11일 유성온천문화축제가 열린 대전 유성구 온천로 일원에서 방문객들이 ‘온천수 건강 물총 대첩’을 즐기고 있다. 2019.5.11 연합뉴스

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

편평한 공간이란? 우주는 편평하다. 공간이 편평하다니? 3차원이 편평하다는 것은 대체 무슨 뜻일까? 우리 감각은 3차원이 편평한 것을 느낄 수가 없다. 그러나 수학을 이용하면 공간이 굽어 있는지 편평한지를 알 수 있다. 그것을 한번 알아보도록 하자. 먼저 우리가 해야 할 일은 편평하다는 게 어떤 건지를 정의해야 하는 것이다. 2차원 평면에서 생각해본다면 편평하다는 것은 굴곡없이 고르다는 뜻이다. 그러나 같은 2차원이라도 지구와 같은 구면에 대해서는 수학적으로 서술할 수 있는 방법이 필요하다. 이 구면에 대한 기하학이 이른바 비유클리드 기하학이다. 우주의 구조를 이해하는 데도 비유클리드 기하학의 도움이 필수적이다. 비유클리드 기하학의 출발점은 유클리드 기하학의 제5공리인 평행선 공리였다. 다음과 같다, “한 직선이 두 직선과 교차하면서 생기는 내각의 합이 180도보다 작을 때, 두 직선을 계속 연장하면 두 각의 합이 작은 쪽에서 만난다.” 이처럼 유클리드 기하학에서는 직선 밖의 한 점을 지나 그 직선과 만나지 않는 직선은 하나밖에 없으며, 평행선은 아무리 연장하여도 만나지 않는다고 가정하고 있다. 비유클리드 기하학은 19세기에 들어서 형태를 갖추었는데, 여기서는 평면상의 두 직선은 모두 만나며, 직선 밖의 한 점을 지나고 그 직선과 만나지 않는 직선을 그을 수는 없다고 가정하는 곡면의 기하학을 만들었다. 유클리드 기하학이 ‘평면 위의 기하학’인 데 비해, 비유클리드 기하학의 ‘곡면 위의 기하학’이라 불린다. 유클리드의 평면은 곡률이 0이다. 구는 모든 지점에서 곡률이 같으며, 구의 두 대원은 유클리드 공리가 요구하는 한 점이 아니라 두 점에서 서로 만난다. 지구의 적도와 양극을 지나는 대원을 상상하며 이해하기 쉽다. 적도에서 정북으로 향한 두 평행선을 출발시키면 두 직선은 북극점에서 만난다. 구의 곡률이 양인 데 반해 음의 곡률도 있다. 예컨대, 말안장 같은 곡면은 음의 곡률이다. 곡률의 음, 양을 판단하는 기준은 그 면에 그려지는 삼각형 내각의 합이다. 내각의 합이 180도보다 크면 양의 곡률, 180도보다 작으면 음의 곡률이다. 지구의 표면에 삼각형을 그려보면 내각의 합이 180도보다 크게 나온다. 지구가 양의 곡률을 가진 구면이기 때문이다. 이에 비해 말안장 위에다 삼각형을 그리고 내각의 합을 구해보면 180도보다 작게 나온다. 바로 음의 곡률임을 알 수 있다. ​지구의 안쪽은 말안장처럼 휘어져 있다. 이 면 위에서는 평행으로 출발한 두 직선이 서로 무한히 멀어진다. 이를 수학에서는 쌍곡선이라 한다. 현재 우리가 살고 있는 우주공간은 ​비유클리드 공간이다. 2차원의 면이 굽어 있음을 우리가 알 수 있는 것은 우리가 3차원적 존재로 여분의 차원을 넣어 그것을 굽힐 수 있기 때문이다. 그러나 3차원 공간은 굽힐 수가 없다. 여분의 차원을 위한 공간이 더 이상 없기 때문이다. 그런 면에서 우리는​ 구면 위를 기어가는 개미와 비슷하다. 개미는 자신이 기어가고 있는 구면이 굽어 있는지를 알 수가 없다. 그 표면을 벗어날 수 없기 때문이다. ​3차원 공간이 휘어 있는지 알 수 없다는 점에서 우리는 인간 개미라고도 할 수 있다. ​2차원에서 사는 사람(절대로 3차원으로 못 나옴)이 자신이 사는 평면의 성질을 알고자 한다면 그 위에 삼각형을 그리고 각도를 더해보면 알 수 있다. 기하학의 위력이다. ​ 빛은 우주공간의 본질을 밝혀주는 지표 3차원 공간이 굽었는지를 알려면 무슨 방법이 있을까? 가장 간단한 방법은 직접 4차원 이상의 공간으로 나가 살펴보는 것이다. 그러나 3차원에 사는 인간으로서는 불가능한 일이다. 따라서 우리는 다시 수학의 힘을 빌지 않으면 안된다. 2차원 평면에서 삼각형을 썼듯이 3차원에서는 직진하는 빛을 사용하면 된다. 그런데 직선이란 두 점을 연결하는 최단거리이지만, 이 정의는 평면 위나 굽지 않은 3차원 공간에만 적용된다. 구면 위에서 두 점 사이의 최단 거리는 두 점을 지나는 대원(大圓; 두 점과 구의 중심을 지나는 면이 구면 위에 그리는 큰 원)의 일부다. 일반적으로 공간의 두 점 사이 최단 거리를 측지선이라 하고, 빛은 이 측지선을 따라 진행한다. 따라서 3차원 공간이 굽었는가의 여부를 판단할 수 있는 방법 중 하나는 빛이 직선으로 나아가는지를 살펴보는 것이다. 일반적으로 빛은 최단 경로, 곧 가장 빠른 길을 따라 진행하는 성질이 있다. 이를 페르마가 발견하여 페르마의 원리, 또는 최단시간의 원리라 불린다. 반사나 굴절도 모두 이 원리로 풀이된다. 그런데 일반상대성 이론에 따르면 빛이 중력장을 지날 때는 이 원리가 성립되지 않는다. 아인슈타인은 빛의 경로가 직선이 아니고 휘어진다면 곧 공간이 휘어져 있기 때문이라고 보았다. 빛의 경로는 공간의 성질을 드러내준다. 그래서 아인슈타인은 ‘오직 빛만이 우주공간의 본질을 밝혀주는 지표’라고 말했다. ​ ​물질이 우주 구조를 결정한다우주의 구조는 그 안에 물질이 얼마나 담겨 있느냐에 따라 결정된다. 일반상대성 이론에 따르면 질량은 공간을 휘게 한다. 우주에 담긴 질량이 임계밀도보다 크다면, 우주공간 자체가 안으로 짜부라들 수 있다. 그러면 빛은 한없이 직진하는 게 아니라, 결국은 굽은 공간 때문에 휘어서 돌아오게 된다. 이것이 닫힌 우주다. 반대로, 우주 전체의 질량밀도가 충분히 크지 않다면, 우주의 곡률은 전체 우주를 짜부라들게 할 정도로는 크지 못할 것이며, 그러한 상황은 경계가 없는 무한 우주를 만들어갈 것이다. 이것을 열린 우주라 한다. 또 다른 가능성으로는, 만약 우주의 물질이 임계밀도(1m^3당 수소 원자 10개)와 균형을 이룬다면, 우주는 평탄한 상태를 유지하며 영원히 팽창할 것이다. 우주공간에서 과연 빛은 직진하는가? 이에 대해 과학자들은 138억 년 동안 우주를 여행한 가장 오래된 빛인 우주배경복사를 면밀히 측정해본 결과, ​하나의 결론을 얻기에 이르렀는데, 우주는 거의 평탄하다는 것이다. 우주는 가속 팽창하지만, 기하학적으로는 편평한 우주다. 우주 전체의 물질-에너지 밀도가 임계밀도와 정확히 같다는 말이다. 그러나 우주에 존재하는 질량이 공간을 휘어지게 만들고, 그래서 우주 전체로 볼 때 우주는 그 자체로 완전히 휘어져 들어오는 닫힌 시스템이다. 따라서 우주는 유한하지만, 안팎이 따로 없으며, 경계나 끝도 없고, 가장자리나 중심도 따로 없는 구조를 하고 있다. 따라서 한 방향으로 똑바로 무한히 나아간다면 이윽고 출발한 지점으로 돌아오게 된다. 그러나 우주가 너무나 거대한 규모로 휘어져 있어, 한 940억 광년 거리를 달려야만 원래의 곳으로 되돌아올 수 있다고 한다. 우주의 나이 138억 년을 훨씬 넘어서는 시공간이다. 게다가 이 순간에도 우주는 빛의 속도로 팽창하고 있다. 그러니 원래의 출발점으로 돌아온다는것은 거의 불가능한 일일 것이다. 요컨대, 우주는 변하고 있다. 오늘 우리가 사는 우주는 내일의 우주가 아니다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

낚시터 근처에서 작은 가게를 운영하는 엄마와 단둘이 사는 미라. 엄마는 근처 천문대에서 일하는 ‘천문대 아저씨’와 사랑에 빠지지만 결혼을 한 달 앞둔 1994년의 어느 날, 아저씨가 낸 교통사고로 저세상 사람이 된다. 혼자 외로이 살아가던 미라는 불꽃놀이가 펑펑 터지던 날, 프러포즈를 할 줄 알았던 남자친구 민혁에게서 뜻밖의 고백을 듣는다. 그 1994년, 자신은 친구들과 함께 의문의 죽음을 맞은 친구를 암매장했노라고. 김인숙 작가의 장편소설 ‘벚꽃의 우주’는 성수대교가 무너지고 지존파의 살인이 자행되고 김일성이 사망하는 등 다사다난했던 1994년에, 그 사건사고들과 무관한 한 개인의 서사도 얼마든지 버라이어티할 수 있음을 보여 준다. 이어지는 미라의 이야기 또한 만만치 않다. 갖은 고민 끝에 민혁과 결혼해, 수온이라는 아들을 낳은 미라. 엄마가 남긴 옛집에서 꽃을 가꾸는 천문대 아저씨와 뜻밖에 재회한다. 그 옛날처럼 꽃이 난분분한 그 집에서 ‘미라펜션’을 꾸리고 자신만의 집을 만들 생각에 희망에 부풀지만, 그 펜션에 암매장 때 함께했던 민혁의 옛 친구들이 나타나며 이야기는 파국을 맞는다. 그리고 이어지는 의문의 사고사. 그 사고들의 중심에는 불안과 공포 속에서 자신의 우주를 지키고자 한 미라가 있었다. 엄마를 잃고 고독과 증오 속에서 성장한 미라는 누구보다도 안정적인 집을 갖길 원했다. ‘미라의 집’을 지키기 위해 미라는 기꺼이 민혁을 선택했고, 본인의 결단이 죄악으로 귀결될 것을 알면서도 거듭되는 선택을 막을 길이 없다. 불안과 공포 속 위악적인 인간들의 외로움이, 그들만의 우주를 완성하기 위한 그악스러운 선택으로 이어지는 것이다. “다시 산다고 해도 나는 수온이를 태어나지 못하게 하는 어떤 선택도 하지 않을 거니까요. 그러려면 나는 다시 태어나도 다시 민혁이라는 남자를 사랑해야 하잖아요. (중략) 사랑이란 건, 그런 거잖아요.”(197쪽) 미라의 고백 속 ‘다시 사랑’이라는 메시지는 식상하지만, 그게 아니면 이 무심한 우주를 설명할 수도 이해할 수도 없을 것 같았다. 어느덧 등단 36년을 맞은 중견 작가는 ‘다시 또 사랑’을 말하고 있었다. 이슬기 기자 seulgi@seoul.co.kr

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　　

“미국 최대도시 뉴욕은 ‘킬러 소행성’의 충돌로 폐허가 됐다” 거대한 소행성이 지구에 충돌하는 한 모의실험에서 이런 결과가 나왔다고 USA투데이 등 외신이 6일(이하 현지시간) 전했다. 보도에 따르면, 지난달 29일부터 이달 3일까지 미국 수도 워싱턴DC 근교 메릴랜드대(칼리지파크)에서 열린 ‘2019 지구방위회의’(PDC)에서 진행된 소행성 충돌 모의훈련에서 전문가들은 소행성 궤도 변경에 실패하고 말았다. 국제우주인연합(IAA)이 주관하는 이 회의는 2년 단위로 열리는데 그때마다 이같은 모의훈련이 이뤄진다. 가상 속 소행성은 2013년 남프랑스 코트다쥐르(프렌치 리비에라), 2015년 방글라데시 수도 다카를 파괴했지만 2017년 일본 도쿄는 가까스로 충돌을 면했다. 이번 미국 충돌에 대해서는 준비 기간이 8년이었음에도 과학자들과 기술자들은 소행성의 궤도를 바꾸지 못했다. 시나리오는 미국항공우주국(NASA)이 설계한 것으로 4월 29일 워싱턴DC 근교에서 지름 100~300m의 소행성이 발견됐다는 경고에서 시작됐다. 회의에서는 매일 천문학자와 기술자 그리고 비상대응 전문가 등 약 200명이 시나리오에 따라 정보를 받고 결정을 내리며 시뮬레이션을 진행했다. 처음 가상의 소행성은 8년 뒤인 2027년 4월 29일 지구에 충돌할 확률이 고작 1%밖에 안 됐지만, 몇 달 만에 10%로 상승했으며 그 후에는 100%까지 치솟았다. 시뮬레이션에서 NASA는 2021년 문제의 소행성의 위협을 조사하기 위해 근처로 탐사선을 발사한다. 그해 12월 천문학자들은 소행성이 서부 콜로라도주 덴버로 곧장 향하고 있으며 이대로는 덴버가 파괴된다는 결론에 이르렀다. 미국과 유럽, 러시아, 중국 그리고 일본 등 주요 우주 강국은 소행성의 궤도를 무인우주선 ‘키네틱 임팩터’ 6척을 충돌시켜 소행성의 궤도를 바꾸기로 결정했다. 하지만 이런 우주선을 만드는 데 시간이 걸리고 발사 시점에 대해서도 적절한 시기를 기다려야 해서 발사 기일은 2024년 8월로 정해졌다. 3척의 키네틱 임팩터가 간신히 소행성과 충돌했다. 소행성 본체는 충돌 궤도에서 벗어났지만 거기서 떨어져나온 커다란 파편이 여전히 충돌 위험이 있는 궤도 상에서 미국 동부를 향해 날아오기 시작했다. 미국 정부는 지름 60m에 달하는 이 소행성 파편의 궤도를 바꾸기 위해 핵 폭탄을 사용하는 것도 검토했다. 이는 2017년 모의훈련에서 도쿄를 구한 방법이었지만, 정치적 논쟁으로 결국 보류됐다. 이제 충돌에 대비하는 방법만이 유일하게 남았다. 충돌까지 6개월이 남은 시점에서 전문가들은 소행성이 뉴욕으로 향하고 있다는 예측밖에 할 수 없었다. 그 후 남은 2개월 동안에는 뉴욕이 파괴되는 것이 확실해졌다.소행성은 시속 6만9000㎞라는 엄청난 속도로 대기권에 돌입해 뉴욕 센트럴파크의 15㎞ 상공에서 폭발했다. 이 폭팔 에너지는 히로시마에 투하됐던 원자폭탄의 1000배에 이르렀다.충돌에 의한 지름 15㎞ 이내 ‘생존 불가’(unsurvivable) 범위에 있는 모든 것이 파괴된다고 과학자들은 지적했다. 맨해튼은 완전히 파괴되고 폭발 지점에서 45㎞ 떨어진 건물의 유리창들은 산산조각이 날 것이고 그 피해는 폭발 중심지로부터 68㎞까지 확대할 것으로 예측됐다. 이번 모의훈련에서 많은 문제가 제기됐다. 당국은 어떻게 1000만 명에 달하는 사람들을 대피시킬 것인가. 미국은 실제로 허리케인으로 사람들을 안전한 지역으로 대피시키는 데 큰 어려움을 겪기도 했었다. 또한 비용은 누가 낼 것인지, 임시 거처는 어디에 마련할 것인지, 원자력 발전시설이나 화학 시설 또는 미술품 등을 보호하는 문제도 들 수 있다. 나아가 세상의 종말에 직면했을 때 사람들은 어떤 행동을 취할 것인가 하는 것도 문제가 된다. 이에 대해 이번 모의훈련 시나리오를 설계한 NASA 근지구천체센터(CNEOS)의 폴 초디스 센터장은 “소행성의 충돌이 현실이 될 가능성은 물론 극히 낮다”면서도 “그렇지만 우리는 문제를 밝히고 논의할 필요가 있다고 생각했다”고 말했다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

한국이 미국과 손잡고 달 착륙선에 실리는 탑재체를 개발한다. 한국천문연구원은 7일 오전 미국항공우주국(NASA)과 달 착륙선 탑재체 공동개발을 위한 합의문을 체결했다. 나사는 2024년 우주인 달 착륙을 준비하기 위해 2020년부터 민간 달착륙선 9기 이상을 차례로 발사해 달 표면에서 과학 탐사를 추진할 계획이다. 이를 위해 민간 달착륙선 본체는 미국 기업이 제작하고 본체에 실리는 각종 장비를 포함한 탑재체는 나사가 주도해 미국기업과 국제협력으로 만들어진다. 이번에 공동 개발하는 탑재체는 달 표면과 주변 환경을 심층조사하는 장비들이다. 이번 합의문 체결로 한미 양국은 실무그룹을 구성해 나사의 민간 달착륙선 사업의 과학탑재체 공동연구와 활용방안을 포함한 달 궤도 과학연구 협력을 논의하게 된다. 실무그룹에는 미국측은 나사가 참여하고 한국측은 천문연구원이 대표로 해 한국항공연구원, 한국건설기술연구원, 한국지질자원연구원, 한국과학기술연구원(KIST) 등 관련 연구기관이 참여한다. 그러나 아직 달 탐사선에 탑재체 개발에 필요한 연구개발 비용은 내년도 예산에 아직 포함돼 있지 않은 상태다. 과학기술정보통신부 최원호 거대공공연구정책관은 “나사와의 민간 달착륙선 협력은 우리나라 우주탐사능력을 개발할 수 있는 중요한 기회”라며 “이번 협력을 시작으로 앞으로 나올 국제 공동 우주탐사 프로젝트에 적극 참여하고 우주기술에 대한 투자를 확대해 한국 우주개발 역량을 지속적으로 강화할 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

천문학자들이 역사상 우주 최대 영역을 포괄하는 이미지를 만들어내는 데 성공했다. 그 방법은 심우주를 찍은 약 7500개의 이미지를 모자이크처럼 짜깁기해 한 장의 사진에 담아낸 것으로, 시간에 따른 거의 모든 형태의 은하들을 포함하고 있어 가히 ‘우주의 역사책’이라 할 만한 것이라는 평가를 받고 있다. 허블 레거시 필드(Hubble Legacy Field·HLF)라고 불리는 이 모자이크는 아무것도 없는 듯 보이는 검은 하늘을 촬영해 우주 깊은 곳에 숨어 있는 수천, 수만 개의 은하를 찾아내 포함시켰다. 미 항공우주국(NASA)의 설명에 따르면, 모자이크는 우주의 가장 먼 전망을 제공하는 ‘허블 딥필드'(1995년)와 ‘허블 울트라 딥필드'(2002년), '익스트림 딥 필드'(XDF·2012년) 등 16년 간에 걸친 3차례의 ’딥 필드‘ 관측치를 결합한 것이다. “이전의 조사보다 영역이 더 넓어졌으므로 우리는 허블이 만든 가장 큰 데이터 세트에서 훨씬 더 먼 은하를 수확하고 있다”고 밝힌 연구팀 리더 샌타크루즈 캘리포니아 대학의 가스 일링워스는 “이 한 장의 이미지에는 우주에서 은하 성장의 완전한 역사를 '유아'에서부터 성숙한 ’성인‘으로 성장할 때까지 전 과정을 포함하고 있다”고 설명했다.이미지에는 26만 5000개의 은하가 포함되어 있으며 138억 년 우주의 역사 중 133억 년 이상을 담고 있다. 모자이크에 잡힌 은하계 중 일부는 빅뱅 이후 불과 5억 년, 우주가 아직 젊고 행성이 막 형성되기 시작한 무렵의 것으로, 우주의 팽창을 더 깊이 연구하는 데 도움을 줄 것으로 천문학자들은 믿고 있다. NASA의 성명서에 따르면, 새로운 모자이크는 이전의 심우주 이미지에서 볼 수 있는 은하 개수에 비해 약 30배에 달하는 은하들을 담고 있다. 모자이크에는 자외선에서 근적외선에 이르는 영역의 허블 이미지가 포함되어 있어 긴 시간의 흐름에 따른 다양한 은하 형태를 자세히 살펴볼 수 있다. 또한 여기에는 은하 충돌이나 합병의 잔재가 포함되어 있다. 이 정보는 시간이 지남에 따라 은하가 어떻게 변하는지, 또 어떻게 형태를 만들어가는지를 알 수 있는 실마리를 제공해준다.　​ 1990년 허블 우주 망원경이 발사되기 전에는 천문학자들이 관측할 수 있는 한도는 최대 70억 광년 떨어진 거리의 은하에 불과했다. 이는 138억 년 우주의 역사에서 약 절반에 해당하는 영역에 지나지 않는다. 천문학자들은 미래의 망원경이 취역할 때까지 이 새로운 우주의 초상을 뛰어넘는 이미지는 나오지 않을 것이으로 보고 있다. 차세대 망원경으로는 NASA의 광역적외선탐사망원경(WISE·Wide-Field Infrared Survey Explorer)과 제임스웹 우주망원경이 준비 중에 있다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

오늘도 하늘에서 빛나는 태양의 최후는 어떤 모습일까? 50억 년 후 태양의 마지막 모습을 엿볼 수 있는 천체사진이 미 항공우주국(NASA) ‘오늘의 천문사진’(APOD) 5월 1일자(현지시간)에 게시되어 우주 마니아들의 눈길을 끌고 있다. 고양이눈처럼 보인다고 하여 ‘고양이눈 성운’이라는 별명을 얻은 NGC 6543 성운은 보는 이에 따라 거대한 우주의 소라껍질처럼 보이는 용자리의 아름다운 행성상 성운이다. 거리는 약 3000광년이다. ​태양과 비슷한 크기의 별이 생애의 마지막 단계에 이르면 외곽층을 이루는 별 껍질이 우주공간으로 탈출하여 이처럼 동심원 형태의 가스 고리를 만들어낸다. 말하자면 별이 죽어가는 순간 들려주는 백조의 노래라고도 할 수 있다. 이런 성운에 행성상 성운이란 이름이 붙은 것은 망원경이 없던 옛날 천문학자들이 마치 행성처럼 보인다고 하여 붙인 이름일 뿐, 사실 행성하고는 전혀 상관이 없는 천체다. 별들도 태어나서 살다가 죽은 것은 인간과 다를 바가 없지만, 그 임종의 모습이 다 같지는 않다. 무엇이 별들의 운명을 결정하는가? ​바로 덩치다. 즉, 별의 질량이 그 별의 운명을 결정짓는 것이다. 태양보다 수십 배 큰 별은 장렬한 폭발로 그 삶을 마감한다. 초신성 폭발이다. 반면, 태양 같은 작은 별들은 비교적 조용히 생을 마감한다. 별이 핵융합으로 중심핵에 있던 수소가 바닥나면 핵융합의 불길은 그 외곽으로 옮겨가고, 별의 바깥층이 크게 가열되어 팽창하기 시작하는데, 이때 별의 표면온도가 떨어져 붉은색을 띠게 된다. 이른바 적색거성이 되는 것이다. 그리고 별의 표면층이 중력을 벗어나 우주공간으로 탈출하기 시작하고, 별 속에서 진행되던 핵융합이 멈춤에 따라 별은 스스로의 중력을 지탱하지 못하고 수축하기 시작한다. 태양 정도 크기의 별은 지름이 대략 100분의 1 이하로 수축되어 지구 크기 정도로 줄어든다. 고양이눈 성운의 아름답고 복잡한 구조가 대략 대칭적인 모습을 띠고 있음을 알 수 있는데, 이런 복잡한 구조가 어떻게 형성되는지는 아직 잘 알려져 있지 않다. 위 사진은 하블 우주망원경과 찬드라 X-선 망원경 데이터를 디지털로 합성해 만든 것이다.너비 1광년에 이르는 이 아름다운 성운은 50억 년 후 우리 태양이 어떤 운명을 맞을 것인가를 보여주는 샘플이라고도 할 수 있다. 이 성운 한가운데 있는 별은 백색왜성으로 그전 별의 속고갱이라 할 수 있는데, 약 1000년 전에 자신의 겉 표면을 우주공간으로 날려버리고 저 같은 성운을 형성한 것이다. 앞으로 50억 년 후면 수소를 다 태운 우리 태양도 바깥껍질이 떨어져나가 이와 비슷한 행성상 성운을 만들 것이고, 나머지 중심부분은 수축하여 지구 크기의 백색왜성이 될 것이다. 그때가 되면 수성과 금성은 부풀어오른 태양 적색거성의 불길 속으로 들어가게 될 것이고, 지구는 바다와 대기가 증발하여 우주공간으로 날아가고 지각은 녹아내릴 것이다. 그리고 태양의 행성상 성운은 나선성운과 같은 아름다운 우주 쇼를 펼치다가 몇만 년 후면 완전히 소멸할 것이다. 하지만 걱정할 필요는 없다. 이런 일은 몇십억 년 후에나 일어날 테니까. 하지만 여러분은 지금 태양의 50억 년 후 운명을 본 것이나 진배없다. 우주의 법칙은 냉엄하니까. 그러니 오늘 지구가 티끌처럼 날려 사라진다 해도 내일 우주에는 아무 변화도 없을 것이다. 철학자들은 이를 천지불인(天地不仁)이라 한다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

최근 미국, 유럽은 물론 한국 등 과학자 200여 명으로 구성된 ‘사건지평선망원경'(EHT)은 사상 최초로 블랙홀과 그 주변의 실제 모습을 관측했다. 비록 단순한 도넛 모양의 사진이지만, 과학자들은 물론 일반 대중에게도 큰 인상을 남긴 과학적 성과였다. 하지만 이번에 EHT가 관측한 블랙홀의 고향인 M87 은하(혹은 처녀자리 A 은하) 역시 블랙홀만큼이나 흥미로운 은하다. M87 은하는 지구에서 5500만 광년이나 떨어져 있지만, 워낙 밝고 거대한 타원 은하라 지구에서도 쉽게 관측된다. 물론 거리 때문에 맨눈으로는 볼 수 없지만, 이미 1781년에 천문학자 샤를 메시에에 의해 관측되어 M87(Messier 87)이라는 명칭을 얻었다. 이후 1918년, 미국의 천문학자인 허버 커티스는 M87이 중심부에서 나온 가시 같은 직선 모양 구조를 가지고 있다는 사실을 발견했다. 당시에는 그 정체를 몰랐지만, 이 독특한 구조물의 정체는 블랙홀에서 뿜어져 나오는 입자의 흐름인 제트(jet) 였다. 블랙홀로 빨려 들어가는 물질이 너무 많으면 상당수 물질은 흡수되는 대신 자기장을 따라 블랙홀의 양 축으로 방출된다. 따라서 많은 물질을 빨아들이는 은하 중심 블랙홀은 역설적으로 엄청난 물질을 거의 광속에 가까운 속도로 방출한다. 이를 블랙홀의 제트라고 한다. M87 은하는 우리 은하의 수백 배에 달하는 질량을 지닌 거대 은하로 그 중심에는 태양 질량의 65억배에 달하는 거대 질량 블랙홀이 존재한다. 여기서 뿜어져 나오는 제트는 5000광년 이상 길이를 지녀 블랙홀의 제트를 연구하는 과학자들에게 중요한 연구 대상이다.최근 미 항공우주국 제트추진연구소 과학자들은 허블우주망원경 및 스피처우주망원경, 그리고 미 국립 전파 망원경 관측소의 VLA(Very Large Array) 이미지를 EHT의 블랙홀 이미지와 합성해 이번에 관측한 블랙홀의 본체와 그 주변 제트를 비교했다.(사진) 거대한 솜털 같은 M87 은하의 중심부를 확대하면 양 방향으로 뿜어져 나오는 제트의 모습을 볼 수 있는데, 사실 지구 반대 방향으로 나오는 제트는 블랙홀에 가려 직접 관측이 어렵다. 과학자들은 전파 망원경을 통해 제트에 의한 충격파를 관측해 간접적인 방법으로 양쪽 방향으로 퍼지는 제트의 모습을 확인할 수 있다. 그리고 이 제트의 중심점에는 EHT로 관측한 M87 은하 중심 블랙홀이 존재한다. 24만 광년에 달하는 M87 은하에 비해 제트는 작은 크기이며 중심 블랙홀은 제트와는 비교할 수 없을 만큼 작은 크기다. 따라서 작은 사각형에서 블랙홀의 크기는 매우 작은 점으로 표시했다. 이를 보면 이번에 EHT가 얼마나 작은 점을 관측했는지 가늠할 수 있다. M87 은하는 지구에서 비슷한 거리에 있는 은하 가운데 가장 거대한 것으로 대형 타원 은하와 초대형 블랙홀을 연구하는 과학자들에게 오랜 세월 흥미로운 관측 대상이었다. 앞으로도 이 미스터리한 거대 은하와 블랙홀에 대한 연구가 계속될 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

10년 뒤 지구를 스쳐지나갈 것으로 예측되는 커다란 소행성 하나를 이미 과학자들은 주시하고 있는 것으로 전해졌다. 2일(이하 현지시간) 미국 CNN 등 외신에 따르면, 과학자들은 지난달 30일 오후 미국 워싱턴DC 근교 메릴랜드대(칼리지파크)에서 개최 중인 행성방위회의에서 오는 2029년 4월 13일 지구에 최대로 접근하는 ‘99942 아포피스’(이하 아포피스)라는 이름을 지닌 한 소행성을 관측해서 어떻게 과학적으로 활용할지 논의했다. 지금으로부터 6년 전인 2013년 1월, 지구 옆 약 145만㎞까지 접근한 아포피스는 2004년 발견됐다. 당시 천문학자들은 이 소행성이 오는2029년 지구와 충돌할 확률이 2.7%에 이른다고 발표해 많은 이들의 관심을 끌었다.이후 천문학자들은 아포피스에 관한 연구를 거듭해 지름 340m로 추정되는 이 소행성이 2029년 지구 옆 3만1000㎞까지 접근한다는 예측 결과를 내놨다. 이는 현재 지구 주위를 공전하는 일부 인공위성 만큼 가까운 것이지만, 궤도상 충돌 확률은 현재 10만 분의 1 미만으로 사실상 없는 것이나 다름없다. 그렇지만 이렇게까지 가까이 다가오는 대부분의 소행성보다 훨씬 더 큰 아포피스의 대접근은 지구위협소행성을 자세히 연구할 특별한 기회를 줄 것이라고 NASA는 말한다. 이날 아포피스를 주제로 열린 제3차 본회의에서 주최자를 맡은 NASA 제트추진연구소(JPL)의 레이더 학자 마리나 브로조비치 박사는 앞서 NASA 홈페이지를 통해 공개된 소식지를 통해 “2029년 아포피스 대접근은 과학에 놀라운 기회가 될 것”이라고 말했다. 또 브로조비치 박사는 “우리는 광학망원경과 레이더망원경으로 아포피스를 관측할 것”이라면서 “레이더망원경 관측으로 우리는 소행성의 표면을 자세히 들여다 볼 수 있을 것”이라고 말했다. NASA에 따르면, 아포피스는 10년 뒤 이날 오후 6시 직전(이하 미국 동부 표준시) 대서양에서 가장 가까운 곳을 지날 것이다. 하지만 이 소행성은 이 시점보다 몇 시간 전부터 하늘에서 볼 수 있을 것이다. 아포피스는 남반구 밤하늘에서 처음 목격할 수 있는데 호주 동부 해안에 있는 관측자들에게 ‘첫 인사’를 건넬 것이다. 그 후 정오 세네시간 정도까지 적도 부근에 도달하기 위해 서쪽으로 이동하다가 오후 7시쯤 북아메리카대륙 상공을 지날 것이다. 이번에 아포피스가 지구에 충돌할 가능성은 거의 없지만, 이 대접근은 아포피스에 어떤 영향을 미칠 것이다. 이에 대해 브로조비치 박사와 함께 회의 주최를 맡은 JPL 근지구천체센터(CNEOS)의 천문학자 다비드 파노키아 박사는 “이미 우리는 아포피스가 지구와 가까워진 영향으로 궤도가 변하리라는 것을 알지만, 예측 모형은 소행성의 회전 방식을 바꿀 수 있고 그 표면에 작은 눈사태와 같은 변화가 있을 수 있다는 것을 보여준다”고 설명했다.또한 근지구천체센터(CNEOS)의 폴 초디스 센터장은 “아포피스는 지금까지 알려진 지구위협소행성(PHA) 약 2000개 가운데 하나”라면서 “2029년 근접 비행하는 아포피스를 관측함으로써 우리는 언젠가 행성 방위를 위해 사용할 중요한 과학적 지식을 얻을 것”이라고 말했다. 한편 아포피스의 이름은 고대 이집트 신화에 나오는 태양 신 라(La)의 숙적으로 혼돈과 어둠을 상징하는 뱀의 모습을 한 악의 신 아펩의 이름으로 영어식으로 따온 것으로 알려졌다. 사진=NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

르네상스 시대 이탈리아가 낳은 천재 미술가이자 과학자인 레오나르도 다빈치(1452~1519)의 초상화 한 장이 새롭게 확인됐다. 2일(현지시간) 영국 가디언과 BBC 등 외신은 다빈치 사망 500주년인 오늘 영국 왕실의 소장품 사이에서 발견된 다빈치의 초상화가 버킹엄궁에 전시됐다고 보도했다. 영국 왕실재단 ‘로열 컬렉션 트러스트’의 큐레이터 마틴 클레이튼은 전시회 준비 중 우연히 이 초상화를 발견했으며, 다빈치의 제자 중 한 사람이 그린 것으로 추정된다고 밝혔다. 지금까지 확인된 다빈치의 초상화는 그의 제자인 프란체스코 멜치(1493~1570)가 그린 것이 유일했다. 클레이튼은 “새롭게 발견된 초상화 속 다빈치는 훨씬 더 생각과 고민이 많아 보인다. 65세쯤으로 추정되는데 그때 다빈치는 팔에 마비가 와서 그림을 그릴 수 없었다. 초상화에서 그의 우울한 감정이 그대로 드러난다”고 설명했다. 그는 “멜치가 그린 초상화와 비교했을 때 여러 유사점을 발견할 수 있다”면서 “이 그림이 다빈치의 초상화라는 것은 피할 수 없는 결론”이라고 말했다. 특히 우아하게 뻗은 코, 대각선으로 볼을 타고 귀까지 올라가는 수염의 선, 입가로 떨어지는 콧수염과 곱슬머리까지 모두 멜치가 그린 초상화 속 다빈치 그대로라고 밝혔다. 다빈치는 매우 풍성하고 잘 다듬어진 수염으로 유명했는데, 당시에는 수염을 기르는 남성이 흔치 않았던 것으로 알려졌다. 새롭게 발견된 다빈치의 초상화는 매우 빠르게 그려진 캐주얼 스케치로 작품으로서의 가치는 떨어지지만, 스냅사진과 유사해 다빈치 생애 연구에 귀중한 자료가 될 것으로 보인다. 다빈치는 생애 단 한 장의 자화상만을 남겼는데 이 작품(Portrait of a Man in Red Chalk)은 1512년 종이에 빨간 분필로 그린 것으로 이탈리아 토리노왕립도서관에 보관돼 있다. 인생의 막바지에 이른 다빈치의 사색에 잠긴 눈빛이 인상적인 작품이다. 그러나 역사학자들과 미술연구가 사이에서는 이 작품의 진위 여부를 놓고 의견이 분분하다. 클레이튼 역시 이 작품의 속성에 대해 의심을 가진 전문가 중 한 명이다. 한편 다빈치 500주기를 맞아 프랑스 클로뤼세 성에서 공식 기념행사가 열리며, 이탈리아와 프랑스, 영국이 연말까지 다빈치 관련 전시 10여 개를 주관한다. 특히 프랑스 루브르 박물관은 오는 10월 세계에 흩어져 있는 다빈치 작품을 모두 모아 전시할 예정이다. 1452년 이탈리아에서 피렌체의 유명 공증인 세르 피에르의 사생아로 태어난 레오나르도 다빈치는 회화와 건축, 철학, 문학, 음악, 육상은 물론 수학, 과학, 천문학, 지질학, 물리학, 해부학 등 다양한 분야에서 뛰어난 재능을 발휘했다. ‘최후의 만찬’과 ‘모나리자’ 등 희대의 걸작을 남겼으며, 사람과 동물의 사체를 해부해 그린 인체해부도는 의학 발전에 크게 기여했다. 말년에 프랑스 왕 프랑수아 1세의 제안으로 프랑스로 거주지를 옮겨 수학 실험과 해부학 연구를 계속하다 1519년 5월 2일 사망했다. 권윤희 기자 heeya@seoul.co.kr

대암산 곰취 유명… ‘산나물의 제왕’ 혈액순환 개선·기침·천식에 효과 현장 채취·떡메치기 등 다양한 행사“청정 자연을 간직한 양구곰취축제에 초대합니다.” 강원 양구군은 건강 산나물 곰취를 주제로 열리는 강원 양구곰취축제가 오는 4일부터 6일까지 양구읍 서천 레포츠공원 일대에서 열린다고 30일 밝혔다. ‘봄애(愛) 취하고~ 곰취애(愛) 반하다’를 슬로건으로 다양한 이벤트가 선보인다. 곰취는 곰이 겨울잠에서 깬 뒤 처음 취한(먹는)다 해 곰취로 불린다. 주산지로 양구 대암산(해발 1316m) 곰취가 유명하다. 이 지역 특산물인 곰취나물의 우수성을 널리 알리기 위해 2004년부터 해마다 5월에 축제를 열고 있다. 곰취나물뿐 아니라 곰취찐빵, 곰취찰떡, 곰취전병, 곰취절임, 곰취장아찌 등 다양한 상품으로 개발해 축제를 펼쳐 지역경제 활성화에 큰 역할을 한다.곰취는 쌉싸래한 맛으로 봄날의 입맛을 살리는 대표 봄나물로 손꼽힌다. 특히 향이 좋은 곰취는 어린잎을 쌈으로 먹으며 식탁을 건강하고 풍성하게 만드는 웰빙 산채다. 한방에서는 뿌리줄기를 약재로 사용하기 때문에 그대로 먹어도 몸에 좋고, 살짝 데쳐서 무침을 해도 맛과 향이 뛰어나다. 특히 곰취는 산나물의 제왕으로 불리며 입맛을 돋우고 피로 회복, 항암효과와 혈액순환 개선, 기침, 천식에 효과가 있는 것으로 알려졌다. 양구군축제위원회와 양구군곰취연합회 주최로 열리는 이번 축제는 무대 행사인 ‘곰취를 즐기다’를 비롯해 홍보 전시행사 ‘곰취를 만나다’, 판매 먹거리 행사 ‘곰취를 맛보다’ 프로그램이 마련됐다. 축제에서는 곰취 현장 채취, 맨손 물고기 잡기, 곰취 떡메치기 등이 펼쳐진다. 어린이날을 맞아 동요대회, 어린이 직업체험관, 대형 블록 쌓기, 디스코팡팡 등 미니 놀이동산, 마술, 버블쇼, 군부대 태권도·의장대 시범 등이 마련된다. 흑돼지 바비큐 시식과 곰취 막걸리, 곰취 두부, 곰취 아이스크림, 곰취 디저트 등 곰취를 활용한 다양한 먹거리도 즐길 수 있다. 또 유명 케이팝 공연과 봄취곰취 향기로운 콘서트, 버스킹 공연, 민속공연 등으로 어린이와 어르신을 포함한 가족 단위 관광객들이 즐길 수 있다. 메인 축제장인 레포츠공원은 어린이 물놀이장, 캠핑장, 넓은 주차장 등을 갖춰 최적의 축제장이라는 평가를 받는다. 축제장 인근에는 한국 화가인 박수근미술관, 선사 및 근현대사박물관, 인문학박물관, 국토정중앙 천문대 등이 있어 가족 단위 관광객들의 여행지로 안성맞춤이다. 조인묵 양구군수는 “양구곰취축제는 전국 최고의 봄나물 축제로 유명하다”며 “올해도 축제장을 찾아 건강과 추억을 만들기 바란다”고 말했다. 양구 조한종 기자 bell21@seoul.co.kr

고양·파주 지하철 3호선 연장 포럼 발족 의정부·수원서도 빗발… 지역 갈등 조짐총선을 1년 앞두고 수도권 각 지역에서 전철 노선 연장을 요구하는 집단 민원이 들끓고 있다. 일부 지역에서는 정치인들을 앞세워 서로 자기 지역에 노선을 유치하려고 ‘힘겨루기’에 한창이다. 30일 경기 고양·파주시에 따르면 심상정·정재호·윤후덕·박정 국회의원 등은 지난 3월 서울·경기 서북부 교통문제 해결을 위한 ‘통일로 교통포럼’을 발족했다. 지하철 3호선을 지축역에서 관산, 봉일천을 거쳐 금촌까지 연장하기 위해서다. 이들은 지난 1월 발표된 국토연구원 보고서를 인용해 “경기 북부권역 생활교통비용은 월 40만원으로 남부권역보다 2배 높다”며 “관산~내유~봉일천~금촌 등 통일로 축 주민들의 교통 불편을 덜어 줘야 한다”고 강조한다. 고양시 일산과 파주시 운정 접경 지역에서는 3호선 연장 경로를 놓고 두 지역이 갈등을 빚고 있다. 국토교통부는 2016년 제3차 국가철도망 구축계획을 확정하면서 일산 대화역이 종점인 전철 3호선을 파주 운정까지 7.6㎞ 연장하기로 했다. 8400억원이 필요하다. 이런 가운데 대화역에서 파주 운정까지 최단거리로 연장해야 한다는 파주시 의견과 파주 진입 전에 섬처럼 고립된 가좌지구를 경유해야 한다는 고양시 입장이 팽팽히 맞서고 있다. 파주시는 “가좌지구까지 경유할 경우 공사비를 2배 더 들여야 해 예비타당성 조사를 통과할 수 없다”고 주장한다. 반면 고양시는 “가좌지구를 제외할 경우 5만명의 주민 반발이 우려된다”는 입장이다. 가좌지구는 김현미 국토부 장관의 지역구이기도 하다. 두 지자체는 올 들어 두 차례 만남을 가졌지만 타협안을 만들지 못하고 있다. 양측 주민들은 조속한 연장을 촉구하는 궐기대회를 잇따라 열며 정치권을 압박한다. 고양시에서는 2021년 6월 완공할 대곡~소사선 연장을 놓고도 지역 사이에 갈등이 벌어질 조짐이다. 김 장관은 지난 1월 지역 주간지와의 인터뷰에서 “고양시가 106억원의 공사비와 연간 10억원의 운영비를 부담하면 부천 소사에서 고양 대곡역까지 신설 예정인 전철을 경의중앙선 일산역까지 4개 정거장을 연장할 것”이라고 밝혔다. 그러나 고양시 덕양구 주민들은 “교육청과 등기소가 일산으로 이전하는 바람에 원당권 경제가 침체됐다. 기존 교외선을 개선해 고양시청까지 연장해야 한다”고 주장한다. 고양 식사지구 주민들은 동빙고에서 삼송까지 건설 예정인 신분당선을 식사지구를 거쳐 킨텍스(GTX역)까지 연장해 줄 것을 요구하며, 2만 8000명의 서명을 받아 고양시에 제출해 놓고 있다. 의정부, 수원 등 다른 지역에서도 마찬가지다. 수도권 각 지역에서 전철 노선 연장을 요구하는 집단 민원이 비등하지만 천문학적 재원 마련엔 뾰족한 대책도 없이 국비 지원만 바라고 있다. 경기 지역 A 전 시장은 “국회의원과 지자체장들은 유권자들에게 ‘안 된다’는 말을 절대 할 수 없는 태생적 한계를 갖고 있다”며 “2017년 471명의 시민참여단 종합토론 등을 거쳐 공사를 재개한 울산 울주군 신고리 5, 6호기 공론화위원회 사례를 참고하면 좋을 것”이라고 말했다. 한상봉 기자 hsb@seoul.co.kr

블랙홀에서 격렬하게 요동치며 뿜어져나오는 입자의 제트 흐름이 발견되었다. 이같이 빠른 속도로 요동치는 제트는 블랙홀의 강한 중력이 주변의 공간을 크게 왜곡하고 있기 때문이라고 천문학자들은 해석하고 있다. 백조자리 V404(V404 Cygni)라는 이름의 블랙홀은 지구에서 약 8000 광년 떨어진 곳에 위치해 있으며, 블랙홀 치고는 비교적 작은 크기로 태양의 9배에 불과하다. 쌍성계를 이루고 있는 이 블랙홀은 서로의 둘레를 공전하는 태양과 같은 동반성으로부터 물질을 빨아들이고 있는데, 블랙홀로 빨려들어가는 물질은 블랙홀 주위에 강착원반을 형성한다.　​ 블랙홀에 떨어지는 입자 중 일부는 분출하는 제트를 통해 외부로 빠져나간다. 이 제트는 블랙홀의 회전축에서 빛의 속도의 절반에 해당하는 강력한 플라즈마의 빔을 형성한다. 천문학자들은 이전에도 블랙홀 제트를 관측한 적이 있지만, 백조자리 V404의 것처럼 단 몇 분 만에 빠르게 요동치는 제트를 본 것은 이번이 처음이다. 밀러-존스와 그 동료들은 미국립과학재단(NSF)이 운영하는 초장기선 전파망원경배열인 VLBA(Very Long Baseline Array)를 사용하여 백조자리 V404를 관측했다. 1938년 밝은 빛을 발산한 이후 관측 대상이 되어온 이 블랙홀은 2015년에 발생한 최근의 폭발로 블랙홀에 대한 새로운 관심을 불러일으켰고, 그때 밀러-존스 팀이 본 연구에 위한 관측을 시작했다.연구원들이 블랙홀을 처음 관찰하고 VLBA 데이터의 이미지를 결합했을 때, 제트는 “빠르게 변하고 있었기 때문에 4시간짜리 이미지에서도 단지 흐릿한 얼룩만을 보았을 뿐”이라고 연구에 참여한 알렉스 테타렌코 하와이 동아시아 천문대원이 밝혔다.​ 천문학자들은 일반적으로 블랙홀을 관찰하기 위해 장시간 노출을 사용하지만, 이번에는 V404의 제트를 명확하게 볼 수 있도록 전략을 수정해야 했다. 그들은 70초 노출로 100개 이상의 이미지를 잡아서 애니메이션으로 결합했다. 공동저자로 이 연구에 참여한 그레그 시바코프 앨버타 대학 천문학자는 “이 천문학적인 발견은 블랙홀과 은하들이 어떻게 형성되었는가 하는 문제에 대해 우리의 이해를 심화시켰으며, 우리가 어떻게 존재하게 되었는가 하는 큰 질문에 대해 많은 시사를 던져주고 있다”고 밝혔다. 블랙홀 제트의 격렬한 춤은 앨버트 아인슈타인의 일반 상대성 이론으로 설명될 수 있다고 천문학자들은 믿고 있다. 이 이론에 의하면, 거대한 질량체는 주변의 시공간을 왜곡하는 것을 보인다. “거대 질량체가 회전할 때, 그 중력 영향은 공간과 시간을 그 주위로 끌어당기는데, 이것이 좌표계 이끌림(frame-dragging)이라 불리는 효과”라고 국립전파천문대(NRAO) 관계자는 설명한다. 입자가 블랙홀 쪽으로 빨려들어감에 따라 강착원반은 중심에 더 밀집되고 더 뜨거워진다. 원반의 중앙에는 복사 압력으로 ‘부풀어오른’ 고밀도의 도넛형 반지가 형성된다. 강착원반의 지름은 약 1000만km인 반면, 도넛은 겨우 수천km에 불과하다. 이곳이 바로 엄청난 중력에 의해 왜곡된 공간이다. 블랙홀의 스핀 축이 블랙홀의 공전면과 어긋남으로 인해 좌표계 이끌림 현상이 발생하는 것으로 보인다. NRAO 관계자는 “프레임 드래그 효과가 디스크 안쪽 부분을 휘게 만든 다음 뒤틀린 부분을 뒤쪽으로 끌어당기게 된다”면서 “제트가 내부 디스크나 블랙홀에서 발생하기 때문에 제트 방향이 바뀌어 VLBA에서 관찰된 제트 요동이 나타나는 것”이라고 설명했다. 밀러-존스 대표저자는 “아인슈타인의 일반인 상대성 이론에 의해 제트 요동이 유발된다”면서 “이 현상이 느려지면서 회전하는 꼭대기가 요동하는 것이라고 생각할 수 있다”고 밝혔다. 이처럼 백조자리 V404 제트의 격렬한 요동에 대해서는 설명할 수 있지만 아직 그 제트가 어디에서 유래되었는지는 정확히 파악하지 못하고 있다. 다른 블랙홀의 제트 역시 마찬가지다. 과학자들은 제트가 블랙홀의 강착원반 안쪽 부분이나 블랙홀 자체에서 유래할 것이라고 예측하고 있다. 그러나 제트의 기원에 관계없이 이 새 연구는 내부 강착원반의 흔들림이 “제트를 직접 분출하거나 방향을 바꾸는 데 역할을 할 수 있을 것”이라고 제안했다. 논문은 4월 20일자(현지시간) ‘네이처’ 지에 발표되었다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

18세기 조선에서 제작된 천체 관측 기구 ‘혼개통헌의’(渾蓋通憲儀)가 보물이 된다. 우리나라가 고천문(古天文)과 수학 분야의 강국이었음을 입증해 주는 문화재다. 문화재청은 중국을 통해 전래된 서양의 천문시계 아스트롤라베를 조선식으로 해석한 ‘혼개통헌의’ 등 문화재 7건을 보물로 지정 예고한다고 29일 밝혔다. 혼개통헌의는 명나라 학자 이지조가 아스트롤라베 해설서를 번역해 1607년 펴낸 ‘혼개통헌도설’에 기반해 만든 기구다. 유득공의 숙부이자 실학자인 유금(1741∼1788)이 1787년에 제작했다. 1930년대 일본인 도기야가 대구에서 사들여 일본으로 가져갔으나 지난해 1월 별세한 과학사학자 전상운(1928~2018)의 노력으로 2007년 국내에 돌아왔다. 혼개통헌의는 별 위치와 시간을 알려주는 원반형 모체판(母體板)과 별을 관측하는 지점을 가르쳐주는 T자 모양 성좌판(聖座板)으로 구성돼 있다. 모체판 앞면 중심부의 북극을 상징하는 구멍에 핀으로 성좌판을 끼운 뒤 회전시켜 사용하게 되어 있다. 모체판 외곽은 24등분해 시계 방향으로 시각을 새겼고, 남회귀선·적도·북회귀선을 나타내는 동심원을 바깥쪽부터 차례대로 표시했다. 성좌판은 하늘의 북극과 황도 상 춘분점, 동지점을 연결하는 T자 형태다. 뒷면 위쪽에는 ‘북극출지 38도’(北極出地三十八度)라는 위도를 새겼는데, 서울(한양)의 위도 37.5도와 거의 일치한다. 문화재청 관계자는 “혼개통헌의는 중국의 ‘혼개통헌도설’에 근거하고 있지만 유금이 우리나라 실정에 맞게 독자적으로 별을 그려넣거나 중국 책의 실수를 바로잡기도 했다”면서 “서양의 천문학과 기하학을 이해하고 소화한 조선 지식인들의 창의적인 성과를 보여주는 사례이자 동아시아에서 제작된 유일무이한 천문 도구로서 가치가 높다”고 강조했다. 한편 18~19세기 궁중화원으로 이름을 떨친 이인문(1745~1821)이 그린 산수화 ‘이인문 필 강산무진도’와 1542년 무렵 사용된 금속활자 ‘병자자’(丙子字)로 간행한 시선집 ‘신편유취대동시림 권9∼11, 31∼39’, ‘고창 선운사 참당암 석조지장보살좌상’ 등도 각각 보물로 지정 예고됐다. 조희선 기자 hsncho@seoul.co.kr

수많은 우주의 '보석'이 촘촘히 박혀있는 환상적인 천체사진이 공개됐다. 지난 26일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 허블우주망원경의 탐사용 고성능카메라(ACS)가 포착한 아름다운 성단의 모습을 사진으로 공개했다. 셀 수 없이 수많은 별들이 빽빽이 모여있는 이곳은 지구에서 약 6만 7000광년 떨어진 궁수자리에 위치한 '메시에 75'(혹은 NGC 6864)다. 지난 1780년 프랑스 천문학자 피에르 메셍이 처음 발견했으며 친구인 샤를 메시에가 자신의 천체목록에 수록해 메시에 75가 됐다. 우리은하에 속해있는 메시에 75는 40만 개 이상의 별들이 마치 공처럼 모여있어 구상성단(球狀星團·globular cluster)으로 분류된다. 특히나 사진에서 보여지듯 별들이 중력으로 촘촘히 모여있어 메시에 75는 '인구' 밀도가 가장 높은 성단 중 하나다. 메시에 75의 나이는 약 130억년, 지름은 134광년 그리고 밝기는 우리 태양의 18만배 정도다. 　 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

지난달 29일(이하 현지시간) 남아프리카공화국(이하 남아공) 등 아프리카 대륙에 있는 몇몇 국가에서는 지구의 달과 토성이 밤하늘에서 데이트를 즐기는 모습을 볼 수 있었다. 지구에서 봤을 때 서로 멀리 떨어져 있는 두 천체가 서로 닿을 듯 말 듯 완벽하게 나란히 선 것처럼 보이는 이 천문 현상을 이른바 ‘합’(合·conjunction)이라고 하며 비교적 흔한 일어나지만 좀처럼 촬영하기는 쉽지 않다고 알려졌다. 그런데 이날 남아공 천체사진가 그랜트 피터슨은 자신의 스마트폰을 천체망원경에 달아 이 같은 천문 현상을 촬영하는 데 성공했다고 비즈니스인사이더 등 외신이 24일 보도했다. 보도에 따르면, 피터슨은 남아공 요하네스버그에서 이 멋진 사진을 찍은 뒤 자신의 트위터에 공개했다. 그리고 “정말 멋졌다”면서 “미소가 멈추지 않는다”고 말했다. 사진은 동이 트기 전 달의 뒤쪽으로 토성이 숨기 직전의 모습을 보여준다. 피터슨은 여러 천체사진가와 마찬가지로 자신이 촬영할 수 잇는 장소에서 다음에 일어날 대형 천문 이벤트를 끊임없이 찾는다. 이런 이벤트는 혜성이나 소행성 또는 국제우주정거장(ISS)이 대상이 될 때도 있다. 또한 다음 이벤트를 확인하기 위해 그는 다양한 천문 애플리케이션과 다이어리를 이용한다. 이번 토성과 달의 합은 지난 1월부터 촬영 계획을 짰다는 것이다. 그는 “이번 이벤트가 시작될 때까지 흥분과 불안감이 교차했다”면서 “왜냐하면 전날 밤까지 요하네스버그에 비가 왔기 때문”이라고 말했다. 하지만 합이 시작될 무렵 흐렸던 밤하늘이 맑아졌다는 것이다. 이어 “이처럼 모든 것이 계획대로 돼고 기상 악화나 장비 고장, 또는 내 실수와 같은 문제마저 일어나지 않고 촬영에 성공하면 엄청난 성취감을 느낄 수 있다”고 덧붙였다.그는 이번 이벤트가 일어나기 약 2시간 전인 새벽 4시에 잠에서 깨 촬영 장비를 준비하고 테스트 촬영까지 마쳤다. 특히 그의 촬영 장비는 비교적 저렴하지만 크고 강력한 8인치 돕슨식 망원경과 갤럭시 S8 스마트폰, 이를 결합하는 어댑터 그리고 접안렌즈로 구성돼 있다. 토성이 달에 접근했을 때 그는 초당 60프레임으로 촬영을 진행했다. 그 뒤, 스태킹(stacking)으로 불리는 합성 기술로 이미지를 처리했다. 다수의 저화질 이미지를 합성해 더욱더 밝고 명확한 사진으로 만드는 것이었다. 이어 가장 좋은 사진을 트위터에 올렸다고 그는 설명했다. 이에 대해 그는 “마치 어린 시절 크리스마스를 맞이한 기분이었다”고 말했다. 그의 게시물에는 “아폴로 임무 당시 촬영된 지구돋이를 떠올린다” 등 호평이 이어졌다.또한 그는 이날 달의 전체 모습과 토성을 비교한 사진도 촬영했다. 해당 사진은 달과 크기 비교를 통해 토성이 얼마나 멀리 떨어져 있는지를 보여준다. 참고로 토성은 지구에서 약 12억7700만㎞ 떨어져 있다. 이제 그는 다음번 대형 천문 이벤트를 노린다. 그는 “오는 11월 11일 수성이 태양 앞을 지날 것”이라고 설명하면서도 “벌써 기다려진다”며 기대감을 드러냈다. 사진=그랜트 피터슨/트위터 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

서울특별시의회 교육위원회(위원장 장인홍)는 지난 25일, 교육연구정보원과 과학전시관을 방문하여 서울특별시교육청의 교육정책 추진사항 등의 실태를 점검했다. 먼저 오전에 교육연구정보원을 방문하여 송재범 교육연구정보원장으로부터 업무보고를 받았다. 위원들은 교육연구정보원이 서울특별시교육청의 조직개편으로 교육정보화부가 신설됨에 따라 정보관리 기능을 전담하게 되었다는 점을 강조하면서 나이스시스템 운영, 교육행정 인프라 구축 등을 위해 통합정보센터를 설치할 필요가 있다는 점을 강조했다. 그리고 교육연구정보원이 본연의 역할을 다하기 위해서는 현재와 같은 위탁연구 관리 보다 교육전문직과 연구원을 활용한 자체연구 능력을 향상시켜야 한다고 지적했다. 업무보고 후 장인홍 교육위원장(더불어민주당, 구로1)은 ‘서울소프트웨어교육체험센터’ 등의 시설을 살펴보면서 “교육연구정보원이 서울교육의 ‘싱크탱크’로서의 기능과 역할을 충실히 수행해야 함은 물론 학생과 학부모 등 교육수요자의 접근성을 높이기 위한 노력이 필요하다”라는 점을 당부하면서 교육연구정보원 소속 공무원들을 격려했다.이후 교육위원회는 과학전시관을 방문하여 과학전시관의 현황과 현안 사항 등에 대해 보고를 받았다. 이 자리에서 위원들은 과학전시관이 수행하는 과학 담당 교원들에 대한 직무연수와 학생들의 체험활동에 있어서 보다 전문적인 접근이 필요함을 강조했다. 특히 IT기업들과의 협력체계 구축을 통해 과학발전에 따른 교육내용의 현실 적합성이 필요함을 주장하면서 연수와 체험학습 모두에 있어 소프트웨어 측면의 업그레이드가 필요함을 지적했다. 업무보고 후 교육위원회 위원들은 ‘서울형메이커스페이스’, ‘스마트연수실’, ‘생태체험학습장’, ‘천문대’ 등을 살펴보면서 학생들의 체험학습장 실태를 점검했다. 이와 관련하여 장 교육위원장은 “과학전시관에 대한 몇 가지 시설적 측면의 보강이 필요한 부분도 없진 않지만, 근본적으로 내용적 측면에 있어서 연수나 체험학습이 실제 학교 교육과정에서 투영될 수 있도록 발전시킬 필요가 있다”라고 하면서 “VR이나 3D프린팅, 코딩 등 다양한 커리큘럼을 개발하여 연수와 체험학습이 보다 내실 있게 운영될 수 있도록 노력해 주길 바란다”라고 당부했다. 교육위원회는 오늘 학생체육관 및 학생교육원 등 2일차 현장 방문을 통해 서울시교육청 소속 직속기관의 운영 실태를 점검할 예정이다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

우주가 예상보다 약 9% 더 빠르게 팽창하고 있다는 연구 결과가 나왔다. 25일(현지시간) CNN 등에 따르면, 애덤 리스 존스홉킨스대 교수(물리·천문학)가 이끄는 연구팀이 허블 우주망원경의 새로운 관측자료를 분석해 이런 결과를 발표했다. ‘슈즈’(SH0ES·Supernovae, H0, for the Equation of State)로 불리는 이 연구팀은 허블 망원경을 통해 이웃 대마젤란은하(LMC)의 항성 70개에서 나오는 ‘빛’을 측정했다. 이들 별은 케페우스자리 델타별과 같은 변광 형태를 보여 이른바 케페이드변광성으로 불리는 맥동변광성으로, 밝기가 규칙적으로 변해 별이나 별이 속한 은하까지의 거리를 구할 수 있다. 이런 측정 방식은 우주 팽창 속도를 나타내는 허블상수(H0)를 구하는 데도 도움이 된다. 또한 연구팀은 관측자료를 칠레와 미국 그리고 유럽 연구팀의 공동 프로젝트 ‘아라우카리아’를 통해 수집한 자료와 하나로 묶어 분석했다. 이를 통해 이들 별의 진정한 밝기 변화를 알아낼 수 있었고 좀 더 정확한 우주 팽창 속도를 구할 수 있었다는 것이다. 물론 연구팀이 구한 새로운 허블상수 역시 가속팽창 우주론과 정확히 일치하지 않는다. 하지만 연구팀은 이번 연구로 이런 차이가 우연일 가능성을 3000분의 1에서 10만 분의 1로 줄였다고 말했다. 특히 이번 관측 결과는 지금까지 가장 적은 불확실도(1.9%)를 지닌다. 하지만 연구팀은 앞으로도 연구를 계속해 불확실도를 1%까지 줄일 계획이다. 이전까지 가장 정확한 허블상수는 2013년 유럽우주국(ESA)의 플랑크 위성을 통해 구한 것이었다. 자세한 연구 결과는 세계적인 학술지 ‘천체물리학저널’(ApJ·Astrophysical Journal) 최신호에 게재된다.사진=NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr