자신의 몸을 자유자재로 구부리고 접어 어떤 형태의 그릇이나 용기에도 쑥 들어가는 고양이는 고체일까 액체일까. 긴 나팔을 불면 코골이가 사라진다는데 정말일까. 살아 있는 악어와 맞닥뜨린 사람의 도박 성향은 어떻게 변할까.황당하지만 누구나 한 번쯤은 생각해 봤을 법한 궁금증들이다. 이 궁금증에 대해 놀랍고 신기한 답을 내놓은 연구자들에게 상을 주는 ‘제27회 이그노벨상’ 시상식이 15일 오후 6시(현지시간) 미국 하버드대 샌더스 극장에서 열렸다. 한국인도 수상자 명단에 포함됐다. 미국 버지니아대 물리학과에 다니는 한지원씨는 2005년 민족사관고등학교 재학 시절 커피를 컵에 가득 담고 뒷걸음질칠 때 커피가 어떻게 흔들리는지 연구한 결과를 지난해 6월 생명과학 분야 국제학술지 ‘생명과학의 성과’에 발표한 덕분에 유체역학 분야 수상자로 선정됐다. 한국인으로는 고(故) 문선명 세계평화통일가정연합 총재 등에 이어 네 번째 수상자다. 스위스, 캐나다, 네덜란드, 미국의 의학자들은 의학 분야의 저명한 국제학술지인 ‘영국의학회지’ 2006년 12월호에 호른처럼 생긴 호주 원주민 전통악기 ‘디저리두’를 부는 것이 코골이를 치료하는 데 도움이 될 수 있다는 연구 결과를 발표했다. 이그노벨상 위원회는 “코골이 환자와 함께 자는 사람들에게 숙면이라는 평화를 선사했다”고 선정 배경을 설명했다. 노벨상을 패러디한 이그노벨상은 1991년부터 해마다 노벨상 발표 2~3주 전 목요일에 발표된다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

자신의 몸을 자유자재로 구부리고 접어 어떤 형태의 그릇이나 용기에도 쑥 들어가는 고양이는 고체일까 액체일까. 긴 나팔을 불면 코골이가 사라진다는데 정말일까. 살아 있는 악어와 맞닥뜨린 사람의 도박 성향은 어떻게 변할까. 황당하지만 누구나 한 번쯤은 생각해 봤을 법한 궁금증들이다. 이 궁금증에 대해 놀랍고 신기한 답을 내놓은 연구자들에게 상을 주는 ‘제27회 이그노벨상’ 시상식이 15일 오후 6시(현지시간) 미국 하버드대 샌더스 극장에서 열렸다. 한국인도 수상자 명단에 포함됐다.미국 버지니아대 물리학과에 다니는 한지원씨는 2005년 민족사관고등학교 재학 시절 커피를 컵에 가득 담고 뒷걸음질칠 때 커피가 어떻게 흔들리는지 연구한 결과를 지난해 6월 생명과학 분야 국제학술지 ‘생명과학의 성과’에 발표한 덕분에 유체역학 분야 수상자로 선정됐다. 한국인으로는 고(故) 문선명 세계평화통일가정연합 총재 등에 이어 네 번째다. 경제학상은 호주 센트럴 퀸즐랜드대 매슈 록펠러, 낸시 그리어 교수팀에게 돌아갔다. 이들은 1m 길이의 바다악어를 맨손으로 잡아 본 사람들이 그렇지 않은 사람에 비해 도박 판돈도 많이 걸고 위험한 상황을 더 즐긴다는 사실을 밝혀낸 공을 인정받았다.몸을 자유자재로 움직여 다양한 형태의 병이나 그릇에 들어가는 고양이를 어떻게 봐야 하는지를 연구한 프랑스, 싱가포르, 미국 연구진은 물리학상을 받았다. 이들은 물질의 유동성을 계산할 때 필요한 ‘데보라 수’를 이용해 고양이의 움직임을 계산한 결과 고양이는 고체로도 볼 수 있고 액체로도 볼 수 있다는 재미있는 결론을 내렸다. 스위스, 캐나다, 네덜란드, 미국의 의학자들은 의학 분야의 저명한 국제학술지인 ‘영국의학회지’ 2006년 12월호에 호른처럼 생긴 호주 원주민 전통악기 ‘디저리두’를 부는 것이 코골이를 치료하는 데 도움이 될 수 있다는 연구 결과를 발표했다. 이그노벨상 위원회는 “코골이 환자와 함께 자는 사람들에게 숙면이라는 평화를 선사했다”고 선정 배경을 설명했다. 노벨상을 패러디한 이그노벨상은 1991년부터 해마다 노벨상 발표 2~3주 전 목요일에 발표된다. 화학과 문학을 제외한 의학, 물리학, 평화, 경제학 등 10개 분야를 시상하는데 ‘진짜로’ 노벨상을 받은 사람들이 심사와 시상을 맡는다. 올해도 올리버 하트 하버드대 교수(2016년 노벨경제학상)와 에릭 매스킨 프린스턴대 교수(2007년 노벨경제학상), 로이 글라우버 미시간대 명예교수(2005년 노벨물리학상) 등이 시상자로 나섰다. 분야별 상금은 10조 짐바브웨 달러(미 달러화 40센트)로, 우리 돈으로 환산하면 450원이다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

우주 저 멀리에서 두 블랙홀이 병합할 때 생긴 시공간의 파문이 30억 광년을 날아와 지난 1월 4일 미국 대륙에 있는 두 대의 ‘라이고’ 중력파 검출기에 검출됐다. 세 번째로 검출된 이번 중력파는 태양 질량의 32배인 블랙홀과 19배인 블랙홀이 합쳐지면서 태양 질량의 49배인 블랙홀이 생겼고, 그 과정에서 태양 질량의 2배에 해당하는 에너지가 파동을 만들어 우주로 방출된 것이다. 처음 두 블랙홀은 서로 중력으로 묶여 공전하고 있었다. 공전할 때마다 계속 중력파를 내면서 에너지와 각운동량을 잃어서 더욱 다가가게 된다. 가까이 다가갈수록 공전 주기는 짧아지므로 두 블랙홀은 더 가까워지고 점점 강하고 높은 진동수의 중력파가 만들어진다. 이 시기의 중력파는 호수에 돌을 던졌을 때 사방으로 퍼져 가는 물결과 같은 파장으로 나타난다. 두 블랙홀이 병합해 하나의 블랙홀이 만들어진 직후에는 블랙홀이 출렁거리기 때문에 특유의 파문이 나타난다. 이 출렁거림은 1000분의1초 동안만 나타난다. 그 직후에는 블랙홀이 조용해진다. 그런데 블랙홀은 자전도 한다. 두 블랙홀의 자전축 방향이 다르면 ‘맥놀이 현상’이 일어나게 되고 자전축이 정렬돼 있다면 맥놀이 현상은 나타나지 않는다. 맥놀이는 원래 소리와 부딪혀 되돌아오는 소리가 마주치면서 진폭이 커졌다 작아졌다 하는 현상이다. 이번에 검출된 세 번째 중력파의 파형은 두 블랙홀이 서로 다가가던 때 방출된 시공간의 파문이 오랫동안 관측됐다. 분석 결과 두 블랙홀은 공전축에 대해서 자전축이 수직 방향으로 정렬하지 않고 있었음을 알 수 있었다. 천문학자들은 만일 두 블랙홀이 처음에 쌍성으로 묶여 있었던 별들이었다면 별들의 진화 단계에서 서로 강하게 영향을 미쳐서 각각의 자전축이 공전면에 수직으로 정렬할 것으로 예측하고 있었고 만일 자유롭게 날아다니던 두 블랙홀이 포획되어 블랙홀 쌍성이 됐다면 자전축이 정렬할 까닭이 없다고 예측하고 있었다. 그러므로 블랙홀 자전축이 정렬되어 있지 않았다는 사실로부터 블랙홀 쌍성이 어떻게 만들어졌는지를 추론해 볼 수 있었다. 지난 6월 25~30일 세종시 인근 한 대학에서는 중력파 여름학교가 열렸다. 80명의 학생과 20명의 중력파 천문학자들이 모여서 상대성 이론, 중력파 천체물리학, 유체역학, 인공지능 등에 관해 집중적으로 공부했다. 여름학교가 진행되는 동안에도 전 세계의 과학자들은 우주와 생명, 자연의 비밀을 밝혀내고 있다. 우리나라도 이제 그런 수준에 올라가야 할 때다. 조선 세종 시대의 천문학 발전을 보면 단 한 세대라는 짧은 시간에도 그런 위대한 역사를 만들어 낼 수 있다. 문제는 행동이고, 그 행동은 우리의 의식을 개혁해야 나올 것이다.

고대에서 계몽시대까지도 수학은 철학과 동일시되며 지성사의 큰 부분을 담당했다. 특히 고대 아테네의 수학은 거의 기하학을 의미하는 것이어서 플라톤 철학에서는 피안의 세계를 들여다보는 창구로 간주했다. 수의 간단한 연산조차도 기하학적으로 이해했다. 예를 들면 1+1이라는 숫자는 1의 길이를 가진 두 개의 직선을 연결해서 생기는 직선의 길이로 간주했다.하지만 영원한 게 무엇이 있으랴. 러셀 같은 수학자는 수학을 논리학으로 보았는데, 논리학조차도 이제는 대학의 철학과에서 담당하거나 협동과정으로 운영되는 경우가 많다. 언어적 성격이 부각되던 논리학에서 모델 이론이 부상하며 새로운 수학적 발견을 이끄는 사례도 출현했다. 수학이 세분화와 전문화된 사례는 많다. 이론적 측면이 강한 확률론은 아직도 수학과에서 대부분 다루지만, 통계학은 데이터를 다루는 실험적 성격이 커지면서 독자성이 대세가 됐다. 최근 빅데이터 붐이 일자 데이터 사이언스라는 이름이 등장했다. 통계학의 다른 이름으로 보는 견해도 있지만, 전산학과 IT의 측면도 있고 위상수학 같은 순수수학 이론도 역할을 하면서 나름의 독자성을 갖는 새로운 융합 분야로 간주된다. 거대 분야였던 수학의 가지치기는 다발적으로 일어났다. 예전의 러시아 대학에는 대수학과 해석학과 기하학과 또는 유체역학과 같은 학과명이 있는 경우가 있었다. 수학과 물리학의 경계도 분명치 않아서 역학과나 수리물리학과에도 많은 수학자가 채용됐다. 지금도 이런 학과명이 일부 남아 있는데, 수학의 전통적인 분야인 대수학, 해석학, 통계학 등이 성장하고 규모가 커지면서 독자적인 분야로 간주할 정도가 됐다는 견해를 반영한다. 이런 세분화의 흐름이 모든 시기에 모든 곳에서 일어나는 것은 아니어서 국가 간, 지역 간의 문화적 차이가 상당히 있다. 일본의 경우는 수학과 또는 수리과학과라는 이름으로 대부분의 수학 분야를 커버하고 통계학과가 독립된 경우는 드물다. 반면에 경제학과나 경영대 등에 통계학이나 수학 분야의 교수가 채용되는 경우는 잦다. 러시아 정도의 세분화는 아니지만, 미국 대학에서는 수치 해석을 중심으로 하는 응용수학과가 따로 있는 경우가 흔하다. 캐나다의 워털루대학에는 최적화 이론을 중심으로 하는 최적화학과가 있는데, 150명 이상의 교수진을 보유한 거대 학과다. 미적분 이론과 조합론의 활용 분야인 최적화 이론은 전통적으로 물류 산업 등에서 중요 역할을 하면서 산업공학과의 가장 중요한 과목으로 자리 잡았었다. 최적화 이론의 중요성이나 활용이 경영학 등으로 확대되자 국내외 대학에서도 산업공학과를 경영학과나 수학과와 합치는 경우도 빈번하다. 최적화 이론은 빅데이터의 부상과 함께 그 근간 이론으로서의 중요성이 재발견되면서 이제는 데이터 사이언스 학과의 주요 과목이 됐다. 전통적으로 응용수학의 근간은 수치 해석이었지만, 디지털 시대가 도래하자 정수론이나 조합론 또는 위상수학 같은 순수수학 분야가 응용되는 사례가 급속히 늘었다. 그래서 수학과와 응용수학과의 분리가 타당한지에 대한 논의가 활발해졌다. 국내에서도 카이스트의 수학과와 응용수학과가 통합돼 수리과학과가 된 지 꽤 됐다. 이렇게 수학의 역사에서는 세분화 뒤에 연결과 융합의 중요성이 등장하곤 했다. 그러니 수학의 가지치기는 세분화의 일방향성이 아니라 ‘모이고 흩어지기가 거듭되며 발전하는’ 이합집산에 가깝지 않을까.

야생이든 길들었든 작든 크든 간에 모든 포유동물은 배변을 봐야 한다. 그런데 작은 고양이부터 커다란 코끼리까지, 심지어 인간도 한 번 배변하는데 걸리는 시간은 평균 12초라는 연구 결과가 나왔다. 26일(현지시간) 뉴사이언티스트에 따르면, 미국 조지아공대 연구진이 위와 같은 이색 연구 결과를 국제 학술지 ‘연성물질 저널’(Journal Soft Matter) 최신호에 발표했다. 배설물의 유체역학을 조사 중인 이들 연구자는 모든 포유류가 점액층을 이용해 대장 속 배설물을 신속하게 배출할 수 있는 것을 발견했다. 연구진은 대변 배설에 관한 물리학은 여전히 자세히 알려지지 않은 분야라고 설명했다. 이에 따라 연구진은 미국 애틀랜타 동물원을 통해 코끼리와 대왕판다, 그리고 혹멧돼지와 같은 다양한 생물종을 관찰했다. 이때 연구원 중 한 명이 키우는 반려견 한 마리도 이번 실험에 참여했다. 또 연구진은 동물들의 평균 배변 시간을 비교하기 위해 동영상 사이트 유튜브에 올라온 여러 영상을 관찰했다. 이를 통해 23종에 달하는 동물의 배변 시간을 분석할 수 있었다. 이런 과정에서 연구진은 직장의 지름과 배설물의 길이 사이의 비율 등 여러 지속적인 인자를 밝혀냈다. 또한 동물들은 일반적으로 비슷하게 낮은 수준의 압력을 가해 스스로 배변하며, 모든 포유류에게서 발견되는 점액층은 배설에 중요한 역할을 한다는 것도 발견했다. 연구진은 연구논문에서 “고양이부터 코끼리까지 직장의 길이는 4~40㎝까지로 차이가 있지만 모든 포유류는 12±7초라는 거의 일정한 시간 안에 볼일을 봤다”고 밝혔다. 또한 “우리는 이 놀라운 경향을 마치 썰매를 타고 미끄러지는 것처럼 배설물이 점액층에 의해 대장을 따라 미끄러지는 것을 모형화를 통해 확인했다”고 말했다. 그렇다면 왜 동물들의 배변 시간은 신속한 것일까. 연구에 참여한 퍼트리샤 양 박사과정 연구원은 “배설물 냄새는 동물에게 있어 위험한 포식자를 끌어들인다”면서 “볼일을 보기 위해 더 오래 머물게 되면 자신을 드러내 포식자에게 발견될 위험이 크다”고 말했다. 이번 연구에서는 배변 시간 측정 외에도 대변의 밀도도 분석했다. 34종의 동물원 동물은 섭취한 먹이에 따라 물에 뜨거나 가라앉는 대변을 보는 것으로 나타났다. 이때 코끼리와 판다같이 섬유질이 많은 먹이를 먹는 초식동물은 곰과 호랑이같이 털과 뼈를 함께 먹게 되는 육식동물보다 더 가벼운 대변을 보는 것으로 확인됐다. 사진=ⓒ Click Images / Fotolia 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

크로스오버(crossover)는 본래 장르가 다른 음악의 섞임을 가리키는 말이다. 흔히 연주자나 가수가 자신의 음악 장르와 다른 연주나 노래를 부르는 경우를 일컫는다. 조수미, 플라시도 도밍고 같은 세계적 성악가들이 팝이나 대중가요를 불러 신선한 반향을 일으켰던 일이나 국악과 클래식의 접목이 크로스오버의 좋은 예다. 최근 들어서는 다양한 분야로 그 의미가 확대되고 있다. 자연의 이해를 위해 다양한 방법이 모색되는 과학분야도 예외는 아니다. 학제 간 융합 연구는 학문 분야를 뛰어넘는 다양한 시도의 산물이다. 지진과 관련한 다양한 현상을 연구주제로 삼는 지진학에서도 다양한 크로스오버 시도가 나타나고 있다. 유체역학에서 활용되던 수치모사 방법이 지진학과 결합되면서 정확한 전(全) 지구 지진파 전파 수치 모델링이 가능해지고 있다. 지진학적 연구기법은 다양한 분야에 활용되고 있다. 지진파(탄성파)는 성질이 다른 층을 만날 때마다 굴절과 반사를 거듭하는데 이 사실을 활용해 땅속 구조를 알아낼 수 있다. 탄성파를 활용한 석유 자원이나 광물 자원 탐사, 지하 공동 탐지 등이 이런 원리를 이용한 것이다. 이뿐 아니다. 핵실험같이 강력한 지진파를 만들어내는 인공 폭발의 시간과 폭발량, 위치를 파악하는 데도 지진학적 기법이 쓰인다. 특히 핵실험 여부를 신속하게 판별하는 데 있어서 지진학적 기법 활용은 무엇보다 중요하다. 북한 핵실험의 경우 폭발과 함께 발생한 지진파가 수천㎞ 떨어진 거리까지도 전파된다. 폭발 순간 다량의 에너지가 순식간에 방출되는 특성에 따라 인공 폭발에서는 특정 고주파수 대역에서의 증폭 현상과 강한 P파가 관측된다. 이러한 특성에 착안하여 은밀한 곳에서 행해지기 마련인 핵실험을 정확하고 신속하게 탐지할 수 있는 방법으로 지진학적 관측 기법이 각광을 받고 있다. 지진학적 기법은 사고 원인 조사에도 활용된다. 2001년 9·11 테러는 공중 납치된 두 대의 민간 항공기가 뉴욕 세계무역센터 빌딩에 충돌한 사건이다. 항공기 충돌 후 두 빌딩은 차례로 무너져 내렸다. 당시 비행기 충돌과 붕괴로 만들어진 지진파는 10여㎞ 떨어진 컬럼비아대학 부설 연구소의 지진계에 고스란히 기록되기도 하였다. 이후 미국 표준기술연구소는 항공기 충돌에 의한 빌딩 붕괴 원인 조사를 할 때 항공기의 충돌시각, 충돌력, 건물 붕괴 과정을 분석하는 데 지진파형 자료가 중요한 자료로 활용되고 있다. 또 9·11 테러 전까지 미국에서 가장 참혹한 테러사건인 1995년 미국 오클라호마 시청사 차량 폭탄 테러 사건 때도 인근에서 기록된 지진파형 분석을 통해 범인이 자백한 폭발물 양의 사실 여부를 확인할 수 있었다. 우리나라에서도 2010년 천안함 폭침 사건 분석에서 함정 침몰 원인과 침몰 위치 및 시간 확인에 백령도에서 기록된 지진파형 자료가 활용된 바 있다. 기후 변화 추이와 기상 모니터링에도 지진학적 연구 기법이 동원되고 있다. 온난화와 더불어 극지역 빙하의 용융과 붕괴가 가속화되면서 빙하지진의 발생 횟수가 증가함에 따라 극지 온난화에 대한 효율적인 모니터링 방법으로 응용되고 있다. 태풍과 같은 급격한 기상상태 변화에 따라 지진계 배경 잡음의 증가에 착안해 태풍의 궤적과 태풍 강도를 추정하는 수준에 이르고 있다. 인간의 접근이 용이하지 않은 극한 지역과 외계 행성의 연구에 지진학적 기법을 통한 다목적 연구도 가능할 것으로 기대된다. 아폴로 달 탐사 당시 인류는 이미 4대의 지진계를 운용한 경험이 있다. 지금까지 약 1만 2000회가량의 월진이 기록되었으며 이 자료는 달 연구에 있어 소중한 자료로 활용되고 있다. 이처럼 과학 분야에서 크로스오버는 자연과 세상에 대한 인간의 끊임없는 호기심과 다양한 시도의 산물이다. 과학기술들 간 융합과 응용을 통해 자연과 세상을 바라보는 더 큰 창을 만들어 가고 그동안 확인할 수 없었던 다양한 사실들을 밝혀내고 있다.

최근 사회 전체적으로 금연 분위기가 조성되고 있다. 담뱃값 인상·금연구역 확대 등으로 흡연자들은 더욱 갈 곳을 잃고 있다. 부족한 흡연공간과 금연정책에 떠밀린 애연가들은 후미진 골목 등을 찾아갈 수밖에 없다고 토로했다. 이들은 정부의 정책·자금 지원과 동시에 흡연자를 이해할 수 있는 사회적 공감대를 형성해야 한다고 설명했다. 이러한 분위기 가운데 청주 KB스타즈, 용인 삼성생명 블루밍스, 인천 신한은행 에스버드, 아산 우리은행 위비 등, 여자프로농구(WKBL) 4개 구단 경기장 외부에 설치돼 눈길을 끌고 있다. 이번에 설치된 부스는 국내 주방 빌트인 가전 전문업체 하츠에서 최근 출시한 흡연부스 ‘더 휴(THE HUE)’로 국립공원, 놀이공원, 체육시설 등의 야외공간, 대형건물, 터미널 및 공항, 지하철 역사, 병원, 장례식장, 백화점, PC방, 대학교내 및 주변상권, 대형음식점, 주민센터, 시청, 구청, 고속도로 휴게소 등의 실내외 공간에 설치 가능하다. 해당 시설은 외기도입과 실내공기 재순환이 동시에 가능한 구조를 바탕으로 제작되었으며 효율적 운전을 위한 자동감지 센서 등의 부가기능, 시스템점검 및 필터 교체 등의 정기적 관리 서비스로 차별화된 공기청정 서비스를 제공한다. 또한 유체역학 기술 기반, 정압 컨트롤 기술과 고효율 복합 필터시스템이 부스 내부를 빠르게 정화하며 3단계 안전 스위치, 자동전원차단, 오작동 알람센서, 난연 마감재 사용으로 안전성까지 보장된다는 점, 고성능 인체감지센서, 가스감지센서를 탐재해 자동운전, 자동정화 등의 기능을 가진 시설이다. 뿐만 아니라 기존의 흡연부스 및 공기정화 시스템의 틀에서 벗어난 고청정 시스템을 경험할 수 있도록 돕는다. 하츠 관계자는 “흡연부스는 흡연자의 권리를 지켜줄 뿐만 아니라 비흡연자의 간접흡연까지 방지하는, 현대 시대에 꼭 필요한 시설물”이라며 “하츠의 더 휴는 실내공기를 빠르고 효과적으로 제거해 흡연자와 비흡연자 모두의 건강, 그리고 공기의 질을 지켜낼 것”이라고 전했다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

수중 리튬·나트륨 등 이온 분리 성공 서울대 공대(학장 이건우) 전기정보공학부 김성재 교수팀은 나노유체역학 장치를 이용해 액체 속에 있는 이온들을 종류별로 분리할 수 있는 기술을 개발했다고 20일 밝혔다. 액체 속 이온을 분리하기 위해서는 고전압, 고온이란 조건이 필요한데 연구진은 나노유체역학 장치를 이용해 비교적 간단하게 물속에 녹아 있는 리튬과 나트륨 등 이온들을 분리해 내는 데 성공했다. 물리학 분야 국제학술지 ‘피지컬 리뷰 레터스’ 최신호에 실린 이 연구는 바닷물 속에 녹아 있는 희귀 원소들을 분리하는 데 유용하게 쓰일 것으로 예상된다. 조류제거 효율 30% 높인 응집제 개발 미래창조과학부의 식수원 녹조연구단(단장 한국과학기술연구원 이상협 박사)은 녹조의 원인물질인 조류를 제거해 깨끗한 수돗물을 만들 수 있는 조류제거 응집제를 개발했다고 20일 밝혔다. 이번에 개발한 응집제는 규소와 수산화알루미늄을 결합시킨 것으로 물속에서 알루미늄이 조류와 반응해 가라앉는 점에 착안했다. 기존 응집제에 비해 조류 제거효율이 30% 이상 향상됐다. 오늘 ‘에너지·물 자립공동체’ 준공식 한국건설기술연구원(원장 이태식)은 21일 인천 옹진군 덕적도 으름실마을에서 ‘에너지·물 자립형 마을공동체’ 준공식을 연다. 기존 도서벽지 지역은 디젤을 이용한 화력발전을 통해 전기공급이 이뤄지고 있어 발전단가가 육지보다 상대적으로 높고 환경오염 발생률도 높다는 지적을 받아 왔다. 이에 연구원 측은 으름실마을이 자체적으로 에너지 공급과 양수시설 운영을 할 수 있도록 풍력터빈 2대, 태양광발전기 5대, 수력터빈 1대 등 신재생 에너지 발전시설을 설치했다.

모델 주우재가 ‘문제적 남자’에 출연한 소감을 밝혔다. 주우재는 20일 자신의 인스타그램에 “정말 애정하는 프로그램에 함께하게 되어 너무너무 행복한 시간이었습니다”라며 방송 소감을 전했다. 이어 주우재는 “실제로도 정말정말 선하고 좋으셔서 저의 과한 콘셉트에도 재밌게 잘 받아주신 현무형님, 지석이형, 장원이형, 석진이형, 타일러, 경이 덕분에 방송이 더 재밌게 나온 것 같아요”라며 ‘문제적 남자’ 출연진들에게 고마운 마음을 표현했다. 아울러 “시청자분들도 제 능청과 허세를 귀엽게 봐주시길 바라며..문제적남자 뽀레버”라며 깜찍한 인사를 마쳤다. 한편 주우재는 지난 19일 방송된 tvN ‘뇌섹시대-문제적 남자’에 출연해 명석한 두뇌를 뽐냈다. 홍익대 기계공학과 출신인 주우재는 “고체역학, 열역학, 유체역학에서 A+를 받았다”고 성적을 공개하기도 했다. 사진 = 서울신문DB 연예팀 seoulen@seoul.co.kr

오늘 아침 출근길은 어땠나. 일기예보에서 말한 것처럼 무척 추운 날씨였지?반갑네, 난 영국 기상청의 조지 카울링(1920~2009)일세. 세계 최초의 TV 기상캐스터라네. 요즘은 ‘기상캐스터=여성’이겠지만 1990년대 초까지만 해도 기상캐스터는 대부분 남자들이었지. 1954년 1월 11일 오후 7시 55분, 내가 BBC에서 처음 날씨 방송을 했던 때야. 한국에서는 1972년 동양방송에서 처음 날씨 방송을 시작했으니까 그보다 18년 정도 빠르지. 정규 프로그램이 시작하기 직전 5분 동안 벽에 영국 지도를 붙여 놓고 연필과 지우개로 그림을 그려 가면서 다음날 날씨를 설명했었지. 요즘은 날씨 전문 채널도 있고 스마트폰 날씨 애플리케이션(앱) 같은 것도 있어서 원할 때 특정 장소의 날씨를 바로바로 알 수가 있잖아. 방송에서 일기예보를 하지 않는 것이 도리어 이상하겠지만 TV가 막 보편화되기 시작했던 당시에 5분짜리 날씨 방송은 그야말로 파격적인 프로그램이었지. 또 ‘내일은 모처럼 맑은 날씨여서 빨래 말리기 좋은 날’이라는 설명처럼 생활과 기상을 접목시킨 것도 내가 처음 시도한 거야. 이렇게 짧은 일기예보 뒤에는 엄청나게 정교하고 복잡한 과학적 분석 과정이 숨어 있다네. ‘세상 만물은 인과관계로 연결되기 때문에 초기 상태와 규칙만 알 수 있다면 미래 상태를 정확히 예측할 수 있다’는 ‘라플라스의 악마’라는 가상의 무한 지성에 대해 들어 봤나. 이런 인과론적 과학은 20세기 들어와 양자역학과 상대성이론 때문에 무너지게 됐지. 그렇지만 기상예보에서는 여전히 인과론적 해석이 유용하다네. 수증기와 온도, 대기의 상태, 바람 등의 정보를 정확하게 얻어 적절한 수학적 모델을 이용해 분석하면 미래의 날씨를 정확히 예측할 수 있다는 믿음이지. 점성을 가진 유체의 운동을 표현하는 ‘나비에-스토크스 방정식’은 일기예보에 쓰이는 대표적인 유체역학 방정식인데 너무 복잡해서 슈퍼컴퓨터로 계산을 한다네. 어느 나라에서든지 가장 빠른 슈퍼컴퓨터가 날씨 예측에 쓰인다는 건 알고들 있을 거야. 매일 정해진 시간에 일기예보를 하기 위해서는 무수한 데이터를 제한된 시간 내에 정확히 분석해 결과를 내야 하기 때문이지. 최신 슈퍼컴퓨터를 동원해 날씨를 정확하게 예측하려 하더라도 틀리기 쉬운 게 날씨 예측이라네. 날씨에 영향을 미치는 데이터의 종류들은 수없이 많고 ‘나비효과’라는 말이 보여주는 것처럼 기상 현상에서는 아주 작은 차이가 큰 변화를 초래하기 때문이지. 더군다나 요즘처럼 지구온난화로 인해 국지적 기상이변이 잦아지는 상황에서 기상예보관들의 머리는 터질 지경이라네. 그렇지만 기상학자들이나 기상 관련 기관들이 날씨를 정확히 분석해 대중에게 알리기 위해 밤낮없이 노력한다는 사실만은 잊지 말아 줬으면 하네. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

한국 봅슬레이 스켈레톤 대표팀이 종목 역사를 다시 쓰며 2018년 평창동계올림픽 메달 전망을 밝게 했다. 한국 봅슬레이의 ‘간판’ 원윤종(30)-서영우(24·이상 경기도연맹)는 지난 9일 미국 뉴욕주 레이크플래시드에서 열린 2015~16시즌 국제봅슬레이스켈레톤연맹(IBSF) 월드컵 4차 대회에서 합계 1분51초12로 동메달을 따내며 세계 랭킹 2위로 도약했다. 둘은 1차 시기를 2위로 마치며 금메달을 기대했으나 2차 시기 스타트 부분에서 다소 주춤하며 아쉽게 3위를 차지했다. 스켈레톤의 ‘신성’ 윤성빈(22·한국체대)도 10일 4차 대회에서 은메달을 차지하며 세계 랭킹 4위로 올라섰다. 특히 윤성빈은 이날 이 경기장의 스타트 기록을 10년 만에 갈아 치웠다. 윤성빈은 4초70의 기록으로 2006년 작성됐던 4초74를 크게 앞당겼다. 대표팀 선수들은 지난 3일 갑작스럽게 세상을 떠난 한국 봅슬레이 대표팀 맬컴 로이드(캐나다) 코치를 추모하는 스티커를 헬멧과 썰매 등에 부착하고 경기에 나서 시선을 끌었다. 무엇보다 기록에 의미가 있었다. 원윤종-서영우 팀은 이번 대회에서 세계 랭킹 1위인 독일 팀에 불과 0.01초 뒤진 기록으로 3위에 올랐다. 윤성빈과 세계 랭킹 1위 마틴스 두쿠스(라트비아)와의 격차도 0.48초에 불과했다. 2014년 러시아 소치올림픽 때만 해도 썰매 불모지였던 한국이 2년도 채 안 돼 최정상급 선수들과 어깨를 나란히 한 것이다. 운동선수가 한 종목에서 세계 최고의 경지에 이르기 위해서는 적어도 10년 정도의 훈련 기간이 소요된다. 더군다나 동계스포츠 선진국들의 ‘그들만의 리그’로 불리는 이 종목에서 짧은 시간에 세계 최정상급 수준에 이른다는 것은 더더욱 쉽지 않은 일이다. 지난 2년간 한국 썰매계에서는 무슨 일이 있었던 것일까. 0.01초를 줄이기 위한 이들의 사투를 과학적으로 파헤쳐 봤다. ●BMW 등 글로벌 자동차업체서 동체 제작 얼음으로 만들어진 1200~1300m 활주로를 평균 120~150㎞의 속도로 질주하는 봅슬레이 스켈레톤은 올림픽 종목에서 최고 속도를 자랑하는 빙판 위의 ‘포뮬러원’(F1) 경기다. 0.01초 차로 승부가 갈리기 때문에 장비에 큰 영향을 받는다. 썰매로 속도를 겨루는 종목에서 가장 중요한 장비는 당연히 ‘썰매 동체’다. 대표팀 주코디네이터 민석기(한국스포츠개발원 연구원) 박사는 좋은 썰매의 핵심은 “공기저항을 최소화시켜 최대한의 속도를 내도록 하는 데 있다”며 “독일이 썰매 강국인 이유 중 하나는 공기마찰을 최소화시키고 추진력을 얻는 장비가 특화돼 있기 때문”이라고 분석했다. 때문에 봅슬레이 제작에는 첨단 과학기술이 동원된다. 유명 자동차 업체인 BMW, 맥라렌, 페라리 등이 봅슬레이를 제작하는 이유도 유체역학을 고려해 스피드를 올리면서도, 최대한 안전하고 빠른 장비를 만드는 것이 자동차 기술과 직결돼서다. 2·4인승 봅슬레이는 자동차처럼 운전대는 없지만 조향장치가 있는데 썰매 하부에 4개의 날(러너) 중 전방 2개의 날로 좌우 방향조정이 가능하다. 맨 앞에 앉은 파일럿이 썰매 날과 연결된 로프를 당기며 방향을 조정한다. 맨 뒤에 앉은 브레이크맨이 제동수 역할을 한다. 스켈레톤이나 루지도 평균 시속 100㎞ 이상의 속도로 긴 트랙을 내려온다. 한국 대표팀은 2012~13시즌만 해도 유럽산 중고 썰매를 빌려 대회에 나가야 했을 정도로 열악한 환경에서 훈련했다. 봅슬레이 썰매 한 대 가격은 평균 1억~1억 2000만원으로 고가다. 2013년 대한체육회의 지원으로 네덜란드의 ‘유로테크’ 썰매를 처음 구입해 대회에 출전한 대표팀은 지난해 2월 독일에서 열린 세계선수권대회 직전 라트비아의 ‘BTC’로 썰매를 교체했다. 현존하는 봅슬레이 썰매 중 가장 빠르다는 명성을 듣고 과감히 투자한 것이다. 연맹 관계자는 “지난달 월드컵 대회에서 봅슬레이가 사상 최고 성적을 낸 데는 썰매 덕도 무시할 수 없다”며 “썰매가 얼음 위에서 가속이 붙는 과정에서 본체가 흔들릴 수밖에 없는데, 본체가 이 진동을 얼마나 잡아 주느냐가 기록에 큰 영향을 미친다. 선수들이 새 썰매가 전보다 진동이 덜하고 안정적이라고 하더라”고 말했다. 현대자동차도 2014년 대표팀과 후원 조인식을 맺고 본격적으로 썰매 제작에 뛰어들었다. 2018년 평창동계올림픽에서 봅슬레이 대표팀이 실제로 타고 경기를 할 썰매를 지원하기 위해서다. 지난해 7월 평창 알펜시아 스타트 경기장에서 스타트용 봅슬레이 썰매를 처음 공개한 현대차는 같은 해 12월 8일 경기 화성시에 있는 현대차 남양연구소에서 ‘봅슬레이 독자 모델 전달식’을 가졌다. 이날 전달한 봅슬레이 썰매는 현대차가 독자 개발한 것으로, 탄소섬유와 강화 플라스틱을 활용해 썰매를 경량화하고, 동체의 진동을 최소화하는 등 자동차 개발에 들어가는 최첨단 과학 기술들을 접목해 만들어졌다. 남양연구소 관계자는 “썰매 제작이 아직은 시작 단계에 불과하지만 테스트할 때마다 선수들의 반응이 긍정적이었다”며 “지속적인 테스트를 통해 평창에서 대표팀이 최고의 성적을 낼 수 있는 썰매를 제작할 수 있도록 모든 역량을 집중하고 있다”고 밝혔다. 현재 대표팀 선수들은 1년에 두 번 현대차 봅슬레이를 테스트하고 현대차에 직접 피드백을 주고 있다. ●개개인의 체질까지 분석… ‘강철체력’ 만든다 기록 단축을 위해서는 썰매를 끄는 사람도 썰매만큼 중요하다. 8~15%가량 경사도의 내리막 코스에서 썰매의 가속을 이용해 속도 경쟁을 펼치는 경기 특성상 기록에 가장 영향을 미치는 곳은 가속이 시작되는 스타트 구간이다. 이 스타트 구간에서 선수들은 스 프린터 못지않은 폭발적인 파워로 최대한 빨리 썰매를 끈 뒤 올라타야 한다. 또 썰매의 속도를 높이기 위해서는 곡선 구간에서도 속도를 줄이지 않고 내려가야 하는데 상당한 원심력을 받게 된다. 1G(중력가속도)가 평상시 사람 한 명의 체중에 해당한다면 썰매는 최대 5G가 발생한다. 높은 G값에 장시간 노출되면 정신을 잃게 된다. 민 박사는 “지난 시즌에 열린 대회를 모두 분석했는데 1위부터 10위 팀 중 9개 팀이 스타트 기록이 빨랐을 때 최종 기록도 단축됐다”며 “코스를 주행하는 드라이빙 능력도 중요하지만 핵심은 스타트다. 스타트 기록을 끌어올리기 위해 시즌 전 데이터를 활용한 과학적인 체력 훈련 프로그램을 도입했다”고 말했다. 연구팀은 유전자 타입부터 분석해 선수별 맞춤 훈련 프로그램을 짰다. 각자 체질에 맞게 짜인 프로그램을 통해 선수들은 순간적으로 큰 힘을 내는 근육인 속근섬유를 강화시킬 수 있었다. 또 모든 선수들의 스타트 장면을 영상으로 찍어 선수 개개인의 발이 어느 쪽으로 쏠려 있는지 확인한 뒤 교정하도록 했다. 동시에 심리영상학 박사들은 엄청난 속도를 체감해야 하는 선수들의 공포도를 조사해 멘털 훈련에 집중했다. 윤성빈은 “2년 전까지만 해도 우린 왜 열심히 하는데 안 될까라고 생각했다”며 “과학적인 훈련 프로그램 덕분에 성적이 눈에 띄게 좋아졌다”고 말했다. 민 박사는 “썰매종목은 썰매 동체와 체력 훈련뿐만 아니라 헬멧, 복장까지 사소한 장비도 공기저항에 영향을 미친다”며 “지금처럼 과학적인 분석으로 훈련에 접근한다면 평창에서 메달이 아니라 메달 색깔이 문제가 될 것”이라고 전망했다. 심현희 기자 macduck@seoul.co.kr

이제는 해외 유학 없이도 외국의 명문대학 학위를 받고, 졸업 후 해외취업도 가능한 시대다. 외국의 유명 대학들이 국내에 캠퍼스를 오픈하면서 본교와 동일한 커리큘럼을 제공하는 것은 물론 졸업 후 다양한 인턴 및 취업 기회를 제공하고 있기 때문이다. 국내 최초로 설립된 독일국립대 FAU(프리드리히-알렉산더 대학교) 부산캠퍼스가 대표적인 경우다. 3명의 노벨상 수상자를 배출한 독일 이공계 명문대학인 FAU의 첫 국내 캠퍼스인 FAU부산캠퍼스는 272년 전통의 독일 본교와 동일한 커리큘럼, 독일 현지 교수들의 100% 영어수업, 다양한 장학 특전 등의 혜택을 제공한다. 폭넓은 해외 경험이 가능하다는 점도 매력적이다. 독일 본교와의 교환 프로그램으로 해외 수학 기회를 얻을 수 있음은 물론이고 독일 글로벌 기업과 산학 연구 및 인턴십 기회도 주어진다. FAU부산캠퍼스는 독일현지 글로벌기업, 히든챔피언기업 및 연구소 24개 기업 등과 산업연구인턴십 MoU를 체결, 학생들의 해외취업을 적극 지원하고 있다. 현재 FAU부산캠퍼스 재학생 중 일부는 지멘스, 바이엘, 뵈링거잉겔하임, Krones AG, Suedzucker, Stabilo 등 독일 현지 글로벌기업에서 유급 인턴 연구원으로 활동 중이다. 한편, 독일FAU부산캠퍼스는 2016학년도 신입생 모집에 앞서 오픈캠퍼스 행사를 진행한다. 오는 11월 13일(금) 부산캠퍼스에서 진행되는 오픈캠퍼스에서는 FAU부산캠퍼스 이곳저곳을 둘러보며 재학생들이 이용하게 될 다양한 프로그램과 시스템을 엿볼 수 있으며, 입학과 관련된 다양한 정보도 얻을 수 있다. 2016년 1월 15일까지 진행되는 이번 신입생 모집에서는 생물공정공학, 화학반응공학, 유체역학, 열역학, 환경공정공학, 기계공정공학 등 화학생명공학부 25명을 선발하며, 학사학위소지자(2016년 2윌 취득예정자) 및 우수학점보유자, 영어활용가능자, 수학능력우수자, 관련 분야의 기초지식, 연구열의 보유자 등이 지원할 수 있다. 기타 자세한 내용은 학교 홈페이지(www.fau-busan.ac.kr) 및 전화(051-899-8000)으로 문의할 수 있다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

제2차 세계대전이 끝나고 동독과 서독으로 갈라졌던 독일은 1990년 10월 3일 갑작스레 통일을 맞게 됐다. 통일 수도가 베를린으로 결정되면서 베를린시 당국은 예상치 못한 일로 골머리를 앓게 됐다. 동베를린과 서베를린으로 나뉘어 있다가 하나로 통합되면서 교통난이라는 복병을 만난 것이다. 만원 버스에, 버스 한 대를 보내고 나면 다음 버스가 언제 도착하는지 알지 못한 채 정류장에서 하염없이 차를 기다리는 긴 줄은 통독 직후의 혼란스러움을 대표하는 풍경으로 알려지기도 했다. 시 당국은 버스를 증차하고 버스노선을 늘리는 대책을 마련했지만 얼마 지나지 않아 원점으로 돌아가는 일이 반복되자 대중교통 문제 해결방안을 공모했다. 베를린공대에서 수학을 가르치던 마르틴 그뢰첼 교수는 ‘정수계획’이란 수학의 최적화 이론으로 이 문제를 간단하게 해결했다. 교통 현황을 반영해 버스노선을 변경하고 교통 상황에 따라 가변적으로 배차시간을 조정토록 한 것이다. 그 결과 1800대의 버스를 1300대로 줄이고도 버스 승차 대기시간은 물론 도로 혼잡 문제까지 해결했다. ●美, 선거예측·양극화 분석에도 수학 알고리즘 “기하학을 모르는 자, 들어오지 말라.” 고대 그리스 철학자 플라톤이 세운 학교 ‘아카데미아’의 입구에 적힌 문구다. 당대 최고의 철학자를 양성하기 위한 기관에서 집중적으로 가르친 과목은 기하학과 대수학이었다. 논리적 사고를 필요로 하는 철학자에게 수학만큼 적절한 도구는 없었다. 수학은 철학·천문학과 함께 인류 역사상 가장 오래된 학문임에도 불구하고 그리스 자연철학의 전통 때문에 일반인들에게 논리적 사고 배양에나 도움이 되거나 이미 정해져 있는 해답을 찾는 문제풀이 방식 정도로 알려져 왔다. 그러나 전문가들은 “수학이란 자연이나 우주의 법칙을 찾는 것뿐만 아니라 인간관계나 사회적 현상 등에서 나타나는 문제에 대한 해법을 알려주는 실질적 학문”이라고 설명한다. 실제로 최근 미국을 비롯한 기술 선진국들은 정보기술(IT)·생명공학(BT)·금융·우주항공·교통 등 기술 분야는 물론 선거예측·정책효과, 사회 양극화 문제 분석 등 사회과학 분야에서도 수학적 논리와 알고리즘이 쓰일 수 있다는 점에 주목하고 있다. ●인공신장 제작용 ‘신장 모델’ 생물학 난제 도전 최근 수학이 많이 활용되는 곳은 생명과학 분야다. 생명과학은 밝혀지지 않은 복잡한 생명 현상을 규명하는 학문 분야로, 물리학이나 화학 등 자연과학뿐만 아니라 유체역학, 컴퓨터과학 등 공학분야와도 밀접한 연관을 갖고 연구되고 있다. 특히 21세기 생물학의 바탕에는 수학이 자리잡고 있다. 의생명공학 분야는 인체에 거부반응을 일으키지 않고 정상적으로 작동할 수 있는 인공 장기를 만드는 데 관심이 많다. 체내 노폐물을 제거하는 신장을 대체할 수 있는 인공신장을 만들기 위한 ‘신장 모델’은 수학을 이용해 생물학적 문제를 해결하려는 대표적인 시도 중 하나다. 건국대 수학과 정은옥 교수는 “수학은 전염병 확산 과정 예측뿐만 아니라 인공장기 개발 등 바이오 산업계에서 고민하고 있는 문제들을 해결해 줄 수 있는 대표적인 수단 중 하나”라고 설명했다. 빅데이터를 활용한 무인(無人) 진단도 수학을 이용해 의료 문제를 해결하려는 시도 중 하나다. 애플 워치와 같은 개인용 웨어러블 디바이스로 생체 데이터를 받아 이전 환자들에게 수집한 생체 데이터와 비교해 상호 유사성이 높을 경우에만 병원을 방문해 정밀검사를 받도록 유도하는 기술이다. 무분별한 정밀검진이나 병원 방문을 줄여 의료비로 들어가는 개인적·사회적 비용을 줄일 수 있을 것으로 기대되는 이 기술은 환자와 기존에 수집된 생체 데이터값을 비교하는 과정에서 개인의 신상정보가 노출되지 않도록 하기 위해 고도의 통계 및 정보처리 수학기법이 적용된다. ●유체역학 적용한 ‘캐리비안의 해적’ 특수효과상 최근 개봉되는 애니메이션이나 판타지·SF영화 등에서 특수 시각효과는 빠질 수 없는 요소다. 미국 스탠퍼드대 응용수학자 론 페드키우 교수는 유체역학 방정식을 이용해 ‘해리 포터’, ‘스타워즈’, ‘터미네이터’, ‘캐리비안의 해적’ 등 영화에 나오는 특수효과를 실감나게 만들었다. 특히 조니 뎁이 주연한 ‘캐리비안의 해적’에서 나온 거센 폭풍우와 파도는 실제보다 더 실감난다는 평가를 받으며 2007년 아카데미상 특수효과상을 수상하기도 했다. 2013년 겨울 개봉해 선풍적인 인기를 끌었던 애니메이션 ‘겨울왕국’에서도 수학이 상당한 역할을 했다. 영화 상영 내내 스크린을 채웠던 눈은 미국 UCLA 수학과 조지프 테란 교수의 컨설팅으로 탄생했다. 눈은 물 같은 유체와 달리 고체와 유체 상태가 섞여 있기 때문에 좀더 복잡한 수학적 기법이 필요했다. 테란 교수는 유체역학과 고체역학을 결합시켜 실감나는 눈 장면을 만드는 데 성공했다. 정보통신 분야에서도 수학은 필수적이다. 미국 알카텔 루슨트사의 벨연구소 수학자들은 역행렬 알고리즘을 이용해 구리선으로도 광섬유에 버금가는 데이터 통신이 가능하다는 연구 결과를 발표해 구리선을 광섬유로 한꺼번에 바꿀 때 발생할 수 있는 수조원 이상의 교체 비용을 줄이는 데 한몫을 하기도 했다. 포스텍 수학과 박형주 교수는 “최근 수학은 학문이 아닌 대중들의 삶과 직접 관계된, 사회적 혹은 산업적 문제를 해결하기 위한 수단 중 하나로 받아들여지고 있다”며 “실제로 미국과 유럽은 물론 이웃 일본과 중국도 21세기 산업 경쟁력이 수학 수준과 밀접한 관련이 있다고 생각하고 산업계 문제를 해결하기 위한 산업수학 연구소 설립에 관심을 기울이고 있다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

직경 1.68인치(42.67㎜) 이상, 무게 1.62온스(약 45.93g) 이하. 미국골프협회(USGA)가 정한 골프공 공인구의 크기와 무게다. 조그맣지만 여기에는 유체역학의 진수가 녹아 있다. 골프공은 물리학을 비롯해 수학, 소재과학, 기계공학 등의 집합체다. 골프공의 비거리와 탄도를 결정하는 데는 골프공 표면에 곰보 자국처럼 파인 수많은 ‘딤플’이 매우 중요한 역할을 한다. 딤플이 있는 공은 딤플이 없는 공보다 2배나 멀리 날 수 있다. 딤플이 없다면 타이거 우즈의 샷도 150야드를 넘지 못할 것이다. 2000분의1초라는 찰나의 순간에 클럽 페이스에 맞은 공은 날아가면서 공기의 저항을 받게 된다. 나는 물체의 앞과 뒤 표면에 공기의 압력 차로 생기는 ‘형상저항’이다. 바로 이 저항을 줄여 주는 것이 딤플이다. 골프공이 날아가면서 공의 표면을 따라 흐르는 공기는 공의 중간 지점부터 표면에서 멀어지면서 속도도 급감해 압력이 떨어진다. 결국 앞과 뒤에 생기는 압력 차로 형상저항이 커지기 때문에 공은 멀리 갈 수 없다. 그러나 표면에 돌기를 주면 공 표면 주위에서 난류가 발생하고 이 때문에 공기가 뒤섞이면서 공 표면의 공기 분리를 막아 뒤쪽의 압력이 떨어지는 것을 일정 부분 억제해 준다. 이렇게 되면 공의 형상저항이 감소하고 따라서 공은 더 멀리 날아갈 수 있다. 또 대부분의 타구에 생기는 역회전은 공의 양력을 높여 주는 효과도 있다. 공 윗부분의 공기 흐름이 더 빨라지고 상대적으로 느린 아랫부분의 공기층을 끌어올리게 된다. 결국 딤플은 공의 양력을 높여 비행하기에 좋은 탄도를 만들어 낼 뿐만 아니라, 공기 저항을 낮춰 더 멀리 날 수 있게 해 주는 것이다.

17~18세기 악기 거장 아마티, 스트라디바리(스트라디바리우스), 과르네리가 만든 바이올린은 이탈리아 크레모나가 낳은 세계 3대 바이올린으로, 수십억에서 수백억원의 가치를 지니고 있다. 이는 희소성도 있지만 오늘날 기술로도 이런 바이올린이 내는 아름다운 소리를 재현하기가 쉽지 않기 때문. 그렇다면 이런 유명한 바이올린은 어떻게 아름다운 소리를 낼 수 있는 것일까. 미국 매사추세츠공과대(MIT)의 음향 및 유체역학 연구팀이 보스턴 노스베넷거리학교(NBSS)의 바이올린 장인들과 함께 크레모나에서 만들어진 바이올린 수백 점을 측정한 결과, 이런 바이올린에는 고유 형태와 재질, 두께가 있는 것으로 확인됐다. 연구팀은 스트라디바리와 과르네리 등 유명한 장인들이 만들어낸 바이올린의 디자인 속에서 어떤 음향 효과가 나타나는지 조사하기 위해 박물관과 수집가들로부터 17~18세기에 제작된 크레모나 바이올린들과 도면 등 자료를 수집했다. 또한 연구팀은 각 악기를 대상으로 X선과 CT 촬영을 시행하고 음향 공진을 측정했을 뿐만 아니라 크기와 재질, 두께 등을 비교했다. 그 결과, 바이올린의 형태는 물론 F자 구멍의 길이와 모양이 바이올린 연주때 나오는 소리의 핵심 요소가 되는 것으로 밝혀졌다. 여기서 F자 구멍은 바이올린의 소리를 외부로 전하는 울림구멍으로 가늘고 긴 형태가 많은데 이런 디자인은 바이올린의 기원이 되는 중세의 피들과 수금(리라), 리벡과 같은 악기에 있는 원형 울림구멍보다 효율적으로 소리를 낸다고 한다. 또한 바이올린 뒤판의 두께가 음향 출력과 관계가 있는 것도 밝혀졌다. 바이올린은 나무로 돼 있어 비교적 탄력적인데 소리를 낼 때 이런 재질이 공기 진동을 통해 미세하게 팽창한다. 즉 바이올린의 두꺼운 뒤판이 음질을 높인다고 연구팀은 설명했다. 또 연구팀은 세계 3대 바이올린이 아마티, 스트라디바리, 과르네리라는 오래된 순으로 F자 구멍이 가늘고 길어지고 뒤판이 두꺼워지는 것도 확인했다. 연구에 참여한 니콜라스 마크리스 MIT 교수는 “울림구멍을 정확하게 재현하려고 해도 2%의 오차가 발생한다는 결과에서 F자 구멍의 진화는 합리적이지만 이는 계산된 것이 아니라 우연한 것으로 여겨진다”면서 “즉 당시 바이올린 장인들은 놀라울 만큼 좋은 귀를 지니고 있어 우연히 태어난 변화를 놓치지 않고 더 좋은 소리가 나도록 F자 구멍 디자인을 선택했다”고 설명했다. 즉 이런 결과가 오늘날 수십억에서 수백억원의 가치가 있는 것으로 인정되는 바이올린으로 남게 된 것이 아니겠느냐고 그는 말했다. 한편 이번 연구성과는 영국 왕립학회보 A(Proceedings of the Royal Society: A) 최신호에 실렸다. 사진=ⓒ포토리아, MIT뉴스 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

형태학 3부작/필립 볼 지음/ 조민웅·김지선·김명남 옮김/사이언스북스 심장이 발작을 일으킬 때 내부에서 규칙적으로 이동하던 과녁형 파장은 나선형으로 변환한다. 심장의 나선형 패턴을 조작함으로써 심장이 멈추기 전에 일으키는 경고에 대응할 수 있다는 가설을 제기할 수 있다. 이슬람권 최대 연중행사인 성지순례 ‘하지’ 때면 수백만명의 이슬람교도가 사우디아라비아 성지 메카로 몰린다. 워낙 많은 순례자가 한 번에 밀려들다 보니 사람들이 인파에 밟혀 죽는 사고가 종종 일어났다. 과학자들이 군중의 움직임을 동영상으로 찍어 군중의 밀도 변화와 개인 움직임의 속도 등을 면밀히 분석했다. 인파의 흐름이 걷잡을 수 없게 되는 지점을 포착해 그곳에 통행료를 설치하고, 그 시간에 순례자의 이동도 통제했다. 이후 사고는 크게 줄었다. 연구자들이 주목한 부분은 ‘흐름’이었다. 자연 세계에서 미세한 형태들이 반복해 분할하면서 거대한 형태로 성장하듯 인간 사회의 다양한 관계망이 형성된다. 도시의 형성 방식도 자세히 들여다보면 이와 유사하다. 수없이 가지치기를 한 인간관계와 인터넷망은 무한증식할 것 같지만 적절한 지점 몇 군데만 무너지면 순식간에 괴멸된다. 누군가 설계한 것이 아니라 스스로 성장한 형태이기 때문이다. 저명한 과학저술가 필립 볼은 자연과 사회에서 접하는 수많은 형태들의 탄생, 발전, 확산의 과정을 분석해 ‘모양’(Shapes) ‘흐름’(Flow) ‘가지’(Branches)의 형태학 3부작으로 엮었다. 모든 형태의 기원과 성장을 다루는 형태학의 잣대로 자연과 사회의 관계를 흥미롭게 살펴본 과학 시리즈다. 볼은 옥스퍼드대 화학과를 수석으로 졸업하고 과학 잡지 ‘네이처’에서 20여년간 물리·화학 분야의 편집자와 편집 고문으로 일했다. ‘모양’에서는 개미집, 얼룩말의 줄무늬, 나비 날개 무늬 등 자연 곳곳에서 스스로 발생한 사례와 원리를 살펴본다. 저자에 따르면 식물의 잎차례, 형태는 생명체가 환경에 적응하는 과정에서 획득한 결과이다. ‘흐름’에서는 생물학, 물리학, 기상학, 유체역학, 천문학, 경제학을 넘나들며 일관성 없는 각각의 현상으로 간주했던 다양한 흐름의 이면에 자리한 근본적 원리를 보여준다. ‘가지’는 다양한 형태들이 서로 연결되는 방식을 토대로 자연 세계와 인간 사회의 사례를 설명하고 있다. 함혜리 선임기자 lotus@seoul.co.kr

우리나라가 다양한 극지 분야 연구 기반을 확보하게 됐다. 해양수산부는 12일 남극 장보고과학기지를 준공한다고 10일 밝혔다. 이로써 우리나라는 남극에 2개 이상의 상설 연구기지를 가진 국가가 됐다. 장보고기지 준공은 남극에 대한 영유권 주장과 본격적인 자원 개발에 한발 다가설 수 있는 기반을 마련했다는 데 의미가 있다. 선진국들과 함께 빙하, 운석, 오존층, 극한지 공학 등 남극 대륙 기반 연구에 집중할 수 있는 토대도 마련됐다. 플랜트, 장비, 로봇, 신소재 등 다양한 분야의 극한지 실용 기술에 대한 테스트베드 역할도 기대된다. 1988년 남극 킹조지섬에 건립된 세종과학기지는 해양 환경, 연안 생태계 등 연안 연구 중심이다. 반면 4500㎞ 떨어진 장보고기지는 빅토리아랜드 테라노바만에 들어섰고 대륙 기반 연구를 중점적으로 수행한다. 생활동, 연구동, 발전동 등 16개 건물로 이뤄졌으며 24개 관측 장비와 부대 설비를 갖췄다. 건축 면적 4458㎡에 겨울에는 16명, 여름에는 최대 60명까지 수용할 수 있는 규모다. 모든 시설물에 영하 40도, 초속 65m의 강풍에도 견딜 수 있게 항공기에 적용하는 유체역학 설계를 반영했고 태양광·풍력 에너지, 폐열을 보조 연료로 사용하는 친환경 기지다. 김현태 해양개발과장은 “원활한 연구 활동을 지원하기 위해 선박, 헬기 전문 인력을 갖추고 제2쇄빙선 건조도 추진하고 있다”며 “뉴질랜드와 보급선, 항공기, 헬기 등을 공동으로 활용할 수 있게 남극 기지의 관문도시인 크라이스트처치에 한·뉴질랜드 남극협력센터를 설치해 운영할 방침”이라고 말했다. 세종 류찬희 선임기자 chani@seoul.co.kr

영화 ‘엑스맨’에 등장하는 날씨를 조종하는 돌연변이처럼, 작은 버섯 역시 날씨를 바꿀 수 있는 희귀한 능력이 있다는 사실이 밝혀졌다. 미국 연구팀에 따르면 버섯은 주변 공기가 차갑고 건조할 경우 수증기를 내뿜어 작은 바람을 만들어낸 뒤 포자를 더욱 넓게 퍼지도록 유도하는 능력을 가졌다. 식물은 중력이나 강력한 배출, 바람, 물, 동물 등 다양한 방법을 통해 씨앗을 퍼뜨린다. 이중 버섯은 비교적 수동적인 씨앗 퍼뜨리기 방법을 쓰는데, 포자를 배출한 뒤 공기를 통해 퍼지게 하는 것. 하지만 이번 연구에서는 버섯이 자신의 포자를 더 넓은 지역까지 퍼뜨릴 수 있으며, 이는 단순히 자연적인 바람에 기대는 것이 아니라 자신에게 맞는 날씨를 만들 수 있다는 사실이 밝혀졌다. 연구를 이끈 미국 커네티컷주 하트포드의 트리니티대학 에밀리에 드레셰어 교수는 “우리의 연구는 버섯이라는 식물의 번식이 알려진 것보다 훨씬 복잡하다는 것을 알게 한다. 버섯은 자신이 있는 지역에 바람이 없다면 이를 만들어내고 ‘조종’하는 등 주변 환경을 컨트롤할 줄 안다”고 설명했다. 이어 “버섯의 이러한 특성이 모든 버섯에 해당될 것으로 보인다. 다만 이것이 사람과 동물, 또 다른 식물에 부정적인 영향을 끼칠 가능성도 있어 더 자세한 연구가 필요하다”고 덧붙였다. 한편 이번 연구결과는 미국 피츠버그에서 열린 미국물리협회의 유체역학조직 연례행사에서 공개됐다. 　 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

‘최상호와… 힐링 골프’ 개최 대한지적장애인골프협회는 2일 경기 성남 남서울골프장에서 ‘프로골퍼 최상호와 함께하는 힐링 골프’를 연다. 지적 자폐성 발달장애인 95명과 최상호를 포함한 한국프로골프협회(KPGA), 한국여자프로골프협회(KLPGA) 프로골퍼와 골프지도자 등 310여명이 함께한다. 아이언 사면 보스턴가방 증정 주식회사 혼마골프가 가정의 달을 맞아 1일부터 아이언 ‘BERES 시리즈’를 구매하는 고객에게 남녀 800개 한정판 보스턴 가방을 선착순으로 증정한다. (02)2140-1800. 비거리용 골프공 출시 골프용품 브랜드 잔디로(대표 노진구)가 비거리용 골프공 ‘2013 디스턴스’를 출시했다. 비공인구지만 유체역학적으로 설계된 ‘338’ 딤플 구조로 탁월한 비거리와 방향성, 부드러운 타구감까지 더했다. (02)2690-9000. 광산지역 골프여행 개발 국민체육진흥공단과 한국광해관리공단은 지난 29일 광산 지역 경제 활성화를 위한 업무 협약을 체결하고 에콜리안제천 골프장과 정선골프장, 동강시스타리조트를 연계한 1박 2일 골프여행 상품을 출시했다. (02)410-1348.

순수 국내 출신 박사로 ‘포스텍의 자존심’으로 불리던 젊은 과학자가 사람들에게 세상의 빛을 선물하고 하늘나라로 떠났다. 포스텍은 미세유체역학 분야의 세계적 권위자인 강관형 기계공학과 교수가 지난 1일 오전 9시에 별세했다고 밝혔다. 왕성하게 연구 활동을 펼쳐 온 그의 나이는 불과 44세였다. 고인의 안구는 평소 뜻에 따라 다른 사람들에게 이식됐다. 강 교수는 1987년 포스텍 1회 입학생으로 학사, 석사, 박사의 모든 과정을 포스텍에서 마쳤다. 캐나다 토론토에서 1년간의 박사 후 연구원 과정을 거쳐 국내 기업체와 정부출연연구소에서 3년여간 근무한 뒤 2005년 ‘포스텍 졸업생 1호 모교 교수’라는 영예를 차지하며 부임했다. 그는 교수 임용 이전부터 미세유체역학 연구의 응용기술인 ‘전기습윤’ 분야에서 세계적인 연구 성과를 잇따라 발표하며 학계의 주목을 받았다. 휴대용 해수담수화 장치, 신개념 전기수력학적 펌프, 미세수술로봇의 손가락 정확성 능력 향상 등이 주요 성과다. 거칠 것 없던 강 교수가 악성 뇌종양 판정을 받은 것은 지난해 2월. 강 교수는 두 차례에 걸친 수술과 항암치료를 받는 와중에도 연구를 멈추지 않았다. 올해 초 액체를 3차원적으로 조작해 피 한 방울로 질병을 진단할 수 있는 ‘랩온어칩’(칩 위의 연구실)의 핵심 기술을 개발해 응용물리학적 분야 권위지인 ‘어플라이드 피직스 레터스’에 발표하기도 했다. 투병 과정에서 강 교수는 “앞만 보고 연구에 매달리느라 병으로 고통받는 사람들의 아픔을 몰랐다.”면서 “사후에 안구를 기증해 달라.”고 밝혔다. 그의 안구는 2일 두 명의 환자에게 하나씩 이식돼 새 빛을 찾아줬다. 포스텍의 직원은 “긴 시간 투병하면서도 좋은 연구 성과를 시시때때로 환한 얼굴과 함께 알려 오는 모습을 보면서 곧 완쾌하리라 믿었다.”면서 “그 얼굴을 캠퍼스에서 볼 수 없게 됐다니 좀 더 많이 도와드리지 못한 것이 후회된다.”고 밝혔다. 유족으로 부인과 초등학생 딸이 있다. 빈소는 경북 포항 죽도동 에스포항병원(054-613-7444). 발인은 4일 오전 7시 30분, 영결식은 오전 9시 포스텍에서 열린다. 장지는 경북 포항 기계면 소재 대명공원. 박건형기자 kitsch@seoul.co.kr