은 류구를 탐사하기 위해 보낸 하야부사 2호 미션의 중요한 과학실험 이정표가 되었다.충돌 실험은 류구 상공 20㎞에 머물던 하야부사 2호가 고도 500ｍ까지 하강한 뒤 구리로 만든 금속탄환을 발사할 충돌장치(임팩터)와 카메라를 분리함으로써 시작되었다. 충돌장치는 곧바로 고도 200ｍ 부근에서 내부 폭약을 터뜨려 정구공 크기인 2㎏ 정도의 금속탄환을 초속 2㎞로 류구 적도 부근에 충돌시켰다. 충돌 후 이미지는 류구 상공을 선회하던 하야부사 2호가 촬영한 것이다. 탐사선은 충돌 과정에 날아오를 파편들을 피하기 위해 2주 동안 소행성 뒤편에 숨어 있었다. 하야부사 2호의 인공 크레이터 실험이 가지는 과학적 가치는 류구의 풍화된 표면 아래 있는 태양계 초기 물질을 연구할 수 있는 기회를 확보하는 데 있다. 하야부사 2호는 이미 류구의 다른 쪽에서 채취한 토양 표본을 가지고 있으므로, 이번에 확보할 지하의 암석 표본과 함께 태양계 초기 물질에 대한 연구를 시작할 수 있게 되었다.약 46억 년 전 탄생한 류구 같은 소행성은 태양계 초기의 모습을 간직하고 있을 것으로 보여 과학자들은 소행성 내부 물질을 연구하면 태양계 탄생 과정과 생명의 기원을 알아낼 실마리를 얻을 수 있을 것으로 기대하고 있다.지구-태양 간 거리의 2배가 넘는 3억㎞ 이상 떨어진 류구에서 미션을 수행 중인 하야부사 2호는 2014년 12월 일본 가고시마 다네가시마(種子島) 우주센터에서 발사된 후, 약 3년 6개월에 걸쳐 태양 궤도를 돌면서 작년 6월 류구 상공에 접근했다. 하야부사 2호는 류구 표면의 물질을 채취하고서 2020년 말 지구로 귀환하는 임무를 수행할 예정이다. 왕복으로 총 52억㎞에 달하는 대장정이다.　　 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

언어의 아이들/조지은·송지은 지음/사이언스북스/296쪽/1만 8500원글이 만든 세계/마틴 푸크너 지음/최파일 옮김/까치/471쪽/2만 5000원2년 전 이맘때였다. “봄인데도 아직 쌀쌀하다”는 엄마와 외할머니의 대화를 가만히 듣던 큰애가 불쑥 이렇게 말했다. “봄은 아주아주 천천히 달리는 느림보 달리기 선수 같아.” 어디서 들은 말이냐고 물어보니, 아이는 “그냥 지금 생각난 대로 말한 것”이라 했다. 가르쳐 주지도 않았는데 어떻게 저런 창의적인 표현을 쓸 수 있을까 적잖이 놀랐다.조지은 영국 옥스퍼드대 언어학·한국학 교수와 송지은 영국 유니버시티 칼리지 런던 연구원이 함께 쓴 신간 ´언어의 아이들´은 이런 궁금증에 관한 답이 될 듯하다. 언어는 배우는 것일까, 아니면 타고나는 것일까부터 시작해 유아가 먼저 익히는 소리가 무엇인지, 다른 언어를 잘 습득할 수 있는 시기는 언제까지인지 등을 살핀다. 아동 언어 발달, 음성학, 어휘와 문법, 이중 언어 습득 분야에서 검증된 연구 결과를 소개하고, 영국에서 이중 언어를 사용하는 자녀를 키우는 어머니로서 경험을 맞물려 아이들의 말의 체득 비밀을 풀어낸다. 저자들은 아이가 태아일 때부터 부모의 음성을 듣고, 태어난 이후엔 연속적이고 복잡한 음성신호에서 자연스럽게 말의 특징과 체계를 습득한다고 설명한다. 생후 약 6개월부터 뇌의 지각 체계는 모국어 소리에 최적화되도록 변화한다. 아이는 첫 돌이 될 때쯤 말을 하기 시작한다. 그리고 3세 무렵까지 경이로운 속도로 말의 체계를 익힌다. 단어를 진공청소기처럼 빨아들이며 ‘언어 폭발’이 일어나 가끔 어른을 놀라게도 한다. 예컨대 데브 로이 미국 매사추세츠공대 교수는 자신의 아들이 ‘워터’(water)라는 단어를 발음하기까지 집안에서 촬영한 영상 데이터 9만 시간 분량을 분석했는데, 아이들은 한 번도 들어본 적 없는 말을 거침없이 했다. 여러 실패를 거쳐 체득한 문법 규칙으로 무한한 수의 문장을 만들어 내는 인간만의 고유한 속성을 드러내는 지점이다. 존슨과 뉴포트의 이중언어 관련 실험도 눈여겨볼 만하다. 영어를 배우기 시작한 3~39세 외국인들을 대상으로 실험한 결과 3~7세 때 외국어를 습득하면 원어민과 거의 같은 수준으로 익힐 수 있다. 그러나 이런 능력은 사춘기인 17세를 넘어가면 정체된다. 그리고 이후부터는 개인 차에 따라 외국어 습득의 수준이 달라진다. 성인이 돼 외국어를 익히기 어려운 이유가 바로 여기 있다.이 결과만 놓고 보면 ‘조기 영어 교육’이 설득력을 얻을 수 있다. 그러나 어렸을 때부터 무조건 영어에 많이 노출시키고, 강압적으로 가르친다고 될 일이 아니다. 말을 습득하는 데에는 ‘학습’보다 ‘상호작용’이 더 중요하기 때문이다. 아이들이 말을 배우는 이유는 또래 아이들과 놀기 위해, 그리고 사회에 적응하기 위해서다. 이를 가능케 하는 게 바로 ‘대화’다. 단순히 영어 사용 환경에 많이 노출시키거나, 아이들이 좋아하지 않는 원어민 회화 공부는 오히려 부작용을 부를 수 있다. ‘언어의 아이들’이 말이라면 신간 ‘글이 만든 세계´는 인류가 상상력을 발휘해 지어낸 글의 놀라운 힘을 다룬다. 마틴 퓨크너 하버드대 교수는 4000년 넘는 글쓰기의 역사에서 16개의 중요한 텍스트를 뽑았다. ‘일리아스’, ‘성서’, ‘천일야화’, ‘공산당 선언’, 그리고 최근의 ‘해리 포터’ 시리즈 등이다. 글을 어떻게 만들고, 글이 어떻게 국가의 흥망성쇠와 철학, 정치 사상, 종교의 탄생에 기폭제가 됐는지를 좇는다. 저자는 ‘일리아스’를 통해 그리스 문자를 인도에까지 전파하는 과정을 추적하고, ‘히브리 성서’로 인류가 최초로 글의 형태로 신을 경배한 이야기를 보여 준다. 부처와 공자, 소크라테스, 예수처럼 직접 글을 쓰지는 않았지만, 제자들이 대화를 글로 기록하면서 세계를 움직인 사상의 탄생을 이야기한다. 특정 계층이 아니라 일반 대중에게 힘을 부여한 구텐베르크 인쇄술, 마르크스와 엥겔스의 ‘공산당 선언’이 어떻게 세계에 영향력을 미쳤는지의 과정도 좇는다. 발표 당시엔 별 파장을 일으키지 못한 ‘공산당 선언’은 레닌, 마오, 체 게바라 등을 만나며 위력을 발휘한다. 저자는 글이 이처럼 강력한 영향력을 미칠 수 있는 이유에 대해 “발화(發話)를 시공간으로 깊숙이 투사할 수 있는 문학의 두드러진 특징 덕분”이라고 강조한다. 우리는 글을 읽으며 과거나 미래로 갈 수 있고, 지구 속과 우주를 오갈 수 있다. 말과 글 모두 본래 목적은 ‘소통’일 터다. 그러나 소통에 인간만의 무한한 창의력이 담겼다는 사실 역시 주목하자. 내가 말을 배운 과정을 돌아보고 나아가 인간 전체의 역사를 돌아보니, 언어란 참으로 아름다운 도구라는 생각이 다시금 든다. 김기중 기자 gjkim@seoul.co.kr

‘엑스맨’ 시리즈의 피날레를 알리는 ‘엑스맨: 다크 피닉스’(원제: X-MEN: DARK PHOENIX)가 오늘 6월 아이맥스 개봉을 확정하며 ‘얼티밋 다크 피닉스’ 영상을 공개했다. 공개된 영상에는 모든 이들의 운명을 결정지을 압도적인 힘을 지닌 진 그레이(소피 터너)의 능력이 담겼다. 또한 폭주하는 진 그레이가 동료인 엑스맨을 공격하는 장면과 주변을 순식간에 초토화시키는 장면이 눈길을 끈다. 특히 모든 것을 초월하는 강력한 존재 ‘다크 피닉스’로 완전히 각성한 진 그레이가 매그니토를 손짓 한 번에 날려버리는 장면은 역대급 캐릭터 탄생을 예고한다. ‘엑스맨: 다크 피닉스’는 마블 코믹스를 원작으로 19년 동안 관객들을 사로잡았던 ‘엑스맨 시리즈’의 대미를 장식할 작품으로 ‘엑스맨’, ‘데드풀’ 시리즈를 성공시킨 프로듀서이자 각본가인 사이먼 킨버그가 연출 및 각본을 맡았다. 여기에 ‘엑스맨’ 시리즈의 주역인 제임스 맥어보이부터 마이클 패스벤더, 제니퍼 로렌스, 소피 터너, 니콜라스 홀트는 물론 제70회 골든 글로브 여우주연상에 빛나는 제시카 차스테인이 새롭게 합류해 초호화 캐스팅을 완성, 역대급 연기 앙상블을 예고한다. 이처럼 최고의 제작진과 배우들이 뭉쳐 완벽한 시너지를 뽐내며 더욱 진화된 이야기를 선보일 ‘엑스맨: 다크 피닉스’는 2019년 6월 개봉 예정이다.영상부 seoultv@seoul.co.kr

과학자들이 마침내 우주의 시발점인 대폭발 즉 빅뱅 당시 형성된 분자를 발견해냈다고 미국 CNN 등 주요외신이 17일(현지시간) 일제히 보도했다. 지금으로부터 약 138억 년 전, 빅뱅이 일어나며 초기 우주가 만들어질 때 그 여파에 의한 화학 반응으로 최초의 분자가 만들어졌다. 이런 분자는 현재 우리가 아는 모든 물질을 만드는 데 결정적인 역할을 했다.　‘수소 이온화 헬륨’(HeH＋·Helium hydride ion)이라는 이 분자는 지난 몇 년간 우주 최초의 분자로 추정돼 왔다. 하지만 지금까지 과학자들은 그 존재에 관한 어떤 증거도 발견하지 못했었다.빅뱅 이후 형성된 ‘HeH+’은 수소 이온과 헬륨으로 이뤄진 화합물로 가장 강력한 산 중 하나다. 이 산성 물질이 나중에 수소 분자와 헬륨 원자로 분해됐다는 것이다. 수소와 헬륨은 현재 우주에서 가장 많은 원소로 각각 1, 2위를 차지한다. 과학자들은 1925년 한 실험실에서 HeH+ 분자를 만들어냈고 덕분에 지난 몇십 년 동안 우주에서 이를 찾는 연구가 진행돼 왔다. 연구에 참여한 독일 막스플랑크 전파천문학연구소의 천문학자 롤프 귀스턴 박사는 성명에서 “우주의 화학물질은 HeH+에서 시작됐다. 성간 우주 공간에서 이 물질의 존재에 관한 결정적 증거가 없다는 점은 오랫동안 천문학계의 딜레마였다”고 말했다. 1970년대 말 우주화학 모델을 통해 HeH+ 분자의 발견 가능성이 제기됐다. 이는 과학자들에게 HeH+ 분자가 태양과 같은 별이 초신성 폭발 전 마지막 단계에서 방출한 혼돈 상태의 ‘행성상 성운’에 존재할 수 있다는 생각을 하게 했다. HeH+ 분자는 온도 10만 ℃ 이상인 별의 방사선이 행성상 성운을 이온화할 때 형성된다. 하지만 가장 강력한 파장으로도 HeH+ 분자의 징후를 감지하는 것은 어려웠다. 지구 대기가 불투명한 탓에 지상의 망원경들로 어려웠기 때문이다.이에 따라 연구진은 보잉 747SP를 개조해 2.5m 구경의 적외선 망원경을 탑재한 미국항공우주국(NASA)의 성층권 관측 망원경인 소피아(SOFIA·Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy)를 사용했다. 소피아에 탑재된 그레이트(GREAT·German Receiver for Astronomy at Terahertz Frequencies)라는 이름의 고해상도 원적외선 분광기가 행성상 성운 NGC 7027에서 HeH+ 분자를 검출하는 데 성공한 것이다. 이에 대해 연구에 참여한 미국 존스홉킨스대학의 데이비드 뉴펠드 물리천문학부 교수는 “HeH+ 분자의 발견은 분자를 형성하려고 하는 자연의 성향을 극적이고 아름답게 보여주는 것”이라고 말했다. 자세한 연구 성과는 세계적인 학술지 ‘네이처’(Nature) 최신호(17일자)에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

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