이스라엘군(IDF)이 무장 정파 하마스가 통치하는 가자지구를 공습했다. 24일 AFP통신에 따르면 이스라엘군은 23일 늦은 밤 가자지구에 전투기 폭격을 가했다. 22일 새벽에 이은 또 한 차례의 공습이다. 이스라엘군(IDF)은 성명을 통해 “가자지구 남부 칸 유니스에 있는 하마스 무기공장과 자발리아에 있는 지하터널 입구, 세자이야에 있는 지하 로켓포 발사대에 폭격을 가했다”고 발표했다. 익명의 팔레스타인 소식통 역시 가자시와 가자지구 남부 칸 유니스, 가자지구 북부 자발리아가 이스라엘군 공습으로 파괴됐다고 확인했다. 다행히 이번 공습으로 인한 인명피해는 없었지만 상당한 재산피해를 입었다고 설명했다.보도에 따르면 하마스는 이스라엘군 전투기 폭격에 기관총 사격으로 대응했다. 이스라엘군도 하마스 대응 사격 후 지하터널 입구를 추가로 공격했다. 더타임스오브이스라엘이 공개한 영상에서는 23일 밤 이스라엘 공습을 받은 가자지구 남부 칸 유니스에 불덩어리가 솟구치는 모습을 확인할 수 있다. 이스라엘군은 이번 공습에 대해 “하마스가 이스라엘 영토로 폭탄풍선을 날린 것에 대한 대응”이라고 밝혔다. 이스라엘 소방당국에 따르면 22일 가자지구에서 최소 9개의 폭탄풍선이 가자지구 접경 에시콜 지역으로 날아와 여러 건의 화재가 발생했다.폭탄풍선은 헬륨 풍선에 기폭 장치를 붙여 만들며, 별도의 발사 장치는 필요 없다. 군사 보복을 유발하지 않으면서도 이스라엘에 압력을 가할 수 있는 가장 저렴한 방법으로 하마스가 자주 활용하고 있다. 기폭 장치에 불을 붙여 하늘로 띄운 폭탄풍선은 바람을 타고 가자지구에서 이스라엘 영토로 날아간다. 이렇게 날린 폭탄풍선이 태운 농지 및 자연보호구역은 2018년부터 올해 5월 25일까지 14.79㎢에 달한다. 다만 인명 피해를 일으킨 사례는 거의 없다. 하지만 지난 5월 11일 간의 전쟁이 끝난 뒤에도 하마스의 폭탄풍선 도발이 계속되자 이스라엘군도 보복에 나섰다. 6월 하마스 측 지하드(이슬람 성전) 운동 지지자들이 폭탄풍선을 날렸을 때 이스라엘군이 이례적인 보복 공습으로 맞대응 하면서 긴장이 고조되기 시작했다. 지난 16일 가자지구에서 이스라엘을 향한 로켓포가 발사된 후에는 무력 충돌 양상이 더욱 짙어졌다. 당시 이스라엘군은 가자지구에서 날아온 로켓포를 아이언돔 미사일로 요격한 것으로 알려졌다.21일에는 가자지구 경계 지역에서 발생한 팔레스타인 시위대 폭력 시위를 진압하던 이스라엘 국경 경찰 1명이 시위대가 쏜 총에 머리를 맞아 중상을 입었다. 이에 이스라엘군은 22일 새벽 가자지구 내 하마스 무기공장과 저장소 등 4곳에 폭격을 가했다. 이스라엘 채널12는 이스라엘 보안 소식통 말을 인용해 이스라엘과 하마스의 갈등이 가자지구에서의 전면전으로 치닫고 있다고 우려했다. 팔레스타인 사람들의 시위가 재개됨에 따라 이스라엘군과 하마스의 무력 충돌도 불가피해졌으며, 사상자도 늘어날 것으로 전망했다. 지난 5월 전쟁 때는 팔레스타인인 260명과 이스라엘인 13명 등 수백 명의 사망자가 발생한 바 있다.

신종 코로나바이러스 감염증(코로나19) 신규 확진자가 연일 2000명 안팎으로 발생하는 가운데, 광복절 연휴를 맞아 보수·진보 단체들이 서울 도심에서 집회 등을 강행할 예정인 것으로 알려져 당국과의 충돌이 우려되고 있다. 14일 경찰 등에 따르면, 지난 9일 기준 경찰이 금지를 통고한 광복절 연휴(14∼16일) 집회·시위는 316건(41개 단체)이다. 이들이 신고한 참여 인원은 12만명 이상인 것으로 알려졌다. 현재 서울시에서는 거리두기 4단계가 적용되고 있는 만큼 1인 시위를 제외한 집회 및 시위가 금지된다. 이에 따라 광복절 집회·시위를 예고한 단체는 1인 시위 등 변형된 형태로 거리에 나서겠다고 예고했다. 전광훈 사랑제일교회 담임목사가 이끄는 국민혁명당은 광복절 연휴 사흘간 오전 6시부터 오후 6시까지 동화면세점·서울시청·서울역 등 도심 일대에서 ‘문재인 탄핵 8·15 1000만 1인 걷기 운동’을 진행한다. 이에 대해 국민혁명당은 집회·시위가 아닌 국민들의 자발적인 산책·걷기 운동이라는 점을 강조하고 있다. 또한 해당 기간 도심 곳곳에 당원 모집을 위한 파라솔을 설치해 정당 활동을 진행할 뿐이라고 주장하고 있다. 경찰은 이를 1인 시위를 빙자한 불법집회라고 보고 차단할 방침이다. 진보 성향 단체들이 모인 ‘광복 76주년 한반도 자주평화통일을 위한 8·15 대회 추진위원회’(추진위)도 전국 곳곳에서 시위를 진행한다. 특히 서울에서는 서대문 독립문공원·국방부 인근·종로3가 일대 등 주요 거점에서 1인 시위를 할 예정이다. 1인 시위에는 1000여명(주최 측 추산)이 참가한다. 민주노총도 오후 4시부터 서울역, 서대문역, 충정로역 일대에서 참가 인원 200여명 규모의 ‘한미전쟁연습 중단 1인 시위’를 진행한다. 이들은 한미전쟁연습 중단 구호가 적힌 헬륨 풍선을 들고 70ｍ 간격으로 1인 시위를 할 예정이다. 경찰은 도심권을 중심으로 81개소에 임시 검문소를 운영하고 가용 경력과 장비를 최대한 활용헤 엄정 대응할 방침이다. 한편 방역당국과 서울시 등 각 지방자치단체에 따르면, 전날 0시부터 오후 9시까지 중간 집계한 신규 확진자는 1750명이다. 이는 직전일 같은 시간(1851명)보다 101명 적은 수치다. 최근의 밤 시간대 확진자 발생 추이를 고려하면 이날 0시 기준으로 발표될 신규 확진자수는 1900명 안팎으로 집계될 것으로 보인다.

31년 전 발사된 허블우주망원경은 천문학의 새 역사를 쓴 망원경으로 불린다. 주경(primary mirror, 망원경에서 가장 큰 거울로 망원경의 크기를 비교하는 기준)의 지름은 2.4m로 지상에 건설된 8~10m급 대형 천체망원경보다 작은 크기지만, 대기의 간섭이 없는 우주 공간에서 선명한 이미지를 촬영해 지구로 전송했기 때문이다. 이렇게 우주 망원경의 성능이 탁월하기 때문에 미 항공우주국(NASA)은 10조 원 이상의 막대한 비용을 들여 차세대 우주 망원경인 제임스 웹 우주 망원경을 발사할 예정이다. 그런데 지구 대기의 간섭을 피하기 위해서 반드시 우주 공간으로 올라가야 하는 것은 아니다. 사실 성층권만 올라가도 대기 간섭의 상당 부분을 피할 수 있다. NASA와 독일우주국의 합작 항공 망원경인 소피아(SOFIA·Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy)는 보잉 747SP를 개조해 2.5m 구경의 망원경을 탑재해 13.7㎞ 고도에서 우주를 관측한다. 이 고도에서 관측해도 지표에서는 관측하기 어려운 파장을 관측할 수 있다. NASA의 지원을 받은 토론토, 더햄, 프린스턴 대학의 합동 연구팀은 고고도 풍선을 이용해 이보다 더 높은 고도에서 우주를 관측하는 수퍼빗(SyperBIT·Superpressure Balloon-borne Imaging Telescope) 풍선 망원경을 개발 중이다. 지표에서 수십㎞ 이상 높이를 비행할 수 있는 헬륨 풍선은 본래 기상 연구용으로 사용됐으나 최근에는 통신용으로 사용하려는 시도가 있을 만큼 관련 기술이 크게 발전해 더 대형의 관측 기기를 올려보낼 수 있게 됐다. 그러면서도 가격은 오히려 대형 여객기보다 훨씬 저렴하다. 천문학자들이 대형 풍선에 주목한 이유다.수퍼빗 연구팀이 사용하는 헬륨 풍선은 지상에서는 매우 작은 크기나 40㎞ 고도에서는 축구장과 맞먹는 532,000㎥ 크기로 팽창한다. 연구팀은 여기에 50㎝ 구경의 비교적 작은 망원경을 탑재해 풍선 천체 망원경 기술을 연구했다. 이렇게 높은 고도에서는 기상 현상은 물론 대기의 99.5%를 피할 수 있어 우주 망원경에 근접한 이미지를 촬영할 수 있다. 그러면서도 발사 비용이 우주 망원경과는 비교할 수 없을 만큼 저렴하고 수리와 유지 보수도 쉽다는 장점이 있다. 현재 연구팀이 사용한 50㎝ 구경 망원경은 최종 스펙이 아니라 고고도 풍선 망원경의 가능성을 검증하고 관련 기술을 연구하는 목적이다. 연구팀은 1.5m급 망원경을 탑재해 실제 관측에 돌입할 예정이다. 참고로 슈퍼빗에 탑재할 수 있는 망원경의 최대 구경은 2m다. 풍선 망원경이 항공 망원경과 우주 망원경의 중간에서 우주의 비밀을 풀어낼 수 있을지 결과가 주목된다.

지난 17일(현지시간) 우주전문사이트 스페이스닷컴에 게재된 흥미로운 ‘우주의 원자 수’ 칼럼을 약간 가공해 소개한다. 우주의 모든 물질은 크든 작든, 새것이든 오래된 것이든 상관없이 모두 원자로 구성되어 있다. 이 구성물질 각각은 양성자와 중성자가 결합해 양전하를 띤 핵과 음전하를 띤 궤도 전자로 이루어진다. 원자가 가지고 있는 양성자, 중성자, 전자의 수는 원자가 주기율표에서 어떤 종족에 속하는지 결정하고, 주변의 다른 원자와 반응하는 방식에 영향을 미친다. 우리 주변에서 볼 수 있는 모든 물질들은 서로 다른 원자들이 독특한 방식으로 상호 작용하는 구성체일 뿐이다. 모든 것이 원자로 이루어져 있다면, 이 우주를 만들고 있는 원자의 수는 대체 몇 개나 되는지 알 수 있을까? 영국언론 ‘가디언’에 따르면 일단 ‘작게’ 시작하는 방법을 권한다. 즉, 우리 몸을 이루는 원자 수부터 세어보는 것이다. 우리 몸은 대략 평균적으로 7x10^27승 개의 원자로 구성되어 있다. 이는 7 다음에 0이 27개나 붙어 있는 엄청난 숫자다. 한 사람에게 이처럼 방대한 양의 원자가 있다는 사실을 감안할 때, 전체 우주에 얼마나 많은 원자가 있는지 결정하는 것이 얼핏 불가능하다고 생각할 수도 있다. 왜냐하면, 이 우주는 우리가 관측할 수 없을 정도로 크기 때문에 그 정확한 크기를 현재 알 수 없기 때문이다. 하지만 문제를 조금 단순화시켜 관측 가능한 우주에 있는 원자 수로 한정한다면 몇 가지 우주론적 가정과 약간의 수학을 사용하여 관측 가능한 우주에 얼마나 많은 원자가 있는지 대략적으로 계산할 수 있다. 관측 가능한 우주 우주는 138억 년 전 빅뱅으로부터 출발했다. 질량과 온도가 무한대인 점인 ‘원시원자’가 폭발하여 우주가 생겨났고, 그때 시작된 팽창은 지금 이 시간에도 계속되고 있는 중이다. 이것이 언제 멈추어질는지는 아무도 모른다.어쨌든 우주의 나이는 138억 년이라는 사실은 이제 정설이 되어 여기에 이의를 제기하는 과학자는 거의 없다. 빅뱅에서 시작하여 우주가 지금까지 빛의 속도로 팽창하고 있다면, 관측 가능한 우주는 모든 방향으로 138억 광년 거리까지 확장되었다고 생각하기 쉽다. 하지만 우주는 그보다 더 크다. 빅뱅 직후에 빛보다 더 빠른 팽창이 이루어졌기 때문이다. 우주론에서는 이를 ‘인플레이션’이라 한다. 그렇다면 어떤 이는 이런 질문을 할 수도 있다. 우주에는 빛보다 빨리 움직이는 것은 없는데, 어떻게 우주가 빛보다 빨리 팽창할 수 있는가? 이에 대한 정답은 '우주의 팽창은 물질의 운동이 아니라 공간 자체가 팽창하는 것이기 때문에 가능하다' 미 항공우주국(NASA)에 따르면, 현재 우리가 알고 있는 우주의 크기는 약 920억 광년이다. 즉, 우리가 관찰할 수 있는 우주는 실제로 모든 방향으로 460억 광년 거리까지 뻗어 나갔다는 듯이다. 그러나 관측 가능한 우주의 크기를 안다고 해서 그 안에 얼마나 많은 원자가 있는지 다 알 수 있는 것은 아니다. 그 우주 안에 얼마나 많은 물질이 담겨 있는지 알아야 한다. 더욱이 물질만 우주에 있는 것이 아니다. NASA 발표에 따르면 물질이 우주에 차지하는 비중은 5%에 지나지 않는다. 나머지 95%가 암흑 에너지와 암흑물질이라는 뜻이다. 그런데 이들은 원자로 구성되어 있지 않다. 그래도 ‘우주의 산수’를 하는 데는 별 지장이 없다. 이 문제는 아인슈타인이 해결해주었다. 아인슈타인의 유명한 E=mc² 방정식에 따르면, 에너지와 질량(물질)은 상호 교환이 가능하므로 물질이 에너지로 생성되거나 에너지로 변환될 수 있다. 지금까지 우주에 대한 우리의 관찰에 따르면 우주를 지배하는 물리 법칙은 어디에서나 동일하다. 이에 더해 우주의 팽창이 일정하다고 가정한다면, 우주 스케일에서 볼 때 물질은 우주 전체에 균일하게 분포되어 있음을 의미한다. 이는 우주론적 원리로, 우주의 등방성이라 한다. 다시 말해, 우주의 다른 영역보다 더 많은 물질을 가진 특정 영역은 없다는 뜻이다. 이 아이디어를 통해 과학자들은 관측 가능한 우주에서 별과 은하의 수를 정확하게 추정할 수 있다. 또한 대부분의 원자가 별과 성운에서 발견되기 때문에 ‘우주의 산수’가 그리 어렵운 것은 아니다. 간단한 계산을 위한 조건들 관측 가능한 우주의 크기와 물질이 균일하고 유한하게 분포되어 있다는 사실을 알면 우주의 원자 수를 쉽게 계산할 수 있다. 그러나 계산기를 꺼내기 전에 몇 가지 가정을 더 해야 한다. 첫째, 우리는 모든 원자가 별에 포함되어 있지 않더라도 별 안에 포함되어 있다고 가정해야 한다. 불행히도 우리는 별에 비해 관측 가능한 우주에 얼마나 많은 행성, 달, 우주 암석이 있는지에 대한 정확한 정보를 갖고 있지 않다. 그러나 우주에 있는 원자의 대다수는 별 안에 포함되어 있기 때문에 다른 것은 무시하고 별에 있는 원자 수만 파악하면 우주의 원자 수에 대한 좋은 근사치를 얻을 수 있다. 예컨대, 태양계에서 태양이 차지하는 비중은 99.86%에 달하므로 기타 등등은 0.14%에 지나지 않는다. 둘째, 우리는 우주의 모든 원자가 수소 원자는 아니지만 수소 원자라고 가정하면 계산이 훨씬 간단해진다. 로스 알라모스 국립연구소에 따르면, 수소 원자가 우주 전체 원자의 약 90%를 차지하며, 나머지의 9%는 헬륨, 기타 중원소들은 1% 미만이다. 약간의 수학을 곁들이면... 드디어 대망의 수학 시간이 돌아왔다. 관측 가능한 우주의 원자 수를 계산하려면 우주의 질량을 알아야 한다. 즉, 별이 몇 개 있는지 알아야 한다. 유럽우주국(ESA)에 따르면, 관측 가능한 우주에는 약 10^11~10^12(1조)개의 은하가 있으며, 각 은하에는 평균 10^11~10^12(1조)개의 별이 포함되어 있다. 즉 우리 우주에는 총 10^22에서 10^24개의 별이 있다는 뜻이다. 계산을 간단히 하기 위해 우리는 관측 가능한 우주에 10^23개의 별이 있다고 가정할 수 있다. 물론 이것은 최선의 추측인 평균치일 뿐이다. ‘사이언스 ABC’에 따르면 별의 평균 무게는 약 10^32kg이며, 이를 기반으로 하면 암흑 에너지와 암흑물질을 포함한 전체 우주의 물질 질량이 약 10^55kg임을 알 수 있다. 그러면 그 안에 얼마나 많은 원자가 들어 있을까? 일리노이에 있는 페르미 국립가속기연구소에 따르면, 물질 1g에는 평균적으로 약 10^24개의 양성자가 있다. 이것은 각 수소 원자가 하나의 양성자를 가지기 때문에 수소 원자의 수와 같다는 것을 의미한다. 이것은 관측 가능한 우주에서 10^82개의 원자 수가 있음을 가리킨다. 숫자로 나타내면 다음과 같다. 10,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000개 원자. 이 수치는 수많은 근사치와 가정을 기반으로 한 대략적인 추측이다. 그러나 관측 가능한 우주의 실제 상황과 그리 동떨어진 수치는 아닐 것이다. 그렇다면 10^82이라는 수는 과연 얼마나 큰 수일까? 동양권 숫자의 가장 큰 단위인 무량대수無量大數(10^68)보다도 10^14배 큰 어마무시한 숫자이지만, 10^100승인 구골(Googol)에는 한참 못 미치는 수다. 10^82승 개 원자들이 만드는 우주는 얼마나 물질로 충만해 있을까? 그래봤자 광막한 우주 공간의 1조 분의 1 정도를 채우고 있을 뿐이라고 한다. 그래서 물리학자는 제임스 진스는 우주의 물질 밀도에 대해 “큰 성당 안에 모래 세 알을 던져넣으면 성당 공간의 밀도는 수많은 별을 포함하고 있는 우주의 밀도보다 높게 된다”고 말했다. 그러니 우주는 사실 텅 빈 공간이나 다를 바가 없다. 우리는 그야말로 색즉시공(色卽是空)의 세계에서 살고 있는 것이다.

조회 수를 올리기 위해 혈안이 된 인도의 유튜버가 반려견의 목에 헬륨 풍선을 매달아 허공에 ‘날려’ 동물 학대 혐의로 체포됐다. 동영상을 보면 델리에 사는 가우라브 샤르마(32)는 지프 보닛 위에서 풍선을 반려견 ‘달러’에 묶어 허공을 날게 하는 실험을 했으며 몇 초 뒤 건물 2층의 발코니에서 누군가 반려견을 붙잡는 장면이 담겨 있다고 영국 BBC가 27일(현지시간) 전했다. 그 순간 견공을 구해 기쁘다는 듯 환호성이 들린다. 그는 다른 유튜버가 비슷한 시도를 한 것을 보고 따라한 것이라며 동영상을 보는 이들은 절대 따라 하지 말라고 요청하기도 했다. 아울러 자신은 반려견을 사랑하며 어린 아이처럼 대하고 있다고 주장했다. 샤르마는 구독자가 400만명이 넘는 자신의 유튜브 채널에 동영상을 올렸는데 나중에 잔인한 행위라는 비난이 쏟아지자 모든 안전 조치를 취했다고 주장하는 글을 올렸다. 그 뒤 안되겠다고 생각했는지 동영상을 삭제했다. 동물보호단체 ‘피플 포 애니멀스(PFA)’가 고발함에 따라 경찰은 그를 검거했다. 임병선 평화연구소 사무국장 bsnim@seoul.co.kr

20t이 넘는 중국 우주발사체 창정 5B호 잔해가 한국시간으로 어제 오전 인도양 부속해인 아라비아 해에 떨어진 가운데, 인도 현지에서는 컴컴한 밤 정체를 알 수 없는 불빛이 포착됐다. 영국 더 선 등 해외 언론의 9일 보도에 따르면 인도 현지시간으로 8일 촬영된 영상은 컴컴한 밤하늘에서 몇 초 동안 밝게 빛나다 사라지는 노란색 구체의 모습을 생생하게 담고 있다. 마치 상공에서 불이 붙은 물체를 연상케 하며, 갑자기 확 타올랐다가 순식간에 불빛이 사라져 정체를 파악하기가 쉽지 않은 상황이다. 이를 목격한 일부 사람들은 영상 속 물체가 미확인비행물체(UFO)일 가능성이 있다고 보는 반면, 대기에서 불타는 헬륨풍선 또는 추락하던 중국 로켓의 잔해라는 주장도 나오고 있다.현지에서 이를 직접 목격한 한 남성은 “저궤도 위성이나 UFO, 드론 또는 통제불능의 거대한 중국 로켓인가?” 라고 되물었고, 본인을 아마추어 천문학도라고 소개한 한 네티즌은 “드론보다는 UFO에 가깝게 보인다”고 주장하기도 했다. 영상 속 물체가 가장 잘 포착된 지역은 인도 북서부 잠무카슈미르주의 잠무와 카슈미르 인근 지역이었다. 해당 지역은 중국 로켓 잔해가 떨어진 아라비아 해와 그다지 멀지 않은 지역이다. 인도 당국은 아직까지 해당 영상 속 불타오르는 물체의 정체에 대해 추가적인 조사를 진행하지 않은 것으로 보이는 가운데, 일부 국가들은 로켓 잔해 추락을 손 놓고 보기만 한 중국에 비난을 쏟아내고 있다.조나단 맥도웰 하버드-스미스소니언 천체물리센터 박사는 “중국 로켓 디자이너들은 게을러 보인다. 지나치게 부주의했다”며 “지난해에도 중국이 발사했던 로켓의 잔해가 아프리카 코트디부아르에서 발견됐다”고 지적했다. 특히 이번 창정 5B의 경우, 추락 예상 지점에 서울과 베이징, 뉴욕, 마드리드, 리우데자네이루 등 인구 밀집도가 높은 지역들이 포함돼 있었다는 점에서, 막대한 인명과 재산 피해 우려가 나왔었다. 그러나 중국 관영매체 환구시보는 “로켓 잔해가 지구로 돌아오는 것은 지극히 정상적인 일”이라면서 “로켓이 친환경 연료를 사용해 일부 잔해가 바다에 떨어지더라도 수질 오염을 초래하지는 않을 것“이라는 입장을 밝혀 비난을 샀다. 실제로 지구 전체 표면 중 사람이 거주하는 지역은 전체의 2.9% 정도인 만큼, 우주쓰레기 추락으로 피해가 발생할 가능성이 높지는 않지만 중국 측이 지나치게 안일하게 대응했다는 지적이 이어지고 있다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

일본이 국제적 비난에도 불구하고 후쿠시마 제1원전에 보관하고 있는 방사능 오염수를 해양에 방류하겠다고 결정했다. 후쿠시마 오염수 방류가 문제가 되는 이유는 무엇이고, 가장 우려되고 있는 삼중수소의 정체, 수산물에 미치는 영향 등 궁금증을 풀어봤다. Q. 후쿠시마 오염수에는 어떤 방사능 물질이 있을까? A. 2011년 3월 동일본 대지진의 여파로 후쿠시마 제1원전에서 폭발사고가 발생해 핵연료를 식히기 위해 뿌렸던 물이 쌓인 것이 방사능 오염수이다. 여기에 빗물과 지하수가 더해지면서 하루 140t씩 늘어나고 있다. 2014년 미국에서 다핵종제거설비(ALPS)를 도입해 방사성 물질들을 걸러내 저장 탱크에 오염수를 저장하고 있다고 일본 정부는 밝히고 있지만 2018년 조사결과 오염수 속에는 ALPS가 걸러낼 수 있는 것으로 알려진 62종의 방사성 물질들도 기준치 이상으로 남아있는 것으로 확인됐다. 이 때문에 ALPS로 모든 방사성 핵종을 제거하고 삼중수소는 희석시켜 배출하겠다는 일본 정부의 발표에 신뢰를 하지 못하는 것이다. 현재 탱크에 저장된 오염수 속 방사성 물질 중에는 혈액암, 골수암을 유발시키는 스트론튬(Sr)-90, 갑상선암을 일으키는 요오드(I)-129, 전신마비, 불임, 각종 암을 유발시키는 것으로 알려진 세슘(Cs)-137 등이 포함돼 있다. 또 체내 축적시 유전적 돌연변이를 만들 수 있는 고농도의 탄소(C)-14도 포함돼 있는데 반감기가 5730년에 이른다. 긴 반감기 때문에 탄소-14는 고고학이나 고생물학에서 방사성 탄소연대 측정법에 쓰이는데 대략 6만년 전까지 연대를 정확하게 측정할 수 있는 것으로 알려져 있다. Q. 방사능 오염수가 한반도에 도달하는 시기 정확히 언제일까? A. 후쿠시마 방사능 오염수가 바다와 한반도에 미치는 영향을 정확히 파악하기 위해서는 방출량과 방출시점, 방출농도, 오염수 내 핵종 등 핵심정보들이 필요하다. 그렇지만 일본 정부에서는 이 같은 정보를 아직 정확하게 제공하고 있지 않기 때문에 한국 뿐만 아니라 다른 나라 과학자들도 정확한 예측을 내놓지 못하고 있다. 지금까지 나온 예측결과들도 모두 실제 데이터가 아닌 이론적 가설을 바탕으로 하기 때문에 정확하지 않다. 해류의 움직임은 계절별, 월별로도 다르기 때문에 방류시점이나 1회 방류시 내보내는 오염수 양에 따라 한반도에 영향을 미치는 정도와 시점이 크게 차이가 나게 된다. 이 때문에 정확한 정보 없이 시뮬레이션을 할 경우 혼란만 가중시킬 수 있다는 것이 전문가들의 의견이다.Q. 삼중수소란 무엇인가? A. 삼중수소는 우리가 흔히 알고 있는 수소의 방사성 동위원소이다. 수소는 양성자 하나에 전자 하나가 주위를 돌고 있는데 원자력발전 감속재로 쓰는 중수소는 양성자에 중성자 1개가 붙어 있는 형태이며 삼중수소는 양성자에 중성자가 2개 붙어있는 형태이다. 수소보다 3배 무겁고 수소 동위원소 중 방사성을 띄고 있다. 삼중수소는 헬륨 동위원소로 바뀌면서 에너지를 발생시키는데 강도가 크지 않아 종이나 물은 물론 사람의 피부를 통과할 수 없다. 이 때문에 외부피폭이 어려워 다른 방사능 물질에 비해 비교적 안전한 것으로 평가받고 있다. 삼중수소는 중수로형 원전에서 만들어지는데 다른 방사성폐기물과 달리 자발광체, 보안검색대 등 여러 산업분야에서 유용하게 활용할 수 있어 삼중수소를 따로 보관하는 경우도 있다. 또 미래 에너지로 알려진 핵융합발전에도 삼중수소가 연료로 쓰인다. Q. 삼중수소가 인체에 유해다고 이야기되는 이유는? A. 삼중수소는 자연적으로도 생성되고 우리가 마시는 물 속에도 미량으로 존재한다. 물 분자는 수소 2개, 산소 1개로 구성돼 있는데 수소 2개 중 1개가 삼중수소로 바뀐 HOT로 존재하는 것이다. 화학적 특성도 거의 비슷하기 때문에 방사성 오염수에서 제거하기 어렵다. 물 속에 녹은 삼중수소가 몸 속에 들어오면 10일 이내에 배출된다. 문제는 삼중수소 중 일부가 체내 유기화합물과 결합할 경우 몸 속에 더 오래 머물게 되고 신체 특정 부위에 축적될 가능성도 있다. 이렇게 남아있는 삼중수소가 유전자 변형, 세포 사멸, 생식기능 저하 같은 방식으로 인체에 손상을 입히는 것이다. 삼중수소가 다른 방사능 물질보다 상대적으로 안전하다는 것이지 절대적으로 안전하다고 할 수 없다는 말이다.Q. 수산물은 안전할까? A. 삼중수소는 사람에서처럼 수산물에서도 마찬가지 메커니즘으로 축적될 수 있다. 이렇게 삼중수소가 농축된 수산물을 사람이 섭취할 경우는 인체에 농축될 가능성이 있다. 일본 정부와 전문가들은 오염수 내 방사성 물질을 완전히 제거하고 걸러내기 힘든 삼중수소는 희석시킨 뒤 배출하기 때문에 다시 바닷물에 희석돼 수산물을 통해 인체에 미치는 영향은 적다고 보고 있다. 문제는 현재도 방사능 오염수에 대한 정확한 정보를 제공하지 않는 일본 정부를 100% 신뢰할 수 있냐는 문제이다. 이 때문에 전문가들도 이론적으로는 수산물 안전성에 문제가 없다고 하지만 실제 영향은 구체적인 일본정부의 방출 계획을 봐야 알 수 있다고 유보적인 입장을 보이는 것이다. 일본 내에서도 후쿠시마 어민들이 오염수 방류가 “궤멸적 피해를 가져올 것”이라고 반대하는 이유이다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

수산물 통해 인체 내 방사능 피폭 가능성바다 속 삼중수소 소멸까지 수십년 걸려 일본 정부가 13일 해양 방류를 공식 결정한 후쿠시마 제1원전 오염수가 문제가 되는 것은 방사성 물질인 삼중수소(트리튬)가 다량 포함돼 있기 때문이다. 후쿠시마 제1원전에서는 2011년 동일본대지진 당시 폭발사고가 난 원자로 시설에 유입된 빗물과 지하수 등으로 인해 하루 평균 140t의 오염수가 발생하고 있다. 원전 운영사인 도쿄전력은 방사성 물질을 함유한 오염수를 다핵종제거설비(ALPS)로 처리해 원전부지 내 저장탱크에 보관하고 있다. 지난달 중순 기준 약 125만 844t의 오염수가 보관됐으며, 현재도 그 양이 계속 쌓이고 있다. 도쿄전력과 일본 정부는 오염수 중 ALPS로 거른 물을 ‘처리수’라고 부르고 있다. 처리 전의 오염수에는 삼중수소를 비롯해 세슘 134, 세슘 137, 스트론튬 90 등 각종 방사성 핵종 물질이 포함돼 있다. 문제는 오염수를 ALPS로 처리해도 삼중수소는 그대로 남는다는 점이다. 삼중수소는 인체 내에서 피폭을 일으킬 수 있는 방사성 물질이다. 삼중수소는 양자 1개와 전자 1개, 중성자 2개로 이뤄진 물질로, 방사선을 방출하는 방사성 동위원소다. 수소와 양성자 수는 같지만, 중성자 수에서 차이가 나 질량이 다르다. 안정적인 수소나 중수소와 달리 삼중수소는 불안정한 특성으로 붕괴하면서 방사선을 방출하고 헬륨-3으로 변한다. 삼중수소가 인체 내에서 정상적인 수소를 밀어내고 그 자리를 차지하면, 베타선을 방사하면서 삼중수소가 헬륨으로 바뀌는 ‘핵종 전환’이 일어나는 것이다. DNA에서 핵종전환이 발생하면 유전자가 변형되거나 세포가 사멸할 수 있고, 생식기능 저하 등 인체에 손상을 입을 수 있다. 해양 방류로 오염수에 노출된 수산물을 섭취할 경우 신체 내에 방사성 물질이 배출되지 않고 쌓이면서 내부 피폭이 일어날 가능성이 커지는 것이다. 일본 정부는 오염수 속에 포함된 삼중수소의 방사선량이 1리터(ℓ)에 1500베크렐(㏃) 미만이 될 때까지 희석한 후 배출한다는 계획이다. 일본은 삼중수소를 해양에 방출할 때의 농도 한도를 1ℓ당 6만㏃로 정하고 있다. 기준치의 40분의 1 수준으로 오염 농도를 낮춘 뒤 방류하겠다는 방침이다. 삼중수소는 일반 수소나 중수소와 물성이 같아 산소와 결합한 물 형태로 존재한다. 따라서 물 형태로 바닷물 속에 섞여 있으면 물리·화학적으로 솎아내기가 어렵다. 이에 대해 일본 정부는 ALPS를 활용해 재처리를 반복하고 오염도를 기준치 이하로 낮추겠다고 주장했다. 그러나 기준치 이하의 삼중수소를 방류한다고 해도 전체 양이 줄어드는 데는 오랜 시간이 걸린다. 12.3년인 반감기를 거치면 삼중수소의 양이 반으로 줄어드는데, 이를 토대로 계산해보면 바다 속 삼중수소가 완전히 사라지려면 최소 수십년이 걸리게 된다. 이대로 해양에 방사능 오염수를 방출한다면 오염수 내 삼중수소가 수십년간 바다를 떠돌게 되는 것이다. 특히 일본이 오염수를 방출할 지역 인근의 어민뿐만 아니라 인접한 한국과 중국 등까지도 안전에 위협을 받게 된다. 또 후쿠시마 인근 수산업은 물론 한국과 중국 등 주변국의 수산업까지 타격을 받을 수 있다. 신진호 기자 sayho@seoul.co.kr

플라즈마는 전기적으로 중성을 띄는 기체분자가 외부 에너지로 인해 이온과 전자로 분리된 상태를 말한다. 반도체와 디스플레이 제조 공정에도 핵심 역할을 하고 형광등 내부나 네온사인, 공기청정기에도 활용되고 있다. 국내 연구진이 ‘제4의 물질상태’라고 플라즈마가 액체와 기체 사이 경계면에서 안정성을 증가시킨다는 사실을 처음으로 밝혀냈다. 카이스트 원자력및양자공학과, 한국핵융합에너지연구원 공동연구팀은 기체를 이온화시킨 플라즈마가 기체-액체 사이 경계면의 유체역학적 안정성을 증가시키는 것을 발견하고 이를 규명했다고 2일 밝혔다. 이번 연구결과는 과학저널 ‘네이처’ 1일자에 실렸다. 와인이 담긴 잔을 가볍게 흔든 다음 그대로 두면 와인이 잔의 벽을 타고 눈물처럼 아래로 흘러내리는 일명 ‘와인의 눈물’ 현상이나 갯벌 바닥의 물결무늬, 샤워기 물줄기 등 유체 경계면에는 유체역학적 불안정성이 흔히 나타나는 것을 알 수 있다. 제트 형태의 기체를 액체 표면에 분사시키는 방식은 다양한 과학과 산업분야에서 활발히 쓰이고 있다. 그렇지만 이 때 액체 표면에서 유체역학적 불안정성이 증가하는 현상과 이를 안정화하는 방법에 대해서는 여전히 해결되지 않은 문제들이 많다. 이에 연구팀은 헬륨 기체 제트를 고전압으로 이온화시켜 만든 플라즈마를 물 표면에 분사시키면 일반적인 기체와 액체 사이 경계면에서보다 훨씬 안정적으로 유지된다는 사실을 밝혀냈다. 연구팀이 사용한 플라즈마 제트는 플라즈마 총알로 불리는 고속의 이온화 파동과 전기바람이 발생시키는데 이것들이 물 표면의 불안정성을 줄인다는 것이다. 연구팀은 물 표면을 따라 초당 수 십㎞의 속력으로 이동하는 플라즈마 총알이 물 표면과 나란한 방향으로 일으키는 강한 전기장을 만들어 물 표면을 안정적으로 유지한다는 것을 실험적으로 확인하고 플라즈마-물 이론을 만들었다. 최원호 카이스트 원자력및양자공학과 교수는 “이번 연구는 플라즈마라는 독특한 물질 상태에 대한 이해를 높이고 산업적으로 활용이 가능한 플라즈마 유체제어 분야를 확대시켜 플라즈마 의료, 생명, 농업, 식품, 화학 등 다양한 분야 기술발전을 이끌어 낼 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

상공 100㎞서 2030년 착륙 장소 탐색세계 첫 편광지도 제작… 풍화 작용 연구얼음 있을 극지방 찍어 유인 탐사 대비 우주인터넷 통한 파일 전송 검증 시험2030년 한국의 달 착륙선 발사에 앞서 내년 8월 달 궤도선이 띄워져 착륙장소 탐색과 달기지 건설자원, 우주인터넷 기술 등 정찰임무를 수행하게 된다. 1일 과학기술정보통신부는 이 같은 내용이 포함된 한국형 달 궤도선(KPLO)의 과학임무 운영계획을 처음 공개했다. 한국형 달 궤도선은 지구 궤도를 도는 위성처럼 특정 달 궤도를 돌면서 달 표면을 탐색하는 일종의 ‘달 위성’이다. 내년 한국형 달 궤도선 발사에 성공하면 미국, 러시아(구 소련), 일본, 인도, 유럽, 중국에 이어 7번째로 달 탐사 국가로 이름을 올리게 된다. 달 상공 100㎞ 궤도에 안착하게 되면 2023년 1월부터 12월까지 1년 간 다양한 탐사임무를 수행하게 된다.일반적으로 달 궤도선은 지구를 도는 위성과는 달리 임무수행 기간이 지나면 연료고갈과 중력으로 점점 달 표면으로 끌려가 파괴된다. 2009년 발사된 미국의 엘알오(LRO) 궤도선이 연료소모를 최소한으로 하는 ‘동결궤도’에 진입해 유일하게 아직까지 돌고 있다. 한국형 달 궤도선에는 국내 대학과 정부출연연구기관에서 개발한 5종과 미국 항공우주국(NASA)에서 개발하는 탑재체 1기가 실린다. 이 장비들의 핵심 목표는 달에서 자원과 물을 찾는 것이다. 가장 중요한 임무를 수행할 장비는 한국항공우주연구원에서 개발중인 고해상도카메라인 ‘루티’다. 루티는 최대 해상도 5m, 위치오차 225m 이하로 달 표면을 관측해 한국의 달착륙선 착륙 후보지를 탐색한다. 항우연은 2019년 국내 연구자들을 대상으로 착륙 후보지 49곳을 골라냈다. 루티는 49곳 중 44곳을 관측해 착륙 가능성을 면밀히 살펴볼 수 있는 자료를 제공한다. 천문연구원에서 개발하는 광시야편광카메라 ‘폴캠’은 특정 방향으로 진동하는 빛인 편광을 이용해 100m급 해상도로 촬영할 예정이다. 세계 최초로 제작되는 달 표면 편광지도는 미소운석 충돌이나 태양풍, 고에너지 우주선 등에 의한 우주풍화를 연구하는 데 큰 역할을 할 것으로 기대된다. 특히 티타늄 지도는 지질연구와 자원탐사에 기여할 것으로 연구원은 보고 있다. 나사에서 개발하는 ‘쉐도우캠’은 햇빛이 들지 않는 달의 어두운 부분, 특히 얼음이 있을 것으로 추정되는 달의 극지방을 고해상도로 촬영하는 임무를 맡는다. 이는 나사의 유인 달탐사 프로젝트인 ‘아르테미스’에서 유인 착륙에 적합한 후보지를 찾는 것이다. 지질자원연구원의 감마선분광기는 달의 지질과 자원 연구를 위해 달 표면의 감마선 측정자료를 수집해 5종 이상의 달 원소지도 작성에 활용된다. 청정에너지원으로 알려진 헬륨-3와 물, 산소는 물론 달기지 건설에서 쓰일 수 있는 건설자원을 탐색하기 위한 목적이다. 이 밖에도 전자통신연구원(ETRI)의 우주인터넷 검증기는 지구와 달 궤도선 간 우주인터넷 통신기술을 검증하고 파일이나 메시지를 전송하는 시험을 하고, 경희대의 자기장 측정기는 자기 이상지역과 달 우주환경 연구에 활용된다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

-우리가 아는 것과 모르는 것 빅뱅 직후에 무슨 일들이 있어났는가? 아직까지 밝혀지지 않은 빅뱅 직후의 사건에 대해 흥미롭게 정리한 폴 M. 서터의 칼럼을 소개한다. 칼럼은 26일(현지시간) 우주전문 사이트 스페이스닷컴(Space.com)에 게재되었다. 서터 박사는 미국 뉴욕주립 스토니 브룩 대학과 플랫아이언 연구소의 천체물리학자이며, Ask a Spaceman 및 Space Radio의 호스트이자 '우주에서 죽는 방법'(How to Die in Space)의 저자이다.  복숭아만 한 아기 우주 믿거나 말거나 물리학자들은 우주가 빅뱅 직후 불과 몇 초 밖에되지 않았을 때의 상황을 이해하기 위해 대뇌를 혹사하고 있다. 그러나 당시의 상황은 복잡하고, 마땅한 검증 방법이 없는만큼 과학자들의 외로운 싸움은 아직도 계속되고 있다. 하지만 소득이 영 없었던 것은 아니다. 상당한 진전을 이루어내긴 했지만, 그래도 여전히 많이 부분이 베일에 가려져 있다. 미니 블랙홀에서 물질 상호작용에 이르기까지 아기 우주는 엄청 붐비는 장소였다. 일반적인 줄거리부터 훑어보자. 137억 7000만 년 전 갓 태어난 우리 우주는 믿을 수 없을 정도로 뜨겁고 작았다. 온도는 무려 1천조 도, 크기는 복숭아만 했다. 천문학자들이 우리 우주가 탄생 1초 만에 엄청난 속도의 팽창기를 겪었다고 보는데, 이를 인플레이션이라 한다.  이 사건으로 우리 우주는 역사상 가장 혁신적인 시대에 접어들었다. 우리 우주는 이로 인해 순식간에 어마무시하게 커졌다. 천문학자들은 계산서까지 뽑아냈는데, 대략 10 ^ 52제곱 배로 확대된 것으로 나타났다. 이 급속한 팽창 단계가 끝났을 때, 인플레이션을 일으킨 그 무엇(아직도 그것이 무엇인지 우리는 모른다)은 쇠퇴하고, 물질과 방사능이 우주를 가득 채웠다. 그러나 그 과정이 어떠했는지 역시 밝혀지지 않았다.문자 그대로 몇 분 후, 첫 번째 원소가 우주에 나타났다. 이 시간 이전에 우주는 너무 뜨겁고 밀도가 높아서 안정된 어떤 것도 형성할 수 없었고, 쿼크(원자핵의 구성 요소)와 글루온(강한 핵력 운반체)의 거대한 혼합체였다. 그러나 우주가 10분 남짓 지난 후에는 쿼크가 서로 결합하여 최초의 양성자와 중성자를 형성할 수 있을 만큼 충분히 냉각되고 팽창되었다. 양성자와 중성자는 최초의 수소와 헬륨 그리고 약간의 리튬을 만들기 시작했고, 이러한 과정은 수억 년 후 최초의 별과 은하를 만들어내기까지 계속되었다. 첫 번째 원소의 형성으로부터 우주는 계속 팽창하고 냉각되어 결국 플라스마와 중성 기체로 가득 차게 되었다. 이 개괄적인 이야기가 대체로 옳다는 것은 알고 있지만, 특히 첫 번째 원소가 형성되기 이전의 시간에 대해서는 많은 세부사항이 누락되었음을 우리는 알고 있다. 우주가 겨우 몇 초 밖에 되지 않았을 때 일부 물리법칙에 위배되는 사건이 작동했을 수 있다. 그렇다면 현재 우리가 가진 물리학으로는 규명하기 어려울 수도 있지만, 그렇다고 해서 그것을 알아내려는 우리의 시도와 노력을 막지는 못할 것이다. 알려진 '수수께끼'  최근에 출판 전 논문 저장 저널 아카이브(arXiv)에 게재되어 '천체물리학 오픈 저널'에 게재된 논문은 매우 이색적인 초기 우주 시나리오를 설명한다. 예를 들어, 암흑물질에 대한 모든 질문이 망라되어 있다. 우리는 암흑물질이 무엇으로 이루어져 있는지 모르지만 그것이 우주에 있는 물질의 80 % 이상을 차지한다는 것은 알고 있다. 또한 초기 우주의 뜨겁고 진한 수프에서 어떻게 정상 물질이 생성되었는지 잘 알고 있지만, 암흑물질이 언제 어떻게 무대에 등장했는지는 전혀 모르고 있다.태초의 몇 초 안에 나타났을까, 아니면 훨씬 나중에 나타났을까? 암흑물질이 과연 첫 번째 원소로 이어지는 우주 화학을 엉망으로 만들었을까, 아니면 그냥 뒷전에 얌전히 머물러 있었을까? 우리는 모른다. 그리고 인플레이션이 있다. 우리는 이 놀라운 팽창 이벤트에 에너지를 공급한 것이 무엇인지 알지 못하고 있으며, 그 시간이 지속된 이유도, 중단된 이유도 모른다. 아마도 인플레이션은 우리가 가정했던 것보다 오래 지속되어 온전히 1초 동안 작동했을 것으로 보고 있다. 또 다른 상황도 있다. 모든 우주학자들에게 큰 골칫거리가 되고 있는 물질-반물질 비대칭 문제이다. 실험을 통해 물질과 반물질은 완벽하게 대칭적이라는 것을 알 수 있다. 우주 전체에 걸쳐 만들어진 물질의 모든 입자에 해당하는 반물질 입자가 있다. 그러나 현재의 우주를 둘러보면 반물질은 한 줌도 볼 수 없고 정상 물질 더미만을 볼 수 있을 뿐이다. 따라서 물질-반물질 균형을 깨뜨리기 위해 우주의 처음 몇 초 동안 엄청난 사건이 일어났을 것이라고 유추할 수 있다. 그러나 무엇이 그 같은 사건을 일으켰는가에 관한 정확한 메커니즘은 아직도 안개에 가리워져 있다. 만약 암흑물질과 인플레이션, 반물질이 충분하지 않았다면 초기 우주가 미니 블랙홀의 홍수를 만들어냈을 가능성도 있다. 지난 130억 년 동안 블랙홀은 모두 거대한 별의 죽음에서 비롯되었다. 죽는 별만이 물질 밀도가 블랙홀 형성에 필요한 임계값에 도달할 수있는 유일한 장소이기 때문이다. 그러나 초기 우주 곳곳에서 충분한 물질 밀도를 달성하여 별 형성 과정을 거치지 않고도 블랙홀을 생성할 수 있었을 것이라고 과학자들은 생각하고 있다. 중력파로 아기 우주를 본다 우리의 빅뱅 이론은 풍부한 관측 데이터에 의해 뒷받침되고 있지만, 그래도 우리의 호기심을 충족시킬 수 있는 미스터리가 여전히 많이 남아 있다. 고맙게도 우리는 우주 초기 시대에 관해 완전한 장님은 아니다. 예를 들어, 우주가 몇 초 밖에 되지 않았을 때의 상태를 직접 볼 수는 없지만, 강력한 입자 충돌기에서 이러한 상황을 재현해 완벽하지는 않지만 우주 초기 환경의 물리학에 대한 이해를 꾀할 수 있다. 태초의 몇 초 동안 우주에서 일어난 사건의 단서를 찾을 수 있을지도 모른다. 물리법칙을 초월한 일이 일어났다 하더라도 반드시 그 흔적을 남겼을 것이다. 암흑물질의 양이나 인플레이션 시간이 달라졌다면 수소와 헬륨의 생성이 어떻게 되었을지 알 수 없다. 아마도 오늘날 우리가 우주에서 측정 할 수 있는 상태로 되지는 않았을 것이다. 우주는 38만 년이 지났을 때 플라스마에서 중성 기체로 전환되었다. 물질에서 놓여나 방출된 빛은 우주 마이크로파 배경의 형태로 지속되었다. 우주가 미니 블랙홀들을 만들어냈다면 이 잔광 패턴에 영향을 미치게 된다. 우리는 우주 초기 상태를 직접 관찰할 수 있을지도 모른다. 빛이 아니라 중력파를 통해서. 그 혼란스러운 지옥은 우주의 마이크로파 배경과 같이 시공간 구조에 무수한 주름을 지게 했을 것이며, 그것은 오늘날까지 남아 있을 것이다. 우리는 아직 중력파를 직접 관찰할 수있는 기술을 가지고 있지 않지만, 점차 거기에 가까이 다가가고 있는 중이다. 이윽고 거기에 이른다면, 아마도 우리는 갓 태어난 우주의 모습을 엿볼 수 있을 것이다.  이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

인류는 지구의 위성인 달을 정착지로 만들 수 있을까. 미국항공우주국(NASA)은 2024년 남녀 우주인 한 쌍을 달에 보내 유인 탐사를 진행할 계획이지만, 앞으로 인간이 거주할 공간을 조성하는데는 많은 비용이 들어갈 것이라는 조사 결과가 나왔다. 영국 금융상품 비교업체 ‘머니’는 우주개발업체 스페이스X 등으로부터 수집한 자료를 분석해 달에서 생활하는데 들어가는 예상 비용을 소개하는 안내서를 발표했다.안내서에 따르면, 달에서 한 달간 생활하는데 드는 비용은 32만5067달러(약 3억6800만원)다. 하지만 주택 건설에 드는 비용은 공기차단, 냉난방, 유성 방어, 단열재, 에너지 생산 등 생명 유지에 필요한 것까지 고려하면 4000만 달러(약 452억7200만원)가 넘는다. 이에 대해 머니의 전문가들은 “지구의 인구가 늘어나고 우주 기술이 진보함에 따라 달에서의 삶이 새로운 일상이 되는 시대도 머지 않을 것”이라면서 “우리는 달의 주택 거래를 위한 건축비와 매매가를 고려해 달 주택담보대출을 받을 방법과 달에서의 생활에 적응하는 방법에 관한 포괄적인 안내서를 제작했다”고 밝혔다.이들 전문가는 안내서를 제작하기 위해 달에서의 주택 건설에 필요한 자재와 인력 그리고 운송 등 다양한 비용을 고려했다. 그 결과, 달에서 처음 판매할 주택의 가격은 4845만4063달러(약 548억9360만원)로 예상됐다. 이는 지구의 주택 가격을 고려하면 엄청나게 비싼 것이다. 하지만 이후 판매될 주택의 가격은 4066만2642달러(약 460억 6670만원)로 추정된다. 이는 이미 달에는 건축에 필요한 자재와 근로자들이 있기 때문이다. 안내서는 또 “인구 과잉 상태의 지구에서 조용하지만 척박한 달로 이주하면 평균 27.67%의 가격 상승을 기대할 수 있다”고 밝혔다. 달에서의 삶은 꿈 같은 이야기처럼 들릴지도 모르지만, 달의 혹독한 환경을 고려하면 절대 쉽지 않다. 머니 전문가들은 “달이라는 극한의 환경에서 살 때는 에너지가 매우 중요해 일부 공급 업체의 비용 문제 탓에 다른 몇몇 대안을 고려해야 할 수도 있다. 달에서 전기를 생산하는 가장 효율적인 방법은 13억 달러(1조4716억원)라는 막대한 비용이 드는 소형 원자로를 구매하는 것”이라면서도 “그렇지 않으면 34개의 태양 전지판을 구매하는데 2만3616달러(약 2700만원)만 투자하면 주택 한 채를 가동하는데 충분한 전력을 얻을 수 있다”고 설명했다.일단 달에서 살기 시작하면 거주자들은 달에서 살아가는 법을 배워야 한다. 이는 스스로 농작물을 키워야 한다는 것을 뜻한다. 세대원 수는 평균 4명이므로, 이에 필요한 농작물 1.1t을 생산하려면 총 7개의 온실이 필요하다. 그리고 이런 농작물로 인해 많은 양의 물이 필요할 것이다. NASA는 지난해 10월 달 표면에 물이 있다고 발표했다. 하지만 몇 t의 농작물에 물을 대기에는 충분하지 않을 수 있다. 전문가들은 “한 가정이 1년간 편히 살려면 농작물을 키우고 수분을 보충하는 데 물 5.9t이 필요하다”고 설명했다. 안내서는 많은 양의 물을 생산하는 유일한 방법은 액체 폐기물을 정화해 재사용하는 것뿐이라고 지적했다. 얼마 전 중국은 지구로 가져온 달의 먼지에서 헬륨-3를 발견했고 이는 지구의 에너지 위기를 해결할 수 있지만, 달에 주거지를 건설하는데 에너지원으로 사용할 수 있을 것이라고 밝혔다. 달의 상부 지각에서 발견된 헬륨-3의 자원화는 현재 지구에서 이용할 수 있는 것보다 더 많은 양의 깨끗하고 안전한 에너지를 생산할 수 있다고 안내서는 설명했다.안내서는 또 달의 주거 환경에서 가장 인기 있는 장소는 ‘비의 바다’라는 뜻을 지닌 마레 임브리움(Mare Imbrium) 지역이 될 것이라고 밝혔다. 달의 북쪽에 있는 마레 임브리움은 약 30억 년 전 원시행성과의 충돌로 생성된 임브리움 분지에서 가장 큰 충돌 분지로 알려졌다. 달에 안정적인 거주지를 건설할 수 있다는 기대를 갖고 진행하는 NASA의 아르테미스 임무는 오는 2024년 달 표면에 우주 비행사를 보내 탐사를 시작할 계획이다. 현재 NASA는 달에 우주비행사를 파견하는 임무에만 초점을 맞추고 있지만, 다른 민간 우주탐사 기업들은 언제 인류가 달에 정착하는지 미래에 대해 더 많은 것을 검토하고 있는 것으로 전해졌다. 사진=머니 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

지난해 초신성 폭발 임박설로 관심을 모았던 오리온자리 알파별 베텔게우스의 밝기가 갑자기 줄어들었던 이유는 이 별에서 방출한 대량의 먼지구름 탓으로 실제 폭발까지는 10만 년 이상 남았다는 연구 결과가 나왔다. 호주국립대 메리디스 조이스 박사가 주도한 국제연구진은 항성 진화와 맥동의 유체역학(베텔게우스는 크기와 밝기가 변하는 맥동변광성) 그리고 별의 지진(성진)의 이론적 계산을 사용해 베텔게우스의 밝기 변화 여부를 분석했다.그 결과 현재 베텔게우스는 수소의 핵융합이 마무리되고 있으며 그 핵융합의 생성물로서 중심핵에 쌓인 헬륨을 통한 2단계 핵융합이 시작되고 있는 것으로 나타났다. 이는 이 별의 핵이 약 1억℃에 도달했을 때 일어나는 것으로 3개의 헬륨 핵이 충돌하고 융합해 탄소 핵을 형성한다. 이 연소 과정이 끝나는 언젠가 중심핵은 붕괴, 초신성 폭발을 일으켜 성간 공간에 먼지와 가스가 있는 영역인 성운을 생성하는 것이다. 하지만 이런 초신성 폭발이 일어나기까지의 시간은 아직 10만 년 이상 남아있다고 연구진은 결론지었다.138억년에 걸친 우주의 시간 규모로 따지면 10만 년 뒤는 내일 같은 것이지만, 안타깝게도 지금 사람들은 목격할 수 없다. 또 베텔게우스의 맥동 구조는 ‘카파 메커니즘’(kappa-mechanism)이라는 현상에 의해 작동해 185(±13.5)일과 400여일이라는 2가지 주기로 밝게 빛나거나 어두워지는 것으로 확인됐다. 게다가 지난해 초 대폭적인 밝기 감소는 별이 맥동하는 움직임과 함께 별에서 방출된 대량의 먼지구름이 관계하고 있는 것도 시사됐다. 베텔게우스의 크기는 지금까지 태양계에 둘 경우 목성 궤도까지의 거리보다 더 큰 반지름으로 여겨졌다. 태양과 목성까지의 평균 거리는 약 7억8000만㎞다. 하지만 이번 연구에서는 베텔게우스의 반지름이 태양 반지름(약 69만㎞)의 약 750배(약 5억2000만㎞)로 기존 연구에서 추정되던 반지름의 3분의 2 정도 크기인 것으로 나타났다. 이처럼 별의 물리적 크기를 알면 지구로부터의 거리도 정할 수 있다. 지금까지는 약 640~700광년으로 추정해왔지만 태양 반지름의 약 750배임을 고려하면 530광년으로 이는 기존에 알려진 것보다 100광년 이상(약 20~25%) 가까운 것이다. 이에 따라 100광년이나 가까운 경우라면 10만년 뒤라고 해도 실제로 베텔게우스가 초신성 폭발을 일으켰을 때 지구가 위험에 노출될 확률이 높아진다는 우려가 나오지만, 먼 미래 폭발한다고 해도 지구에는 큰 영향이 없다고 연구진은 말했다.베텔게우스는 초신성 폭발을 일으킬 것으로 여겨지는 후보들 가운데 지구와 가장 가까운 거리에 있어 앞으로도 얼마 동안은 매우 중요한 연구 대상이 될 것이다. 폭발 전 어떤 일이 일어나는지 연구할 중요한 기회를 줄 것이라고 연구진은 덧붙였다. 자세한 연구 결과는 세계적인 학술지 ‘천체물리학저널’(ApJ·Astrophysical Journal) 최신호에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

중국의 무인 달 탐사선 창어(嫦娥) 5호가 달 표면에 국기인 오성홍기를 꽂았다. 미국 우주인 버즈 올드린이 달 표면에 성조기를 꽂은 뒤 51년 만에 중국이 달에 국기를 꽂은 두 번째 나라가 됐다. 그것도 무인 탐사선이 꽂은 것이라 색다르긴 하다. 중국 국가항천국(CNSA)은 창어 5호 이륙기가 달 토양과 암석 샘플을 싣고 3일(이하 현지시간) 밤 11시 10분 달 표면을 이륙했다고 밝혔다. 창어 5호의 착륙기에 붙어 있던 상승기(이륙기)가 달 표면을 이륙하기 직전, 착륙기는 오성홍기를 펼쳐 보였다. 중국 공산당 기관지 인민일보는 “중국이 처음으로 지구 밖 천체에서 이륙에 성공했으며, 중국 항공우주 역사상 처음으로 달 표면에서 실물 국기를 펼쳐 보였다”고 의미를 부여했다. 중국 당국은 달 이륙 사실은 곧바로 밝혔지만 오성홍기 얘기를 한참 지난 뒤 보도해 그 배경이 궁금하기도 하다. 중국 탐사선이 달에 착륙한 것은 이번이 세 번째다. 창어 3호가 2013년 12월 14일 달에 안착했고 창어 4호가 지난해 1월 2일 달 뒷면에 인류 역사상 처음으로 착륙했다. 앞서 두 차례 달 탐사선과 달리, 창어 5호는 특수 제작된 가로 200㎝, 세로 90㎝ 크기에 무게 1㎏의 오성홍기를 가져갔다. 제작사는 혹독한 달 환경에서 깃발을 원활히 펼치기 위해 인공위성 등의 태양광 패널을 펼칠 때 사용하는 방식을 적용했다고 밝혔다. 차가운 기후에도 보호될 수 있는 직물을 이용했다. 창어 3·4호 때는 착륙기와 탐사 로버에 국기가 그림으로 코팅돼 있었다.성조기는 아폴로 탐사 계획이 중단된 1972년까지 다섯 개가 더 달 표면에 꽂혀졌다고 영국 BBC는 전했다. 2012년 미국 항공우주국(NASA)은 위성 사진을 분석하니 다섯 깃발 모두 그대로 꽂혀 있었는데 전문가들은 태양 빛 때문에 하얗게 색이 바랜 것처럼 보인다고 말했다. 올드린이 꽂은 성조기는 착륙 모듈에 너무 가까운 곳에 꽂힌 바람에 모듈이 이륙했을 때 날아가 버린 것으로 보인다고 했다. 지난달 24일 중국 남부 하이난성에서 발사돼 지난 1일 밤 11시 11분 달 앞면의 화산 평원인 ‘폭풍의 바다’에 착륙한 창어 5호 탐사선은 착륙기와 이륙기가 합쳐져 있는데 이륙기가 이륙할 때 착륙기가 발사대 역할을 했다. 달 표면에서 수집한 토양과 암석 표본은 이륙기에 실린 진공 컨테이너에 밀봉돼 포장됐다. 이륙기는 달에서 200km 떨어진 궤도에 대기 중인 궤도 모듈과 도킹한다. 이후 재진입 캡슐이 달 샘플을 싣고 중순쯤 중국 북부 네이멍구 자치구의 지정 장소로 돌아온다. CNSA는 창어 5호가 지구에서 명령을 받지 않고 독립적으로 이륙 임무를 수행했다는 점을 강조했다. 착륙기와 이륙기 조합체가 경사지와 평지를 스스로 구분하고 고도를 정확히 맞춘 후 이륙을 시도했다는 것이다. 지구에서 고도와 속도 등 명령을 받고 움직이면 시간 지연이 발생해 이륙 과정에 문제가 생길 수도 있었다고 당국은 설명했다.달을 차지하려는 경쟁은 가열되고 있다. 중국의 우주 굴기를 견제하기 위해 미국은 ‘아르테미스’ 달 탐사 계획을 출범시키고 일본, 호주 등 동맹 7국을 참여시켰는데 헬륨3 등 달 자원 소유권을 누가 갖느냐를 정하는 등 달을 비롯한 우주 경제 규정을 정하는 데 미국이 주도하려는 목적을 두고 있다. 임병선 평화연구소 사무국장 bsnim@seoul.co.kr

​무거운 별일수록 수명은 짧아진다 별이 영원의 상징처럼 보이는 것은 그 장대한 수명 때문이다. 인간은 기껏 살아야 100년을 못 넘지만, 태양 같은 별은 100억 년을 거뜬히 산다. 별은 질량이 작을수록 오래 살 수 있다. 무거운 별은 중심핵의 압력이 매우 커서 수소를 작은 별보다 훨씬 빨리 태우기 때문에 질량이 큰 별일수록 수명은 기하급수적으로 짧다. 대략 질량이 태양의 5배, 10배 정도인 별은 수명이 길어야 1억 년, 짧으면 3000만 년이다. 하지만 질량이 태양의 반이면 500억 년 이상, 10분의 1 정도이면 5000억 년이나 빛날 수 있다. 적색왜성처럼 질량이 작은 별은 연료를 매우 느리게 태우므로 수백억 년에서 수천억 년까지 산다. 인간의 척도로 보면 거의 영원이라 할 만하다. 우리은하 내 별들의 나이는 대부분 1억 살에서 100억 살 사이이다. 일부 별은 우주의 나이와 비슷한 137억 살에 근접하기도 한다. 현재까지 우주에서 가장 나이 많은 별로 밝혀진 것은 136억 살이 넘는 7.2등급 므두셀라(Methuselah)라는 별이다. 공식 명칭이 HD 140283으로 불리는 이 별은 처녀자리와 전갈자리 사이에 자리잡은 황도 제7자리인 천칭자리 방향으로 약 190광년 거리에 있다. 표면온도가 약 5500℃로 태양과 거의 비슷한 이 별은 현재 초속 169㎞의 속도로 지구 쪽으로 가까워지고 있으며, 동시에 우리은하 속을 초속 361㎞의 속도로 이동하고 있다. 이 별을 항성에 포함된 금속의 양과 표면온도 수치로 계산한 결과, 미국항공우주국(NASA)은 우주 초창기에 형성된 최고령의 이 별에 성경에서 가장 장수한 인물로 나오는 므두셀라를 가져와 ‘므두셀라 별'(Methuselah star)이라는 별명을 붙였다. 별의 색깔과 구성 원소비 분석으로 나이 측정그렇다면 천문학자들은 이 같은 별의 나이를 대체 어떻게 알아내는 걸까? 과학적으로 별의 나이를 측정하는 방법은 크게 두 가지가 있다. 별의 색을 분석하는 방법과 별빛의 스펙트럼을 분석하는 방법이 그것이다. 별의 색은 붉은색을 띠는 것일수록 온도가 낮으며, 무거운 원소를 많이 포함하고, 나이가 많은 것으로 해석된다. 푸른색은 그 반대다. 별은 태어난 처음에는 청색 계열의 색상을 지니고 있지만, 늙어감에 따라 점차 흰색, 황색, 주황색, 붉은색 순으로 바뀐다. 항성이 태어날 때의 구성비는 대체로 70%의 수소, 28%의 헬륨, 그리고 나머지 2%는 헬륨 이후의 중원소로 되어 있다. 무거운 원소의 비율은 통상적으로 항성 상층부 대기 내에 포함된 철의 함유율로 표시하는데, 이는 철이 상대적으로 흔한 원소이자 스펙트럼상의 흡수선이 강하게 나타나서 측정하기 쉽기 때문이다. ​별의 분류에는 매우 뜨거운 O형부터 상층 대기에 분자가 생성될 수 있을 정도로 차가운 M형까지 스펙트럼에 따라 항성을 나누는 여러 기준이 있다. 가장 많이 쓰이는 분류 기호는 O, B, A, F, G, K, M으로, 표면 온도가 뜨거운 것에서 차가운 순서에 따라 7개로 구별한 것이다. 우리 태양은 G2형의 노란색 별이다. 스펙트럼 분석법은 별의 구성성분을 통해 나이를 분별하는 방법이다. 생성된 후 얼마 지나지 않은 별에는 수소(H) 성분이 많고, 시간이 흐르면 헬륨 성분이 많아진다는 점을 고려한 것이다. 특히 산소나 철, 칼슘, 규소 등 산소보다 무거운 원소들의 존재가 다량 확인된다면 이는 사실상 생명이 거의 다해가는 별이라고 할 수 있다. 별의 최후는 그 질량에 따라 나누어지는데, 태양처럼 작은 별은 백색왜성으로 짜부라드는 반면, 태양보다 10배 이상 무거운 별은 장대한 초신성 폭발로 생을 마감한다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

존재하는 모든 것에는 종말이 있다. 태양도 예외는 아니다. 약 46억 년 전에 태어난 태양은 별의 일생으로 치자면 그 중간 지점에 와 있다. 태양은 앞으로 약 50억 년 정도 지금과 같은 모습으로 활동할 것으로 보인다. 이것은 태양에 남아 있는 수소의 양으로 계산한 결과다. 태양이 종말을 맞는다면 과연 지구와 태양계는 살아남을 수 있을까? 이에 관해 미국의 천체물리학자 폴 M. 서터가 우주 전문 사이트 스페이스닷컴(Space.com)에 29일 흥미로운 칼럼을 게재했는데, 이를 약간 가공하여 소개한다. 우리 태양의 죽음은 먼 미래의 일이다. 그러나 별 역시 인간처럼 생로병사의 길을 걷는 존재인 만큼 언젠가는 일어날 일이다. 그러면 우리 태양계는 어떻게 될까? 문제는 태양의 죽음 이전부터 시작된다. 우리가 가장 먼저 직면해야 하는 것은 노년의 태양 자체다. 수소 융합이 태양 내부에서 계속됨에 따라 그 반응의 결과인 헬륨이 중심부에 축적된다. 폐기물이 주위에 쌓이면 태양의 수소핵 융합이 더 어려워진다. 그러나 아래로 내리누르는 태양 대기의 압력은 여전하므로 균형을 유지하기 위해 태양은 핵융합 반응 온도를 더욱 높여야 하며, 이러한 상황이 아이러니하게도 태양 중심부를 더욱 가열시킨다. 이는 태양이 늙어감에 따라 더욱 뜨겁고 밝은 별로 진화한다는 뜻이다. 수억 년 동안 번창하다가 6600만 년 전에 멸종한 공룡은 오늘날 우리가 보는 것보다 더 어두운 태양 아래 살았을 것이다.어쨌든 태양은 10억 년마다 밝기가 10%씩 증가하는데, 이는 곧 지구가 그만큼 더 많은 열을 받는다는 것을 뜻한다. 따라서 10억 년 후이면 극지의 빙관이 사라지고, 바닷물은 증발하기 시작하기 시작하여, 다시 10억 년이 지나면 완전히 바닥을 드러낼 것이다. 지표를 떠난 물이 대기 중에 수증기 상태로 있으면서 강력한 온실가스 역할을 함에 따라 지구의 온도는 급속이 올라가고, 바다는 더욱 빨리 증발되는 악순환의 고리를 만들게 된다. 그리하여 마침내 지표에는 물이 자취를 감추고 지구는 숯덩이처럼 그을어진다. 35억 년 뒤 지구는 이산화탄소 대기에 갇힌 금성 같은 염열지옥이 될 것이다. 수소 융합의 마지막 단계에서 태양은 부풀어오르기 시작해 이윽고 적색거성으로 진화할 것이며, 그때쯤이면 수성과 금성은 확실히 태양에 잡아먹힐 것이다. 그렇다면 지구의 운명은 어떻게 될까? 그것은 태양이 얼마나 팽창할 것인가에 달려 있다. 만약 태양이 지구 궤도까지 팽창해 뜨거운 태양 대기가 지구를 덮친다면 지구는 하루 안에 녹고 말 것이다. 만약 태양의 팽창이 금성 궤도쯤에서 멈춘다 하더라도 지구는 온전할 수가 없다. 태양에서 방출되는 고에너지는 지구 암석을 증발시킬 만큼 강력하므로, 지구는 밀도가 높은 철핵만 남게 될 것이다. 외부 행성들이라 해도 이 재앙을 피해가기는 어렵다. 태양의 증가된 복사는 얼음알갱이들로 이루어진 토성의 고리를 파괴할 것이며, 목성의 유로파, 엔셀라두스 등의 위성들도 얼음 표층을 잃을 것이다. 증가된 복사열이 외부 행성들을 덮칠 때 가장 먼저 일어나는 사건은 지구 대기만큼이나 연약한 외부 행성 대기를 남김없이 벗겨버리는 것이다. 그러나 태양이 계속 팽창하면 태양 대기의 바깥 갈래들 중 일부는 중력 깔때기를 통해 거대 외부 행성으로 돌입할 수 있으며, 그에 따라 외부 행성들은 이전보다 훨씬 더 큰 덩치의 행성으로 변할 것이다. 그러나 태양은 아직 진정한 종말을 맞은 것은 아니다. 최종 단계에서 태양은 반복적으로 팽창-수축을 거듭하여 수백만 년 동안 맥동 상태를 이어갈 것이다. 중력적인 측면에서 본다면 이는 안정적인 상황이 아니다. 격동하는 태양은 외부 행성을 이상한 방향으로 밀고 당기기를 계속하다가 치명적인 포옹으로 끌어들이거나 아니면 태양계에서 완전히 축출해버릴 것이다. 그러나 나쁜 일만 있는 것은 아니다. 우리 태양계의 가장 바깥쪽 부분은 수억 년 동안 지금의 지구처럼 따뜻한 곳이 된다. 적색거성으로 진화한 태양에서 쏟아지는 열과 복사량이 많아짐에 따라 태양계에서 거주 가능 구역(물이 액체로 존재할 수 있는 별 주변 지역)이 바깥쪽으로 이동하게 된 것이다. 위에서 보았듯이, 처음에는 외부 행성의 위성들이 얼음 껍질을 잃어버리면 일시적으로 표면에 액체 바다가 형성될 수 있다. 또한 명왕성을 비롯한 왜소행성들과 카이퍼 벨트의 천체들도 결국 얼음을 잃게 될 것이다. 가장 큰 변화는 이 모든 것들이 뭉쳐져 멀리서 적색거성 태양의 둘레를 도는 미니 지구가 될 것이란 점이다.78억 년 뒤 태양은 초거성이 되고 계속 팽창하다가 이윽고 외층을 우주공간으로 날려버리고는 행성상 성운이 된다. 거대한 먼지고리는 명왕성 궤도에까지 이를 것이다. 어쩌면 그 고리 속에는 잠시 지구에서 문명을 일구었던 인류의 흔적이 조금 섞여 있을지도 모른다. 한편, 외층이 탈출한 뒤 극도로 뜨거운 중심핵이 남는다. 이 중심핵의 크기는 지구와 거의 비슷하지만, 질량은 태양의 절반이나 될 것이다. 이것이 수십억 년에 걸쳐 어두워지면서 고밀도의 백색왜성이 되어 홀로 태양계에 남겨지게 될 것이다. 이 백색왜성은 처음에는 엄청나게 뜨거워서 우리가 알고있는 생명체에 잔인한 피해를 줄 수있는 X선 방사선을 발산한다. 그러나 차츰 냉각되어 10억 년 이내에 안정된 온도에까지 떨어지고, 수조에서 수십조 년까지 존재할 것이다. 백색왜성 주변에는 새로운 거주 가능 구역이 형성되겠지만, 낮은 온도로 인해 수성 궤도보다 훨씬 가까운 거리가 될 것이다. 그 거리는 행성이 모항성의 기조력에 극히 취약한 범위 내인 만큼 백색왜성의 중력이 행성을 찢어버릴 수도 있다. 이상이 태양의 종말 이후 우리가 얻을 수 있는 최선의 예측이다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

'외계인들이 우리를 지켜보고 있다?' 인류가 외계 생명체에 대한 탐색을 강화함에 있어 반드시 고려하지 않으면 안될 사항은 외계인 역시 우리를 탐색하고 있을지 모른다는 점이다. 새로운 연구는 생명체가 서식할 가능성이 있는 가까운 항성계를 1000개 이상 확인함에 따라 이 같은 문제를 제기하고 나섰다. 코넬대학 천문학 부교수이자 칼 세이건 연구소 소장인 리사 칼테네거 논문 대표저자는 "만약 그러한 별들의 행성에 외계인이 산다면 그들은 우리 행성의 대기에서 생명의 신호들을 발견할 수 있을 것"이라고 예측하면서 "우리는 쌍안경이나 천체망원경 없이도 외계인들이 살 만한 밝은 별들을 관측할 수 있다"라고 밝혔다. 천문학자들은 지금까지 발견된 4,000개 이상의 외계행성 대부분을 '트랜싯 방법'으로 발견했는데, 외계행성들이 모항성의 앞을 가로지를 때 일어나는 밝기의 감소를 탐지하여 외계행성을 찾아내는 기법이다. 미 항공우주국(NASA)의 유명한 케플러 우주망원경은 이 기법을 사용해 현재까지 발견된 3,750개의 외계행성 중 약 70 %를 발견하는 큰 성과를 거두었다. 이 방법은 케플러 망원경의 뒤를 이은 TESS 망원경에도 적용되고 있다.​ 머지않아 연구자들은 생명 신호를 찾기 위해 가까운 외계행성의 대기를 스캔할 수 있게 될 것이다. 그것은내년 말에 발사될 예정인 NASA의 98억 달러짜리 제임스 웹 우주망원경이 수행할 많은 작업 중 하나가 될 것이다. 또한 2025년에 완성될 지상 기반의 거대마젤란 망원경도 이러한 작업을 수행할 것으로 보인다. 새로운 연구의 공동저자인 리하이 대학 물리학 부교수 조슈아 페퍼는 지구 자체를 트랜싯 기법으로 발견할 수 있는 위치의 별들을 찾아나섰다. 과학자들은 TESS와 유럽의 별 매핑 우주선 가이아의 데이터 세트를 면밀히 조사한 결과, 태양을 공전하는 궤도면인 황도와 나란한 100파섹(약 326 광년) 이내의 공간에서 그 같은 별들을 찾았다. 참고로 지구가 태양면을 가로지르는 것을 보려면 이러한 정렬이 필요하다. 이러한 탐색으로 1004개의 주계열 별들의 목록이 작성되었다. 우리 태양처럼 별의 중심에서 수소를 헬륨으로 융합하는 별들이다. 그 별들 중 508개가 지구의 태양면 통과를 관측함으로써 "지구의 이동을 최소 10시간 동안 관찰할 수 있도록 보장"한다고 칼테네거와 페퍼는 지난 20일(현지시간) 영국의 '왕립천문학회 월간공보 서신'에 발표했다. 그러나 칼테네거와 페퍼가 찾아낸 1,004개의 별을 공전하는 행성의 수는 파악하지 못하고 있으며, 따라서 생명체가 서식할 만한 세계가 얼마나 있는지에 대해서도 아무런 정보도 갖지 못한 상태이다. TESS와 같은 외계행성 사냥꾼이 계속 작업을 진행함에 따라 생명체 서식 가능 외계행성의 수는 더욱 명확히 밝혀질 것으로 기대된다.​ "이 새로운 연구는 앞으로 우주 생물학자들의 이정표 역할을 할 수 있을 것"이라고 전망하는 칼테네거는 "우리가 소통하기를 원하는 외계 지성체들을 발견하고자 한다면 가장 먼저 눈길을 주어야 할 별지도를 지금 우리 팀이 만든 것"이라고 새 연구의 성과를 규정했다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

세계는 원자로 이루어져 있다. 일찍이 플라톤은 "우주는 왜 텅 비어 있지 않고 무언가가 존재하는가?" 하고 물었다. 물질의 기원에 관한 가장 원초적인 질문이었다. 물론 그러한 질문에 제대로 답할 만한 과학이 당시엔 없었다. 그러나 물질에 대해 가장 독창적이고 놀라운 주장을 한 사람이 나타났다. 기원전 4세기 그리스의 데모크리토스(BC 460 ~380)였다. 지식을 얻는 방법에 대해 “지식은 두 가지 방법으로 얻을 수 있다. 지성에 의해 타당한 추론을 얻을 수 있고, 다른 방법은 모든 감각을 정교하게 동원해서 얻어낸 자료를 통해 추론하는 것이다”라고 말한 데모크리토스는 물질의 본성에 대해 다음과 같이 갈파했다.“모든 물질이 더 이상 나눌 수 없는 작은 것, 곧 원자(atomon)로 이루어져 있으며, 이것이 바로 물질의 보이지 않는 가장 작은 구성요소로서, 세계는 무수한 원자와 공(空) 외에는 아무것도 존재하지 않는다.” 그는 또 원자를 설명하면서, 원자는 영원불변하며, 절대적인 의미에서 새로 생겨나거나 사라지는 것은 아무것도 없으며, 사물들이 안정되어 있고 시간이 흘러도 변하지 않는 까닭은 모든 원자들이 똑같은 크기를 갖고 자기가 차지하고 있는 공간을 꽉 메우고 있기 때문이라고 했다. 물론 오늘날 우리는 원자가 더 작은 입자들로 이루어진 보따리 구조라는 사실을 알고 있다. 따라서 데모크리토스가 말한 원자는 입자로 바꿔 생각해야 할 것이다. 어쨌든 데모크리토스가 말한 대로 물질을 계속 쪼개나가다 보면, 그 이름이 무엇이든 간에 물질의 최소 단위에 이르게 된다. 왜냐하면 물질을 무한히 쪼개나갈 수는 없기 때문이다. 양자론 개척자의 한 사람인 베르너 하이젠베르크는 그 최소 단위에 대해 이렇게 말했다. “우리는 여전히 옛 데모크리토스의 표상을 믿고 있었다. 한 마디로 ‘맨 처음 입자가 있었다’는 표상이었다. (...) 그러나 이런 표상이 틀린 것인지도 모른다. 물질을 계속 쪼개가다 보면 맨 나중에는 더이상 부분이 남지 않고 물질 속의 에너지가 변환될 것이며, 부분은 쪼개지기 전보다 작지 않을 것이다.” 현대 물리학은 물질의 최소 단위에 착상한 데모크리토스의 원자론에서부터 출발했다고 해도 과언이 아니다. 그래서 양자역학의 확립에 기여해 노벨 물리학상을 받은 리처드 파인만은 원자에 대해 이렇게 한 마디로 규정했다. “다음 세대에 물려줄 과학지식을 단 한 문장으로 요약한다면, ‘모든 물질은 원자로 이루어져 있다’는 것이다.” 이처럼 원자는 물질세계의 가장 기본적인 질료이자 현대 물리학의 화두이다. 현대문명의 총화인 컴퓨터, TV, 휴대폰 등 모든 전자기기들은 원자의 과학인 양자론 위에 서 있는 것들이다. 물리는 원자에서 시작하여 원자로 끝난다고 할 수 있다. 원자는 얼마나 클까? 원자의 크기는 대체 얼마나 될까? 전형적인 원자의 크기는 10^-10m다. 1억분의 1㎝란 얘기다. 상상이 안 가는 크기다. 중국 인구와 맞먹는 10억 개를 한 줄로 늘어놓아야 가운데 손가락 길이만한 10㎝가 된다. 각설탕만한 1㎝^3의 고체 속에는 이런 원자가 10^23개쯤이 들어 있다. 얼마만한 숫자인가? 지구의 모든 바다에 있는 모래알 수와 맞먹는 숫자이다. 그럼 원자핵의 크기는 얼마나 될까? 약 10^-15m다. 원자의 100,000분의 1 정도다. 그렇다면 원자의 크기는 무엇으로 결정되는가? 원자핵을 중심으로 돌고 있는 전자 궤도가 결정한다. 결론적으로 말하면, 원자는 그 부피의 10^-15(부피는 세제곱), 곧 1천조 분의 1을 원자핵이 차지하고, 그 나머지는 모두 빈 공간이라는 말이다. 이게 대체 얼마만한 공간일까? 원자가 잠실 야구장만하다면 원자핵은 그 한가운데 있는 콩알보다도 더 작다. 지구상의 모든 물질을 원자핵과 전자의 빈틈없는 덩어리로 압축한다면 지름 200m의 공을 얻을 수 있다. 자연은 원자를 제조하는 데 너무나 많은 공간을 남용했다고 해도 할 말이 없을 것 같다. 결국 물질의 크기는 원자핵의 둘레를 돌고 있는 전자에 달린 문제이지만, 원자의 구조에 대한 자세한 얘기는 또 다른 얘기이므로, 여기서는 이런 원자가 온 우주에 얼마나 있는가 하는 문제만 짚어보도록 하자. 자연에는 원소의 종류가 92가지 있고, 그중 수소가 양성자와 전자 하나씩으로 이루어진 가장 단순한 원소다. 그 다음 단순한 원소로 헬륨이 있다. 우주에서 가장 많은 원소는 수소인데 그냥 많은 것이 아니라 다른 모든 원소보다 압도적으로 많다. 질량으로 보면 70%, 원소의 양으로 보면 90%가 넘는다. 그 다음으로 많은 원소는 헬륨이다. 질량으로 28%, 원소의 양으로는 9%를 차지한다. 다른 원소는 모두 합해도 질량으로 2%, 원소의 양으로 0.1%에 지나지 않는다.수소와 헬륨을 합치면 우주 내 물질의 약 99%를 차지한다. 나머지 90종은 1% 미만이다. 그런데 지구는 사정이 좀 다르다. 지구 중심에는 철과 니켈이 풍부하지만 지각에는 산소‧규소‧알루미늄과 같은 원소들이 많다. 바다에는 수소와 산소가 풍부하고 대기는 질소와 산소가 대부분을 차지한다. 이는 철 이하의 원소들이 별 속에서 만들어지고 나머지 중원소들은 초신성이 폭발할 때 만들어져서 지구라는 행성을 형성했기 때문이다. 자연계에 존재하는 92개의 원소들의 이 같은 출생의 비밀을 갖고 있다. 수소와 헬륨 외의 모든 원소는 뜨거운 별 속에서 제조되어 초신성 폭발과 함께 우주 공간으로 흩뿌려지고, 그것들이 지구와 인간 등 뭇 생명체를 빚어냈던 것이다. 별이 우주의 주방인 셈이다. 지구를 벗어나 태양계로 나가면 우주와 비슷한 상황을 볼 수 있다. 태양은 태양계 전체 질량의 99.86%를 차지하는데, 그 대부분이 수소와 헬륨이다. 따라서 태양계 전체로 볼 때 가장 풍부한 원소는 수소와 헬륨이다. 그 다음으로 많은 원소는 산소이고 그 다음은 탄소이다. 우주 전체 원소들의 존재량 비와 비슷한 셈이다. 우주를 이루는 원자의 개수 그렇다면 이 우주에 원자의 개수가 얼마나 되는지 알아보기로 하자. 뜻밖에 간단한 방법으로 알 수 있다. 원자번호 1인 수소 원자의 경우, 1억 개를 한 줄로 늘어세워도, 그 길이는 1㎝를 넘지 않는다. 1억이라면 어느 정도의 숫자일까? 사과 한 알을 1억 배 확대한다면 그 크기가 지구와 같아질 만큼 큰 숫자다. 그러니 원자가 얼마나 작은지는 상상력을 아무리 동원해도 이해하기 힘들다. 도대체 누가 이런 크기를 쟀단 말인가, 하고 짜증이 날 정도다. 그렇다면 또, 그 원자의 무게는 그럼 얼마나 되는가? 아보가드로 수인 6*10^23개만큼 수소를 수소 1몰이라 하는데, 저울에 달면 1g이 나온다. 저 1g 수소의 개수는 지구상의 모든 모래알 수보다 많은 것이다.빅뱅 이후 태초의 우주공간을 가득 채운 물질이 바로 그런 수소다. 캄캄한 공간 속을 수소 구름들이 흘러다니는 풍경을 상상해보라. 그 수소 구름들이 중력으로 뭉치고 뭉친 끝에 마침내 태양과 같은 별을 탄생시킨 것이다. 오늘도 당신 머리 위에서 눈부시게 빛나는 저 태양 같은 별을 만들려면 수소 원자가 몇 개나 있어야 할까? 지수 법칙을 아는 중학생 수학 실력만 있어도 간단히 그 계산서를 뽑아볼 수 있다. 태양 질량 ÷ 수소 원자 질량 =수소 원자 개수 그 답은 약 10⁵⁷개이다. 이 숫자는 옛 인도 사람들이 갠지스 강의 모래알 수라고 말한 1항하사(10^52)보다 10만 배나 많은 수이다. 그러니까 이 숫자만큼의 수소 원자 알갱이들이 모이면 저런 엄청난 태양이 만들어지는 것이다. 그리고 저 태양이 없다면 이 너른 태양계 속에 인간은커녕 아메바 한 마리도 살아갈 수 없다. 물질의 오묘함이 아닐 수 없다. 우리 역시 저 별먼지에서 나온 물질의 조합체가 아닌가? 저런 태양이 각 은하마다 평균 2000억 개가 있고, 그런 은하가 관측 가능한 우주에 또 2조 개 정도 있는 걸로 알려져 있다. 그렇다면 이것들을 다 곱하면 온 우주에 있는 천체들의 원자 수가 나온다. 계산해보면 4*10^80이란 숫자가 나온다. 이것이 우주의 일반물질을 이루고 있는 원자의 개수이다. 그런데 우주는 일반물질이 차지하고 있는 비율이 4%밖에 안된다. 그 나머지는 이른바 암흑물질과 암흑 에너지가 차지한다. 에너지는 아인슈타인의 E=mc^2 방정식에 따라 물질로 치환할 수 있으니까, 여기에 다시 25를 곱하면 대략 온 우주의 원자 개수가 나오는 것이다. 그래서 나온 우주의 모든 원자 개수는 10^82승 개이다. 10^100승인 구골에는 한참 못 미치는 수다. 10^82승 개 원자들이 만드는 우주는 얼마나 물질로 충만해 있을까? 우주 공간의 1조분의 1 정도를 채우고 있을 뿐이라고 한다. 그래서 물리학자는 제임스 진스는 우주의 물질 밀도에 대해 “큰 성당 안에 모래 세 알을 던져넣으면 성당 공간의 밀도는 수많은 별을 포함하고 있는 우주의 밀도보다 높게 된다”고 말했다. 그러니 우주는 사실 텅 빈 공간이나 다를 바가 없다. 우리는 그야말로 색즉시공(色卽是空)의 세계 속에서 살고 있는 것이다. 참고로 우리 몸을 구성하는 원자의 종류는 약 60종이고, 그 개수는 약 10^28승 개이다. 그중 수소가 3분의 2(질량비는 10%)를 차지한다. 그리고 그 수소는 모두 빅뱅 공간에서 탄생한 것이다. 온 우주에서 수소를 만들 수 있었던 환경은 빅뱅 공간이 유일하기 때문이다. 그러므로 여러분은 138억 년 전 빅뱅의 유물을 몸으로 갖고 있다는 뜻이니, 우리 모두는 우주의 역사를 지닌 참으로 유구한 존재라 할 수 있다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

-250년 전 망원경으로 발견한 일곱번째 행성 태양계 8개 행성 중 지구를 빼고 망원경 없이 볼 수 있는 행성은 몇 개나 될까? 대부분의 사람들은 "다섯"(수성, 금성, 화성, 목성, 토성)이라고 대답할 것이다. 이 다섯 개의 밝은 행성은 예로부터 잘 알려져 요일 이름까지 차지한 행성이지만 실제로는 망원경이나 쌍안경의 도움 없이 맨눈으로 볼 수 있는 여섯 번째 행성이 있는데, 바로 천왕성이다. ​이번 주는 이 천왕성의 맨눈 관측을 시도해볼 아주 좋은 기회라 할 수 있는데, 특히 늦은 저녁 하늘에 관측에 방해가 되는 밝은 달이 없기 때문이다.​ 물론 천왕성의 정확한 위치를 알아야 한다. 별의 밝기는 숫자로 표시하는데, 보통 1등성부터 6등성까지 나뉘며, 숫자가 작을수록 밝은 별이다. 6등성이 맨눈으로 볼 수 있는 별 밝기의 하한선이다. 천왕성은 현재 5.7등급으로 빛나고 있다. 이 정도 밝기라면, 아주 어둡고 하늘 상태가 좋은 밤에 시력 좋은 사람이 겨우 볼 수 있을 정도다. 그러니까 먼저 쌍안경으로 천왕성을 확인한 후 맨눈으로 관측하는 것이 요령이다. 천왕성을 찾는 지표는 화성이다. 붉게 빛나는 화성의 동쪽(왼쪽)으로 약 12도 정도 떨어진 양자리에 천왕성이 있다. 참고로, 보름달 하나가 약 0.5도 크기에 해당한다. 위의 하늘지도를 머리속에 스캔해둔 다음 쌍안경으로 해당 영역을 스캔하여 찾는 것이 가장 좋다. 150배율 이상의 천체망원경으로 보면 작은 청록색 원반 형태를 확인할 수 있다. 현재 천왕성은 지구로부터 약 28억 5000만km 떨어져 있다. 이는 지구-태양 간 거리(1천문단위/AU)의 약 19배에 해당하는 먼 거리다. 천왕성이 태양을 한 차례 공전하는 데는 약 84년이 걸린다. 이 행성의 지름은 지구의 약 4배인 5만 724km로 3번째 큰 행성이며, 1986년 보이저 2의 자기 데이터에 따르면 자전주기는 17.23시간이다. 보이저 2는 또한 1978년에 발견된 9개의 고리계를 모두 탐사했고, 2개의 새로운 고리와 10개의 새로운 위성을 발견했다. 지금까지 발견된 천왕성의 위성은 모두 27개에 달한다. 수소와 헬륨의 대기로 둘러싸인 천왕성은 물, 메탄 및 암모니아의 액체 맨틀을 갖고 있으며, 얼음 바위 같은 핵을 가지고 있을 것으로 과학자들은 보고 있다. 천왕성은 태양계의 어떤 행성보다 가장 추운 섭씨 영하 224도 대기를 가지고 있다.그러나 이 모든 것을 압도하는 기괴한 천왕성의 특징은 자전축의 기울기다. 태양계 행성들의 자전축 기울기는 3도에서 29도 사이이지만, 천왕성은 무려 98도에 달한다. 그러니까 천왕성은 궤도면에 거의 누운 자세로 태양을 공전한다는 얘기다. 왜 그럴까? 유력한 가설은 원시 태양계 때 거대한 천체가 천왕성에 충돌해 거의 다운시켰다는 것이다. 이런 이유로 천왕성은 계절은 유별나다. 태양이 북극에서 떠오르면 42지구년 동안 그대로 유지된다. 그런 후 북극은 다시 42년 동안 어둠 속에 잠긴다. 천왕성을 발견한 사람은 영국의 아마추어 천문가 윌리엄 허셜이다. 그는 1781년 3월 13일 밤, 구경 6.3인치(16cm)의 자작 반사망원경으로 쌍둥이자리에서 일곱 번째 행성을 발견했다. 이 발견은 세계를 경악시켰다. 사람들은 그때까지 토성까지가 태양계의 전부인 줄 알고 있었는데, 태양계가 갑자기 2배로 확대되어버린 것이다.​ 이 발견으로 허셜은 천문학사에 불멸의 이름을 올렸으며, 일개 아마추어 천문학자에서 일약 왕실 천문학자로 신분이 수직 상승했다. 그리고 프로 천문학에 들어서서도 최초로 은하계의 구조를 파악하는 등 수많은 발견들을 이루어냈으며, 기이하게도 그가 발견한 천왕성의 주기에 딱 맞는 84세에 우주로 떠났다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

세계적인 마술사 데이비드 블레인(47)이 이번에는 풍선 묘기를 선보였다. 2일(현지시간) CNN은 블레인이 애리조나 주 사막 한가운데에서 풍선 50여 개에 의지해 하늘로 올라갔다고 보도했다. 헬륨 가스를 채운 특수풍선 52개에 매달린 블레인은 자신이 예상했던 5486m보다 훨씬 더 높은 7590m 상공까지 도달했다. 백두산(2500m)보다 세 배 높고, 에베레스트산(8848m)에 약간 못 미치는 높이다.애초 고향인 뉴욕에서 퍼포먼스를 선보일 예정이었으나 악천후로 시간과 장소를 바꾼 그는, 허허벌판이나 다름없는 애리조나주 사막에서 오로지 풍선에 몸을 맡기고 하늘로 올라갔다. 모든 장면은 온라인으로 전 세계에 생중계됐다. 묘기는 한 시간가량 계속됐다. 이윽고 7590m 상공에 다다랐을 때 산소가 부족해 호흡기를 써야만 했다. 한동안 땅에서 자신의 곡예를 지켜보던 딸과 이야기를 나누다 풍선과 연결된 줄을 뚝 끊고 스카이다이빙을 선보였다. 무서운 속도로 곤두박질치던 그는 2438m 지점에서 낙하산을 펼치고 무사히 착륙했다.블레인은 “이번 곡예는 과거 그 어떤 묘기보다 더 짜릿했다. 이번에는 그 어떤 것도 내가 통제할 수 없었다”는 소감을 밝혔다. 이번 퍼포먼스는 1956년 개봉한 프랑스 영화 ‘빨간 풍선’(Le Ballon Rouge)에서 영감을 받았다. 블레인은 풍선에 매달려 하늘로 올라간 소년의 모습을 재현해 보고 싶었다고 설명했다. 영화를 현실로 만드는 데는 2년이라는 준비 기간이 필요했다. 그간 블레인은 조종사 자격증과 열기구조종사 자격증을 취득했고, 스카이다이빙 교육도 받았다. 오랜 준비 기간 끝에 선보인 목숨을 건 그의 도전은 결과적으로 대성공이었다.세계적인 마술사인 블레인은 과거부터 다양한 묘기를 펼쳤다. 100만 볼트 전류가 흐르는 피뢰침 옆에서 72시간을 보냈으며, 뉴욕시 링컨센터 앞에서 물이 가득 들어찬 좁은 구체에 들어가 일주일을 지냈다. 타임스퀘어 앞에서는 거대한 얼음덩어리에 갇혀 64시간을 보내는 퍼포먼스를 선보이기도 했다. 지난 3월에는 미국 CBS방송 ‘더 레이트 레이트 쇼 위드 제임스 코든’ 스페셜 방송에 방탄소년단(BTS)과 나란히 출연한 바 있다. 권윤희 기자 heeya@seoul.co.kr