올 연말이면 경기 김포시 애기봉에서 ‘고려 개성 타임머신 열차’와 ‘고려 첨성대 체험’ 등 가상현실 체험을 만끽할 수 있다. 김포시는 과학기술정보통신부 ‘2019년도 차세대 실감콘텐츠 개발지원 사업’ 공모에 최종 사업자로 선정됐다고 23일 밝혔다. 애기봉평화생태공원 내 북한 고려문화유산 디지털체험관을 조성하는 사업이다. 과기부와 공동 총사업비 11억원을 투자해 개성유적 가상현실(VR) 체험시설 2가지를 연말까지 완공한다. 애기봉에서 23km 떨어진 개성은 500년간 고려왕조 수도로 2013년 유네스코가 지정한 세계문화유산에 ‘개성역사유적지구’가 등재됐다. ‘고려 개성 타임머신 열차’는 애기봉에서 열차를 타고 조강철교를 건너 개성에 이르러 송악산과 개성 성곽, 남대문, 경천사, 선죽교, 공민왕릉을 살펴보며 1000년 전 고려 수도의 정취를 느껴 보는 체험이다. 역사적 고증을 거쳐 삼차원(3D)디지털로 재현한 고려왕궁 ‘만월대’와 국가행사인 ‘팔관회’의 화려한 장관도 볼 수 있다. ‘고려 첨성대 체험’은 개성에 있는 첨성대를 실물모형으로 재현한다. 천문관측장치인 혼천의를 손으로 직접 사용해 별을 관측하고 사계절을 가상체험할 수 있다. 이번 김포시의 애기봉 가상현실 체험존은 촉감과 바람·향기를 느낄 수 있는 실감 콘텐츠와 핵심기술을 다수 활용해 구현된다. 조강전망대와 평화관·생태관·통일미래관 3개 전시장과 디지털 체험관 콘텐츠까지 추가 조성돼 연말 재개장한다. 이 밖에 애기봉평화생태공원은 야외공연장과 생태탐방로·스카이워크·흔들다리·개성 문화유적 북한디지털 체험관을 순차적으로 완성해 나갈 예정이어서 복합문화공간으로 명실상부한 수도권 관광의 중심지로 기대된다. 이번 과기부 공모에는 대기업과 방송사 등 총 6개사가 지원했다. 최종 김포시 ‘애기봉 가상현실(VR)콘텐츠 개발 구축사업’이 선정되는 영광을 안았다. 이명선 기자 mslee@seoul.co.kr

과학의 달인 4월에는 과학 관련 행사가 곳곳에서 펼쳐진다. 필자도 얼마 전 국립부산과학관에서 ‘천문학자와의 만남’을 가졌다. 주로 초등학교 이하 어린이와 부모가 참여했다. “달이 없으면 어떻게 돼요”, “별은 얼마나 멀어요”, “블랙홀에 들어가면 어떻게 돼요” 등 질문이 쏟아졌지만 절반 이상이 블랙홀 관련 내용이었다. 어린이들 질문에는 어떻게 쉽게 설명할 것인지가 가장 큰 문제다. 다섯 살쯤 돼 보이는 아이가 초롱초롱한 눈망울로 “우주는 어떻게 생겼어요”라고 물었다. 난감했다. “혹시 ‘억’이 뭔지 아니”라며 시간을 끌어 봤지만 당연히 “아니요”란 답이 돌아왔다. 킬로미터 같은 단위도 물론 모른다. 오래전 초등학교를 들어가기 전인 조카와의 기억이 떠올랐다. 우리는 지구에 살고, 지구는 태양 주위를 돌고 있고, 태양은 우리 은하의 1000억 개가 넘는 별 중 하나이며, 우리 은하와 같은 것이 우주에는 1000억 개 이상 모여 있다고 말할 때 조카의 멍한 표정에서 내 설명이 잘못됐음을 직감했다. 이해는 못 했지만 나중에 “지구가 태양 주위를 돌고 있대”라는 조카의 이야기를 듣고 꼭 이해가 필요한 것만은 아니라는 걸 느꼈다. 똑같은 답을 하기에는 아이가 더 어렸다. 우리가 바라보는 밤하늘이 우주다. 우리가 살아가는 공간이 우주다. 하늘에 떠 있는 달과 별과 은하가 있는 거대한 공간이 우주다. 그런데 다섯 살 아이가 공간이란 뜻을 알까. 무엇이든 물어보라고 해 놓고 한참을 얘기했지만 결국 아이가 원하는 답을 주지 못한 듯했다. 천문학은 어린아이에게 이해시키기가 참 어렵다. 망원경으로 달이나 토성을 한 번 보여주는 것 이상 좋은 게 없을 것이다. 공룡을 가장 많이 아는 나이가 다섯 살 무렵이며 그다음으로 고생물학 전공자가 조금 알고 자녀가 다섯 살인 부모가 아이보다는 못해도 거의 그 수준까지 안다는 재미난 그래프를 SNS에서 보았다. 천문학은 다섯 살 아이가 이해하기는 어렵지만 커가면서 더 많이 알아간다. 그래서 나는 다섯 살 아이보다는 아이가 천문학에 관한 호기심을 잃지 않도록 도와줄 부모에게 천문학 이야기를 더 많이 하려고 노력한다. 블랙홀에 관심을 갖기 시작한 다섯 살 아이의 부모라면 내 이야기에 더 관심을 가질 것이다. 그래도 여전히 다섯 살 아이에게 우주를 제대로 설명하지 못한 게 마음에 걸린다.

우주전문 사이트 스페이스닷컴이 ‘금주의 놀라운 우주사진’으로 선정한 태양의 플라스마 사진이 우주 마니아들의 관심을 끌고 있다. 지구 수십 배 규모의 거대한 태양 자기장 고리를 타고 용솟음치는 플라스마가 마치 비처럼 태양 표면으로 쏟아지는 광경은 천체 사진 중 가장 압도적인 장면으로 선정되기에 모자람이 없다. 자기장 고리를 타고 플라스마가 팽창할 때 태양 외층에서 만들어지는 플라스마 비는 열원에서 멀어지면 냉각되어 중력에 의해 다시 태양 표면 쪽으로 내려간다. 이러한 플라스마의 움직임이 태양 대기인 코로나에서 만들어내는 크고 밝은 불기둥을 태양홍염(太陽紅焰) 또는 프로미넌스(prominence)라고 한다. 코로나가 플라스마라는 극도로 뜨거운 이온 가스로 구성되어 있는 반면, 태양홍염은 채층의 구성과 비슷한 상대적으로 훨씬 차가운 플라스마로 이루어져 있다. 태양홍염은 하루 정도에 구성되며, 코로나 내부에서 몇 주간 지속된다. 천문학자들은 이 ‘플라스마 비’가 태양 표면보다 태양 코로나가 수백 배나 더 뜨거운 이유를 알려줄지도 모른다는 생각을 하고 있다. 미 항공우주국(NASA)의 설명에 따르면, 최근 관측에서 이전에는 간과되었던 작은 자기장 고리에서 내리는 코로나 비가 발견되었다. 이 비는 태양의 외부 대기(코로나)에서 태양 표면으로 떨어지는 뜨거운 플라스마 방울로 구성된 것이다. NASA의 태양활동관측위성인 SDO(Solar Dynamics Observatory)에 장착된 고해상도 망원경을 사용하여 수집된 이 새로운 데이터는 코로나 비가 지구상의 비와 비슷한 움직임을 보여주는 것으로 나타났다. 물론 지구상의 비와는 달리 태양의 플라스마 비는 온도가 수백만 도에 달한다. 또한 하전된 가스인 플라스마는 지구상에 물처럼 한곳에 모이지 않는다. 그 대신 플라스마는 태양 표면으로부터 분출되는 자기장 선이나 고리를 따라 움직인다. 또한 연구진은 자기장 고리가 태양 표면에서 분출되는 부분에 플라스마가 과열되어 섭씨 100만 도를 넘는다는 사실을 발견했다. 이 극고온의 플라스마는 고리를 확장하고 고리의 최고점에 모인다. 그리고 냉각과 응축 과정을 거친 후 중력에 의해 코로나 비가 되어 태양 표면으로 떨어지는 것이다. 연구원들은 태양 표면으로부터 수백만 마일 규모로 뻗은 거대한 고리형 플라스마(helmet streamers로 불린다)에서 코로나 비의 흔적을 이전부터 찾고 있었다. 연구자들은 헬멧 스트리머가 플라스마와 입자의 흐름인 느린 태양풍의 근원 중 하나일 것으로 여겨 집중적인 관측과 연구를 해왔다. “이 고리들은 우리가 찾고 있던 것보다 훨씬 작았다”라고 밝힌 새 연구의 공동저자 스피로 안티오코스 NASA 고다드 우주비행센터의 물리학자는 “코로나의 가열은 우리가 생각했던 것보다 훨씬 좁게 국지화되어 있다”라고 덧붙였다. 따라서 ‘천체물리학저널 레터스’ 4월 5일자에 발표된 새 연구결과는 코로나의 가열 과정뿐 아니라 느린 태양풍의 원인을 밝히는 데 한 줄기 빛을 던져주고 있다. “루프에 코로나 비가 있는 경우, 그 바닥에서 10% 이하가 코로나 가열이 일어나는 부분”이라고 공동저자이자 미국 가톨릭 대학의 대학원생 에밀리 메이슨이 성명서를 통해 밝혔다.연구진은 높이 약 4만8000km의 플라스마 고리에서 내리는 코로나 비를 발견했다.이는 연구진이 찾던 헬멧 스트리머 높이의 2%에 불과한 것이었다. 메이슨은 “우리는 여전히 코로나가 가열되는 메커니즘을 정확히 알지 못하지만, 가열과정이 이 층에서 발생한다는 것만은 확신하고 있다”고 말했다. 새 연구결과는 또한 작은 자기장 고리와 느린 태양풍 사이의 가능한 상관관계를 확인하는 전과를 올렸다. 연구진이 생각해온 바와 같이 닫힌 자기장 고리뿐 아니라 열린 자기장 선에서도 코로나 비가 발생할 수 있다는 견론을 얻었다. 열린 자기장 선의 한쪽 끝은 공간으로 뻗어나가 플라스마가 태양풍 속으로 빠져나갈 수 있다는 것이다. 연구진은 NASA의 파커 태양탐사선을 이용해 더 작은 자기장 고리 구조를 연구할 계획이다. 파커 탐사선은 2018년에 발사되어 이전의 어떤 우주선보다 태양에 가까이 접근하고 있는 중으로, 지난 4월 4일 두 번째로 근일점을 통과했다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

우즈베키스탄을 국빈방문 중인 문재인 대통령이 20일 오후(현지시간) 우즈베키스탄의 대표적 역사·문화 유적지인 사마르칸트를 찾았다. 이날 방문에는 부인 김정숙 여사와 샤프카트 미르지요예프 우즈베키스탄 대통령 내외도 동행했다. 양국 정상 내외가 가장 먼저 찾은 곳은 15세기 티무르왕의 손자 울루그벡이 만든 ‘천문대’였다. 미르지요예프 대통령은 “티무르 왕이 최연소 왕이었는데 천문학에 관심이 많았다”고 설명하는 등 자부심을 내비쳤다. 세종대왕이 통치하던 시기와 울루그벡이 사마르칸트를 통치하던 시기가 같다는 우즈베키스탄 가이드의 말에 문 대통령은 고개를 끄덕였다. 문 대통령은 울루그벡이 만들었다는 천문표를 보면서 “천문표가 세종대왕과 같은 시기에 도입됐는데, 그 시기에 천문학까지도 교류한 것을 알 수 있다”고 말했다. 그러면서 “세종대왕 시기가 한국 왕조 시기에서 가장 융성했던 시기”라고 덧붙여 설명했다. 문 대통령은 가이드가 잘못된 정보를 알려주자 이를 바로 잡기도 했다. 가이드가 “한국 광주에도 비슷한 시설이 있다”고 말하자 문 대통령은 “경주”라고 고쳐 설명했다. 경북 경주시 인왕동에 있는 ‘첨성대’를 설명한 것이다.양국 정상이 다음으로 들른 곳은 아프라시아브 박물관 내 벽화실이었다. 이곳에 있는 궁전벽화는 고구려 사신으로 추정되는 인물이 그려져 있어 국내에도 잘 알려졌다. 가이드가 고구려 사신이 나오는 부분을 설명하자 문 대통령은 손가락으로 고구려 사신이 있는 곳을 찾아보기도 했다. 문 대통령은 “(사신이) 쓴 관에 새 깃털이 있는데 이것이 고구려의 특징이라는 것을 중국 전문가가 확인했고, 차고 있는 칼도 고구려 것이어서 고구려 사신이 이 시기에 사마르칸트에 왔다는 것을 알 수 있다”고 자세히 설명했다. 이어 “그만큼 양국 교류의 역사가 깊다는 것을 알 수 있다”고 강조했다. 문 대통령은 2017년 11월 미르지요예프 대통령의 국빈방한 당시 국립중앙박물관에서 벽화의 사본을 본 것을 언급하며 “실물로 보게 돼 감회가 새롭다”고 소감을 밝혔다. 곧이어 벽화 앞에서 양 정상 내외가 지켜보는 가운데 ‘한·우즈베크 문화유산 교류협력 양해각서 체결식’이 진행됐다. 정재숙 문화재청장과 벡조드 율다셰브 우즈베키스탄 과학 아카데미 장관이 체결한 양해각서에는 한국 정부가 아프라시아브 박물관 관람환경 개선 사업 등을 지원하는 내용이 담겼다. 문 대통령은 체결식 기념촬영 후 가이드에게 “(벽화에) 사용된 안료와 물감은 무엇인가”라고 물으며 관심을 보였다. 문 대통령은 “조명 같은 것도 중요하지만 색채를 잘 보존하고 안료 분석도 할 수 있었으면 좋겠다”면서 “제일 중요한 것은 보존인데, 습도가 중요하다”고 말했다. 문 대통령은 전통 공예품과 전통악기를 파는 상점에도 들렀다. 뽕나무 종이에 대한 설명을 듣던 문 대통령은 상점 주인에게 “이게 그 유명한 사마르칸트 종이인가”라고 물은 뒤 “한국 닥나무 종이랑 (만드는 방법이) 비슷해 보인다”고 말했다. 문 대통령은 이후 티무르 왕의 묘도 들렀다. 묘에서 나온 문 대통령은 가이드에게 “훌륭한 가이드였다”고 칭찬한 뒤 문화재 시찰을 마쳤다. 정현용 기자 junghy77@seoul.co.kr

우즈베키스탄을 국빈방문 중인 문재인 대통령과 김정숙 여사가 20일 오후(현지시간) 울루그벡 천문대에서 샤프카트 미르지요예프 대통령과 관계자의 설명을 듣고 있다. 15세기 울루그벡 천문대를 통해 발전한 우즈베키스탄의 천문학은 세종대왕 시절 조선 천문학에도 영향을 미친 것으로 알려졌다. 2019.4.21 연합뉴스

순천시립극단 제58회 정기공연 ‘연기가 눈에 들어갈 때’가 오는 25일부터 이틀동안 순천문화예술회관 대극장에서 막이 오른다. ‘연기가 눈에 들어갈 때’는 벚꽃이 만발한 어느 봄날 화장터에서 고인이 등장하면서 시작된다. 인간이라면 누구나 당면해야 할 죽음에 대해 다양한 각도로 접근하고 있다. 진솔한 사람들의 이야기를 담담하고 흥미롭게 그려내고 있는 휴먼 드라마다. 문화예술회관 관계자는 “연기처럼 사라지고 마는 듯한 삶에 대해 진지한 성찰을 갖게 하는 연극이다”며 “결코 지루하거나 심각하지 않고 유쾌하면서 감동적인 드라마다”고 말했다. 이 관계자는 “삶의 소중함과 가족의 의미를 되새겨보고, 사랑하는 사람들과 정겨운 마음을 나누는 의미 있는 시간이 될 것이다”고 설명했다. 만 12세 이상 관람 가능하다. 입장료는 성인 1만원, 초·중·고 학생은 6000원이다. 다문화가족, 3자녀이상증 소지자, 장기·인체조직 기증 등록증 소지자, 순천문화예술회관 정기회원, 30인 이상 단체 등은 50% 할인된다. 순천 최종필 기자 choijp@seoul.co.kr

지난 1990년 4월 24일(현지시간) 우주의 심연을 들여다 보고 싶은 인류의 꿈을 담은 우주망원경 한 대가 미 항공우주국(NASA)의 디스커버리호에 실려 힘차게 날아올랐다. 다음 주면 29번째 생일을 맞는 ‘허블우주망원경’(Hubble Space Telescope)이다. 지난 18일(현지시간) NASA와 유럽우주국(ESA)은 허블우주망원경의 29번째 생일을 자축하는 환상적인 천체 사진을 공개했다. 매해 이맘 때 생일카드처럼 공개하는 이 사진 속 대상은 마치 모래시계같은 모습을 띤 '남쪽의 게성운'(Southern Crab Nebula)이다. 남쪽 게성운은 늦봄부터 초여름에 남쪽하늘에서 볼 수 있는 센타우루스자리에 위치에 있으며 우리와는 약 7000광년 떨어진 곳에 위치해 있다.정식명칭이 'Hen2-104'인 게성운은 그 이름처럼 몸과 다리가 마치 게처럼 생겼다. 남쪽 게성운이 이렇게 환상적인 모습을 띄는 이유는 성운 중심에 적색거성과 백색왜성이 쌍성계를 이루고 있기 때문이다. 영원할 것 같아 보이는 우리의 태양같은 별도 역시 주어진 수명이 있어 적색거성 단계를 거쳐 가스를 잃고 생을 마감하게 된다. 이후 남은 가스는 행성상 성운이라는 아름다운 가스 성운이 되고 중심에 남은 잔해는 모여 백색왜성을 이룬다. 곧 이 사진은 수명을 다한 두 별의 상호작용이 만든 작품으로 NASA 측은 '중력의 왈츠'(gravitational waltz)라는 재미있는 표현으로 묘사했다.지름 2.4m, 무게 12.2t, 길이 13m로, 지금도 지상 569㎞ 높이에서 97분 마다 지구를 돌며 먼 우주를 관측하고 있는 허블우주망원경은 대기의 간섭없이 멀고 먼 우주를 관측하기 위해 제작됐다. 허블우주망원경은 29년의 세월동안 100만 건이 넘는 관측 활동을 벌였으며 이를 통해 천문학자들은 1만 2000건 이상의 논문을 발표했다. 그간 몇 번의 수리 과정을 거치는 우여곡절을 겪었지만 허블우주망원경은 지상 천체망원경보다 10~30배의 해상도를 가진 사진을 지금도 충실히 전송해오고 있다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

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

지난 2017년 10월 마치 시가처럼 길쭉하게 생긴 특이한 외형을 가진 천체가 발견돼 전세계 천문학계의 큰 관심을 끌었다. 미국 하버드 스미스소니언 천체물리학센터의 에이브러햄 러브 교수 연구팀이 발견한 이 천체의 이름은 ‘오무아무아'(Oumuamua)로 태양계가 아닌 '외계에서 온 첫 손님'으로 분석됐다. 당시 오무아무아는 베가(Vega)성 방향에서 시속 9만2000㎞의 빠른 속도로 날아와 태양계를 곡선을 그리며 방문한 후 페가수스 자리 방향으로 날아갔다. 지난 17일(현지시간) 미국 CNN 등 현지언론은 오무아무아가 찾아오기 5년 앞선 지난 2014년 '외계에서 온 작은 천체'가 지구에 떨어진 것으로 보인다는 놀라운 연구결과를 전했다. 역시 같은 러브 교수 연구팀이 발표한 이 논문을 보면 2014년 1월 파푸아뉴기니 북쪽 해안 남태평양 상공에서 산산조각난 폭 0.9m 정도의 물체가 확인됐다. 곧 태양계를 떠돌던 천체 하나가 지구에 떨어지면서 유성이 됐고 만약 타지않고 남은 물질이 있다면 남태평양 어딘가에 운석이 돼 떨어진 셈이다. 결과적으로 이 유성이 외계에서 온 것으로 실제 확인된다면, 이 유성은 지구 대기권에 들어온 최초의 인터스텔라 천체가 된다. 물론 이는 오무아무아처럼 인류가 확인한 첫번째 일 뿐, 실제로는 지구 역사상 이와같은 일이 많다는 것이 합리적인 추론이다. 이를 알아보기 위해 러브 교수 연구팀은 미 항공우주국(NASA)의 지구근접천체연구센터(CNEOS)에 저장된 지난 30년 간 지구에 떨어진 유성 데이터를 분석했다. 그 결과 오무아무아처럼 특이한 궤도를 갖고 태양의 중력에 얽매이지 않는 이 유성을 발견했다.연구팀에 따르면 이 천체는 시속 21만6000㎞의 빠른 속도로 이동했으며 그 궤도를 거슬러 올라가보면 태양계 밖 아마도 다른 행성계 안쪽에서 기원됐을 것으로 보인다. 러브 교수는 "오무아무아의 경우 덩치가 크고 지구에서 아주 멀리 떨어진 곳에서 발견됐지만 우주에는 이보다 작은 천체가 흔하다"면서 "오무아무아처럼 멀리서가 아닌 지구에 떨어지는 유성에서 찾아보자는 것이 연구 아이디어였다"고 설명했다. 이어 "만약 이 유성이 생명체 거주가능한 영역에서 온 것이라면 하나의 행성계에서 다른 행성계로 생명체를 옮기는 데 도움을 줄 수 있을 것"이라고 덧붙였다. 한편 하와이말로 ‘제일 먼저 온 메신저’를 뜻하는 오무아무아는 길이가 400m 정도의 천체로 소행성인지 혜성인지에 대해서도 학자들 사이에 의견이 분분하다. 오무아무아의 정식 명칭은 ‘1I/2017 U1’로, 이름에 붙은 ‘1I’의 의미도 첫 번째 인터스텔라라는 뜻이다. 오무아무아가 지구와 최근접한 것은 2017년 10월 14일로 당시 거리는 2400만㎞다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

경북도가 대규모 투자를 통해 관광산업 육성에 나선다. 경북도는 올해 관광산업에 1917억원을 집중적으로 투자한다고 18일 밝혔다. 분야별로는 유교·신라·가야를 아우르는 3대 문화권 문화·생태 관광기반 조성사업 1132억원, 관광자원 개발사업 785억원이다. 현재 추진 중인 3대 문화권 사업은 신화랑풍류체험벨트, 한국문화테마파크, 세계유교선비문화공원 등 28개 사업이다. 약 75% 공정률을 보이고 있다. 도는 특히 올해부터 3대 문화권 조성과 관련해 소프트웨어 사업으로 테마 관광상품개발, 통합관광시스템 조성 등 관광진흥사업을 본격적으로 추진할 예정이다. 올해는 관광자원 개발을 위해 경주 보문 수상공연장 리모델링에 15억원을 투입하며 김천 부항댐, 안동 가일전통문화마을, 문경 고요아리랑민속마을 등 문화관광자원 관련 47개 사업에 687억원을 투입한다. 또 영천 보현산 녹색체험 터 조성, 영양 반딧불이 천문대 기능 보강, 울릉 원시림 기반 구축 등 4개 사업에 30억원을 들여 생태녹색 관광자원을 개발한다. 이 밖에 상주 이안천풍경길, 의성 둘레길, 대가야 걷는길 등 탐방로 안내체계 구축과 전통한옥 개보수, 캠핑장 조성, 문경 세계명상마을 조성사업 등도 추진한다. 김문환 경북도 관광정책과장은 “관광산업 개발분야에 대한 집중 투자가 관광객을 유치하고 청년 일자리 창출과 지역경제 발전에 도움이 되길 기대한다”고 말했다. 안동 김상화 기자 shkim@seoul.co.kr

별의 지름은 질량, 밝기, 표면 온도, 거리 등과 더불어 매우 중요한 물리적 특징이다. 하지만 아무리 큰 별이라도 지구에서 대부분 멀리 떨어져 있어 강력한 망원경으로도 작은 점으로 보이는 경우가 대부분이다. 지구에서 가까운 거리에 있는 일부 별을 제외하고서 별의 지름을 직접 측정하는 일은 거의 불가능에 가깝다. 하지만 방법이 아예 없는 것은 아니다. 독일 전자 싱크로트론 연구소의 타렉 하산과 스미스소니언 천체물리학 관측소의 마이클 다니엘이 이끄는 23개 대학의 국제 협력 연구팀은 지름 60km의 소행성을 이용해서 지구에서 700광년과 2674광년 떨어진 별의 지름을 정확히 측정했다. 원리는 간단하다. 소행성의 크기, 거리, 이동 속도를 알고 있고 별까지의 거리를 알고 있으면 소행성이 별빛을 가리는 시간을 측정해 별의 지름을 잴 수 있다. 물론 지구에서 봤을 때 우연히 별 앞으로 소행성이 지나가야 하므로 상당한 우연의 일치가 필요하지만, 태양계는 많은 소행성이 있고 은하계에는 무수히 많은 별이 있기 때문에 이런 일이 종종 발생한다. 문제는 이를 관측하는 일이다. 국제 과학자팀은 이 현상을 관측하기 위해 미국 애리조나 프레드 로렌스 휘플 천문대의 베리타스(Very Energetic Radiation Imaging Telescope Array System·VERITAS) 망원경을 사용했다. 이 망원경은 이미징 대기 체렌코프 망원경(Imaging Atmospheric Cherenkov Telescope)이라는 매우 특수한 형태의 망원경으로 지름 12m 망원경 4대가 같이 작동해 빠르게 움직이는 소행성의 이동을 포착한다. 베리타스는 초당 300장의 사진을 찍어 별빛이 가리는 시간을 측정한다. 연구 결과 2674광년 떨어진 거성인 'TYC 5517-227-1'은 태양 지름의 11배인 것으로 나타났다. 700광년 떨어진 'TYC 278-748-1'은 태양과 비슷한 G형 별로 지름은 태양의 2.17배다. 이 정도 거리에 있는 별의 지름을 정확히 측정할 수 있는 기회는 과학자들에게도 흔치 않다. 별의 지름을 정확히 측정할 수 있으며 별의 구조와 특징에 대해서 더 자세히 파악할 수 있으며 직접 측정할 수 없는 별의 지름을 추정하는 방법의 정확도를 높일 수 있다. 사실 상식적으로 생각하면 멀리 떨어진 별의 지름을 측정하는 일은 불가능에 가깝기 때문에 포기하는 것이 당연하다. 하지만 다른 분야와 마찬가지로 과학자들은 안되는 상황에서 어떻게든 되는 방법을 고민해왔다. 이런 고민이 결국 과학 발전을 이끄는 원동력일 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

새로운 세상을 찾아나선 차세대 ‘행성 사냥꾼’이 지구와 비슷한 크기의 외계행성을 찾아냈다. 지난 15일(현지시간) 미국 CNN 등 해외 주요언론은 지구에서 약 53광년 떨어진 항성계에서 지구만한 외계행성과 '형제' 행성이 새롭게 발견됐다고 보도했다. 우리 태양의 80% 정도 질량을 가진 항성 HD 21749 주위를 도는 이 외계행성의 이름은 HD 21749c. 항성을 단 8일 만에 공전할 만큼 바짝 붙어있는 HD 21749c는 지구 지름의 89%에 달하는 암석형 행성이다. 다만 HD 21749c는 암석형이면서 지구와 크기가 비슷한 특징이 있지만 표면온도가 427°C에 달해 생명체가 살기는 힘들어 보인다. 이에반해 함께 발견된 HD 21749b는 지구 질량의 23배, 반지름 기준 2.7배 크기의 가스형 행성이다. 태양계의 해왕성과 비슷해 '미니 해왕성'이라 불리지만 훨씬 더 따뜻하며 항성을 단 36일 만에 돈다. 이번 외계행성 발견이 언론의 주목을 받는 것은 차세대 행성 사냥꾼이라 불리는 미 항공우주국(NASA)의 우주망원경 ‘테스’(TESS·Transiting Exoplanet Survey Satellite)의 '작품'이기 때문이다.이번 연구를 이끈 미국 카네기 연구소 조한나 테스케 연구원은 "TESS가 발사된 지 1년 밖에 안됐지만 벌써 외계행성을 찾는 '게임 체인저' 역할을 하고 있다"면서 "우리은하에 지구만한 외계행성은 많지만 크기가 작아 발견하기 매우 어렵다"고 설명했다. 이어 "이번 외계행성 발견으로 앞으로 더 작은 항성에서 더 작은 행성을 찾아낼 수 있을 것"이라고 덧붙였다. 보도에 따르면 이번 발견은 TESS가 찾아낸 10번째 외계행성으로 기록됐다.　 지난해 4월 발사된 TESS는 지구 고궤도에 올라 13.7일에 한 바퀴 씩 지구를 돌면서 300~500광년 떨어진 별들을 집중 조사하고 있다. 특히 TESS에 ‘차세대’라는 명칭이 붙은 이유는 지금까지 임무를 수행해 온 케플러 우주망원경의 후임이기 때문으로 케플러보다 관측범위가 400배는 더 넓다. 케플러와 TESS가 이렇게 많은 별들 속 외계행성을 찾을 수 있는 이유는 식현상(transit)을 이용하기 때문이다. 천문학자들은 행성이 별 앞으로 지날 때 별의 밝기가 약간 감소하는 것을 포착해서 행성의 존재 유무를 확인한다. 이후 학자들은 추가 관측을 통해 외계 행성의 존재를 최종 판단하는데 향후 이 임무는 2021년 이후로 발사가 연기된 ‘제임스 웹 우주망원경’(JWST·James Webb Space Telescope)이 맡는다.　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

헝가리 과학자들이 또 다른 화성운석에서 미생물의 ‘징후’를 발견했다고 밝혔다. 이는 화성 생명체가 존재했음을 시사하는 것이다. 헝가리과학원(HAS) 산하 천문·지구과학연구센터 등 연구진은 ‘앨런힐스 77005’(ALH-77005·Allan Hills A77005)로 명명된 한 화성운석에서 유기체가 남긴 것으로 추정되는 질감과 특성, 즉 생물학적 징후(biosignatures)를 발견했다고 밝혔다.헝가리 연구진은 일본국립극지연구소(NIPR)가 1977년 남극의 앨런힐스에서 발견해낸 이 운석의 질감 등을 살피기 위해 그 단면 표본을 광학현미경과 적외선 기술 등 다양한 첨단 영상 기술로 분석했다. 또 이들 연구자는 운석에 포함된 광물과 다른 물질을 조사하고 생명체에 필수적인 성분을 확인하기 위해 동위원소 실험을 진행했다. 이를 통해 운석 표본 내부에서 화석화한 화성 미생물에 의해 형성된 것으로 보이는 세포질의 미세섬유를 발견했다고 연구진은 밝혔다. 거기에는 미세한 필라멘트(실) 가닥들이 존재하는 데 이는 철의 녹을 먹어 생존하는 세균 즉 ‘철산화세균’의 존재를 가리킬 수 있다고 연구진은 결론지었다. 사실 이런 주장은 이번이 처음은 아니다. 지난 1996년 미국항공우주국(NASA)의 과학자들 역시 이번 운석보다 뒤늦은 1984년, 같은 장소인 앨런힐스에서 미국 연구자들이 발견한 화성운석 ‘앨런힐스 84001’(ALH-84001·Allan Hills 84001)에서 비슷한 생명체 징후를 발견했다고 사이언스(Science) 학술지에 발표한 바 있다. 당시 연구진은 그 증거로 운석은 생물학적 과정으로 발생하는 방향족 탄화수소(PAHs)를 함유하고 있고 탄소 내에서 자철광이 발견됐는데 이는 주자성 세균에 의해 형성될 수 있다. 그리고 지렁이처럼 생긴 크기 20~100㎚ 정도 되는 나노화석이 발견됐다는 점을 제시했다. 하지만 이런 주장은 대부분 반론됐다. 먼저 방향족 탄화수소는 이미 소행성이나 혜성, 운석, 그리고 우주공간에서도 풍부하게 존재하는 물질로 생물학적 과정이 아니어도 생성될 수 있다. 탄소의 결정구조와 자철광의 결정구조가 일치하는 점은 탄소가 결정을 이룬 뒤 만들어진 것으로, 생물에 의해 만들어지지 않았을 수도 있다. 또한 나노화석의 경우 유기체를 구성할 수 있는 최소 크기는 150㎚로 여겨지는데, 그보다 작으므로 생물이 아닌 것으로 여겨진다. 끝으로 나노화석에 대해서는 사망 후 세포가 줄어들었거나, 생물체 파편의 화석일 확률이 있다는 등 논란이 계속되고 있다. 한편 이번 연구 결과는 독일의 대표적인 학술 출판사 발터 데 그루이터가 출간하는 오픈엑세스(OA) 학술지 오픈 아스트로노미(Open Astronomy) 최신호에 실렸다. 사진=Open Astronomy 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

지구의 달이 거대한 토성을 삼키는 흥미로운 영상이 공개됐다. 최근 미 항공우주국(NASA)은 토성과 달이 빚어낸 환상적인 '우주쇼'를 ‘오늘의 천체사진'(APOD)에 공개했다. 지구에서 볼 때는 거대해 보이는 달과, 작은 토성의 모습이 인상적인 이 사진에는 우주가 만들어 낸 천문현상이 담겨있다. 태양계에서 두번째로 큰 행성인 토성은 지름이 약 12만㎞에 달해 지구보다 9배는 더 크며 그 거리도 무려 15억㎞에 달한다. 이 때문에 사진에서처럼 토성이 우리에게는 작게 보이지만 특유의 고리만큼은 눈이 부시게 아름답다. 다만 이 사진(상단 사진)은 각각의 천체를 촬영해 만든 합성사진이다. 그러나 전문가들이 이 사진에 주목한 이유는 토성의 엄폐 현상을 담아냈기 때문이다.지난달 29일(현지시간) 남아프리카 공화국 요하네스버그에서는 흥미로운 토성-달 엄폐현상이 1시간 44분 동안 일어났다. 토성이 달 뒤로 사라졌다 나타나는 천문현상이 일어난 것으로 이는 달과 토성이 지구에서 봤을 때 일직선상에 놓일 경우에 볼 수 있다. 이 모습을 촬영한 코리 슈미츠는 "정말 탄성을 자아내는 놀라운 우주쇼"라면서 "영상을 보면 달 뒤로 토성이 사라지는 모습을 명확히 볼 수 있다"고 설명했다. 이어 "달빛이 토성의 밝기보다 훨씬 밝기 때문에 불가피하게 합성 이미지를 만들어야 했다"고 덧붙였다. 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

국내 천문학계를 대표하는 학자인 홍승수 서울대 물리천문학부 명예교수가 지난 15일 별세했다. 향년 75세. 고인은 서울대 천문기상학과를 졸업하고 같은 학교에서 석사학위 과정을 마친 뒤 미국 뉴욕주립대에서 박사학위를 받았다. 1978년 귀국해 모교인 서울대에서 교편을 잡았고, 2009년까지 30여년간 천문학과에서 후학을 양성했다. 한국천문학회 회장, 한국천문올림피아드 위원장, 국립고흥청소년우주체험센터 원장, 순천대 석좌교수를 지냈다. 그는 특히 칼 세이건(1934∼1996)이 집필한 세계적 천문학 베스트셀러 ‘코스모스’ 번역자로 유명하다. 저서로는 ‘코스모스’를 번역하면서 겪은 경험과 한국 교육 문제에 대한 생각을 정리한 ‘나의 코스모스’, 지난해 발간한 에세이 ‘하늘을 디디고 땅을 우러르며’를 남겼다. 과학기술처 장관 표창, 서울대 교육상 대상, 소암학술상을 받았다. 빈소는 경기도 수원 아주대병원 장례식장에 마련됐으며, 발인은 17일 오전 6시 30분. 1688-6114

이론과 간접 증거로만 존재했던 블랙홀을 인류가 마침내 확인했습니다. 세계 8곳의 전파망원경을 연결하여 만든 지구 크기의 가상 망원경인 ‘사건지평선 망원경’(EHT·Event Horizon Telescope)으로 블랙홀을 포착함으로써 1세기 넘게 추적해온 블랙홀의 실체를 드디어 파악하기에 이른 것입니다. 이로써 1915년 발표된 알버트 아인슈타인의 일반 상대성 이론은 다시 한번 검증에 거뜬히 통과하는 쾌거를 이룩했습니다. 즉, 물체의 질량이 주변 시공간을 휘게 하며, 질량이 클수록 시공간의 곡률은 더욱 큰 곡률을 갖게 된다는 내용입니다. 천문학 최대의 화두인 블랙홀이란 과연 무엇일가요? 초간단 정리해보겠습니다. 상상 속에서 태어난 ‘검은 별’(Dark stars) 블랙홀은 우주에서 가장 기이하고도 환상적인 천체라 할 수 있습니다. 물질밀도가 극도로 높은 나머지 빛마저도 빠져나갈 수 없는 엄청난 중력을 가진 존재입니다. 가까이 접근하는 모든 물체를 가리지 않고 게걸스럽게 집어삼키는 중력의 감옥, 블랙홀. 모든 연령층, 모든 직업군을 아우르면서 블랙홀에 대해 크나큰 관심을 불러일으키고 상상력을 자극하는 것은 대체 무엇 때문일까요? 이 괴이쩍은 존재는 최초로 인간의 상상 속에서 태어났습니다. 1783년, 천문학에 관심이 많던 영국의 지질학자 존 미첼이 밤하늘의 별을 보면서 엉뚱한 생각을 합니다. 뉴턴의 중력 법칙과 빛의 입자설을 결합하여, '별이 극도로 무거우면 중력이 너무나 강한 나머지 빛마저도 탈출할 수 없게 되어 빛나지 않는 검은 별이 될 것이다' 이것이 블랙홀 개념의 첫 씨앗이었습니다. 미첼은 이런 생각을 쓴 편지를 왕립협회로 보냈습니다. '만약 태양과 같은 밀도를 가진 어떤 구체의 반지름이 태양의 500분의 1로 줄어든다면, 무한한 높이에서 그 구체로 낙하하는 물체는 표면에서 빛의 속도보다 빠른 속도를 얻게 될 것이다. 따라서 빛이 다른 물체들과 마찬가지로 관성량에 비례하는 인력을 받게 된다면, 그러한 구체에서 방출되는 모든 빛은 구체의 자체 중력으로 인해 구체로 되돌아가게 될 것이다' 그러나 당시 과학자들은 이론적인 것일 뿐, 그런 별이 실재하지는 않을 거라 생각하고 무시했습니다. 이러한 ‘검은 별’ 개념은 19세기 이전까지도 거의 무시되었는데, 그때가지 빛의 파동설이 우세했기 때문에 질량이 없는 파동인 빛이 중력의 영향을 받을 것이라고는 생각하기 힘들었기 때문입니다. 블랙홀 등장, 백조자리 X-1 그로부터 130년이 훌쩍 지난 1916년, 아인슈타인이 우주를 기술하는 뉴턴 역학을 대체하여 시간과 공간이 하나로 얽혀 있음을 보인 일반 상대성 이론을 발표한 직후, 검은 별 개념은 새로운 활력을 얻어 재등장했습니다. 일반 상대성 이론은 중력을 구부러진 시공간으로 간주하며, 질량을 가진 천체는 주변 시공간을 휘게 만든다는 이론입니다. 독일의 카를 슈바르츠실트가 아인슈타인의 중력장 방정식을 별에 적용해서 방정식의 해를 구했습니다. 그 결과, 별이 일정한 반지름 이하로 압축되면 빛마저 탈출할 수 없는 강한 중력이 생기게 되고, 그 중심에는 모든 물리법칙이 통하지 않는 특이점이 나타난다는 것을 알았습니다. 이것을 '슈바르츠실트 반지름'이라고 부릅니다. 이는 어떤 물체가 블랙홀이 되려면 얼마만한 반지름까지 압축되어야 하는가를 나타내는 반지름 한계치입니다. 이에 대해 아인슈타인은 “슈바르츠실트 반지름은 수학적 해석일 뿐, 실재하지 않는다는 것을 내 연구는 보여준다”면서 인정하지 않았습니다. 그러나 그 뒤 핵물리학이 발전하여 충분한 질량을 지닌 천체가 자체 중력으로 붕괴한다면 블랙홀이 될 수 있다는 예측을 내놓았고, 이 예측은 결국 강력한 망원경으로 무장한 천문학자들에 의해 관측으로 입증되었습니다. 1963년 미국 팔로마산 천문대는 심우주에서 유독 밝게 빛나는 천체를 발견했는데, 그것이 검은 별의 에너지로 형성된 퀘이사임을 확인했습니다. 오로지 상상 속에서만 존재하던 검은 별이 2세기 만에 마침내 실마리를 드러낸 것입니다. 사실 이전에는 ‘블랙홀’이란 이름조차 없었습니다. 대신 ‘검은 별’, ‘얼어붙은 별’, ‘붕괴한 별’ 등 이상한 이름으로 불려왔죠. ‘블랙홀’이란 용어를 최초로 쓴 사람은 미국 물리학자 존 휠러로, 1967년에야 처음으로 일반에 소개되었으며, 블랙홀의 실체가 발견된 것은 1971년이었습니다. 그 존재가 예측된 지 거의 200년이 지나서야 이름을 얻고 실체가 발견된 셈입니다. 1971년 미 항공우주국(NASA)의 X-선 관측위성 우후루는 블랙홀 후보로 백조자리 X-1을 발견했습니다. 강력한 X-선을 방출하는 이것이 과연 블랙홀인가를 놓고 이론이 분분했는데, 급기야는 과학자들 사이에 내기가 붙었습니다. 1974년 스티븐 호킹과 킵 손 사이에 벌어진 내기에서 호킹은 백조자리 X-1이 블랙홀이 아니라는 데에 걸었고, 킵 손 교수는 그 반대에 걸었습니다. 지는 쪽이 성인잡지 ‘펜트하우스’ 1년 정기 구독권을 주기로 했죠. 1990년 관측자료에서 특이점의 존재가 입증되자 호킹은 내기에 졌음을 인정하고 잡지 구독권을 킵 손에게 보냈는데, 그 일로 킵 손 부인에게 엄청 원성을 샀다고 합니다. 2005년에는 우리은하 중심에서도 블랙홀이 발견되었는데, 최신 관측자료에 의하면 전파원 궁수자리 A*가 태양 질량의 430만 배인 초대질량 블랙홀임이 밝혀졌습니다. 영화 ‘인터스텔라’ 제작에 자문역으로 참여하기도 했던 킵 손은 나중에 블랙홀 존재를 결정적으로 입증한 LIGO(레이저 간섭계 중력파 관측소)의 블랙홀 중력파 검출로 노벨 물리학상을 받았습니다. 블랙홀 연구에 큰 업적을 남긴 호킹은 노벨상을 받지 못해 안타깝게도 킵 손에게 두 번이나 패배한 형국이 되었습니다.블랙홀 존재, 어떻게 알 수 있나? 블랙홀은 엄청난 질량을 갖고 있지만 덩치는 아주 작습니다. 그만큼 물질밀도가 극도로 높다는 뜻이죠. 예컨대 태양이 블랙홀이 되려면 얼마나 밀도가 높아야 할까요? 슈바르츠실트 반지름의 해 공식으로 구해보면, 70만㎞인 반지름이 3㎞까지 축소되어야 하며, 밀도는 자그마치 1cm^3에 200억 톤의 질량이 됩니다. 각설탕 하나 크기가 그만한 무게가 나간다는 얘기죠. 지구가 블랙홀이 되려면 반지름이 우리 손톱 정도인 0.9cm로 작아져야 합니다. 이처럼 초고밀도의 블랙홀은 중력이 극강이어서 어떤 것도 블랙홀을 탈출할 수가 없습니다. 지구 탈출속도는 초속 11.2㎞이며, 빛의 초속은 30만㎞입니다. 블랙홀의 중력이 너무나 강해 탈출속도가 30만㎞를 넘기 때문에 빛도 여기서 탈출할 수가 없는 거죠. 따라서 우리는 블랙홀을 볼 수가 없습니다. 그런데 과학자들은 블랙홀의 존재를 확인할 수가 있습니다. 어떻게? 블랙홀이 주변의 가스와 먼지를 강력히 빨아들일 때 방출하는 X-선 복사로 그 존재를 탐색할 수 있습니다. 우리은하 중심부에 있는 초대질량 블랙홀은 두터운 먼지와 가스로 뒤덮여 있어 X-선 방출을 가로막고 있습니다. 물질이 블랙홀로 빨려들어갈 때 블랙홀의 사건 지평선 입구에서 안으로 들어가지 않고 스쳐지나는 경우도 있습니다. 블랙홀이 직접 보이지는 않지만, 물질이 함입될 때 발생하는 강력한 제트 분출은 아주 먼 거리에서도 볼 있습니다. 1958년에 미국 물리학자 데이비드 핀켈스타인이 블랙홀의 ‘사건 지평선’ 개념을 처음으로 선보였습니다. 사건 지평선이란 외부에서는 물질이나 빛이 자유롭게 안쪽으로 들어갈 수 있지만, 내부에서는 블랙홀의 중력에 대한 탈출속도가 빛의 속도보다 커서 원래의 곳으로 되돌아갈 수 없는 경계를 말합니다. 말하자면 블랙홀의 일방통행 구간의 시작점이죠. 어떤 물체가 사건의 지평선을 넘어갈 경우, 그 물체에게는 파멸적 영향이 가해지겠지만, 바깥 관찰자에게는 속도가 점점 느려져 그 경계에 영원히 닿지 않는 것처럼 보입니다. 블랙홀은 특이점과 안팎의 사건 지평선으로 구성됩니다. 특이점이란 블랙홀 중심에 중력의 고유 세기가 무한대로 발산하는 시공간의 영역으로, 여기서는 물리법칙이 성립되지 않습니다. 즉, 사건의 인과적 관계가 보장되지 않는다는 뜻이죠. 이 특이점을 둘러싸고 있는 것이 안팎의 사건 지평선으로, 바깥 사건 지평선은 물질이 탈출이 가능한 경계이지만, 안쪽의 사건 지평선은 어떤 물질이라도 탈출이 불가능한 경계입니다. 블랙홀, 화이트홀, 웜홀 1964년, 이론 물리학자 존 휠러가 최초로 ‘블랙홀’이라는 단어를 대중에게 선보인 데 이어 1965년에는 러시아의 이론 천체물리학자 이고르 노비코프가 블랙홀의 반대 개념인 ‘화이트홀’이라는 용어를 만들었습니다. 만약 블랙홀이 모든 것을 집어삼킨다면 언젠가 우주공간으로 토해낼 수 있는 구멍도 필요하지 않겠는가 하는 것이 이 화이트홀 가설의 근거입니다. 말하자면, 블랙홀은 입구가 되고 화이트홀은 출구가 되는 셈이죠. 이렇게 블랙홀과 화이트홀을 연결하는 우주 시공간의 구멍을 웜홀(벌레구멍)이라 합니다. 말하자면 두 시공간을 잇는 좁은 통로로, 우주의 지름길이라 할 수 있습니다. 웜홀을 지나 성간여행이나 은하 간 여행을 할 때, 훨씬 짧은 시간 안에 우주의 한쪽에서 다른 쪽으로 도달할 수 있다는 거죠. 웜홀은 벌레가 사과 표면의 한쪽에서 다른 쪽으로 이동할 때 이미 파먹은 구멍으로 가면 더 빨리 간다는 점에 착안하여 이름지어진 거죠. 하지만 화이트홀의 존재가 증명된 바 없으며, 블랙홀의 기조력 때문에 진입하는 모든 물체가 파괴되어서 웜홀을 통한 여행은 수학적으로만 가능할 뿐입니다. 그래서 스티븐 호킹도 웜홀 여행이라면 사양하고 싶다고 말한 적이 있습니다. 어쨌든 블랙홀의 현관 안으로 들어갔던 물질이 다른 우주의 시공간으로 다시 나타난다는 아이디어는 그다지 놀랄 만한 것은 아니지만, 여기에서 무수한 공상과학 스토리가 탄생했습니다. ‘닥터 후(Doctor Who)’, ‘스타게이트(Stargate)’, ‘프린지(Fringe)’ 등 끝이 없을 정도죠. 이런 얘기들은 하나같이 등장인물들이 우리 우주와 다른 우주 또는 평행우주를 여행한다는 줄거리로 되어 있습니다. 그러한 우주는 수학적으로 성립되는 가공일 뿐으로, 그 존재에 대한 증거는 아직까지 하나도 밝혀진 것이 없습니다. ​그러나 어떤 의미에서 시간여행이 현실적으로 불가능하다는 얘기는 아닙니다. 만약 우리가 엄청난 속도로 여행하거나, 또는 블랙홀 안으로 떨어진다면 외부 관측자의 눈에는 시간의 흐름이 아주 느리게 보일 것입니다. 이것을 중력적 시간지연이라 합니다. 이 효과에 의해 블랙홀로 낙하하는 물체는 사건의 지평선에 가까워질수록 점점 느려지는 것처럼 보이고, 사건의 지평선에 닿기까지 걸리는 시간은 무한대가 됩니다. 즉 사건의 지평선에 닿는 것이 외부에서는 관찰될 수 없습니다. 외부의 고정된 관찰자가 보면 이 물체의 모든 과정은 느려지는 것처럼 보이기 때문에, 물체에서 방출되는 빛도 점점 파장이 길어지고 어두워져서 결국 보이지 않게 됩니다. 아인슈타인의 특수 상대성 이론에 따르면, 빠르게 운동하는 시계의 시간은 느리게 갑니다. 2014년 영화 ‘인터스텔라’는 블랙홀 근처에서 일어나는 이러한 현상을 보여주었죠. 우주 비행사 쿠퍼(매튜 맥커너히)가 시간여행을 할 수 있었던 것은 그 때문입니다. 블랙홀의 사건 지평선 안에는 실제로 어떤 것이 있을까란 문제는 여전히 뜨거운 논쟁거리가 되고 있습니다. 블랙홀 내부를 이해하기 위해 끈이론, 양자 중력이론, 고리 양자중력, 거품 양자 등등 현대 물리학의 거의 모든 이론들이 참여하고 있습니다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

지난해 평창동계올림픽 플라자에 조성된 현대자동차 홍보관 ‘파빌리온’은 차량을 전시하지 않고도 수소차와 수소에너지를 형상화했다. 평창올림픽 관람객의 눈길을 사로잡은 파빌리온은 최근 아시아 대표 광고제인 애드페스트에서 디자인 부문 그랑프리를 받았다. 대상에 해당하는 상이다. 앞서 세계 3대 광고제 중 칸과 클리오에서 각각 본상과 은상을, 세계 3대 디자인상 중 하나인 레드닷에서는 최우수상 1개와 본상 4개를 탔다. 파빌리온 책임자인 손정수(42) 이노션월드와이드 스페이스크리에이티브 팀장은 파빌리온이 쉽고 재미있었다는 점을 수상 요인으로 봤다. 그는 “신기술, 신소재, 미래사회 등 일반인들 입장에서 생소하고 어렵게 느껴질 수 있는 소재를 콘텐츠로 구현한다는 것은 항상 큰 도전”이라면서 “문화·예술품을 가볍게 둘러 보듯, 이야기하고자 하는 메시지의 전달 과정을 단순화하고 직관적으로 체득할 수 있도록 한 것이 주효했다고 생각한다”고 말했다. 파빌리온은 1946개 발광다이오드(LED) 기둥을 적용한 건물 외벽 파사드 작품, 물방울 2만 5000개가 센서로 반응하는 ‘워터존’, 수소전기차 4단계 원리를 다양한 콘텐츠로 체험할 수 있는 ‘하이드로젠존’ 등으로 구성됐다. 손 팀장은 “‘수소 사회의 미래상을 어떻게 잘 전달할 수 있을까’ 하는 명제하에 우주의 70%를 구성하고 있는 무한 에너지, 수소의 특징을 주제화했다”면서 “건물 외관엔 ‘벤타블랙’(세상에 존재하는 가장 검은 물질)이라는 신소재를 적용해 반짝이는 우주를 표현했으며, 내부는 초발수 코팅 위에서 물이 튕겨나가는 현상을 이용한 인터랙티브 체험을 구성했다”고 설명했다. 손 팀장은 앞서 건축설계사로 일했으며, 광고계에 입문한 건 2009년이다. 그는 “입사 당시 이노션이 전시, 인테리어, 건축에 이르는 통합 공간 마케팅 조직을 확대하는 때였다”면서 “그 과정에서 건축 분야를 담당할 기회를 얻어 입사하게 됐고 2010년 상하이엑스포, 2012년 여수엑스포와 현대차 딜러숍 디자인 개발 등 공간과 연계한 다양한 프로젝트를 진행하고 있다”고 말했다. 그의 전문 분야인 공간(스페이스) 마케팅에 관해 손 팀장은 “공간 안의 공감각적 요소로부터 그 안에서 이루어지는 행위들까지 다양한 경험을 설계하고 전달하는 것”이라면서 “크게는 파빌리온과 같은 기업 홍보관부터 작게는 상점의 음악, 향기, 소품 배열까지 포함할 수 있다”고 설명했다. 손 팀장은 앞으로 좀 더 소통하고 상생할 수 있는 도시 재생 프로젝트를 만드는 게 목표다. 그는 “낙후된 지역을 예술과 접목해 활성화한 부산 감천문화마을, 산업변화에 따라 효용이 없어진 장소를 재생한 동춘175, 사라지고 있는 지역상권을 콘텐츠화한 연남방앗간 등 단일 목적성을 넘어 지역, 문화, 사회가 소통하며 상생할 수 있는 프로젝트를 개발해 보고 싶다”고 말했다. 김민석 기자 shiho@seoul.co.kr

블랙홀이 어둠 속에서 마침내 모습을 드러냈다. 그 존재가 예견된 지 1세기가 넘도록 모습을 드러내지 않고 있던 우주의 괴물 블랙홀이 역사상 최초로 인류의 시야에 잡혔다. 극한의 중력으로 빛마저 탈출할 수 없는 시공의 구멍은 이로써 그 기괴한 정체를 서서히 드러낼 것으로 보인다. “우리는 볼 수 없다고 생각하던 것을 보았다”고 미국 하버드 스미스소니언 천체물리학 센터의 셰퍼드 도엘레만 박사가 10일(현지시간) 워싱턴 DC의 내셔널프레스클럽에서 열린 기자회견에서 말했다. 도엘레만 박사는 역사적인 블랙홀 촬영에 성공한 사건지평선망원경(EHT·Event Horizon Telescope) 프로젝트를 총괄하고 있다. 이날 공개된 4개의 이미지는 M87 타원은하 중심에 숨어 있는 블랙홀의 윤곽을 잡아낸 것이다. 이어 “그 이미지는 자체만으로도 충분히 충격적이지만, 더 중요한 것은 후속 연구에서 더욱더 놀라운 결과들이 도출될 것이란 점”이라고 덧붙였다. 이번에 최초로 이미지를 잡아낸 블랙홀은 지구에서 5500만 광년 거리에 있는 처녀자리 은하단에 속한 M87이란 타원은하의 초대질량 블랙홀로, 태양 질량의 65억 배, 지름은 160억㎞에 달한다. EHT 프로젝트는 약 20년 동안 200여 명의 넘는 다국적 과학자들이 참여한 컨소시엄으로, 지난 수년간 미국 국립과학재단 및 전 세계의 많은 기관들로부터 기금을 지원받아왔다. 이 프로젝트의 이름, 사건지평선이란 블랙홀의 유명한 경계선을 일컫는 것이다. 이 선 안으로 떨어지면 블랙홀의 극한 중력에 붙잡혀 빛마저 빠져나올 수 없다는 반환 불가의 경계선이다. 이것에 사건 지평선이란 멋진 이름을 붙인 사람은 미국 물리학자 존 휠러로 알려져 있다. 사실 초기에는 ‘블랙홀’이란 이름조차 없었으며, 대신 ‘검은 별’, ‘얼어붙은 별’, ‘붕괴한 별’ 등 이상한 이름으로 불려왔다. '블랙홀'이란 용어를 최초로 쓴 사람 역시 존 휠러로, 1967년에야 처음으로 일반에 소개되었으며, 블랙홀의 실체가 발견된 것은 1971년이었다. ​ ​어쨌든 빛마저도 탈출할 수 없는 블랙홀은 우리가 눈으로 볼 수도 없고 내부를 촬영하는 것도 불가능하다. 그래서 EHT는 블랙홀의 어두운 실루엣을 추적하여 사건 수평선을 이미지화한다. 연구진은 EHT로 블랙홀의 그림자를 먼저 관찰하고, 슈퍼컴퓨터를 이용해 원본 데이터를 최종 영상으로 변환했다. 이후 독일 막스플랑크 전파천문학연구소 등에 위치한 슈퍼컴퓨터를 이용해 EHT의 원본 데이터를 역추적했다. 그 결과 연구진은 M87 블랙홀의 그림자가 약 400억㎞이며, 블랙홀의 크기(지름)는 그림자에 비해 약 40% 정도인 것으로 측정했다. 애리조나 대학의 천문학 부교수로 이 프로젝트에 참여하고 있는 댄 마로네는 스페이스닷컴과의 인터뷰에서 "우리는 잃어버린 광자(빛)를 찾아냈다"고 말했다. 이 프로젝트는 그 동안 두 개의 블랙홀, 즉 태양 질량의 약 65억 배인 M87 거대 블랙홀과 궁수자리 A*로 알려진 우리은하의 중심 블랙홀을 면밀히 조사했다. 우리은하 블랙홀 역시 ​​거대 질량이지만 M87의 블랙홀과 비교하면 간난아기에 불과한 430 만 배 태양 질량에 지나지 않는다. 이 두 대상은 모두 지구로부터의 엄청난 거리에 있다. 궁수자리 A*는 우리로부터 약 26,000광년 떨어져 있으며, M87은 5350만 광년 떨어져 있다. 궁수자리 A*의 사건지평선은 "너무나 작아 우리가 보기에는 달 표면에 놓인 오렌지를 보는 거나 뉴욕시에서 로스앤젤레스 가판대의 신문을 읽는 거나 비슷하다" 도엘레만은 비유한다. 따라서 지구상에 있는 어떤 망원경으로도 관측이 불가능하다는 얘기다. 여기서 지구 크기의 망원경 제작이라는 아이디어가 나타났다. EHT 연구진은 미국 애리조나, 스페인, 멕시코, 남극 대륙 등 세계 곳곳의 8개 전파망원경을 연결, 지구 규모의 가상 망원경을 구성해 2017년 4월 총 9일간 M87을 관측, 이런 성과를 냈다. 그렇다면 이 같은 최초의 블랙홀 이미지가 지닌 의미는 무엇일가? EHT 팀원들과 외부 과학자들은 이번 결과는 아인슈타인의 일반상대성이론을 궁극적으로 증명하는 것으로, 과학사에 한 획을 그은 사건이라는 데 의견 일치를 보고 있다. 마로네 박사는 1968년 12월 아폴로 8호 우주 비행사 빌 앤더스가 찍은 유명한 사진 '지구 해돋이'가 인류에게 우주 속에 떠 있는 연약한 지구의 모습을 보여줌으로써 환경운동에 박차를 가한 사례를 인용하면서, 블랙홀 이미지는 우주에서 우리 자신과 우리의 위치에 대해 생각하는 방식을 바꿀 수 있다고 강조한다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

인류 최초의 블랙홀 사진에 전 세계가 떠들썩한 가운데 중국도 자금 지원, 데이터 분석 등에 기여했다고 나서고 있지만 정작 ‘세계 최대’라고 선전한 구이저우의 전파망원경은 블랙홀 사진 촬영에 참여하지 못했다.이번 블랙홀 사진은 전 세계 6개 대륙에서 8대의 전파 망원경을 동원해 블랙홀의 전파 신호를 통합 분석한 뒤 역추적하는 방식으로 처음 담아낼 수 있었다. 중국 글로벌타임스는 11일 스페인과 하와이에서 이뤄진 관측 작업에 중국 과학자들이 참여했으며 데이터 분석과 블랙홀에 대한 이론적 설명에 중국 연구진들이 기여했다고 보도했다. 중국과학원 상하이 천문대가 블랙홀 프로젝트에 참여하는 과학자들을 조직하고 공동 관측 및 연구를 조율했다. 아인슈타인의 상대성 이론을 증명하는 블랙홀 촬영에 성공한 세계 전파망원경 공동 프로젝트는 앞으로도 성과를 꾸준히 낼 계획이다. 하지만 중국이 그동안 ‘세계 최대’라고 주장했던 구이저우 전파 망원경은 정작 블랙홀 촬영에 참여하는 데 실패했다. 블랙홀 촬영에 참여한 전파망원경은 하와이, 캘리포니아, 애리조나, 멕시코, 칠레, 남극, 그린란드, 스페인, 프랑스 등에 있는 8대다. 중국 구이저우성의 지름 500m 전파망원경은 밀리미터 단위의 전파를 추적해야 하는 블랙홀 프로젝트에 참여 자체가 아예 불가능했다. 블랙홀은 빛조차 빠져나올 수 없는 강한 중력을 갖고 있어 촬영이 매우 어려운데 구이저우의 전파망원경은 센티미터 단위의 전파 측정만 가능하기 때문이다.‘톈옌’(天眼·하늘의 눈)이라고 불리는 중국 전파망원경은 펄서(눈에 보이지는 않지만 주기적으로 빠른 전파나 방사선을 방출하는 천체)에서 내보내는 전파는 측정할 수 있지만 블랙홀이 보내는 신호는 거의 추적 불가능하다. 중국 과학자들은 2006년부터 시작된 블랙홀 프로젝트에 200여명의 해외 과학자들과 함께 참여했다. 베이징대 우쉐빙 교수는 “데이터 처리에 걸리는 시간이 너무 어마어마해서 한 국가의 참여만으로 블랙홀 이미지를 완성하는 것은 불가능하다”고 설명했다. 그는 또 관측에는 단지 몇 시간밖에 안 걸리지만 조각난 이미지들을 모으는데만 일 년 가까이 걸렸다고 덧붙였다. 베이징 윤창수 특파원 geo@seoul.co.kr

우리나라 연구진을 포함한 국제 공동연구팀이 세계 최초로 블랙홀 모습을 촬영하는 데 성공했다. 10일 밤 공개된 블랙홀은 반지 모양의 밝은 노란색 빛 가운데에 검정 원형이 보인다. 이번에 촬영된 블랙홀은 지구에서 5500만 광년 떨어져 있다. 무게는 태양 질량의 65억 배에 달한다. 셰퍼드 도엘레만 블랙홀 관측 프로젝트 단장은 “눈에 보이지 않는다고 생각했던 블랙홀을 우리가 봤다고 알리게 돼 매우 기쁘다”고 소감을 밝혔다. 국제 공동연구팀은 블랙홀 경계를 지나는 빛이 휘어질 때 블랙홀의 윤곽이 드러나는 점에 주목했다. 전 세계 6개 대륙에서 8대의 전파 망원경을 동원해 블랙홀의 전파 신호를 통합 분석한 뒤 역추적하는 방식으로 블랙홀의 모습을 담아냈다.과학계는 천문 역사상 매우 중요한 발견으로 아인슈타인의 일반상대성이론을 증명하는 확실한 증거라고 평가하고 있다. 도엘레만 단장은 “우리는 그전에 하지 못했던 블랙홀 관련 연구에서 완전히 새로운 방식을 찾았다”며 “모든 위대한 발견들처럼 이제 시작” 고 강조했다. 이번 프로젝트에는 우리나라 연구진 8명을 포함해 미국 일본 등에서 200명이 넘는 과학자들이 참여했고, 발표 과정은 전 세계에 생중계됐다. 영상부 seoultv@seoul.co.kr