천문학자들이 초거대 블랙홀을 관측해 주위의 가스 분포와 움직임을 전례없이 상세하게 밝히는 데 성공했다. 많은 은하의 중심에는 태양의 수십만 배에서 수억 배에 달하는 질량을 지닌 초거대 블랙홀이 있다. 특히 많은 양의 물질을 흡입하는 활동적인 초거대 블랙홀은 자신이 속한 은하에도 큰 영향을 미쳐 은하 진화를 탐구하는 단서로도 주목된다. 특히 이런 활동적인 초거대 블랙홀은 지금까지 연구에서 그 주위에 가스와 먼지로 된 구름이 ‘도넛’ 같은 구조를 이룬다는 점이 점차 밝혀지고 있지만, 왜 이런 구조를 형성하는지는 알 수 없었다. 일본 국립천문대(NAOJ) 등 국제 연구팀은 슈퍼컴퓨터 ‘아테루이’를 사용해 초거대 블랙홀 주위의 가스 분포와 움직임을 시뮬레이션해 도넛 구조가 형성되는 과정을 파악했다. 시뮬레이션에 따르면, 초거대 블랙홀을 둘러싼 강착원반의 가스 등 물질이 회전하면서 블랙홀 쪽으로 떨어진다. 이후 블랙홀 주변에서 발생하는 강력한 빛에 의해 분자 형태의 가스가 원자 형태로 분해돼 다시 뿜어져 올라가는 것이다. 그리고 일부 원자 가스가 중력에 의해 떨어지면서 도넛 구조를 형성한다는 것이다.연구팀은 이 같은 예측을 확인하기 위해 활동은하핵(AGN)을 지닌 컴퍼스자리 은하를 칠레에 있는 알마 망원경으로 관측했다. 활동은하핵은 초거대 블랙홀에 물질이 강착돼 발생하는 전자기 스펙트럼의 일부인데 컴퍼스자리 은하는 지구에서 비교적 가까운 약 1400만 광년 거리에 있어, 가스의 운동이나 상세한 구조를 관측할 수 있어 타깃이 됐다. 그리고 관측된 특징은 모두 시뮬레이션된 예측대로 블랙홀 주위의 가스가 발하는 빛의 압력에 의해 뿜어져올라간 가스가 중력에 이끌려 다시 떨어지는 일련의 흐름이 자연스럽게 도넛 구조를 만들어내고 있는 것이었다. 이에 대해 연구팀은 “이번 결과는 존재 그 자체는 천문학 교과서에 실려 있으면서 그 자세한 구조와 운동, 그리고 형성 메커니즘을 알지 못한 도넛 구조의 정체를 파헤친 중요한 성과라고 할 수 있다”고 말했다. 이번 연구 성과는 세계적인 학술지 ‘천체물리학저널’(ApJ·Astrophysical Journal) 10월 30일자에 실렸다. 사진=NAOJ 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

지구에서 페가수스자리 방향으로 약 129광년 거리에 있는 한 외계행성의 대기 속에서 물의 존재가 감지됐다. 미국 캘리포니아공과대(캘텍) 천문학 연구팀은 미국 하와이 켁 천문대 망원경을 사용한 연구를 통해 목성보다 질량이 7배 이상 많은 가스행성 HR 8799c의 대기에서 메탄의 부족과 물의 존재를 감지했다고 밝혔다.이 행성은 모항성 HR 8799의 주위를 돌고 있는 것으로 확인된 네 행성 중 하나로, 가장 바깥에 있는 HR 8799b에 이어 두 번째로 발견돼 HR 8799c라는 이름이 붙었다. 특히 이들 행성은 천문학자들이 망원경을 이용해 직접 사진을 찍어 그 존재를 확인한 천체들로 유명하다. 캘텍 연구팀은 이번 연구에서 지구와 같이 생명이 살 수 있는 행성의 대기에 존재하는 물과 산소, 메탄 등의 존재를 감지하기 위해 최첨단 관측 기술을 사용했다. 연구팀은 고해상도 분광 기술과 적응광학 기술을 결합해 행성 대기가 흐릿해 보이는 현상을 보정한 뒤 기존보다 뚜렷한 행성 사진을 얻을 수 있었다. 그후 분광기를 사용해 행성에서 반사된 빛을 분리해냈다. 이는 대기 중 화학물질들의 성분을 밝혀내기 위한 과정으로, 켁2 망원경의 근적외선 분광기(NIRSPEC)에 가능했다. 이에 대해 연구에 공동저자로 참여한 캘텍의 디미트리 마웨트 천문학과 부교수는 “이런 형태의 기술은 미래에 우리가 지구와 같은 행성에서 생명체의 흔적을 찾기 위해 사용하고자 하는 것”이라고 설명했다. 이제 전문가들은 항성에 좀 더 가까이 존재하는 더 작은 행성들의 대기를 분석할 수 있는 관측 기술이 나오기를 기대한다. 이 같은 목표는 2020년대 안에 하와이에서 완공될 거대 망원경 ‘30미터 망원경‘(TMT·Thirty Meter Telescope)이 본격적으로 가동하면 실현할 수 있다고 연구팀은 말한다. 캘텍 박사후연구원 출신으로 연구를 이끈 미국 오하이오주립대의 지 왕 천문학과 조교수는 “현재는 켁 망원경으로 거대한 외계행성들에 대해서 배울 수 있지만, 앞으로 기술이 좀 더 발전하면 더 작은 행성들의 대기 성분에 대해서 알아낼 수 있을 것”이라고 말했다. 자세한 연구 결과는 저명한 천문학 분야 학술지 ‘천문학 저널’(AJ·The Astronomical Journal) 최신호에 실렸다. 사진=켁 천문대 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

고천문학자 민병희 연구원이 말하는 고천문박물관 필요성 “기술은 집중 투자하면 단시간 추격…과학은 기초부터”“천문 관련 유물 복원·전시…단편 아닌 통시적 이해”“정체 파악 힘든 유물은 목륜…北은 이미 복원 전시중”“놀라운 유물은 경주 첨성대…1300여년된 동양 最古”“18세기 제작 아스롤라베에 서울 위도 새겨…日서 환수”“복원중인 옥루엔 당시 최첨단 과학 총동원…우주 담겨”“관상감 천문대, 현대건설 사옥 건설 탓에 위치 이동”“우리나라는 고천문(古天文)의 강국이 될 가능성이 충분합니다. 2천년 동안 꾸준히 적은 천문현상 기록도 수만건으로 풍부하고, 독창적인 유물도 많습니다. 기록으로만 전하는 고천문 유물을 복원해보니 오늘날 사용해도 될 정도로 정확도가 높습니다. 일반인들이 과학 지식과 그 발달 과정에 대해 보다 쉽게 접근할 수 있도록 하기 위해서는 고천문박물관 설립이 필요합니다.” 인류가 만든 구조물이 달을 거쳐 태양계를 넘어가는 21세기, ‘미신’처럼 보였던 고천문학을 연구하는 것이 무슨 소용이 있을까. 현대의 천문우주 연구도 벅찰텐데 고천문이라니…. 천문학자들은 인적이 없는 산꼭대기에 설치된 천문대에서 밤하늘의 별을 올려다보거나 별자리 운행을 계산하느라 컴퓨터와 씨름하는 것이 아닐까하는 생각이 들었다. 고천문학자는 이런 일을 하는 것도 아니고 순전히 한자로 된 책만 파고들지 않을까하는 선입견이 들었다. 지난 14일 서울 출장길에 오른 민병희(45) 한국천문연구원 고천문연구센터 선임연구원을 만났다. - 고천문, 어떤 사람들이 연구하나.☞ 대학에서 천문우주를 공부하고, 석·박사 과정도 이쪽으로 전공한 사람들입니다만 고천문학을 연구하는 사람은 국내에서 여남은 명뿐입니다. 큰 돈벌이가 되지 않으니…. 그리고 고천문학은 아주 한국적 표현입니다. 엄격히 말하면 천문기록을 통해 현대 천문학의 문제를 해결하는 ‘역사천문학’, 역사를 통해 천문학 발전 과정을 탐구하는 ‘천문역사학’, 유물 등 고고학적 자료를 바탕으로 고대 천문학적 문화를 추척하는 ‘고고천문학’ 등이 뒤섞인 말입니다. 천문학적 지식이 생활이 끼친 영향을 연구하는 ‘민속천문학’도 아우르고 있습니다. - 그런데, 고천문학과 점성술은 뿌리가 같지 않나.☞ 천문학은 하늘의 움직임 즉 별자리, 해와 달의 움직임을 통해 날짜를 정하고 시간을 계산했던거죠. 날짜를 정하는 것이 역법 곧 달력이었고, 국가나 개인의 운명을 예지하는 게 역술 내지 점성술이었던거죠. 한국 최초의 이학박사였던 이원철(1896~1963) 초대 국립중앙관상대 대장은 “점술은 미신”이라고 정의했습니다. 이후 천문학은 점성술을 제외했습니다만 최근에서야 점성술은 천문역사학이나 민속천문학에서 다뤄야 할 중요 대상으로 부상하고 있습니다. 점성술을 어떻게 과학적 코드로 받아들일 것이냐가 사실 고민거리입니다. - 고천문학을 하게 된 계기는.☞ 대학에서 전공을 천문우주로 하다보니…. 고천문학을 하고싶은 열병이나 심한 무병을 앓았던 것은 아니고, 한국천문연구원에 들어간지 얼마되지 않은 2009년쯤 세종대왕의 소간의(小簡儀·행성과 별의 좌표와 시간, 고도와 방위를 측정하는 기구) 복원 작업에 참여하게 됐습니다. 조선에서는 소간의를 바탕으로 혜성이나 객성(초신성·신성)을 관측하고 ‘측후단자(測候單子·관측한 내용을 기록한 문서)’를 남겼지요. 이들 천문현상 기록 중에는 한국에만 있는 것도 있었습니다. 그러면서 고천문학에 서서히 물들었던 거죠. 한글판 조선왕조 실록으로 이해가 되지 않는 부분은 원문을 보게 되었고, 한문을 더 잘 읽어내기 위해서 사서삼경도 읽기 시작했죠. 한문을 독학으로 공부했습니다만 요즘도 관상감에서 펴낸 책들을 읽으면서 한문 공부를 꾸준히 하고 있습니다.- 고천문박물관 건립 필요성을 주장하는데.☞ 현대도 마찬가지이지만 천문학은 과학 지식의 출발이자 발달 과정을 품고 있으며 집대성된 분야입니다. 과거 천문학을 통해 지식을 찾아가는 인류의 도전과 그렇게 얻은 지식을 인류 문명을 위해 접목한 과정을 미래 세대에 전달하기 위해 고천문박물관이 필요한 거죠. 기술은 집중적으로 투자하면 금방 선진국 수준으로 따라잡을 수 있을지 몰라도 과학은 기초부터 차근차근 밟아나가야 합니다. 과거 지식을 아는 것이 필수고요. 그래야 과학지식은 조금 더 앞으로 나갈 수 있습니다. 우리 조상의 천문 관련 기구나 유물을 복원해 체계적으로 전시하고…. 이를 통해 부분적 스토리가 아닌 통시적으로 이해할 수 있는 전거를 만들 수 있습니다. 고천문박물관은 영국, 중국, 오스트리아, 일본 심지어 터키까지도 있습니다. - 고대 천문학은 왕이나 왕실이 주도했다.☞ 왕은 하늘이 정한다거나 하늘의 아들이니 뭐니 해도 농경시대 일반 백성은 오늘의 무슨 날이며, 언제 씨를 뿌리고 거두는가 가장 중요했던 거죠. 이걸 왕이 역서(달력)를 만들어 오늘은 여름시작(立夏), 오늘은 동지(冬至) 등으로 알려줬습니다. 한양에선 시간도 북을 쳐서 알려주곤 했습니다. 왕의 역할이었던 거죠. 역서를 만들기 위해서는 관측하고, 자료를 모아 계산하고, 예측을 했던 거죠. 이게 과학의 토대지요. 왕이 없는 지금도 날짜의 시작과 계산법은 국가가 정합니다 대한민국의 연호는 서력기원(서기)로 한다는 ‘연호에 관한 법률’이 그 증좌입니다. 1948년 제헌국회는 단기(檀紀)를 사용한다며 연호에 관한 법률을 처음으로 정했다가 1962년에서야 서기로 변경한 겁니다.- 복원했던 천문관측 기구 가운데 가장 놀라웠던 것은.☞ 현종 10년(1669년), 송이영이 만든 자명종 시계인 혼천시계(渾天時計·고려대 소장)입니다. 이 시계는 매우 특이한 기계 시계로, 추를 동력으로 한 장치는 서양적이지만 혼천의가 달려 있는 건 한국 고유의 형식이지요. 이 시계의 근원을 쫓아가면 세종이 기획하고 장영실이 제작하였다는 ‘흠경각루(欽敬閣漏)’에 이릅니다. 흠경각루에는 물시계인 옥루기륜(玉漏機輪·일명 옥루)이 있었는데 현재 국립중앙과학관과 한국천문연구원이 복원 중에 있습니다. 당시 최첨단 과학이 다 집대성된 겁니다. 물시계인 옥루는 15세기 이슬람 과학이 유행시켰던 자동운행 인형을 응용한 것으로 동아시아의 걸작입니다. 외형은 산의 형태로, 시계 장치를 가리고 있습니다. 위에는 혼천의, 중간에는 시각을 알려주는 인형들, 아래에는 12지신과 농사짓는 백성이 있습니다. 이것 자체가 하나의 우주이고, 한글 창제 원리인 천지인(天地人) 정신이 녹아들어 있죠. 옥루는 북한이 1990년대 후반에 복원해 전시 중인 것으로 알고 있습니다. 사실, 우리는 조선왕조실록의 기록에는 옥루 내부의 자세한 설명이 없어 복원하는데 어려움을 겪고 있습니다. 그래서 북한에서 복원한 옥루와 국립중앙과학관 등이 개발하는 옥루가 서로 차이가 크게 날 것으로 보입니다. 남북한이 옥루 복원에 교류가 있기를 기대합니다. - 요즘 가장 복원에 공들이는 천문기구는.☞ 조선의 많은 천문관측기기 가운데 여전히 그 정체를 파악하기 힘든 것이 많습니다. 1525년(중종 20년)에 개발한 목륜(目輪)이 대표적인 난제지요. 왕조실록에는 “이순이 전에 혼의-혼상 감수관으로 관상감에 있으면서 ‘목륜’의 제도에 의해 제작한 것을 오늘 진상했습니다(李純向以渾儀渾象監修官, 在觀象監, 因‘目輪’之制, 而造作, 今日進上矣)’라고 간략하게 기록되어 있기 때문입니다. 오늘날 과학사학자들은 목륜이 이슬람 천문 관측기기 가운데 하나를 본 뜬 것이라는데 의견이 대체적으로 모입니다. 목륜의 대상이 아스트롤라베(astrolabe·천체 관측기구)인지, 토르퀘툼(torquetum·우주를 입체적으로 축소해 만든 천문 관측기구)인지 논란이 분분하지만, 최근에는 토르퀘툼이라는데 무게가 실리고 있습니다.- 우리나라의 가장 놀라운 우리 천문 기구는.☞ 실학박물관이 소장한 ‘혼개통헌의(渾蓋通憲儀)’입니다. 조선 후기 실학자 류금(1741~1788)이 제작한 이건 우리에겐 ‘아스트롤라베’로 많이 알려져 있는데, 아랍에서 유래했습니다. 우리나라를 비롯해 중국과 일본에 다 보급됐을 텐데, 아직 일본이나 중국에서는 발견됐다는 보고는 없습니다. 이 아스트롤라브가 ‘벽면사분의’로 개선되고 유럽에 전해져 ‘케플러 법칙’이 만들어지게 하는 등 현대 천문학을 열어젖힌 관측기구의 원형입니다. 세계적인 유물이죠. 일본인의 손에 들어갔다가 환수된 문화재여서 더욱 애착이 갑니다. 이 기구의 고리 위쪽에 ‘한양의 위도와 함께 약암 선생을 위해 만든 것(北極出地三十八度 乾隆丁未爲約菴尹先生製)’이라는 기록이 적혀 있어 한국으로 돌아오게 됐습니다. 한양 즉 서울의 위도가 38도로 적혀있었던 겁니다. 우리나라에서 특히 가장 놀라운 것은 저는 뭐니뭐니해도 경주 첨성대라고 생각합니다. 축조된지 1300여년이 된, 동양에서 가장 오래된 천문대이지요. 한자리에 굳건히 지키고 있는 경주 첨성대(국보 31호)는 우리 고천문학의 역사와 깊이를 반증합니다. 서울 한양에도 첨성대가 있다는 사실 아세요? - 한양에도 첨성대가 있었다고?☞ 세종대왕이 그 유명한 칠정산을 만들기 위해 경복궁에 관상감 하나를 더 만들었는데, 이 때부터 한양에는 두 개의 관상감이 있었던 거죠. 관상감에는 첨성대가 있었고, 이게 순조 18년(1818년)즈음 ‘관천대’로 불립니다. 그 이전에는 첨성대로 불린거죠. 지금 우리는 첨성대 그러면 경주 첨성대를 가르키는 고유명사로 바뀌었지만, 조선 중기만 해도 첨성대는 천문현상을 관찰하는 곳이란 의미의 보통명사였다고 봅니다. 관상감 첨성대(보물 제1740호)는 현재 서울 종로구 원서동에 현대그룹 본사 부지에 있습니다만 여기에도 곡절이 있습니다. 현대그룹 본사 사옥이 이명박 전 대통령이 현대건설 사장 시절 착공에 들어갔는데 그곳이 당시 휘문고교 자리로, 조선시대 관상감 터였습니다. 여기에 있던 첨성대가 사옥 건립에 걸림돌이 되었던 거죠. 이 첨성대를 원서공원으로 옮긴다는 등 우여곡절이 많았지만 결국에 과거에 있던 자리에서 남쪽으로 10m, 동쪽으로 50m를 옮겨 현재의 위치에 자리잡았던 겁니다. 이 과정에서 지금은 고인이 되신 과학사 학자들의 헌신적인 노력으로 보존할 수 있었다고 봅니다.- 과거 천문기록 얼마나 잘 맞나.☞ 조선왕조 실록에 나와 있는 천문기록은 대부분 실제로 관측하여 남긴 것입니다. 당시에는 오늘날의 15분을 시각의 단위로 측정하였기 때문에 지금처럼 정밀한 기록이라고 말할 수 없지요. 그러나 전세계적으로 조선에서만 기록된 자료들이 종종 키맨 역할을 합니다. 세종실록에 기록된 1437년 전갈자리 신성이나 선조실록에 기록된 1604년 케플러초신성의 일부 기록은 전세계적으로 유일한 기록이기도 합니다. 과거 천문기록은 나름의 큰 역할을 합니다. 예를 들어 별들은 지속적으로 변화하는데, 그 변화가 활발히 진행되는 시기가 적어도 수백만년입 걸립니다. 그러니까 망원경이 발견되기 이전의 기록자료까지 동원해야 별들의 변화과정을 좀더 자세히 이해할 수 있고요, 이런 측면에서 우리의 과거 천문기록이 돋보이죠. 이기철 선임기자 chuli@seoul.co.kr

흔히들 커뮤니케이션이나 소통이라고 하면 대화를 떠올리기 쉬운데 이는 사람을 기준으로 생각하기 때문이다. 미디어 철학자 존 더럼 피터스 미국 예일대 미디어학과 교수가 2016년에 발표한 ‘자연과 미디어’(The Marvelous Clouds)에 따르면 자연은 물질이나 에너지 흐름으로 커뮤니케이션한다고 봐야한다고 이야기하고 있다. 국제 공동연구진이 지구에서 124억 광년이 떨어져 있는 은하가 주변 다른 은하들과 물질을 주고받으며 커뮤니케이션하는 모습을 관측하는데 성공했다. 칠레 디에고 포르탈레스대, 영국 레스터대, 케임브리지대, 미국 캘리포니아 로스앤젤레스대(UCLA), 매사추세츠공과대(MIT), 중국과학원 국가천문대(NAOC), 프랑스 리옹 제1대학, 한국 고등과학원 국제공동연구진은 칠레 아타카마 사막에 설치된 대형 전파망원경 ‘아타카마 대형밀리미터파 간섭계’(ALMA)를 이용해 ‘W2246-0526’ 은하와 이웃 은하들끼리 물질의 흐름을 주고받는 것을 관측했다고 밝혔다. 이번 연구결과는 세계적인 과학저널 ‘사이언스’ 16일자에 실렸다. W2246-0526은하는 미국항공우주국(NASA)에서 운용하는 광시야 적외선탐사 우주망원경(WISE)으로 2015년에 발견됐다. 지구로부터 124억 광년 떨어진 곳에 위치한 W2246-0526은하는 우주 초창기 은하로 분류되고 있다. 발생 후 시간이 흐르면 빛이 흐려지기 마련인데 W2246-0526은하는 광도가 태양의 350조 배에 달해 과학계에서 주목하고 있었다. 연구진은 이번 관측과 분석을 통해 W2246-0526은하와 주변에 세 개의 은하 사이에서 물질의 흐름이 있다는 사실을 확인했다. 다른 세 개의 은하에서 W2246-0526 은하로 막대한 양의 물질이 흘러들어가면서 새로운 별을 만들거나 거대 블랙홀 성장에 이용될 것이라고 연구진은 예측하고 있다. 디아즈 산토스 박사(디에고 포르탈레스대)는 “W2246-0526은하가 세 개의 은하와 이웃하고 있다고는 알려져 있었지만 이번 연구는 이들 사이의 상호작용을 뒷받침할 수 있는 실질적 증거를 제시한 것으로 주변 은하들 사이에 연결고리가 있다는 것을 확실히 보여줬다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

첨성대·측우기·사상의학 등 독창성 보여 수준 낮지 않았지만 세계적 기여는 작아 옛 천문 기록, 태양계·은하 분석에 도움 한의학·신기술 합치면 예방의학 등 발전“중국의 전통과학은 왜 발전하지 못했는가?” 영국의 생화학자 조지프 니덤(1900~1995)은 ‘중국의 과학과 문명’이라는 책을 써 과학사학자로 더 유명하다. 니덤은 13세기까지 서양이 넘볼 수 없을 정도의 과학기술을 가졌던 중국이 근대과학으로 발전시키지 못한 이유를 찾아 나섰다. 중국 전통과학의 역사를 실증적으로 밝혀냄으로써 중국 과학이 세계 과학사에 있어서 중요한 한 줄기로 자리잡게 됐다. 과학사학자들은 한국의 전통과학에도 똑같은 질문을 던짐으로써 국수주의적 관점이나 무조건적인 배척이라는 양극단을 벗어나 한국의 전통과학을 제대로 이해할 수 있게 된다고 충고하고 있다. 14일 오후 국립과천과학관에서는 이 같은 질문에 대한 해답을 찾기 위해 국내외 전문가들이 한자리에 모인 ‘전통과학포럼’이 열렸다. 이번 포럼은 과천과학관이 개관 10주년을 맞아 기존 전통과학관을 한국과학문명관으로 새롭게 단장하는 것을 기념하기 위해 마련된 것이다.한국 전통과학을 이야기할 때 빠지지 않는 것은 동아시아에서 가장 오래된 천문대인 첨성대, 세계 최초 우량계인 측우기, 표음문자 한글, 중의학과는 다른 철학을 보여주는 한의학인 사상의학이다. 임진왜란 때 사용된 일종의 행글라이더인 비거(飛車)나 포탄인 비격진천뢰도 한국 과학의 독창성을 설명할 때 자주 등장된다.이런 뛰어난 과학기술 유산을 갖고 있음에도 한국 전통과학이 세계 과학사의 변방에 머물러 잘 알려지지 않은 이유는 세계 과학 발전에 기여도가 낮기 때문이라는 분석이 나왔다. 측우기로 비의 양을 정확히 계측하기는 했지만 세계 다른 지역의 측정 과학 발전에 기여하지 못했고 첨성대나 한글, 사상의학에서 독창성과 우수성은 높지만 세계적 파급력이 미미했기 때문이라는 것이다. 기조발제를 맡은 신동원 전북대 과학학과(과학사) 교수는 “니덤은 세계 각국의 과학을 바다로 향하는 강의 여러 지류로 표현했는데 한국 전통과학의 현재는 이 같은 차원에서 해석할 수 있을 것”이라며 “더군다나 우리나라 과학유물이나 전통과학기술에 대해서는 최초, 최고라는 수식어들이 붙어 있는 경우가 많은데 이런 것들은 한국 과학문명을 정확히 읽는 것을 방해한다”고 지적했다. 최초, 최고라는 수식어에 집중하는 이유는 한국 과학문명의 수준을 외국인들에게 쉽게 알리고 국민들의 자긍심을 고취하기에 유리하기 때문에 개화기 때부터 지금까지 이어지고 있다고 신 교수는 해석했다. 한국 전통과학문명을 제대로 읽기 위해서는 역사적 사실과 맥락, 더 나아가 과학기술 전반의 구조와 변천과정을 바탕으로 한 문명론적 시각으로 이해해야 한다는 것이다. 세계 과학발전에 기여도가 낮은 것은 사실이지만 우리 전통 과학기술은 해당 시대의 정치, 군사, 경제, 복지, 문화부문을 뒷받침해 왔고 동시대 동아시아 주변국들과의 수준과 비교했을 때도 뒤처지지 않았다. 이런 차원에서 볼 때 한국 과학문명 수준을 무시하거나 ‘한국에는 과학문명이 없었다’고 말하기 어렵다.특히 현대 과학적 관점에서 주목받는 분야는 천문학이다. 실제 청동기 시대 천문유적을 비롯해 기원전 1세기 삼국시대 초기부터 천문현상이 기록돼 왔으며 고려와 조선시대에 이르러 수많은 분량의 천문기록이 실록이나 관청의 일기로 남아 있다. 한국천문연구원은 최근 고천문연구를 통해 역사문헌 속 천문 현상들이 실제로는 헬리혜성이나 케플러초신성, 태양 흑점과 오로라 활동을 관측한 것이라는 사실을 확인하기도 했다. 전문가들은 과거의 천문기록은 천체현상의 통계적 분석은 물론 태양계나 우리 은하 특성을 연구하는 데도 도움이 된다고 입을 모은다.동의보감과 사상의학으로 대표되는 한의학 역시 현대의학 기술과 빅데이터, 인공지능과 통합함으로써 예방의학이나 환자 맞춤형 의학으로 발전할 수 있는 여지도 크다.이처럼 잘 보존된 과학문화는 단순히 문화유산으로 가치뿐만 아니라 현대 과학의 발전에도 도움을 줄 수 있다. 신 교수는 “과학기술의 발전은 외부 세계의 자극에 대해 어떻게 역동적으로 대응해 나가는가를 보여주는 문명의 패턴”이라며 “한국 전통과학이 당대 동아시아 각국과 경쟁하며 발전해 온 모습은 ‘오래된 미래’라는 차원에서 한국 과학이 나갈 길을 보여주고 있다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

두 은하가 충돌할 때 각 은하 중심에 있는 두 거대 블랙홀이 서로 끌어당기는 순간이 처음으로 포착됐다. 미국 메릴랜드대학 출신 천문학자 마이클 코스 박사가 이끄는 국제 연구팀은 충돌이 진행 중인 여러 은하에서 각 은하 중심에 있는 거대 블랙홀이 서로 끌어당겨 합쳐지기 직전의 순간들을 포착했다고 7일(현지시간) 밝혔다. 연구팀은 “이같은 천문 사건은 우리은하가 수십억 년 안에 이웃은하인 안드로메다와 충돌할 때 어떤 일이 일어날지를 미리 보여주는 것”이라고 설명했다. 연구팀은 미국항공우주국(NASA) 허블우주망원경과 하와이 W.M.켁 망원경 등에 포착된 방대한 자료를 선별해 충돌 중인 은하 수백 개를 조사했다. 코스 박사는 “두 은하의 중심에 각각 자리잡은 두 블랙홀이 하나로 합쳐지는 순간을 자세히 본 것은 꽤 놀라운 일이었다”면서 “이는 해석에 의존하지 않은 매우 깨끗한 결과물이므로 논쟁의 여지가 없다”고 말했다. 연구팀은 방대한 X선 자료에서 시각적으로 희미하지만 활발한 블랙홀들을 찾아냈다. X선은 은하 중심을 덮고 있는 두꺼운 먼지와 가스구름을 통과하므로 이를 측정하면 관측할 수 있다. 그리고 거기에 있는 블랙홀들이 하나의 거대한 블랙홀로 합쳐지기 직전까지 서로 끌어당기는 모습을 포착했다. 연구팀에 따르면, 두 블랙홀이 충돌하면 중력파라는 강력한 에너지를 방출할 것이다. 초기 우주에서는 은하 충돌이 더 빈번하게 이뤄졌으며 이번에 포착된 새로운 이미지들은 이런 사건 중 하나에 관한 상세한 광경을 제공한다. 또한 이런 이미지는 우리 은하 중심에 있는 거대 블랙홀이 안드로메다에 있는 블랙홀과 합쳐질 때 어떤 일이 일어나는지를 보여준다. 이런 블랙홀은 결국 부서져 하나의 더 큰 블랙홀로 합쳐질 것이다. 자세한 연구 성과는 세계적 학술지 ‘네이처’ 최신호(8일자)에 실렸다. 사진=NASA/ESA/W.M.켁천문대/마이클 코스 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

우리 은하 중심에 거대한 블랙홀이 존재한다는 가설을 뒷받침 할 새로운 이미지가 공개됐다. 비즈니스인사이더 등 해외 언론의 지난달 31일 보도에 따르면 유럽남방천문대(ESO)가 칠레 남부 아타카마 사막에 있는 천체망원경 VLT(Very Large Telescop)를 이용해 우리 은하 중심에 있는 거대 블랙홀 ‘궁수자리(Sagittarius) A*’를 관찰한 결과, 주변에서 소용돌이치는 가스의 무더기가 확인됐다고 밝혔다. ESO에 따르면 궁수자리 A별 주변으로부터 적외선이 뿜어져 나오고 있었으며, 이를 정밀 관찰한 결과 소용돌이치는 가스의 무더기라는 사실을 확인했다. 이 가스들은 빛의 속도의 약 30% 빠르기로 소용돌이 치고 있으며, 모두 궁수자리 A별 바깥 경계에서 관찰됐다. 전문가들은 이를 통해 다시 한 번 우리 은하 중심에 있는 블랙홀의 존재가 확인됐다고 분석하고 있다. ESO가 공개한 것은 블랙홀 주변에서 소용돌이치는 가스의 형태를 이미지화 한 것으로, 지금까지 공개된 궁수자리 A별의 이미지 중 가장 근접한 모습을 보여준다. 영국 옥스퍼드대 천체물리학자 조세핀 피터스 교수는 “이번 연구는 블랙홀에 휩싸이지 않는 범위 내에서 가장 가까이 블랙홀에 접근한 관찰”이라면서 “궁수자리 A별은 우리와 가장 가까운 거리에 있는 거대 블랙홀이지만, 아직까지도 미스터리한 부분이 남아있다”고 설명했다. 이어 “이번 결과는 우리 가까이에 있는 ‘천문학적 괴물’(블랙홀)에 대해 더 자세히 이해하는데 도움이 될 것”이라고 덧붙였다. 한편 궁수자리 A별은 지구에서 약 2만 6000광년 떨어져 있으며, 지름은 약 2250만㎞. 질량은 태양의 400만 배에 달하는 것으로 알려져 있다. 지난 4월에는 궁수자리 A별 주위에 작은 크기의 블랙홀 12개가 추가로 존재한다는 사실이 확인되기도 했다. 이번 연구결과는 ‘천문학 & 천체 물리학 저널’(the journal Astronomy & Astrophysics) 10월 31일자에 실렸다. 사진=ESO 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

중국 국이저우성의 세계 최대 전파망원경 ‘관톈쥐옌(觀天巨眼, 톈옌)’이 구인난으로 애를 먹고 있다. 2016년 구이저우성 첸난주 핑탕현 산림지대에 건설된 지름 500m의 ‘구형 전파망원경 톈옌(FAST)’는 블랙홀, 중력파처럼 멀리서 오는 전파와 우주의 통신 신호를 감지한다. 그동안 44개의 중성자별을 발견했다.톈옌에서는 연봉 10만 위안(약 1700만원)에 현지 거주 연구원들을 구하고 있는데, 전파망원경이 있는 곳이 중국 서부의 극심한 오지여서 지원자가 거의 없다고 중국과기일보가 30일 보도했다. 톈옌에서 제공하는 연봉은 핑탕현의 2016년 평균 연봉인 6만 6279위안보다 높고 중국 연구원의 평균 연봉 9만 6638위안보다도 많다. 하지만 최근 24명을 구한 데이터 및 통신 관리직에는 지원자가 거의 없어 겨우 필요 인원의 절반에 가까운 숫자만 뽑을 수 있었다. 톈옌의 근무환경이 외딴 곳인 데다 데이터 연구진은 하루 24시간 3교대 근무라는 가혹한 근무 조건을 소화해야만 한다. 전파망원경을 방해하지 않기 위해 연구원은 휴대전화나 디지털 카메라를 소지하는 것도 금지되며 와이파이도 거의 작동하지 않는다. 톈옌의 연구진은 유선전화나 데스크톱 컴퓨터로만 소통할 수 있다. 2016년 9월부터 정식 가동한 톈옌이 수집한 정보는 전 세계 과학자들도 공유한다. 중국의 우주 굴기를 상징하는 존재와도 같은 톈옌은 외계 생명과 문명 탐사는 물론 국가안보를 위해서도 활용되는 것으로 알려졌다. 축구장 30개 넓이의 반사판을 장착한 톈옌은 푸에르토리코에 있는 지름 300m 규모의 미국 아레시보 천문대 망원경보다 두 배쯤 크다. 베이징 윤창수 특파원 geo@seoul.co.kr

영국 그리니치 천문대가 주최하며, 매년 전 세계에서 수천 명의 사진작가가 참가해 유명해진 ‘올해의 천문사진’ 공모전의 수상 결과가 마침내 발표됐다. 영국 일간 데일리메일 등 외신은 24일(현지시간) 이날 그리니치 천문대 홈페이지에 발표된 올해 수상 결과를 인용해 종합 우승작은 미국의 전문 사진작가 브래드 골드페인트의 작품이 차지했다고 보도했다. ‘사람과 우주’(People and Space) 부문의 우승작이기도 한 이 작품은 골드페인트가 지난해 5월 10일 미국 유타주(州) 모압에서 촬영한 풍경 사진이다. ‘트랜스포트 더 솔’(Transport the Soul)이라는 제목으로 출품된 이 사진은 모압의 적암지대와 그 위에서 천문 사진을 찍고 있는 한 사진작가와 밤하늘의 별들을 한 폭의 사진에 모두 담아냈다. 특히 올해 공모전은 예년보다 참가자 수가 크게 늘어 심사위원들을 고심하게 했을 것으로 예상된다. 전 세계 91개국에서 아마추어 및 전문 사진작가 4200명이 작품을 제출했다는 것. 하지만 골드페인트의 작품은 천문학 및 예술 분야 전문가 등으로 구성된 심사위원들의 마음을 완전히 사로잡은 것으로 보인다. 한 심사위원은 “내게 이 멋진 사진은 천문 사진작가의 모든 것을 보여준다”면서 “빛과 어둠의 균형, 땅과 하늘의 질감과 색조 등 모든 것이 완벽하다”고 평가했다. 이에 따라 그의 작품은 당당히 종합 우승작으로 24일부터 런던 그리니치 국립해양박물관에서 열리는 ‘올해의 천문사진작가’ 전시회에 걸리게 됐다. 그리고 그에게는 1만 파운드(약 1468만 원)의 상금이 수여된다. 다른 10개 부문 우승자들이 받는 상금은 1500파운드(약 220만 원)로 알려졌다. 다음은 부문별 수상작들을 순서대로 나열한 것이다. 1. ‘종합’ 및 ‘사람과 우주’ 부문 우승작 2. ‘우리의 태양’ 부문 우승작 3. ‘은하’ 부문 우승작 4. ‘우리의 달’ 부문 우승작 5. ‘오로라’ 부문 우승작 6. ‘별과 성운’ 부문 우승작 7. ‘하늘경치’ 부문 우승작 8. ‘컴퓨터 조작 망원경’ 부문 우승작 9. ‘행성, 혜성 및 소행성’ 부문 우승작 10. ‘패트릭 무어 경 최우수 신인’ 부문 우승작 11. ‘청소년’(만 15세 이하) 부문 우승작 사진=그리니치 천문대 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

어김없이 여름은 갔고 보현산엔 억새와 가을꽃이 만발했다. 이들이 시들기도 전에 겨울이 찾아온다.하늘이 활짝 열린 밤이면 들뜬 마음으로 카메라를 들고 산책을 나선다. 천문대 밖을 나서면 캄캄해 아무것도 안 보이지만 이내 어둠에 눈이 익숙해진다. 천문대 특성상 되도록 손전등을 켜지 않고 움직인다. 영천과 포항 하늘이 밝고 서쪽 봉우리 너머로는 대구의 불빛이 올라온다. 점점 밝아지는 불빛은 천문대의 가장 큰 고민거리다. 1.8m 망원경이 있는 북쪽은 가려서 안 보이지만 도시 불빛이 없는 유일한 방향이다. 보현산은 봉우리 두 개가 말안장 모양을 하고 있다. 천문대가 있는 동쪽 봉우리가 정상이며 시루봉이라는 이름의 서쪽은 늘 산책하러 다니는 곳이다. 초창기엔 길이 구불구불해 제법 산책 기분이 났지만 이제는 길이 곧게 펴져 아무리 천천히 걸어도 5분 정도밖에 안 된다. 그래서 천문대 정문 주차장까지 이어진 1㎞ 남짓 숲속 산책길을 많이 이용하는데 한밤엔 이상하게 소름이 돋아 잘 다니지 않는다. 시루봉으로 가는 길은 하늘이 활짝 열린 능선이라 한밤에도 마음이 편안하다. 머리 위 별빛이 마음을 안정시켜 주는 것 같다. 바람이 불고 도토리가 떨어져서 구르는 소리도 들린다. 시루봉에 오르면 시야가 활짝 트인다. 동쪽 하늘에 마차부자리, 황소자리, 그 아래로 오리온자리 등 겨울 별자리가 올라오기 시작하고 서쪽 하늘엔 견우와 직녀성, 백조자리 등 여름 별자리가 지고 있다. 그 사이로 옅은 은하수가 길게 이어졌다. 북극성 위로 은하수를 따라 카시오페이아자리가 높게 떠 있고, 북두칠성은 1.8m 돔 옆으로 낮게 겨우 고개를 내밀고 있다. 늦은 가을 밤하늘의 풍경이다. 정작 가을의 대표 별자리인 페가수스자리와 안드로메다자리는 별로 재미가 없고, 찾기도 쉽지 않아 그냥 포기한다. 도시의 불빛이 훤하지만 머리 위에는 옅은 은하수가 흐르니 가만히 보고만 있어도 좋다. 연중 가장 상쾌한 시기다. 삼각대 위에 카메라를 얹어서 빙 둘러 도시 풍경과 밤하늘 사진을 담는다. 곧 떠오를 달을 넣은 일주운동 사진을 위해 30초 정도 반복해서 찍도록 인터벌 촬영을 시작한 후 카메라를 그대로 둔 채 연구실로 돌아온다. 이런 날은 이 같은 산책을 두세 번은 더 해야 하는 멋진 밤이다. 보현산천문대를 찾는 천문학자들이 항상 기대하는 그런 날이다.

‘천재소년’으로 유명했던 송유근(21)은 “12월 24일 크리스마스 이브에 군 입대한다”고 말했다. 송유근은 21일 ‘SBS 스페셜’에서 이같이 말하며 “군대라는 것은 나라를 지키기 위해 존재하는 것인 만큼 나도 나라를 지키고 싶다. 당연한 의무라 생각한다”고 밝혔다. 이날 방송에서 그는 대학생활에 대해 “걸어다니는 게 정말 힘들었다. 강의실마다 이동하는 것이 고역이었다”며 “과학을 재밌게 다가가고 즐기면서 접근하지 못한 것이 아쉬웠다”며 2년 만에 대학생활을 끝낸 이유를 밝혔다. 그는 2005년 8살에 대학에 입학했다. 강의 시간 사이 초등생 1학년 나이인 그가 강의시간에 맞춰 교실에 들어가기가 쉽지 않아보였다.180㎝ 훤칠한 키에 준수한 외모, 스무 살의 청년이 된 그는 만 6세의 나이에 아인슈타인의 상대성이론을 이해했다. 단숨에 초중고 과정을 뛰어넘고 초등학교를 입학할 나이에 대학생 형 누나들과 함께 캠퍼스를 누비며 국내 최연소 대학생이 되었다. 그러나 그는 지금 인생의 또다른 갈림길에 섰다. 그는 자랑스러운 타이틀이 아닌 ‘논문 표절’과 ‘박사학위 취득 실패’라는 수식어를 가지고 현재 일본에서 입대전 연구를 하고 있다. 일본에서 만난 송유근은 “가슴 아프지만 내 나라에서는 내가 어떤 것을 하더라도 안티가 생길 것이다. 그래서 해외에서 연구를 계속하기로 했다”며 “그때 논란이 있었던 연구를 하고 작년 3월 일본 도쿄에서 열렸던 천문학회에서 발표했는데 학자 두 분이 관심을 가져주셨다”라고 말했다. 또 “1년 반 동안 공동연구를 진행하고 있다”며 근황을 전했다.그는 현재 ‘오카모토 방정식’의 신화를 만들어낸 오카모토 명예교수와 새로운 연구에 몰두하고 있다. 오카모토 명예교수는 송유근을 공동 연구자로 일본 국립천문대에 추천한 사람이다. 이 교수는 송유근에게 “가능성이 충분한 청년을 망가뜨리는 것은 한국에서도 마이너스라고 생각한다. 그에게 정신적으로나 학문적으로 서포트가 필요하다면 나는 전력을 다할 것이다”라고 말했다. 이어 송유근은 오카모토 교수에게 “한국에서는 멘토나 동료를 찾는 것이 힘들었다. 정말 감사하다. 한국말의 ‘감사하다’는 말에는 존경의 의미도 담겨있다”고 말했다. 송유근은 “올 겨울에 군입대를 해야 한다. 입대 전까지 완벽한 2개 이상 논문을 완성하는 것이 목표다”라고 말했다. 마지막으로 그는 군입대에 대해 “인생 최초로 전국의 또래 청춘들과 함께 뛰고, 함께 생활하면서 시간을 보낸다. 나는 군대 생활이 내 인생에서 가장 행복했던 하나의 순간으로 만들고 싶다”며 작은 소망을 전했다. 이기철 선임기자 chuli@seoul.co.kr

‘SBS 스페셜’ 송유근 근황이 공개돼 시청자 눈길을 끌었다. 21일 방송된 ‘SBS 스페셜’에서는 ‘천재 소년의 자화상 스무 살, 송유근’ 편이 그려졌다. 이날 방송에서는 일본 국립 천문대에서 연구를 이어오고 있는 송유근의 일상이 공개됐다. 송유근은 해외 대학에서 연구하는 이유와 관련 “가슴 아프지만 한국에서는 내가 어떤 것을 해도 안티가 생길 것”이라며 “그래서 해외에서 연구를 계속하기로 했다”고 밝혔다. 앞서 송유근은 논문 표절 논란에 휩싸인 바 있다. 그는 이와 관련 “세상에 인정받고 싶어서 이 길을 가는 건 아니다. 우주가 좋고, 천체 물리학이 좋아서 시작한 것이기 때문에 목숨을 걸진 않는다. 다만 ‘어디 두고 보자’라는 생각은 했다”며 “어제의 송유근을 뛰어넘고 싶다”고 말했다. 송유근은 또 “12월 24일 입대한다”며 “현역 입대 군인이 존재하는 이유는 국가를 지키기 위함이다. 대한민국을 지키고 싶어서 군대에 가고 싶다”고 전했다. 연예팀 seoulen@seoul.co.kr

유명 천문학자 중 만년에 실명을 한 사람이 둘 있는데, 갈릴레오 갈릴레이(1564~1642)와 조반니 도메니코 카시니(1625~1712)가 그들이다. 문헌이 전하는 바에 의하면 두 사람이 실명한 원인으로 과도한 천체관측을 들고 있다. 과문한 탓인지 모르나, 하지만 그들에 못지않을 정도로 천체관측을 한 사람들 중 실명한 경우는 거의 알려져 있지 않다. 과연 갈릴레오와 카시니는 과도한 천체관측 탓으로 실명을 하게 된 걸까? 실명 외에도 두 사람에게는 묘하게도 공통점이 많다. 카시니는 나중에 프랑스로 귀화했지만, 어쨌든 두 사람 다 이탈리아 출신이라는 점, 둘 다 천문학사에 큰 획을 그을 정도로 위대한 업적들을 남겼다는 점, 또한 둘 다 17세기에 활동한 천문학자라는 점 등등이 그렇다. 별로 좋은 점은 아니지만, 공통점은 그밖에도 또 있다. 두 사람 모두 인성은 별로였다는 점이 바로 그것이다. 카시니는 파리천문대 초대 대장에 취임한 후 목성 대적점의 이동에 따른 목성의 자전주기(自轉周期) 확정, 토성의 자전 검출, 토성 고리의 카시니 틈 발견, 갈릴레오가 발견한 목성 4개 위성의 운행표 작성, 그리고 태양까지의 실거리를 측정하는 등 혁혁한 업적들을 쌓았다. 그러나 카시니는 고생스런 관측연구를 수행하고 돌아온 제자 리셰르를 시골로 내쳐버렸는데, 사연인즉, 리셰르가 적도 기아나에서 화성을 관측하면서 흔들리는 추를 이용한 진자시계를 사용하던 중, 진자가 파리에서보다 느리게 흔들린다는 사실을 발견했다. 많은 사람들이 그 원인을 놓고 고민하던 중에 뉴턴이 그 이유를 명쾌하게 설명해 보였다. 기아나는 파리보다 적도에 가깝다. 따라서 지구가 자전의 영향으로 적도 부분이 불룩해져 있다면 기아나는 파리보다 지구 중심에서 멀리 떨어져 있을 것이고, 그에 따라 중력도 약할 것이다. 이것이 기아나에서 진자가 파리보다 더 느리게 흔들리는 이유다. 실제로 기아나는 파리보다 지구 중심에서 21km 더 떨어져 있다. 리셰르의 발견은 지구가 자전한다는 사실에 대한 움직일 수 없는 증거였다. 이것은 태양까지의 거리를 알아낸 것보다 어쩌면 더욱 중요한 과학적 성과였다. 리셰르는 과학자들 사이에 일약 유명해졌다. 제자가 유명해지는 것을 지켜보고만 있을 수 없었던 카시니는 리셰르를 시골의 군 요새로 쫓아보내 계산 업무를 맡아보게 했다. 말하자면 좌천이었다. 전도 유망하던 젊은 과학자는 이윽고 무명인이 되어 잊혀지고 말았다. 갈릴레오는 카시니처럼 야비한 짓을 한 건 아니지만, 안하무인의 독불장군처럼 굴어 주변에 수많은 적들을 만들었다. 그가 노년에 종교재판을 받고 종신 가택연금에 처해진 데는 그러한 성격이 일조한 바도 없지 않다. 또한 자기에게 여러 차례 도움을 준 케플러에 대한 태도 역시 그 같은 비판을 피하기 어렵다. 1610년, 갈릴레오가 자작 망원경으로 관측한 결과물들, 곧 달의 표면, 목성의 위성, 은하수의 별들에 관한 내용을 <별들의 사자(使者)>라는 제목으로 발표했다. 갈릴레오는 이 책의 신빙성을 높이기 위해 케플러에게 여러 차례 자문을 구했으며, 그때마다 케플러는 ‘별들의 사자와의 대화’라고 불리는 편지에서 아낌없는 조언을 해주었다. 이 책은 출간 후 즉각 격렬한 논쟁을 불러일으켰다. 프톨레마이오스 체계를 크게 뒤흔드는 내용이었기 때문이다. 케플러는 반대파에 맞서서 “그 누가 이 메시지 앞에서 감히 침묵할 수 있겠는가? 바로 여기, 신의 명백하고도 풍부한 사랑이 넘쳐흐르노니, 이를 느끼지 못할 자 누구이겠는가”라며 갈릴레오를 적극 지지했다. 갈릴레오는 케플러의 지원으로 이런 비판들을 모두 잠재울 수 있었지만, 케플러에게 고맙다는 말 한마디 하지 않았다. 그럼에도 케플러는 갈릴레오의 무례에 불만을 표시하지 않았다. 갈릴레오는 지동설을 취하면서도 천문학 이론의 개혁을 이룬 케플러의 업적에 아무런 관심도 표하지 않았으며, 끝까지 케플러의 법칙을 무시하고 원운동을 고수했다. 아인슈타인도 “이 부분이 나를 내내 괴롭히는 대목이다”라고 실토한 적이 있다. 갈릴레오는 만년에 종신연금 당한데다 실명까지 하게 되어, “슬프다. 앞선 모든 시대의 학자들이 보편적으로 받아들였던 한계를 내가 탁월한 관찰과 명석한 논증으로 백배, 아니 천배나 넘게 확장시켜놓은 이 하늘, 이 지구, 이 우주가 이제는 나의 육체적 감각으로 채워지는 좁은 영역 안으로 움츠러들고 말았구나!” 하며 탄식했다. 그러나 갈릴레오나 카시니 두 사람의 실명 원인을 과도한 관측 탓으로 돌린 것은 억측일 확률이 높다. 그렇다면 두 사람은 무엇 때문에 장님이 되었을까? 전문가들은 망원경을 많이 봤다고 실명한다는 것은 넌센스라고 말한다. 여러 정황으로 추측컨대 두 사람의 실명 원인은 백내장일 가능성이 가장 높을 것으로 보인다. 두 사람 다 노년에 실명했다는 점을 보아도 그렇다. 당시에는 백내장이라는 병명도 알려지지 않았을 때라, 실명의 원인을 명확히 규명하기가 어려웠을 것이다. 그리고 두 사람이 모두 천문학자라 사람들은 실명을 관측 탓으로 돌렸을 가능성이 높다. 백내장은 우리 눈에 렌즈 역할을 하는 수정체가 이물질로 인해 빛을 차단함으로써 사물이 뿌옇게 보이게 되는 질병이다. 노년에 흔히 나타나는 증상으로, 흔히 눈이 침침하다고 하는 증상이다. 이 증상이 심해지면 결국 실명으로 가게 된다. 심청이 아버지 심 봉사도 아마 이 병으로 시력을 잃지 않았을까 싶다. 그만큼 옛날에는 흔한 질병이었을 것이다. 현대 의학은 이 경우 혼탁해진 수정체를 제거하고 시력 조절까지 겸한 인공 수정체를 그 자리에 앉힌다. 이 시술법이 개발되지 못했다면 많은 사람들이 실명으로 고통받았을 것이다. 여러분도 어느날 갑자기 눈이 침침하고 사물이 명료하게 보이지 않을 때는 즉시 안과로 가서 검안해보기 바란다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

대전을 상징하는 축제인 사이언스페스티벌이 19일 막을 올려 오는 22일까지 엑스포시민광장, 대전컨벤션센터 등에서 펼쳐진다. ‘4차 산업혁명 특별시, 대전은 미래로, 미래는 대전으로’를 주제로 열리는 페스티벌은 사이언스 콘서트, 사이언스 매직쇼, 거리예술가 공연, 디쿠페스티벌, 과학자 강연(X-STEM), 과학놀이터 등 4개 분야 44개 프로그램이 마련됐다. 제4차 산업혁명 기업관, 3D프린터 체험, VR(가상현실) 및 AR(증강현실) 체험, 로봇체험, 드론체험, 게임체험, 대전시민천문대의 별축제, 사이언스 관광열차 등도 있다. ‘과학도시’ 대전을 대표하는 축제인 사이언스페스티벌은 2000년 처음 열린 뒤 그동안 모두 345만여명의 관람객이 찾았다. 대전 이천열 기자 sky@seoul.co.kr

빅뱅(우주 대폭발) 이후의 초기 우주가 지금까지 생각보다 훨씬 더 일찍 진화를 시작한 것일지도 모르겠다. 유럽남방천문대(ESO)는 17일(현지시간) 지구에서 육분의자리 방향으로 110억 광년 거리에서 태양보다 1000조 배 이상 큰 질량을 지닌 초은하단을 발견했다고 밝혔다. 초은하단은 은하들이 모여서 이룬 초대규모의 은하집단이다. ‘히페리온’(Hyperion)이라고 명명된 이 초은하단은 빅뱅 이후 23억 년이 흐른 초기 우주에서 형성된 ‘원생 초은하단’이다.　ESO에 따르면, 히페리온은 국제 천문학 연구팀이 칠레에 있는 ESO의 초거대망원경(VLT)에 장착된 ‘가시광선 다천체분광기’(VIMOS)를 사용해 처음 발견했다. 전문가들은 초기 우주에서도 엄청난 질량과 크기를 지닌 히페리온의 발견은 그야말로 놀라운 일이라고 말한다. 연구를 이끈 이탈리아 천체물리연구소(INAF)의 올가 쿠치아티 박사는 “빅뱅 이후 20억 년이 좀 더 흐른 시점에서 이렇게 초은하단이 확인된 사례는 이번이 처음”이라면서 “보통 초기 우주의 초은하단은 낮은 적색편이를 갖는데 이는 우주가 지금까지 생각보다 훨씬 더 일찍 진화를 시작했음을 보여준다”고 설명했다. 연구팀에 따르면, 히페리온은 비슷한 크기의 가까운 초은하단들과 구별되는 복잡한 구조를 갖는다. 이 거대한 우주 구조는 적어도 7개의 고밀도 은하가 필라멘트처럼 연결돼 있다는 것이다. 히페리온의 이런 특이한 구조는 초기 우주의 진화 과정과 관련이 있다고 연구팀은 보고있다. 근처에 있는 다른 은하단들은 중력으로 물질을 끌어당기기 위해 몇십억 년을 보냈지만, 히페리온의 경우 이 과정이 훨씬 더 짧았다는 것이다. 연구팀은 히페리온은 우리 은하가 있는 처녀자리 초은하단이나 슬론 장성(Sloan Great Wall)에 있는 초은하단들처럼 국소 우주에서 보이는 다른 큰 천체들과 비슷한 구조로 진화할 것이라고 말했다. 쿠치아티 박사는 “히페리온을 이해하고 이 천체가 비슷한 최근의 초은하단과 어떤 차이가 있는지를 이해하면 우주가 과거에 어떻게 발전했고 미래에 어떻게 진화할지를 예측할 수 있다”고 설명했다. 사진=ESO/올가 쿠치아티 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

금(金) 같이 세상에서 가장 희소한 원소를 생성하는 거대한 폭발 현상이 우주 전역에서 정기적으로 일어날 수 있음을 시사하는 연구 결과를 미국항공우주국(NASA)이 16일(현지시간) 발표했다. 이른바 ‘킬로노바’(Kilonova·메크로노바 또는 R-과정 초신성이라고도 한다)로 알려진 이 현상은 두 개의 중성자별이 충돌하면서 고에너지의 입자로 이뤄진 강력한 제트를 우주 공간으로 방출할 때 발생하는 빛을 말한다. 이때 금은 물론 백금, 우라늄과 같이 무거운 원소가 대량으로 생성된다. 지난해 10월 16일 킬로노바가 처음 발견됐을 때 각국의 천문학자와 물리학자로 이뤄진 한 연구팀은 ‘두 중성자별의 병합’으로 추정되는 광원에서 빛과 중력파를 처음으로 동시 검출한 사실을 발표했다. 이 폭발은 우주의 구조를 뒤흔들어 시공간을 왜곡했고, 이는 천체물리학계의 새로운 장을 연 것으로 여겨졌다. 이후 천문학자들은 이 역사적인 사건과 직접적인 관계가 있는 현상을 새롭게 확인했으며 이런 현상이 지금까지 생각보다 훨씬 더 흔할 수 있다고 주장한다. 이번 연구를 주도한 NASA의 엘레노라 트로자 연구원은 “이는 하나밖에 감지되지 않았던 현상이 두 개가 된 큰 진전”이라고 말했다. 새롭게 확인된 폭발은 지난 2015년 NASA의 닐 게릴스 스위프트 천문대에 의해 위치가 확인됐던 ‘감마선 폭발(GRB) 150101B’다. NASA 찬드라 X선망원경과 허블우주망원경(HST), 그리고 디스커버리채널망원경(DCT)의 후속 관측에 따라 GRB150101B는 지난해 레이저간섭계중력파관측소(LIGO)에 의해 발견됐으며 여러 집광 망원경에 의해 관측됐던 중성자별의 병합인 ‘중력파(GW) 170817’과 주목할 만큼 비슷한 점을 공유하는 것으로 나타났다. 이번 연구는 이처럼 서로 다른 두 천체가 실제로 직접적인 연관성이 있을 수 있음을 보여준다. 트로자 연구원은 “이번 발견은 GW170817과 GRB150101B 같은 사건이 완전히 새로운 종류의 폭발 현상을 나타내는 것일 수 있으며 이런 현상은 실제로 비교적 흔할 수 있다는 것을 보여준다”고 말했다. 연구에 참여한 NASA의 제프리 라이언 연구원은 “두 천체는 똑같아 보이고 똑같이 행동하며 비슷한 이웃 출신이므로 가장 간단하게 설명하면 이들은 같은 종류의 천체에서 나왔다는 것”이라고 말했다. GRB150101B와 GW170817이라는 두 가지 사례 모두 폭발은 비축(off-axis)으로, 즉 제트가 직접 지구를 향하지 않은 상태에서 확인됐을 가능성이 있다. 지금까지 천문학자들이 확인한 이런 사건은 두 번의 ‘비축 단기지속 감마선폭발’(off-axis short GRB)이다. GRB150101B의 광학적 방출은 스펙트럼상에서 대부분이 파란색 부분이며 이 사건은 GW170817에서 관측됐듯이 또다른 킬로노바의 중요한 단서를 제공한다. 트로자 연구원은 “모든 새로운 관측은 우리가 스펙트럼상의 고유 흔적이 있는 킬로노바를 확인하는 방법을 더 많이 배울 수 있도록 해준다”면서 “예를 들면 은은 파란색을 내지만 금과 백금은 빨간색을 내는 것”이라고 설명했다. 또 “우리는 중력파 관측 자료 없이도 이 같은 킬로노바를 확인할 수 있었으므로, 미래에는 감마선폭발을 직접 관측하지 않고도 이 작업을 수행할 수 있을 것”이라고 말했다. GRB150101B와 GW170817 사이에는 여러 공통점이 있지만, 매우 중요한 두 가지 차이점이 있다. 하나는 위치인데 GW170817은 지구에서 약 1억3000만 광년 거리에 있지만, GRB150101B는 약 17억 광년이나 떨어져 있다. 두 번째 중요한 차이점은 GW170817와 달리 GRB150101B에서는 중력파 자료가 존재하지 않는다는 것이다. 이런 정보가 없으면 연구팀은 병합된 두 천체의 질량을 계산할 수 없다. 따라서 GRB150101B는 두 중성자별이 아니라 블랙홀과 중성자별의 병합에서 비롯됐을 수 있다. 또다른 연구 참여자인 NASA의 알렉산더 쿠이트레프 연구원은 “물론 GW170817과 같은 또다른 사건이 중력파 자료와 전자파 영상을 모두 제공하는 것은 시간문제일 것”이라고 말했다. 이어 “다음에 이런 관측을 한다면 그것은 중성자별과 블랙홀의 병합일 것”이라면서 “이번 연구는 이런 사건을 훨씬 일찍 볼 수 있다는 새로운 희망을 준다”고 말했다. 자세한 연구 결과는 세계적 학술지 네이처 자매지인 ‘네이처 커뮤니케이션스’(Nature Communications) 최신호(16일자)에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

천문학자들이 중성자별과 한 계를 이루는 쌍성계를 사상 처음으로 포착했다. 11일(현지시간) 미국 캘리포니아공과대학(캘텍)에 따르면, 지구에서 약 9억2000만 광년 떨어진 한 나선은하의 변두리에서 발생한 특이한 초신성 폭발에 관한 관측 연구에서 이같은 발견이 이뤄졌다. 지난 2014년 10월 미국 팔로마산천문대의 관측장비 ‘iPTF’(intermediate Palomar Transient Factory)에 처음 관측돼 ‘iPTF 14gqr’로 명명된 이 초신성 폭발은 일반적인 초신성 폭발보다 짧은 기간에 희미한 빛을 내뿜었다. 캘텍이 주도한 연구팀은 단기간에 희미하게 사라진 이 초신성 폭발 속에서 한 거대한 별의 특이한 죽음을 목격했다. 이는 죽어가던 별과 매우 가까운 거리에 짝별의 존재를 시사한다. 짝별이 죽어가던 별에서 방출되는 질량을 오랜 기간에 걸쳐 흡수했기에 막상 초신성 폭발이 일어났을 때 방출된 에너지가 적어 이런 현상이 일어났을 수 있다는 것. 초신성 폭발은 우리 태양보다 질량이 8배 이상 큰 거대한 별이 중심핵의 연료를 다 썼을 때 일어난다. 그러면 별의 외층이 벗겨지고 크기가 줄어 밀도 높은 중성자별이 된다. 즉 이 초신성 폭발 속에서 새롭게 탄생한 중성자별은 짝별이 있는 ‘쌍성 중성자별’이라는 것이다. 쌍성 중성자별의 존재는 우주에서 금과 같은 중원소의 생성을 설명할 수 있어 중요하다. 쌍성 중성자별의 짝별은 보통 별이나 백색왜성 또는 다른 중성자별이며, 블랙홀을 짝별로도 둘 수 있다는 이론도 있다. 하지만 쌍성 중성자별의 경우 짝별과 너무 가까이 있어 결국 두 천체는 충돌해 굉장한 폭발 속에 병합된다. 이처럼 중성자별의 병합에서는 이른바 중력파로 알려진 시공간 구조 자체에 흔들림이 일어난다. 일반적으로 거대한 별이 초신성 폭발을 일으키면 태양 질량보다 몇 배 더 큰 물질이 파괴된다. 하지만 연구팀이 관측한 이번 초신성 폭발에서는 태양 질량의 20%밖에 방출되지 않았다. 이에 대해 연구에 참여한 만시 카슬리왈 캘텍 천문학과 조교수는 “우리는 이 거대한 별의 중심핵이 붕괴하는 모습을 봤지만, 놀랄 만큼 많은 양이 방출되는 것은 거의 보지 못했다”면서 “우리는 이를 외층이 아주 얇게 벗겨진 초신성(ultra-stripped envelope supernova)이라고 부르는 데 오래전부터 이런 천체의 존재를 예측해왔다”고 설명했다. 연구팀은 이론 모형화를 통해 이번 관측을 해석할 수 있었다. 이는 관측자들이 이번 초신성 폭발을 둘러싼 고밀도 물질의 존재를 추론할 수 있도록 했다. 연구에 참여한 미국 카네기과학연구소의 앤서니 피로 박사는 “이론과 관측을 결합함으로써 우리는 이런 놀라운 사건에 대해 훨씬 더 많은 것을 배울 수 있다”고 말했다. 자세한 연구 성과는 세계적 학술지 ‘사이언스’ 최신호(12일자)에 게재됐다. 사진=NASA/JPL-Caltech/R. Hurt 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

남극 아문센·스콧 기지 인근 얼음층 속에는 육각 기둥 형태의 아이스큐브 검출기가 설치돼 있다. 우주에서 발생하는 고에너지 뉴트리노를 탐색하고 일정 수준 이상의 세기로 검출되면 전 세계 천문대에 이를 알리고 공동관측을 요청한다. ‘얼음덩어리’라는 이름의 아이스큐브는 2013년부터 우주 어디에서 오는지 정확히 알 수 없는 고에너지 뉴트리노를 검출했다. 고에너지 뉴트리노의 발생에는 우리 은하계 너머에서 막대한 에너지를 방출하는 천체가 있을 것을 짐작하게 한다.막대한 에너지를 방출하는 천체의 정체를 밝히기 위한 국제적 공동 노력의 결과 지난해 9월에 검출된 고에너지 뉴트리노 현상은 ‘TXS0506+056’이라는 이름을 가진 ‘블레이저’ 천체에서 발생한 것이라고 최근 발표됐다. 이글거리는 불덩어리라는 뜻의 ‘블레이저’는 태양보다 100만배 이상 무거운 초대형 블랙홀이 빛의 속도에 가깝게 물질을 방출하는 경우에 부르는 이름이다. 21세기 천문학의 가장 중요한 발견 중 하나는 우주에 있는 대부분, 아마도 모든 은하 중심에 초대형 블랙홀이 적어도 하나는 있다는 사실이다. 태양계로부터 약 3만 광년 떨어진 궁수자리 방향의 우리 은하 중심에도 초대형 블랙홀이 있다는 강력한 증거가 있다. 이런 블랙홀은 엄청난 중력으로 물질을 끌어당기는 한편 막대한 에너지와 물질을 방출하기도 한다. 물질과 에너지 방출이 우리를 향하고 있는 경우 방출 속도는 빛보다 더 빠른 것처럼 보이게 되며 엄청나게 밝고 강력해진다. 다행히 우리를 향하고 있는 블레이저들은 모두 상당히 멀리 있어서 우리에게 직접 해를 끼치지는 않는다. 고에너지 뉴트리노 방출의 배후가 불덩어리인 ‘블레이저’라는 것을 얼음덩어리인 ‘아이스큐브’로 관측했다는 것은 무척 흥미롭다. 천체와 관측 장비의 이름을 정하는 정도의 영향력을 가진 내공 있는 연구자 중에 재미있는 이름을 붙일 만큼의 여유를 가지고 있는 사람이 많다는 방증이다. 그런 여유가 연구에도 도움이 될 것 같다. 우주에는 수많은 블레이저가 있다. ‘TXS0506+056’은 그중 특별히 강력하거나 특별히 우리에게 가까이 있는 천체는 아니다. 인류가 발견한 이 최초의 은하계 너머 고에너지 뉴트리노 방출원의 생성 이유를 한국 연구자를 포함해 전 세계의 과학자들이 연구하고 있다.

- 두 개의 소행성이 22만km 거리까지 접근 두 개의 소행성이 내일 지구로 접근한다. 우주 전문 사이트 스페이스닷컴이 9일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)이 새로 발견된 두 개의 소행성이 9월 10일(한국시간) 달보다 가까운 거리에서 지구를 스쳐 지날 것이라고 보도했다. ​NASA의 소행성 관측 팀에 따르면, 두 개의 소행성중 작은 것은 자동차 크기만 하고, 그 뒤를 따라오고 있는 큰 소행성 2018 RC는 10층 빌딩만 한 것으로, 지난 9월 3일(현지시간) 하와이에 있는 소행성 충돌 최종경보 시스템(Asteroid Terrestrial-impact Last Alert System:ATLAS)에 의해 발견되었다. 2018 RC가 10일 지구에 가장 가까이 접근할 때 지구와의 거리는 약 22만km에 지나지 않는데, 이는 지구-달의 거리인 38만km보다 훨씬 가까운 거리이다. NASA는 행성 2018 RC의 지름을 40m로 추정했으며, 밝기는 12등급으로, 구경 10cm 소형망원경으로 볼 수 있다. NASA의 소행성 관측 팀에 따르면, 10일 2018 RC 소행성은 지난 9월 7일(현지시간) 발견된 소행성 2018 RW를 뒤따라올 것으로 알려졌는데, 이 소행성은 지름 3m로, 자동차 크기만 한 것이다. 이탈리아의 체카노에 있는 벨라트릭스 천문대의 천체 물리학자인 지안루카 마시가 설립한 온라인 관측소인 가상 망원경 프로젝트(Virtual Telescope Project)는 10일 저녁 6시(EDT/2200 GMT)부터 실시간 웹 캐스트를 시작한다고 발표했다. 해당 프로젝트나 스페이스닷컴(Space.com) 그리고 virtualtelescope.eu/webtv에서 직접 볼 수 있다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

아무것도 보이지 않고 만져지지 않지만 어떤 존재가 강하게 느껴진다면 그것은 있는 것일까, 없는 것일까.빛 공해가 없는 시골에서 맑은 밤하늘을 바라보면 수많은 별들이 눈 안으로 한가득 쏟아져 들어온다. 그런데 공기가 없는 우주에서 별과 별 사이는 무엇으로 채워져 있을까. 실제 우주에는 있는 듯 없는 듯한 유령 같은 존재가 별과 별 사이를 가득 채우고 있다. 밤하늘의 별처럼 우주에서 우리 눈에 보이는 ‘일반 물질’은 약 4~5% 정도에 불과하고 나머지 95~96%는 베일에 감춰진 수수께끼 같은 존재인 암흑물질과 암흑에너지로 채워져 있다. 암흑물질의 존재 가능성은 1933년 프리츠 츠비키(1898~1974) 미국 캘리포니아공과대(칼텍) 교수가 처음 제기했다. 츠비키의 주장은 당시 과학자들에게 무시돼 20년 이상 잠들어 있다가 1950년대 말 미국의 천문학자 베라 쿠퍼 루빈 박사가 애리조나 키트피크 천문대에서 은하 내부 별의 회전속도를 측정한 결과를 발표하면서 재조명됐다.은하를 이루고 있는 별들은 은하 중심을 공전하고 있는데 기존 중력 법칙에 따르면 별들의 속도가 중심에서 멀어질수록 느려져야 한다. 그런데 루빈 박사의 관측에 따르면 은하 중심부 별들과 바깥쪽 별들의 속도가 거의 같았다. 일부 과학자들은 중력 법칙을 수정해 이런 현상을 설명하려고 시도했으나 모두 실패했다. 중력 법칙을 수정하기 위해서는 기존 중력 법칙이 부분적으로라도 틀렸다는 증거가 있어야 하는데 그런 증거를 찾지 못했기 때문이다. 결국 새로운 물질의 존재를 가정할 수밖에 없었다. 그것이 바로 암흑물질과 암흑에너지다. 레이저 간섭계 중력파 관측소(라이고) 연구단이 2016년 2월 중력파 관측 성공을 선언함으로써 알베르트 아인슈타인이 1915년 발표한 일반상대성이론이 예측한 현상 중 마지막까지 남아 있던 숙제가 풀렸다. 중력파 발견 이후 과학계는 암흑물질과 암흑에너지 탐색을 위한 실험에 박차를 가하고 있다. 2012년 ‘신의 입자’라고 불리는 힉스입자를 발견한 유럽핵입자물리연구소(CERN)도 향후 연구 대상으로 암흑물질을 지목했다. 지난 3일 이탈리아 국립핵물리연구소 산하 프라스카티 국립실험실은 암흑물질 탐색을 위한 ‘파드메’(PADME) 실험을 시작했다고 밝혔다. ‘파드메’ 실험은 ‘양전자 소멸을 통한 암흑물질 실험’의 준말이다. 연구팀은 암흑물질이 현재 물리학에서 통용되고 있는 4가지 힘인 중력, 전자기력, 강한 핵력, 약한 핵력이 아닌 ‘제5의 힘’에 민감하게 작용할 것이라는 가설에서 실험을 시작했다. 제5의 힘은 ‘암흑광자’(Dark photon)에 의해 전달된다. 그렇기 때문에 암흑광자를 찾게 되면 암흑물질의 존재를 간접적으로 파악할 수 있다는 설명이다. 암흑물질의 직접 검출이 쉽지 않기 때문에 암흑물질들 사이의 힘을 매개하는 물질을 찾는 것으로 전략을 바꾼 것이라 할 수 있다. 이탈리아 사피엔자대 마우로 라지 박사는 “현대 과학으로도 우주의 90% 이상이 어떤 것으로 구성돼 있는지 정확하게 모른다”며 “우주의 90%를 좌우하는 제5의 힘을 발견한다면 우주를 보는 관점을 완전히 바꿔야 할 것”이라고 설명했다. 국내에서도 암흑물질 검출을 위해 분주하게 움직이고 있다. 기초과학연구원(IBS) 지하실험연구단은 암흑물질의 유력 후보로 알려진 중성미자 연구를 위해 강원도 정선 신동읍 한덕철광 부지 일대 지하 1100m 깊이에 2000㎡ 규모의 실험공간을 건설 중이다. 지하실험연구단은 ‘약하게 상호작용하는 무거운 입자’라는 뜻의 암흑물질인 ‘윔프’의 신호를 찾기 위해 강원도 양양 양수발전소 지하 700m에서 윔프 검출 실험도 진행 중이다. IBS 지하실험연구단 관계자는 “지하 깊숙이 들어갈수록 실험에 방해가 되는 물질이 줄어 검출기 민감도가 높아지게 되고 그렇게 되면 우주의 비밀을 간직한 물질을 예상치 못하게 발견할 가능성도 커진다”고 말했다. IBS 액시온 및 극한상호작용연구단도 CERN과 함께 또 다른 암흑물질 후보인 액시온 검출을 위한 공동 연구를 진행하고 있다. 이들은 9테슬라(자기장 세기의 단위)급의 강력한 자석을 개발 중이다. 액시온은 강한 자기장을 만나면 빛을 내는 광자로 바뀐다고 예측되고 있어 9테슬라급 자석으로 태양에서 날아오는 액시온을 검출하겠다는 것이다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr