사람과 마찬가지로 우주 역시 서서히 죽어간다. 과학자들은 별들도 탄생과 죽음을 반복하며, 언젠가는 우리 지구가 속한 태양계 역시 끝을 맞이할 것이라고 예측한다. 그렇다면 우리가 사는 우주의 끝은 과연 어떤 모습일까. 최근 유럽우주국(ESA)은 미국항공우주국(NASA)과 합작으로 만든 허블우주망원경을 통해 촬영한, 태양과 거의 동일한 질량을 가진 별의 마지막 모습을 담은 사진을 공개했다. 사진 속 별은 지구에서 4600광년 떨어진 곳에 위치한 코호텍 4-55(kohoutek 4-55)로, 백조자리에 근접해 있다. 짙은 녹색과 붉은색, 흰색 등 형형색색의 가스를 내뿜는 이 별은 불규칙하고 불확실한 에너지를 모두 발산한 뒤 가장 중심부의 핵만 남게 된다. 고온의 핵이 점차 식으면 결국 이 별은 백색왜성(white dwarf)이 되고, 백색왜성 상태로 오랜 시간이 지나면 관측이 불가능한 수준으로 에너지를 잃게 된다. 이번에 공개된 코호텍 4-55가 마지막 불꽃을 태우는 모습이 과학자들의 눈길을 사로잡은 이유는 이 별과 태양의 질량의 매우 유사하기 때문이다. 우리 태양 역시 죽음을 앞두고 마지막 에너지를 뿜어낼 때 이러한 모습이 될 것으로 예측하고 있다. 전문가들은 태양이 생의 마지막 단계에 들어서면 코호텍 4-55처럼 외곽의 가스층을 모두 소진할 것이며, 태양 내부의 고온의 핵이 모습을 드러내면 지구를 포함한 주변의 대다수 별들이 태양에 의해 불타거나 녹아 사라질 가능성이 높다. ESA 전문가들은 “태양이 죽음을 앞두게 될 때, 지구는 완전히 불타버릴 수 있다. 하지만 마지막 순간에 태양이 뿜어내는 아름다움이 전 우주에 펼쳐질 것”이라고 설명했다. 이어 “태양이 죽으면 지구의 생명도 끝이 나겠지만 당장 걱정할 일은 아니다. 태양이 죽음을 맞이하는데까지는 적어도 50만 년이 소요될 것으로 예측된다”고 덧붙였다. 한편 ESA홈페이지를 통해 7일 공개된 이번 사진은 허블망원경에 장착된 카메라 천문관측용 카메라 ‘WFPC2’가 2009년 5월 촬영한 것이며, 질소와 수소, 산소 등 각각의 에너지 파장을 담은 사진 3장을 합성해 제작됐다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

걸그룹 우주소녀(WJSN)의 소속사 스타쉽엔터테인먼트와 위에화엔터테인먼트는 9일 공식 유튜브 채널 등을 통해 서브 타이틀곡 ‘캣치 미’(Catch Me)의 뮤직비디오를 공개했다. 공개된 영상은 원테이크 형식으로 역동적이고 카리스마 넘치는 우주소녀 멤버들의 퍼포먼스를 담고 있다. 앞서 ‘모모모’(MoMoMo)에서 보여줬던 발랄하고 귀여운 콘셉트와는 정반대의 모습이다. 뿐만 아니라 크리스털로 포인트를 준 검은 의상은 그룹명처럼 우주공간 속 소녀들의 모습을 보는 듯한 느낌을 선사한다. 우주소녀는 2015년 4월 스타쉽엔터테인먼트와 위에화엔터테인먼트의 상호 매니지먼트 계약을 통해 탄생한 한중합작 걸그룹으로, 12명의 한국인과 중국인 멤버들로 구성되어 있다. 스타쉽 엔터테인먼트의 전략이 집약됐고, 중국 최고 기획사와의 합작인 만큼 데뷔 전부터 큰 관심을 받아왔다. 사진·영상=[MV] 우주소녀(WJSN)(COSMIC GIRLS) _ Catch Me/유튜브 김형우 기자 hwkim@seoul.co.kr ☞ 우주소녀 ‘모모모’(MoMoMo) 안무…12명의 상큼발랄 칼군무☞ 한·중합작 걸그룹 우주소녀, ‘MO MO MO’로 베일 벗다

사람과 마찬가지로 우주 역시 서서히 죽어간다. 과학자들은 별들도 탄생과 죽음을 반복하며, 언젠가는 우리 지구가 속한 태양계 역시 끝을 맞이할 것이라고 예측한다. 그렇다면 우리가 사는 우주의 끝은 과연 어떤 모습일까. 최근 유럽우주국(ESA)은 미국항공우주국(NASA)과 합작으로 만든 허블우주망원경을 통해 촬영한, 태양과 거의 동일한 질량을 가진 별의 마지막 모습을 담은 사진을 공개했다. 사진 속 별은 지구에서 4600광년 떨어진 곳에 위치한 코호텍 4-55(kohoutek 4-55)로, 백조자리에 근접해 있다. 짙은 녹색과 붉은색, 흰색 등 형형색색의 가스를 내뿜는 이 별은 불규칙하고 불확실한 에너지를 모두 발산한 뒤 가장 중심부의 핵만 남게 된다. 고온의 핵이 점차 식으면 결국 이 별은 백색왜성(white dwarf)이 되고, 백색왜성 상태로 오랜 시간이 지나면 관측이 불가능한 수준으로 에너지를 잃게 된다. 이번에 공개된 코호텍 4-55가 마지막 불꽃을 태우는 모습이 과학자들의 눈길을 사로잡은 이유는 이 별과 태양의 질량의 매우 유사하기 때문이다. 우리 태양 역시 죽음을 앞두고 마지막 에너지를 뿜어낼 때 이러한 모습이 될 것으로 예측하고 있다. 전문가들은 태양이 생의 마지막 단계에 들어서면 코호텍 4-55처럼 외곽의 가스층을 모두 소진할 것이며, 태양 내부의 고온의 핵이 모습을 드러내면 지구를 포함한 주변의 대다수 별들이 태양에 의해 불타거나 녹아 사라질 가능성이 높다. ESA 전문가들은 “태양이 죽음을 앞두게 될 때, 지구는 완전히 불타버릴 수 있다. 하지만 마지막 순간에 태양이 뿜어내는 아름다움이 전 우주에 펼쳐질 것”이라고 설명했다. 이어 “태양이 죽으면 지구의 생명도 끝이 나겠지만 당장 걱정할 일은 아니다. 태양이 죽음을 맞이하는데까지는 적어도 50만 년이 소요될 것으로 예측된다”고 덧붙였다. 한편 ESA홈페이지를 통해 7일 공개된 이번 사진은 허블망원경에 장착된 카메라 천문관측용 카메라 ‘WFPC2’가 2009년 5월 촬영한 것이며, 질소와 수소, 산소 등 각각의 에너지 파장을 담은 사진 3장을 합성해 제작됐다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

사람과 마찬가지로 별에도 아기 시절이 존재한다. 마치 양수 속에서 자라는 태아처럼 아기별은 두꺼운 가스 성운 속에서 자라난다. 과학자들은 별의 탄생 과정을 오랜 세월 연구해왔으나 대부분 지구에서 먼 장소에서 탄생하는 데다 두꺼운 먼지와 가스로 둘러싸여 상세한 과정을 알아내기 쉽지 않았다. 도쿄 대학의 아소 유스케(Yusuke Aso)를 비롯한 천문학자들은 현존하는 가장 강력한 전파 망원경인 알마(ALMA, Atacama Large Millimeter/submillimeter Array)를 이용해서 황소자리 방향으로 지구에서 450광년 떨어진 TMC-1A라는 원시별을 관측했다. TMC-1A는 막 태어난 별로 아직 주변의 가스와 먼지를 흡수하면서 자라는 중이다. 그런데 이 가스와 먼지는 바로 아기별에 흡수되는 것이 아니다. 실제로는 주변에 회전하는 고리를 형성한 후 이 물질의 고리에서 서서히 물질이 성장 중인 별로 흡수되는 것으로 알려져다. (개념도 참조) 보통 이 과정은 두꺼운 가스와 먼지 때문에 쉽게 관측이 어렵다. 하지만 알마의 강력한 고해상도 분해능력을 통해서 마침내 천문학자들은 내부 구조를 살피는 데 성공했다. 연구팀에 의하면 이 아기별의 물질의 고리와 외부 가스층은 대략 90 AU(1AU는 지구와 태양 간 거리. 약 135억km) 정도 반지름을 가지고 있다. 이는 지구와 해왕성 거리의 3배 수준이다. 여기에 있는 물질들은 케플러의 법칙에 따라 회전하면서 점차 에너지를 잃어 아기별로 흡수된다. 흡수되지 못한 물질은 결국 나중에 행성을 이루는 재료가 된다. 이번 연구에서는 아기별 전체의 질량은 태양의 0.68배 정도이며 매년 태양 질량의 100만 분의 1 정도 되는 물질이 흡수되는 것이 관측되었다. 속도는 초속 1km 정도로 사실 아기별의 중력을 생각하면 매우 느린 속도다. 연구팀은 어쩌면 이 아기별의 자기장이 물질의 흡수를 느리게 만드는 이유일지 모른다고 생각하고 있다. 아기별의 탄생은 생명의 탄생만큼 신비로운 과정이다. 하지만 앞서 말한 이유로 인해 아직 그 과정이 완전히 밝혀지지 않은 부분이 있다. 앞으로도 과학자들은 연구를 통해 이 비밀을 밝힐 것이다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

초대형 한중 합작 걸그룹 ‘우주소녀’(WJSN)의 데뷔곡 안무 영상이 공개됐다. 7일 우주소녀의 소속사 스타쉽 엔터테인먼트가 공식 유튜브 채널 등을 통해 공개한 영상에는 ‘모모모’(MoMoMo)의 안무를 여유롭게 소화해내는 우주소녀 멤버들의 모습이 담겨 있다. 멤버 12명(설아, 엑시, 보나, 성소, 은서, 다영, 다원, 수빈, 선의, 여름, 미기, 루다)은 스포티한 패션으로 이목을 집중시키는 한편 상큼 발랄하면서도 절도 있는 칼군무로 반전 매력 또한 선사한다. 우주소녀의 데뷔곡 ‘모모모’(MoMoMo)는 히트메이커 김도훈과 서용배가 의기투합해 만든 곡으로 빈티지 리듬과 경쾌하게 배치된 신스사운드가 인상적이다. 한편 걸그룹 우주소녀는 2015년 4월 스타쉽엔터테인먼트와 위에화엔터테인먼트의 상호 매니지먼트 계약을 통해 탄생한 한중합작 걸그룹으로, 12명의 한국인과 중국인 멤버들로 구성되어 있다. 스타쉽 엔터테인먼트의 전략이 집약됐고, 중국 최고 기획사와의 합작인 만큼 데뷔 전부터 큰 관심을 받아왔다. 보컬, 댄스, 연기 등 각각 특화된 분야에 뛰어난 실력을 갖춘 우주소녀 멤버들은 한국과 중국을 무대로 그룹의 탄생 줄거리와 정체성을 색다른 방식으로 선보일 계획이다. 사진·영상=starshipTV/유튜브 영상팀 seoultv@seoul.co.kr ☞ 한·중합작 걸그룹 우주소녀, ‘MO MO MO’로 베일 벗다☞ 걸그룹 여자친구, 핑클 ‘내 남자친구에게’ 특별 무대

우주의 빅뱅 직후 탄생한 역대 가장 오래된, 가장 멀리 떨어진 은하가 발견됐다. 최근 미국 예일대학 등 국제천문학 공동연구팀은 지구에서 134억 광년 떨어진 곳에 위치한 은하를 발견했다는 연구결과를 발표했다. 미 항공우주국(NASA)과 유럽우주국(ESA)이 공동으로 운영하는 허블우주망원경으로 포착된 이 은하의 이름은 'GN-z11'. 큰곰자리 방향에 위치한 GN-z11은 134억 광년 떨어진 곳에 위치해 우주의 빅뱅 이후 4억 년 후의 모습을 우리에게 보여주고 있다. 잘 알려진대로 우주는 138억 년 전 빅뱅(Big Bang)으로 탄생해 지금까지 팽창을 계속하고 있다. 우리는 타임머신을 이용해 과거로 돌아갈 수는 없지만 허블같은 강력한 우주망원경으로 과거를 볼 수 있다. 이는 빛이 지구에 도달하는데 걸린 시간만큼 과거를 보는 것인데 134억 광년이라면 결과적으로 134억 년 전 은하의 모습을 보고있는 셈. 기존 기록은 지난해 캘리포니아 공과대학 연구팀이 발견한 은하 'EGSY8p7'로 132억 년이었으며, 향후 허블의 후임인 제임스 웹 우주 망원경이 발사되면 더욱 오래된 은하가 발견될 수 있다. 우주 태초의 빛을 간직한 GN-z11는 우리은하와 비교하면 25배 정도 작은 규모지만 20배 정도 빠른 속도로 많은 별들을 탄생시켰을 것으로 보인다. 　 연구에 참여한 예일대학 파스칼 오쉬 박사는 "이번 발견은 우주의 태초를 향한 커다란 진전"이라면서 "현재와 비교해 우주의 약 3%가 존재했던 시기를 지켜보고 있는 셈"이라고 의미를 부여했다. 공동연구자인 네덜란드 레이덴 대학 이보 라베 박사도 "GN-z11은 초기 우주에 대한 정보를 우리에게 보여주고 있다"면서 "아마도 블랙홀 주위에서 첫 세대 별이 형성되는 광경을 지켜볼 수 있을 것"이라고 설명했다. 사진=NASA, ESA, and A. Feild (STScI)　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

천문학은 눈으로 별을 관측한 것에서 출발했다. 갈릴레이 이후 과학자들은 망원경의 힘을 빌려 맨눈으로는 볼 수 없었던 별과 성운의 모습을 관측해왔다. 더 나아가 이제 천문학자들은 본래는 눈으로는 볼 수 없었던 것도 볼 수 있다. 눈으로 보이는 파장인 가시광선 영역 이외에 적외선, 자외선, X선, 라디오파, 감마선 같은 다양한 파장을 관측할 수 있게 되었기 때문이다. 특히 긴 파장은 장애물을 통과하는 데 유리하고 가스나 먼지 같은 차가운 물질을 관측할 때 적합하다. 유럽 남방 천문대(ESO)가 보유한 APEX 망원경 역시 여기에 최적화되어 있는데, 이를 이용한 은하계 관측 프로젝트가 바로 '아틀라스갤'(ATLASGAL·APEX Telescope Large Area Survey of the Galaxy)이다. 최근 유럽 남방 천문대는 우리 은하계의 0.87mm 서브 밀리미터파 관측 결과를 공개했다. (사진). 여기에는 우리에게 친숙한 은하수의 이미지는 보이지 않지만, 대신 우리 은하계의 중요한 가스 덩어리들의 모습이 대부분 담겨 있다. 물론 위의 사진은 대략적인 전체 이미지로 실제 이미지 데이터는 이보다 훨씬 대규모이다. 연구를 이끈 막스 플랑크 연구소의 티메아 쳉게리(Timea Csengeri)에 의하면 이번 연구를 통해서 과학자들은 다음 세대에 탄생할 거대 질량 별과 성단의 위치를 알 수 있다. 왜냐하면, 별 사이에 존재하는 수소 가스에서 별이 생성되기 때문이다. 물론 동시에 우리 은하계의 물질 분포와 성간 가스의 구조를 알 수 있는 기초 자료가 된다. 우리가 눈으로 은하수를 볼 때 이와 같은 가스의 분포는 볼 수가 없다. 하지만 맨눈으로는 보이지 않는 공간에도 별과 행성의 재료가 되는 가스와 먼지가 숨겨져 있다. 과학자들은 우주를 보는 또 다른 눈인 서브 밀리미터파 망원경을 통해 그 비밀을 풀어내고 있다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

‘씨스타 여동생 그룹’으로 화제를 모은 한중 합작 걸그룹 우주소녀가 베일을 벗었다. 25일 방송된 엠넷 ‘엠카운트다운’에 출연한 걸그룹 우주소녀는 허리선이 보이는 치어리더 콘셉트의 의상을 입고 무대에 올랐다. ‘캐치 미’(Catch Me)로 데뷔 무대에 포문을 연 우주소녀는 연이어 타이틀곡 ‘모 모 모’(Mo Mo Mo) 무대를 선보이며 이목을 집중시켰다. 특히 우주소녀는 신인답지 않은 칼군무를 선보이는 한편 상큼하면서도 발랄한 반전 매력을 발산하며 성공으로 데뷔 무대를 마쳤다. 한편 우주소녀의 타이틀곡 ‘모 모 모’(Mo Mo Mo)는 히트메이커 김도훈과 서용배가 의기투합해 만든 곡으로 빈티지 리듬과 경쾌하게 배치된 신스사운드가 인상적이다. 걸그룹 우주소녀는 2015년 4월 스타쉽엔터테인먼트와 위에화엔터테인먼트의 상호 매니지먼트 계약을 통해 탄생한 한중합작 걸그룹으로, 12명의 한국인과 중국인 멤버들(설아, 엑시, 보나, 성소, 은서, 다영, 다원, 수빈, 선의, 여름, 미기, 루다)로 구성되어 있다. 사진·영상=엠카운트다운/네이버tv캐스트 영상팀 seoultv@seoul.co.kr ☞ 마마무 ‘넌 is 뭔들’…눈과 귀 녹이는 첫 무대☞ 마마무표 발라드는 이렇다…‘아이 미스 유’(I Miss You)

거품처럼 파랗게 부풀어 오른 우주 구름 중심에서 십(十)자 모양으로 찬란하게 빛나는 별의 모습이 포착됐다. 최근 미 항공우주국(NASA)은 유럽우주국(ESA)과 함께 운영하는 허블우주망원경으로 촬영한 별의 모습을 공개했다. 사진 속 중앙에서 보석처럼 빛나는 별의 이름은 'WR 31a'. 지구에서 용골자리 방향으로 3만 광년 떨어진 곳에 위치한 WR 31a는 울프-레이에(Wolf-Rayet) 별이다. 프랑스 천문학자 샤를 울프의 이름을 딴 이 별은 우리 태양 질량의 20배 이상 되는 극대거성으로 자체 ‘연료’를 빠르게 소모하는 탓에 결국 초신성 폭발을 일으키면서 찬란한 최후를 맞는다. 수명이 수십 만년 밖에 되지 않아 우주의 시간에서는 그야말로 굵고 짧게 생을 마감하는 셈. WR 31a 주위 파란색 거품은 수소, 헬륨, 기타 가스로 이루어진 우주의 먼지 구름이다. 울프-레이에 별에서 뿜어져 나오는 항성풍(恒星風)이 별의 수소 외곽층과 충돌하면서 종종 이같은 동그란 형태의 구름을 만들어낸다. 흥미로운 점은 동그란 이 구름은 약 2만 년의 나이로 시속 22만 km의 속도로 팽창하고 있다는 점이다. 초신성 폭발과 함께 찬란하고 짧은 생을 마감할 WR 31a는 그러나 수많은 물질을 남기며 새로운 별과 행성을 탄생시키는 재료가 된다. 사진=NASA / ESA / Hubble / Judy Schmidt 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

최근 요소·변온물감 화학 반응 이용 미술품 복원에도 첨단과학 기법 접목 얼마 전 대전 대덕연구단지 내 한국화학연구원이 ‘화학과 우주’라는 주제의 미술 전시회를 열었다. 전시되는 회화 작품들은 ‘요소’와 ‘변온 물감’이라는 화학 재료와 화학반응을 이용한 것들이다. 요소는 사람의 소변 속에 포함된 물질 중 하나로 독일 화학자 프리드리히 뵐러가 시안산암모늄 수용액을 가열해 만들어 냄으로써 인간이 처음으로 합성에 성공한 유기화합물이다. 요소액과 원색 안료, 아교, 먹과 소금 등을 섞어 만든 물감을 캔버스에 채색하면 시간이 지나면서 수분은 증발하고 결정체가 만들어져 독특한 작품으로 탄생하게 된다. 변온물감은 온도에 따라 색깔이 변하는데 아무것도 없어 보이는 캔버스에 뜨거운 물을 붓거나 온도를 높여 주면 그림이 나타나게 된다. 최근 들어 이런 과학과 예술의 만남의 장이 자주 마련되고 있다. 20세기 들어 과학기술이 눈부시게 발전하면서 미술과 음악, 영화, 문학 등 다양한 장르의 예술 분야에 영향을 주고 있다. 홍성욱 서울대 과학사및과학철학협동과정 교수는 “미술 분야는 과학에서 새로운 표현 매체, 세계관, 미술을 기록하는 새로운 방법, 인간과 인간 활동에 대한 새로운 이해를 가져오고 과학은 미술로부터 새로운 비전과 과학적 세계관의 정당화 같은 통찰력을 얻는 식으로 상호 영향을 주고 있다”고 말했다. 입체파를 탄생시키고 20세기 미술계의 최고 거장으로 꼽히는 파블로 피카소는 “내 그림들은 모두 논리적 순서를 가진 연구와 실험으로 과학자가 새로운 이론이나 현상을 발견하는 것과 같다”고 입버릇처럼 얘기했다. 피카소를 필두로 한 입체파 화가들은 기존 회화의 한계를 뛰어넘기 위해 당시 최첨단 과학인, 프랑스 과학자 푸앵카레의 물리학과 비(非)유클리드 기하학을 공부했다고 한다. 입체파 훨씬 이전인 르네상스 시기에는 풍경화나 인물화 등의 사실적인 표현을 위해 투시(透視)화법이라는 신기술을 도입했다. 한 시선에 포착되는 사물의 형태를 원근법 원리에 따라 평면에 그리는 이 방법은 지금도 많은 미술 작품에서 보편적으로 사용되고 있다. 3차원 세계를 2차원 세계에 투영시키는 투시화법은 기하학의 한 분야인 사영(射影)기하학에서 기원한다. 영국의 대표적인 풍경화가인 존 컨스터블은 자연현상에 대한 과학적 이해 없이는 무지개 같은 자연을 정확히 그릴 수 없다고 믿었다. 구름을 잘 그리기 위해 기상학에서 구름의 분류를 공부하고 무지개 그림을 위해 뉴턴의 광학을 독학으로 공부했다는 것은 미술계에 잘 알려진 사실이다. 물리학이나 수학이 미술 작품의 새로운 표현 언어나 논리를 제시한다면 화학은 실제로 캔버스나 조각 작품에 어떻게 표현할 것인가에 응용된다. 회화에 쓰이는 여러 가지 안료, 조각에 쓰이는 석재·구리·철 등의 재료는 화학적 재료이고, 공예작품에 쓰이는 섬유나 유리·금속·목재도 화학적 처리 과정을 거치면서 독특한 형태의 질감이나 형태를 갖는 작품이 된다. 미술과 과학의 접목이 가장 활발히 이뤄지는 곳은 복원·보존 분야다. 미술품 복원이나 보존 연구자들의 궁극적인 목표는 미술 작품이나 문화재를 손상시키지 않고 원재료와 작품을 분석한 뒤 손상된 부분을 수리, 복원함으로써 더이상 손상이 진행되지 않도록 하는 데 있다. 지난해 초 멕시코 미초아칸대 복원팀은 1초에 1조회를 진동하는 고주파인 ‘테라헤르츠’파를 이용해 18세기에 지어진 이 지역 성당의 제단화가 1850년대에 처음 그린 그림과 완전히 다르다는 사실을 밝혀내 화제가 된 바 있다. 복원팀은 테라헤르츠파로 분석한 결과, 성당 제단화가 1차례의 보강 처리 후 세 차례나 덧칠됐다는 것을 규명했다. 이에 앞서 2013년 미국 로체스터대 연구팀도 테라헤르츠파를 이용해 프랑스 루브르 박물관에 있는 로마시대 프레스코화가 여러 번 덧칠되는 과정에서 원래 그림과 다르게 변형됐다는 것을 찾아냈다. 엑스선보다 투과력이 좋고 인체에 무해해 국제공항 검색대에서 많이 활용되는 테라헤르츠파는 최근 들어 이처럼 원형 훼손이 심한 미술품과 문화재 복원에 활발하게 이용되고 있다. 미술 작품이나 문화재를 손상하지 않으면서 성질을 파악하는 데 가장 선호되는 과학은 ‘라만 분광법’이다. 라만 분광법은 1930년 빛의 산란 연구로 노벨 물리학상을 받은 찬드라세카라 라만이 발견한 분석 기법으로, 빛이 분자를 만나면 종류에 따라 고유한 파장이 나타나는 원리를 이용한 것이다. 이를 이용하면 원료 성분을 분자 단위로 분석해 낼 수 있다. 한 과학계 인사는 “최근 과학기술 분야가 점점 전문화, 세분화돼 새로운 기술을 창조하기가 더욱 어려워지고 있다”며 “미술 분야에서 새로운 기법을 만들어 내기 위해 과학기술을 활용하는 것처럼 과학기술 역시 예술적 감성을 바탕으로 창조성에 대한 돌파구를 찾을 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

연구팀, 작년 9월 14일 첫 포착 한국 연구진 수차례 분석·검증 “다중 신호 천문학 새 시대 열려” 우리나라 과학자들이 포함된 14개국 1000여명의 국제연구단이 100년 전 아인슈타인이 예측했던 ‘중력파’(重力波)를 찾아내는 데 성공했다. 미국 레이저간섭계 중력파관측소(LIGO)는 11일 오전 10시 30분(현지시간) 미국 워싱턴DC 외신기자클럽에서 기자회견을 갖고 블랙홀이나 중성자별 같이 질량이 큰 물체들이 충돌하거나 폭발할 때 발생하는 중력파를 인류 역사상 최초로 관측했다고 공식 발표했다. 이번 연구에 참여한 한국중력파연구협력단(KGWG)도 12일 오전 9시 서울 명동에서 기자회견을 갖고 ‘금세기 최고의 발견’으로 평가받는 중력파 발견의 의미를 설명했다. 이번 관측 결과는 물리학 분야 국제학술지 ‘피지컬 리뷰 레터스’ 11일자에 실렸다. 논문에 실린 저자는 1000여명으로, 한국인 과학자도 14명 포함돼 있다. 2014년 3월 미국 하버드·스미소니언 천체물리센터 ‘바이셉(BICEP)2’ 연구진이 남극 하늘에서 초기 우주 팽창에 따른 중력파를 최초로 발견했다고 발표했지만, 재검토 결과 ‘우주 먼지’로 인한 오류로 밝혀져 철회된 바 있다. 이 때문에 LIGO 연구팀은 지난해 9월 14일 오전 5시 51분(현지시간) 중력파를 포착한 뒤 발견 사실을 외부에는 비밀에 부친 채 데이터의 잡음을 제거하고 여러 차례 재검토를 거친 결과 ‘중력파’가 확실하다는 결론을 내렸다. KGWG에서 데이터 분석을 담당한 오정근 국가수리과학연구소 선임연구원은 “지난해 9월 14일 저녁 8시 미국 LIGO 연구단에서 ‘매우 흥미로운 사건!’(Very Interesting Event!)이라는 제목의 이메일을 받았는데 중력파를 발견했다는 내용이었다”며 “메일을 받은 뒤 처음에는 잘못된 신호를 잡은 것이 아닐까 하는 의구심이 있었지만 수많은 분석과 검증으로 중력파라는 확신을 갖게 됐다”고 말했다. KGWG 단장인 이형목 서울대 물리천문학부 교수는 “이번 발견은 최초의 중력파 검출이라는 것뿐만 아니라 중력파 관측을 통해 천체를 탐구하는 ‘중력파 천문학’의 문을 열었다는 데 큰 의미가 있다”며 “중력파 천문학이 발달하면 질량이 큰 별의 생성과 진화, 초기 우주 생성 등 지금까지 인류가 알 수 없었던 문제들이 풀리게 될 것”이라고 설명했다. 김정리 연세대 천문대 박사는 “이번 중력파 발견으로 천체 현상을 더욱 정밀하고 정확하게 관찰·분석할 수 있는 ‘다중 신호 천문학’이 가능해질 것”이라고 기대감을 드러냈다. 이를테면 은하에서 초신성이 폭발할 경우 LIGO는 중력파를, 지난해 노벨물리학상을 받게 해 준 일본 슈퍼카미오칸데는 중성미자를, 전 세계에 있는 광학망원경과 전파망원경은 초신성을 동시에 관측함으로써 기존에 비해 훨씬 방대한 데이터를 얻을 수 있게 된다는 뜻이다. 이번 발견으로 올해 노벨물리학상이 1980년대에 중력파 검출 수단으로 LIGO를 처음 제안한 미국 MIT 물리학과 라이너 와이스 명예교수, 캘리포니아공대(칼텍) 물리학과 킵 손 명예교수, 로널드 드레버 명예교수 등에게 주어질 것으로 점쳐지고 있다. 특히 킵 손 교수는 2014년 개봉한 영화 ‘인터스텔라’의 과학총괄자문을 맡기도 했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr 아인슈타인이 중력파를 예측한 지 100년 만에 그 실체가 확인됐다. 태양의 질량보다 큰 블랙홀(검은 원) 2개가 근접해 돌면서 중력파를 만들어 내고 있는 가상도. 작은 사진은 11일 오전 10시 30분(현지시간) 미국 워싱턴DC에서 열린 중력파 발견 공식발표 기자회견. 모니터에 중력파 파장이 나타나 있다. 네이처 제공·워싱턴 EPA 연합뉴스

은하계는 수천억 개의 별이 모인 거대한 집단이다. 사실 별 이외에도 많은 가스와 우리 눈에는 보이지 않는 암흑 물질이 모두 모여 하나의 은하를 이룬다. 보통 은하는 서서히 회전하지만, 때에 따라서는 은하 내부에 강력한 은하풍(Galactic wind 혹은 superwind)가 발생하는 경우가 있다. 바로 두 개의 은하가 서로 충돌하는 경우이다. 최근 히로시마 대학이 이끄는 국제 과학자팀이 8.2m 구경의 스바루 망원경을 이용해서 30만 광년의 거대한 크기의 충돌 은하인 NGC 6240의 내부 구조를 밝히는 데 성공했다. NGC 6240은 지구에서 3억5000만 광년 떨어진 은하로 두 개의 대형 은하가 서로 충돌해서 만들어진 은하이다. 이 충돌로 인해 NGC 6240은 매우 불규칙한 모습을 하고 있다. 연구팀은 스바루 망원경을 이용해서 다양한 파장대에서 은하의 구조를 관측했다. 그 결과 은하 내부에는 충돌에 의한 강력한 은하풍이 발생했으며 이에 의해 여러 지역에서 소용돌이치는 가스의 흐름이 생성된 것이 관측됐다. 이 은하는 매우 복잡한 내부 구조와 아직 합쳐지지 않은 두 개의 거대 질량 블랙홀을 가지고 있다. 그중에는 거대한 이온화 가스의 모임인 H-알파 성운(H-alpha nebula)이 있는데, 이 가스들은 밀도가 충분히 올라가서 새로운 별을 대거 탄생시키고 있었다. 사실 은하끼리의 충돌은 이런 식으로 수소 가스의 밀도를 올리게 된다. 그러면 수소 가스가 자체 중력으로 밀집하여 새로운 별이 탄생하는 것이다. NGC 6240은 5억 광년 이내에 존재하는 은하 가운데 가장 활발히 새로운 별을 탄생시키는 은하이기도 하다. 이 은하의 별 생성 속도(star formation rate (SFR))는 우리 은하의 25~80배에 달한다. 은하끼리의 충돌은 우주에서 가장 큰 대형 충돌사고이다. 하지만 동시에 수많은 별을 탄생시키는 합체 과정이기도 하다. 우리 은하 역시 앞으로 30~40억 년 후에는 안드로메다은하와 충돌할 가능성이 크다. 아마 그때도 지금 NGC 6240처럼 수많은 새로운 별이 탄생하게 될 것이다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

알베르트 아인슈타인이 1세기 전 주장한 중력파의 존재를 과학자들이 확인했다. 미국 과학재단(NSF)과 고급레이저간섭계중력파관측소(라이고·LIGO) 연구팀은 11일(현지시간) 워싱턴 D.C. 외신기자클럽에서 기자회견을 열어 공간과 시간을 일그러뜨리는 것으로 믿어지는 중력파의 존재를 직접 측정 방식으로 탐지했다고 발표했다. 중력파의 간접 증거가 발견된 적은 있었으나, 직접 검출이 이뤄진 것은 인류 과학역사상 처음이다. ‘중력파’(gravitational wave)는 질량을 지닌 물체가 일으키는, 중력에 의한 시공간(spacetime)의 물결로 이 발견은 우주 탄생을 이해하는 데 큰 구멍을 메워 줄 우리 시대의 가장 큰 과학 발견 중 하나로 꼽힐 전망이다. ⓒ AFPBBNews=News1/온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

브리 라슨 주연의 감동 실화 영화 ‘룸’이 반전과 스릴 넘치는 메인 예고편을 공개했다. 주인공 ‘조이’는 7년 전 한 남자에게 납치돼 작은 방에 갇혔다. 세상과 단절된 채 지옥 같은 나날을 보내던 조이는 어느덧 아들 잭을 낳으며 엄마가 됐다. 이후 조이는 아들과 함께 감옥 같은 작은 방에서 서로 의지하며 살아간다. 그러던 어느 날, 더는 이 좁은 방안에 아이를 가둬 둘 수 없다고 생각한 조이는 세상을 향한 ‘탈출’을 결심한다. 그러나 이들의 극적인 탈출 순간과 충격적인 과거를 이유로 세상은 또다시 이 두 사람을 보이지 않은 방안에 가두려 한다. 이처럼 ‘룸’은 7년간의 감금 속 5살이 된 아들 ‘잭’과 그를 위해 헌신적으로 희생한 24살의 엄마 ‘조이’의 탈출과 이후의 삶을 그려낸 영화다. 이번에 공개된 예고편은 긴장감이 흐르는 선율과 함께 “모두 당신의 얘길 듣고 싶어 해요”라는 인터뷰어의 대사로 시작된다. 이어 가로세로 3.5미터 남짓의 작은 방에서도, 아들 잭이 자신처럼 불행하게 살지 않도록 희망을 불어넣는 조이의 헌신적인 모습을 볼 수 있다. 특히 엄마의 희생 덕분에 작은 방을 세상 전부라고 믿고 자라는 잭의 순수한 모습은 애절한 모성애를 연기한 브리 라슨의 열연을 기대케 한다. 또 탈출 이후 마치 갓 태어난 아기 같은 잭의 모습과 “이 세상에 나온 지 37시간이 됐어요”라는 대사는 진짜 세상으로 나온 이들에게 찬사를 보내고 싶게 만든다. 이후 작은 방과는 또 다른 세상의 갈등과 편견, 그리고 납치했던 이가 쫓아올지 모른다는 불안감은 작품 전반에 흐를 긴장감을 예상케 한다. ‘룸’의 주연 배우인 브리 라슨은 제73회 골든 글로브 여우주연상과 미국 방송영화비평가협회가 주관한 제21회 크리틱스 초이스 어워즈에서도 수상에 성공하며 연기력을 인정받았다. 동시에 그의 아들 잭 역을 맡은 트렘블레이 역시 아역배우 상을 수상하면서 천재 아역 배우의 탄생을 예고하고 있다. 오는 3월 3일 개봉 예정. 사진 영상=영화사 빅 문성호 기자 sungho@seoul.co.kr ☞ 주윤발, 장국영 주연 ‘영웅본색’ 30년 만에 재개봉 ☞ 마이클 베이, 벵가지 테러 사건 다룬 ‘13시간’

11일 발표… 우주탄생 비밀 열쇠 100년 전 알베르트 아인슈타인(1879~1955)에 의해 존재가 주장됐으나 실제로 측정된 적은 없는 중력파의 관측에 관한 주요 발표가 미국에서 11일(현지시간) 이뤄질 예정이다. 전문가들은 중력파를 최초로 발견했다는 ‘세기적 사실’이 깜짝 발표될 것으로 전망하면서 흥분하고 있다. 아인슈타인은 1916년 발표한 일반상대성이론에서 빅뱅 이후 우주 공간 전체에 전자기파가 퍼지는 과정에서 지구 등 거대한 질량을 가진 천체에 의해 중력이 변하면서 시공간도 함께 휘어진다고 주장했다. 이때 휘어진 시공간이 질량과 중력 사이에 파동을 일으키는 중력파를 만들어냈다. 중력파는 우주에서 수백만 광년을 여행하며 전자기파에 의해 어떠한 왜곡과 변화도 받지 않기 때문에 초신성 폭발 등 중력파 방출 당시의 정보를 온전히 담고 있다. 중력파가 1세기 만에 발견된다면 우리 시대의 가장 큰 과학 발견 중 하나가 될 것이며, 우주의 탄생을 이해하는 데 크게 기여할 수 있다고 AFP가 전했다. 중력파를 관측하면 ‘금세기 최고의 발견’이라거나 ‘노벨 물리학상 수상감’이라는 평가가 나온다. 미국의 국립과학재단(NSF)은 8일 성명에서 “캘리포니아공과대(칼텍), 매사추세츠공과대(MIT), 레이저간섭계중력파관측소(LIGO) 과학협력단의 과학자들이 11일 오전 10시 30분(한국시간 12일 0시 30분) 워싱턴DC에서 기자회견을 갖고 중력파 발견 활동에 대한 현황을 보고할 것”이라고 밝혔다. LIGO는 지구를 지나가는 중력파가 만드는 매우 미세한 진동을 감지하기 위해 칼텍과 MIT의 과학자들이 NSF의 지원을 받아 만든 시설로, 루이지애나주 리빙스턴과 워싱턴주 핸퍼드에 설치돼 있다. NSF가 발표한 성명은 매우 모호해 11일 어떤 내용이 발표될지 추측하기 어렵다. 하지만 LIGO가 중력파를 발견했다는 소문은 지난달부터 돌고 있었다. 지난 3일 맥매스터대의 이론물리학자 클리프 버게스는 독립된 소스를 통해 LIGO가 두 개의 블랙홀이 합쳐질 때 방출된 중력파를 발견했으며 이 발견은 네이처에 실릴 예정임을 확인했다고 밝힌 것으로 과학전문매체 사이언스가 보도했다. 박기석 기자 kisukpark@seoul.co.kr

과학자들은 새로 탄생한 어린 별의 밝기가 갑자기 밝아지는 현상을 오래전 발견했다. 예를 들어 수많은 별이 탄생하는 오리온자리의 'FU Orionis' 별의 경우 밝기가 250배가량 밝아지는 현상이 관측되었다. 그러나 그 이유는 정확하게 알지 못했다. 10년 전 이 현상을 설명하기 위해서 빈 대학의 천문학자인 에두아르두 보로표브와 동료들은 어쩌면 새로 탄생한 별이 주변에 형성되고 있는 원시행성(protoplanet)을 잡아먹어서 이와 같은 밝기 변화가 일어날지 모른다고 설명했다. 이 가설에 의하면 원시별 주변에 형성되는 가스와 먼지의 구름인 원시 행성계 원반(protoplanetary disc) 주변에는 거대한 가스의 덩어리가 형성되는 데 이중 상당수는 행성으로 성장하지 못하고 원시별의 중력에 의해 집어삼켜진다는 것이었다. (위의 모식도) 동시에 충돌 때문에 원시별의 밝기가 갑자기 밝아지게 된다. 이와 같은 이론은 ‘천문학적인 규모의 카니발리즘'(cannibalism on astronomical scales)이라고 불린다. 이 이론에 따르면 목성처럼 거대한 가스 행성은 사실 자식을 잡아먹는 어미별에서 살아남은 생존자다. 이 가설을 검증하기 위해서 히로시마 대학이 이끄는 국제 천문학팀은 8.2m 구경의 스바루 망원경을 이용해서 실제 4개의 젊은 별의 이미지를 상세하게 분석했다. 이 가설이 옳다면 원시별 주변의 가스 디스크는 매우 불규칙한 모습과 덩어리진 구조물을 가지고 있을 것이다. 관측 결과 이론에서 예측했던 것과 같이 원시별 주변의 가스와 먼지 고리가 불규칙한 모양을 할 뿐 아니라 덩어리 같은 모양을 지니고 있는 것이 확인되었다. 이는 원시별 주변에서 가스 덩어리가 형성된 후 일부는 행성으로 자라나지 못하고 다시 흡수될 수 있음을 시사하는 것이다. 물론 더 정확한 결론을 내리기 위해서는 더 강력한 망원경의 힘을 이용해서 원시별 주변 구조와 변화를 확인할 필요가 있을 것이다. 만약 이 이론이 사실이라면 목성을 비롯한 우리 태양계의 행성들도 어쩌면 구사일생으로 살아남은 생존자들인지도 모른다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com　

마치 반짝반짝 빛나는 보석을 우주에 뿌린 것처럼 보이는 환상적인 은하의 모습이 공개됐다.지난 5일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 유럽우주국(ESA)과 공동으로 운영하는 허블우주망원경이 촬영한 은하 NGC 1487의 모습을 공개했다. 지구에서 약 3000만 광년 떨어진 에리다누스(Eridanus)좌에 위치한 NGC 1487는 모양이나 크기, 그 성분들이 이상하다고 여겨져 특이은하(peculiar galaxy)로 분류된다. 일반적으로 은하는 타원형의 모습을 갖는 타원은하(elliptical galaxy)와 나선팔을 가진 나선은하(spiral galaxy) 등 그 모양에 따라 분류하지만 특이은하는 전반적으로 불규칙하다. NGC 1487이 특이한 모습을 갖는 이유는 있다. 2개 이상의 은하가 서로 충돌하면서 모습이 뒤틀렸기 때문. 곧 특이은하는 은하 간의 중력으로 별과 가스들이 흩어지면서 원래 모습이 파괴된 것이다. 　 결과적으로 NGC 1487은 통합된 새로운 은하로 재탄생하고 하고 있으며 외곽지역의 붉은 별과 노란 별은 오래된 별이지만 대다수를 점하는 밝고 젊은 파란 별에게 '생명'을 준다. 　 사진=ESA/Hubble & NASA, Acknowledgement: Judy Schmidt　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

블랙홀은 우주에서 가장 기이하고도 환상적인 천체라 할 수 있다. 물질밀도가 극도로 높은 나머지 빛마저도 빠져나갈 수 없는 엄청난 중력을 가진 존재다. ​ 이 괴이쩍은 존재를 최초로 예언한 사람은 1783년, 영국의 과학자 존 미첼이었다. 그는 뉴턴 역학을 기반으로, 충분히 무거운 별의 경우 탈출 속도가 광속보다 더 커, 빛마저도 탈출할 수 없을 것이라고 추측했다. 13년 뒤 피에르시몽 라플라스도 비슷한 제안을 한 데 이어, 그로부터 1세기를 훌쩍 뛰어넘어 1916년, 아인슈타인이 일반상대성 이론에서 블랙홀을 이론적으로 선보였다. ​일반 상대성 이론은 중력을 구부려진 시공간으로 간주하며, 질량을 가진 천체는 주변 시공간을 휘게 만든다는 이론이다. 사실 이전에는 ‘블랙홀’이란 이름조차 없었다. 그 대신 ‘얼어붙은 별’, ‘붕괴한 별’ 등의 이상한 이름으로 불려왔다. '블랙홀'이란 용어를 최초로 쓴 사람은 미국 물리학자 존 휠러로, 1967년에야 처음으로 일반에 소개되었으며, 블랙홀의 실체가 발견된 것은 1971년이었다. 그 존재가 예측된 지 거의 60년이 지나서야 이름을 얻고 실체가 발견되었으니, 그 또한 심상한 일은 아니다. 블랙홀에도 종류가 있다 그런데 이 블랙홀에도 종류가 있다는 사실을 일반 사람들은 잘 모르고 있는 듯하다. 블랙홀이라고 다 같은 것은 아니고, 세 가지 유형이 있는데, 곧 항성 블랙홀과 초대질량 블랙홀 그리고 중간질량 블랙홀이 그것들이다. ♦항성 블랙홀— 작지만 강하다 항성이 생애의 마지막에 이르러 남은 연료를 다 태우고 나면 중력붕괴를 일으킨다. 내부에서 더이상 에너지가 생성되지 않기 때문에 천체 자체의 압력을 감당하지 못해 내부로 무너지는 것이다. 이때 태양 질량의 약 3배가 못되는 별은 중성자별이 되거나 백색왜성이 된다. 하지만 그보다 덩치가 큰 별들은 중력붕괴가 극도로 진행되어 항성 블랙홀을 만든다. 개별적인 별이 중력붕괴를 일으켜 만들어지는 블랙홀은 대체로 작지만 물질밀도는 놀라울 정도로 높다. 태양질량의 3배 정도 되는 별이 한 도시 크기 로 압축된다. 이 천체의 중력은 끔찍할 정도로 강해서 주위의 모든 가스와 먼지들을 끌어당겨 삼킴으로써 덩치를 키워간다. 하버드-스미소니언 천체물리학 센터에 따르면, 우리은하에 이러한 항성 블랙홀이 수억 개 정도는 된다고 한다. ♦거대질량 블랙홀— 어떤 가설이 맞을까?작은 블랙홀들은 은하의 곳곳에 존재하지만, 거대질량 블랙홀은 은하 중심부에 자리잡고 그 은하를 중력적으로 지배한다. 그 덩치는 놀랍게도 태양 질량의 수백만 배 또는 수십억 배에 달하기도 한다. 그러나 지름의 크기는 우리 태양과 비슷하다. 어마어마한 물질 밀도를 가지고 있다는 뜻이다. 이러한 블랙홀이 거의 모든 은하의 중심부에 있는 것으로 보이며, 우리 은하의 중심부에도 똬리를 틀고 있다. 이런 거대질량의 블랙홀이 어떻게 생성되었는가에 대해서 과학자들은 아직까지 정확한 답안을 작성하지 못하고 있다. 어쨌든 이런 블랙홀이 은하 중심에 자리잡고 나면 주변에 풍부한 물질들을 닥치는 대로 탐식하고, 그 결과 엄청난 질량의 블랙홀로 성장한다는 정도만 알려져 있다. 과학자들은 이 같은 거대질량 블랙홀이 무수히 많은 작은 불랙홀들의 합병 결과물이 아닐까 하고 생각하고 있다. 또는 거대한 가스 구름이 급격한 중력붕괴를 일으켜 이런 블랙홀로 발전한 것일 수도 있다고 본다. 세번째 가능성은 성단을 이루던 별들이 한 점으로 대함몰을 일으켜 블랙홀이 되었다는 가설이다. 나라면 어떤 가설에 손을 들어줄까 생각해보는 것도 재미있는 일이다. ♦중간질량 블랙홀— 블랙홀도 中庸의 미덕이?원래 과학자들은 블랙홀이 아주 작은 것과 엄청 큰 것, 두 종류만 있다고 생각해왔다. 그런데 최근 블랙홀에도 미디엄 사이즈(IMBHs)가 있다는 사실이 발견되었다. 이런 블랙홀은 성단 안에서 별들이 연쇄충돌을 일으킨 결과 태어나는 것으로 알려졌다. 이런 블랙홀들이 같은 지역에서 여럿 만들어지면 결국에는 합병과정을 밟게 되는데, 은하 중심의 거대질량 블랙홀은 이 같은 경로를 거쳐 생성된 것으로 보고 있다. 2014년에 마침내 천문학자들은 한 나선은하의 팔에서 중간질량 블랙홀이 탄생하는 것을 발견했다. 그들의 존재는 알고 있었지만 오랫동안 물증을 찾지 못했던 천문학자들이 애타게 기다리던 발견이었다. 블랙홀 존재 — 어떻게 알 수 있나?블랙홀은 엄청난 질량을 갖고 있지만 덩치는 아주 작다. 그만큼 물질밀도가 극도로 높다는 뜻이다. 따라서 중력이 극강이어서 어떤 것도 블랙홀을 탈출할 수가 없다. ​ 지구 탈출속도는 초속 11.2km이며, 빛의 초속은 30만km다. 블랙홀의 중력이 너무나 강해 탈출속도가 30만km를 넘기 때문에 빛도 여기서 탈출할 수가 없는 것이다. 따라서 우리는 블랙홀을 볼 수가 없다. 그런데 과학자들은 블랙홀의 존재를 확인할 수가 있다. 어떻게? 블랙홀이 주변의 가스와 먼지를 강력히 빨아들일 때 방출하는 X-선 복사로 그 존재를 알 수 있는 것이다. 우리 은하 중심부에 있는 거대질량 블랙홀은 두터운 먼지와 가스로 뒤덮여 있어 X-선 방출을 막고 있다. 물질이 블랙홀로 빨려들어갈 때 블랙홀의 사건지평선 입구에서 안으로 들어가지 않고 스쳐지나가는 경우도 더러 있다. 블랙홀이 직접 보이지는 않지만, 물질이 함입될 때 발생하는 강력한 제트 분출은 아주 먼 거리에서도 볼 있다. 블랙홀은 특이점과 안팎의 사건 지평선으로 구성된다. 특이점이란 블랙홀 중심에 중력의 고유 세기가 무한대로 발산하는 시공간의 영역으로, 여기서는 물리법칙이 성립되지 않는다. 즉, 사건의 인과적 관계가 보장되지 않는다는 뜻이다. 이 특이점을 둘러싸고 있는 것이 안팎의 사건 지평선으로, 바깥 사건지평선은 물질이 탈출이 가능한 경계이지만, 안쪽의 사건 지평선은 어떤 물질이라도 탈출이 불가능한 경계다. 기존의 고전 역학에서 볼 때 빛까지도 이 중력장에서 벗어날 수가 없다는 결론을 내렸지만, 양자역학으로 오면 사정이 좀 달라진다. 블랙홀도 무언가를 조금씩 내놓을 수 있다는 것이다. '블랙홀이 완전히 검지는 않다'​ 1970년대 영국의 물리학자 스티븐 호킹은 블랙홀이 양자 요동(quantum fluctuation)으로 인해 무언가를 내놓는다는 것을 보여주는 이론을 완성했다. 양자론에 따르면, 아무것도 없는 진공에서 난데없이 입자와 반입자(antiparticle)로 이루어진 가상 입자 한 쌍이 나타날 수 있으며, 이 한 쌍은 매우 짧은 시간 존재하다가 쌍소멸된다. 대부분의 상황에서 이들 입자 쌍은 관측하기 힘들 정도로 매우 빠르게 생겼다가 소멸는데, 이를 양자 요동 또는 진공 요동이라 한다. 과학자들은 실제로 이 양자 요동의 존재를 실험적으로 확인했다. ​이 양자 요동 가운데 하나가 블랙홀의 사건 지평선 근처에서 일어난다면, 한 쌍의 입자가 사건 지평선 근처에서 생겨날 때는 블랙홀의 강한 기조력 때문에 헤어지기 쉽다. 즉, 두 입자 중 하나는 지평선을 가로질러 떨어지는 반면, 다른 하나는 밖으로 탈출하는 일이 발생할 수도 있다. 탈출한 입자는 블랙홀에서 에너지를 가지고 나간 것으로, 이 과정이 반복적으로 일어나면 외부의 관측자는 블랙홀에서 나오는 빛의 연속적인 흐름을 보게 된다. 호킹의 주장에 따르면, 이 같은 양자 요동 효과 때문에 블랙홀이 빛을 방출한다는 것이다. 이를 '블랙홀 증발'이라 하고, 이때 빠져나오는 빛을 '호킹 복사(Hawking radiation)'라 한다. 그래서 호킹은 '블랙홀이 실제로는 완전히 검지 않다'는 말로 이 상황을 표현했다. 호킹의 이론대로 블랙홀이 계속 증발한다면, 수조 년의 시간이 흐르면 블랙홀 자체가 완전히 사라질 수도 있다는 얘기가 된다. 블랙홀에는 질량과 전하, 각운동량 외에는 아무 정보도 얻을 수 없다. 그래서 흔히들 블랙홀에는 세 가닥의 털밖에 없다고 말한다. 이처럼 인류는 아직까지 블랙홀에 대해 아는 것보다 모르는 것이 더 많은만큼 블랙홀은 21세기 천문학과 물리학에서도 여전히 화두가 될 것으로 보인다. 이광식 통신원 joand999@naver.com

마치 반짝반짝 빛나는 보석을 우주에 뿌린 것처럼 보이는 환상적인 은하의 모습이 공개됐다.지난 5일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 유럽우주국(ESA)과 공동으로 운영하는 허블우주망원경이 촬영한 은하 NGC 1487의 모습을 공개했다. 지구에서 약 3000만 광년 떨어진 에리다누스(Eridanus)좌에 위치한 NGC 1487는 모양이나 크기, 그 성분들이 이상하다고 여겨져 특이은하(peculiar galaxy)로 분류된다. 일반적으로 은하는 타원형의 모습을 갖는 타원은하(elliptical galaxy)와 나선팔을 가진 나선은하(spiral galaxy) 등 그 모양에 따라 분류하지만 특이은하는 전반적으로 불규칙하다. NGC 1487이 특이한 모습을 갖는 이유는 있다. 2개 이상의 은하가 서로 충돌하면서 모습이 뒤틀렸기 때문. 곧 특이은하는 은하 간의 중력으로 별과 가스들이 흩어지면서 원래 모습이 파괴된 것이다. 　 결과적으로 NGC 1487은 통합된 새로운 은하로 재탄생하고 하고 있으며 외곽지역의 붉은 별과 노란 별은 오래된 별이지만 대다수를 점하는 밝고 젊은 파란 별에게 '생명'을 준다. 　 사진=ESA/Hubble & NASA, Acknowledgement: Judy Schmidt　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

인류의 생명줄과 다름없는 지구의 물줄기가 본래부터 지구에 있었던 것이 아니라 다른 행성으로부터 옮겨진 것이라는 주장이 제기돼 학계의 관심이 쏠리고 있다. 달의 탄생과 관련한 이론 중 하나는 45억년 전 지구가 화성만한 크기의 ‘테이아’(Theia)라는 소행성과 충돌한 결과물이라는 것이다. 지구의 물과 관련해서는 원시 태양계의 대충돌 시기, 지구와 달이 생성됐을 때 지구가 달로부터 물을 포함한 휘발성 물질들을 가로챘을 가능성이 많다는 학설이 제기된 바 있다. 그러나 최근 미국 캘리포니아대학 연구진은 지구의 물은 달이 아닌 테이아로부터 온 것으로 보인다고 밝혔다. 테이아와 지구가 충돌할 당시, 테이아에 존재하던 물과 관련한 동위원소가 지구로 옮겨져 왔다는 것. 특히 이번 가설은 달이 테아이로부터 떨어져 나온 충돌의 흔적이 아니라, 테이아와 지구가 ‘혼합’된 형태의 행성이라는 내용도 담고 있어 더욱 눈길을 끈다. 연구진은 이 같은 이론을 입증하기 위해 과거 아폴로 12, 아폴로 15, 아폴로 17이 달 미션 중 지구로 가지고 온 달의 운석을 정밀 분석했다. 총 7개의 운석과 지구의 바위에서 발견되는 산소 동위원소를 비교한 결과 두 행성에서 일치하는 산소 동위원소를 찾아냈다. 일반적으로 지구를 포함한 각각의 우주 행성은 각기 다른 동위원소를 가지고 있다. 행성의 형성 과정이 저마다 다르기 때문이다. 하지만 이번 연구를 통해 달과 지구는 매우 유사한 동위원소를 가지고 있는 것으로 판명됨에 따라 테이아와의 충돌설이 더욱 힘을 얻게 됐다. 또 지구의 물이 달로부터 온 것이 아닌, 테이아와의 충돌 과정에서 테이아로부터 전해진 것이라는 사실도 유추해 낼 수 있다. 에드워드 영 캘리포니아대학 지질학과 교수는 “달과 지구가 테이아를 구성하는 원소와 매우 동일한 원소를 가지고 있다는 사실을 알게됐다”면서 “‘델타-17’(delta-17)이라고 부르는 산소 동위원소가 달과 지구에서 공통적으로 발견됐으며, 이는 테이아와 지구가 충돌할 당시 서로가 가진 동위원소를 맞교환했을 가능성을 내포한다”고 설명했다. 이어 “이것은 오늘날의 지구에서 볼 수 있는, 모든 생명체의 존재에 있어 가장 중요한 물을 만들어 냈을 것”이라고 덧붙였다. 자세한 연구결과는 세계적인 과학저널인 ‘사이언스’ 최신호에 실렸다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr