탁 트인 골프장이 TV 화면에 펼쳐지고 그 앞에서 골프채를 휘두른다. 공에는 적외선 센서 60개가 탑재돼 0.1초 간격으로 움직임을 감지한다. 비거리를 계산해 보여 줌은 물론 이용자의 퍼팅 실력을 정확히 측정해 알려 준다(KT ‘기가 IoT 골프퍼팅’). 일상 속의 ‘스마트 헬스케어’가 진화하고 있다. 사물인터넷(IoT)을 차세대 먹거리로 키우고 있는 이동통신 3사가 헬스케어에 IoT를 접목해 건강과 재미, 편리함을 동시에 잡을 수 있는 이색 서비스들을 쏟아내고 있다. 이동통신 3사 중 스마트 헬스케어에 가장 적극적인 행보를 보이는 건 KT다. KT는 홈IoT의 주력 사업을 헬스케어로 점찍었다. 각각의 헬스케어 기기를 자사의 IPTV와 연동해 TV를 보며 운동을 하고, 건강 데이터 분석까지 제공받는 종합적인 서비스를 제시한다. 지난달 출시한 ‘기가 IoT 헬스바이크’와 출시 예정인 ‘기가 IoT 골프퍼팅’은 기기의 곳곳에 센서가 부착돼 있어 실제 경기장과 필드에서 운동하는 듯한 생생한 느낌을 집에서 경험할 수 있다. 헬스바이크를 타는 동안 TV 화면에 오르막길이 나타나면 페달의 강도가 세져 다리에 힘이 들어가고, 장애물과 충돌하면 바이크가 진동한다. 지난 2월 출시된 ‘기가 IoT 헬스밴드’는 자신의 신체 정보에 맞는 운동 프로그램을 TV 속 헬스트레이너를 따라 하며 즐길 수 있는 제품이다. KT는 이들 헬스케어 서비스를 통해 축적된 건강 데이터를 홈IoT 플랫폼 ‘IoT 메이커스’로 전송해 이용자의 종합적인 건강 데이터를 분석해 보여 줄 계획이다. LG유플러스는 한샘과 에몬스가구 등 가구업체와 제휴해 피부 상태를 측정해 주는 IoT 거울을 내놓았다. 거울 속에 내장된 특수 고해상도 카메라가 피부의 모공과 주름, 피부결, 잡티 등 피부 상태를 측정해 보여 준다. 피부 상태에 맞는 스킨케어와 화장품 정보를 볼 수 있으며 메이크업과 네일 등 각종 ‘뷰티 팁’도 영상으로 제공한다. SK텔레콤의 스마트밴드는 하루의 목표 운동량과 수면량을 입력하면 실제 얼마나 실행했는지를 측정하고 ‘라이프 스코어’라는 점수로 보여 준다. 김소라 기자 sora@seoul.co.kr

북한이 지난달 31일부터 연일 개성과 해주, 연안, 평강, 금강산 등 5곳에서 위성항법시스템(GPS) 전파교란 공격을 해오면서 민간 부문의 피해에 대해 우려가 나오고 있다. 최근 우리 생활에서 쓰이는 다양한 전자기기들에 GPS 활용 기술이 탑재돼 있기 때문이다. 가장 많이 활용되는 분야는 ‘내비게이션’으로 불리는 차량항법시스템이다. 단순한 경로 안내뿐만 아니라 최근에는 혼잡한 교통상황에서 원하는 목적지까지 가장 빠르고 신속하게 갈 수 있는 길을 알려주는 방식으로 진화하고 있다. 이런 항법시스템은 해양이나 항공 분야에도 많이 쓰이고 있다. GPS는 범죄가 발생했을 때 현장과 가장 가까운 112 순찰차량에 출동 명령을 내리거나 119 구조전화 발신 위치를 정확히 파악해 신속한 구조활동을 벌일 수 있도록 해 준다. 측지·측량 분야에서 GPS는 구조물 간 거리, 경사도 등을 ㎜ 단위로 측정할 수 있게 해 정밀 지도 제작이나 대형 토목공사를 할 때 도움을 준다. 철새들의 이동 상황, 돌고래의 위치 파악 등 자연생태 조사나 농업, 산림관리 등에서까지 활용되고 있다. GPS가 나오기 전까지 인간은 ‘천문항법’, ‘관성항법’, ‘전파항법’을 이용해 자기 위치를 파악했다. 천문항법은 태양, 달, 북극성, 남십자성 등 천체를 이용해 관측값과 관측시간을 계산표와 비교해 자신의 위치와 방향을 파악하는 것이다. 그러나 날씨가 좋지 않을 때는 활용할 수 없다. 관성항법은 가속계, 자이로스코프 등을 이용해 이동 방향과 속도를 측정한 뒤 출발 위치에서 어느 정도 벗어났는지를 추측해 위치를 계산하는 방법이다. 다만 오차가 계속 누적될 수 있다는 단점이 있다. 전파항법은 위치를 알고 있는 지점에서 전송되는 전파를 이용해 위치를 계산하는 방법이지만, 사용 전파에 따라 정밀도가 떨어질 수 있다. 이런 단점들을 해결하기 위해 전 세계 어디에 있든 위성으로 위치, 속도, 시간을 파악할 수 있는 GPS 기술은 미국 국방부가 미사일 정밀 타격을 목적으로 1973년부터 군사용으로 개발하기 시작했다. 1978년 첫 GPS 위성인 ‘블록Ⅰ’이 발사된 이후 군사용으로만 쓰이다가 민간에 공개된 것은 1983년부터다. 민간에 공개된 당시에는 군사용 서비스와 차별하기 위해 민간이 활용하는 GPS 정보에는 고의적 오차잡음(SA)이 담겨 있었다. 이 때문에 민간에 완전한 GPS 서비스가 제공되기 시작한 2000년 이전까지 군사용 GPS의 오차는 5~15m인 반면 민간이 쓰는 GPS의 오차는 100m에 달했다. GPS는 크게 ▲우주 ▲관제 ▲사용자의 3개 부분으로 구성된다. 우주 부분은 30개의 GPS 위성으로 구성돼 있다. 24개의 주 위성과 6개의 예비 위성이 역할을 담당한다. 약 2만㎞ 상공의 중고도에 배치된 주 위성은 지구 주변을 55도 각도로 나눈 6개 궤도에 4개씩 배치돼 있으며 각 위성에는 3만 6000년에 1초 정도의 오차만 허용할 정도로 정밀한 4개의 원자시계가 탑재돼 있다. 관제 부분은 미국 콜로라도 스프링팰콘 공군기지 내에 있는 주 관제소와 세계 각지에 분포돼 있는 5개의 기지국, 3개의 지상관제국으로 구성돼 있다. 주 관제소는 위성의 궤도 수정, 예비 위성의 작동결정 등의 임무를 수행한다. 나머지 기지국과 관제소는 GPS 위성 신호 점검과 궤도추적, 전파 지연으로 인한 오차 보정 역할을 한다. GPS는 위치가 알려진 위성들을 기준점으로 삼아 수신기를 갖고 있는 사람의 위치를 파악하는 ‘후방교회법’(resection method)이라는 측량법을 활용한다. 후방교회법은 지도에서 자기 위치를 모를 때 이용하는 방법으로, 두 개 또는 세 개 정도의 지형지물을 이용해 자기 위치를 찾아내는 방법이다. GPS는 4개의 위성에서 나오는 전파를 분석해 현재 위치를 알아낸다. 우선 3개의 GPS 위성이 보내는 전파에 담긴 시간 정보와 수신기에서 받은 시간을 비교해 그 차이에 따른 빛의 이동거리를 계산함으로써 현재의 위치와 거리를 3차원으로 표시하게 된다. 네 번째 위성은 수신기에서 발생할 수 있는 시간오차를 보정하는 역할을 해 정확한 위치를 파악하게 된다. GPS 신호교란은 GPS와 비슷한 대역의 전파를 GPS 수신영역에 발사해 의도적으로 시간오차를 유발시켜 정확한 위치를 파악하지 못하게 만드는 것을 말한다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

지난 8일 네덜란드 마크네스에 있는 독일·네덜란드 합작 군사 연구시설(DNW)에는 난데없이 마네킹 하나가 등장했다. 키 185㎝에 몸무게 85㎏의 체격을 지닌 네덜란드의 ‘빙속 황제’ 스벤 크라머르(30)와 똑같은 몸 형태를 지닌 마네킹으로 스피드스케이팅 경기복을 입은 채 전력 질주를 하는 포즈를 취하고 있었다. 연구원들은 가로·세로 2.5m, 높이 3m의 실험실 한가운데 ‘크라머의 분신’을 세워 놓고 시속 15~18㎞의 바람을 불어 넣었다. 이어 은색 막대기처럼 생긴 호스를 이용해 실험실 안쪽으로 인공 연기를 집어넣자 마네킹은 온몸으로 바람과 연기를 상대했다. 군사시설에서 이뤄지기엔 생뚱맞아 보이는 이 실험은 네덜란드의 운동복 제작 회사인 스포츠컨펙스가 2018년 평창 동계올림픽을 겨냥해 야심차게 준비 중인 ‘평창 슈트’ 개발 작업의 일환이다. ●공기저항 측정하는 ‘윈드터널 테스트’ 이날 실험은 네덜란드와 한국 선수들이 입을 ‘평창 슈트’의 공기 저항을 테스트하기 위해서 이뤄졌다. ‘윈드터널’이라고 불리는 실험실에서 테스트가 시작되면 마네킹 곳곳에 뚫려 있는 작은 구멍으로 연기와 바람이 들어가게 된다. 구멍으로 유입되는 공기의 압력 변화를 마네킹 발 밑에 있는 ‘밸런스 센서’가 감지해 슈트에 가해지는 공기 저항을 측정하게 된다. 여러 벌의 경기복에 대한 실험이 끝나면 결과는 위층에 있는 연구실 기계 화면에 곧바로 수치화돼 표시된다. 스포츠컨펙스 직원들은 경기복별 저항을 비교 분석해 옷의 재질이나 패턴(신체 부위별 옷감 조각)을 개선하고 있다. ‘윈드터널 테스트’는 본래 비행기나 선박을 대상으로 주로 이뤄졌다. 그러나 빙상 경기복에 대한 연구에도 ‘윈드 터널’이 효과적이라는 것이 확인돼 스포츠컨펙스는 9년 전인 2007년부터 이곳에서 실험을 하고 있다. 하루에 10~12벌가량의 경기복에 대한 테스트가 가능하며, 날을 잡아 실험을 할 때마다 3000만원가량의 비용을 지불해야 한다. 또한 굳이 크라머르를 본뜬 마네킹으로 실험을 진행한 것은 그가 네덜란드 스피드스케이팅을 대표하는 선수이기 때문이다. 네덜란드 전역에 있는 5곳의 ‘윈드 터널’ 중 이곳 군사시설을 택한 이유는 높은 보안성과 탁월한 기술력 때문이다. 민간인이 이곳을 방문하려면 사전에 출입 신청을 해야 하는 것은 물론이고 출입 직전에는 신분증을 제시해 임시 출입증을 발급받아야 한다. 근무 중인 연구원들은 ‘윈드 터널’을 오랜 기간 다루고 있어 기술이 뛰어나며, 기밀을 함부로 발설하지 않도록 훈련돼 있다. 베르트 판데르 툭(48) 스포츠컨펙스 대표는 “실험 가격이 싸진 않지만, 이곳의 사람들은 우리가 신뢰할 수 있다”며 “연구진의 기술력도 훌륭하다”고 말했다. ●“동양인 마른 체형… 치수부터 다시 재” ‘윈드터널 테스트’를 마무리지어 ‘평창 슈트’의 단점이 개선되면 크게 5단계(디자인 설계→디자인 인쇄→옷감 절개→로고 프린트→재봉)를 거쳐 최종적으로 완성된 모습을 갖출 계획이다. 첫 단계는 ‘평창 슈트’의 디자인 설계다. 이때 주의할 점은 경기복의 패턴을 이어 붙였을 때 선수 움직임에 불편함이 없도록 하는 것이다. 마르셀 라딕스(30) 스포츠컨펙스 디자인 팀장은 “패턴을 자칫 잘못 이으면 오히려 선수의 경기 속도가 느려지기 때문에 여러 번에 걸쳐 테스트를 한 뒤에 붙이게 된다”고 설명했다. 이어 “한국팀의 경기복은 색깔이 예뻐서 네덜란드에서도 인기가 많다”며 “다만 동양인이 서양인에 비해 좀 더 마른 편이어서 한국 선수도 처음에는 신체 수치를 일일이 다 재야만 했다”고 말했다. 경기복의 디자인이 끝나면 이것을 대형 프린트로 인쇄한다. 그리고 옷감을 밑에 깐 뒤 그 위에 프린트물을 올려놓고, 인쇄된 경기복 모양을 따라 대형 글라이더로 도려낸다. 깨끗하게 잘린 유니폼은 바로 특수 열처리 기계로 옮겨 선수를 후원하는 단체들의 로고를 입힌다. 마지막으로 각 패턴을 재봉틀을 이용해 한땀 한땀 이어 붙이면 경기복이 완성된다. 한 벌 제작하는 데 보통 2시간 정도가 걸린다. 경기복이 완성돼도 스포츠컨펙스 직원들은 마음을 놓을 수가 없다. 대회에 나가기 전 막상 선수가 경기복을 입어 보니 이전에 비해 근육량이 늘었거나 살이 쪄서 옷이 안 맞을 수 있기 때문이다. 이 경우를 대비해 매 시즌의 월드컵 첫 대회나 올림픽 경기와 같은 큰 시합에는 스포츠컨펙스 직원들이 경기복을 만드는 데 필요한 모든 장비를 준비해 현장에서 대기한다. 평창 동계올림픽에서도 선수들의 경기복이 잘 안 맞았을 경우에는 즉석에서 바로 수정을 할 계획이다. ●“유니폼이 선수들 성적 80% 좌우한다” 경기복 하나를 만드는 데 이렇게까지 요란하게 굴 필요가 있을까 싶지만 0.001초로 메달의 색깔이 갈리는 쇼트트랙과 스피드스케이팅에서는 슈트가 가지는 영향력이 어마어마하다. 실제로 미국 빙속 대표팀은 2014년 소치 동계올림픽 때 경기복 문제로 막심한 손해를 보기도 했다. 당시 미국팀은 세계 최대의 방위산업체인 록히드마틴이 첨단 기술을 도입해 만든 슈트인 ‘마하39’를 입고 경기에 나섰지만 결과는 암담했다. 선수들은 불편함을 연달아 호소했고, 결국 노메달의 수모를 겪었다. 반면 스포츠컨펙스가 만든 옷을 입고 출전했던 네덜란드 대표팀 선수들은 빙속에 걸려 있던 36개 메달 중 23개(금8·은7·동8)를 싹쓸이했다. 베르트 판데르 툭 대표는 “유니폼은 선수들 성적의 80% 정도를 좌우한다고 봐도 될 정도로 중요하다”고 말했다. ●“소치 때보다 공기저항 8~10% 줄일 것” 스포츠컨펙스와 제휴를 맺어 한국 선수들에게 스피드스케이팅·쇼트트랙 경기복을 공급 중인 스포츠 의류기업 휠라의 한 관계자는 “경기복의 무게는 330g으로 2014 소치 동계올림픽 때와 똑같이 할 예정이지만, ‘평창 슈트’는 소치 때의 경기복보다 공기 저항을 8~10%가량 줄이는 것을 목표로 하고 있다”고 설명했다. 스포츠컨펙스는 내년 말쯤 ‘평창 슈트’를 완성할 계획이다. 한국과 네덜란드의 대표팀 선수들은 스포츠컨펙스로부터 지급받은 유니폼에 적응하는 기간을 가진 뒤 곧바로 평창 동계올림픽 준비에 나선다. ‘과학을 몸에 입은’ 양국 대표팀이 2년 뒤 어떤 놀라운 성적을 거둘지 벌써 기대가 된다. 글 사진 마크네스(네덜란드) 한재희 기자 jh@seoul.co.kr

프로농구 경기 도중 시간이 24초 동안 멈추는 이해할 수 없는 사고가 빚어졌다. 프로농구연맹(KBL)은 17일 경기 시간을 제대로 측정하지 못한 심판과 경기 감독관 등에게 중징계를 내렸다. KBL은 이날 재정위원회를 열고 전날 전북 전주체육관에서 치러진 KCC와 오리온의 3쿼터 경기 시간을 잘못 측정한 책임을 물어 주심에게 300만원, 1부심에게 200만원, 2부심에게 100만원의 제재금을 부과했다. 또 이날 경기감독관과 계시원에게는 나란히 자격정지 1년의 엄한 징계를 내렸다. KBL에 따르면 이날 3쿼터 종료 3분 56초를 남긴 시점에 시계가 24초 동안 멈췄다. 심판 등은 이를 모르고 경기를 그대로 속개했고, 결과적으로 3쿼터는 정규 시간인 10분을 넘겨 10분 24초 동안 진행됐다. 공교롭게도 이 추가된 24초 동안 KCC는 4점을 넣었고 경기는 종료 1초를 남기고 터진 전태풍의 3점슛 덕에 KCC가 73-71로 이겼다. KBL은 경기 종료 후 20분 안에 이의 제기를 하도록 한 규정에 따라 두 팀 주장들이 이의 제기를 하지 않았다며 재경기는 하지 않는다고 밝혔다. 그러나 이형진 오리온 부단장은 “우리도 흐르지 않은 24초 동안 KCC와 경기 시간을 공유했기 때문에 승패 결과를 문제 삼지 않겠다”면서도 “정식 절차를 밟아 KBL에 재경기를 요청하겠다”고 말했다. 한편 KGC인삼공사는 이날 인천 삼산체육관을 찾아 벌인 정규리그 6라운드 대결에서 전자랜드에 82-86로 무릎 꿇으며 3위 오리온과의 승차가 1경기로 벌어졌다. 전자랜드는 올 시즌 한 경기 최다 어시스트(27개)를 기록하며 151일 만에 4연승 신바람이 났다. 삼성은 서울 잠실에서 kt를 78-71로 물리쳤다. 임병선 선임기자 bsnim@seoul.co.kr

설상 - 알파인·바이애슬론·스키점프·스노보드 슬라이딩 - ‘썰매 3총사’ 봅슬레이·루지·스켈레톤 빙상 - 피겨·아이스하키·컬링 등 다양 ●개회선언은 현직 대통령·폐회는 신임대통령 2018년 2월 9일 이날은 지구촌 최대 축제인 평창동계올림픽이 열린다. 세계의 눈과 귀가 대한민국 강원도에 모이는 역사적인 날이다. 이날부터 25일까지 17일 동안 강원 평창, 강릉, 정선 일대 눈·얼음 위에서 펼쳐지는 뜨거운 질주와 함성이 세계 속으로 울려 퍼지게 된다. 3월 9일부터 18일까지는 평창동계패럴림픽이 열기를 이어 간다. 올림픽 개막 선언은 현직 대통령이 하고, 폐막 선언은 새로 취임한 대통령이 하는 이색적인 대회다. 이날 강원도 평창 대관령면 횡계리 개막식장에서는 개막 선언과 함께 성화가 불을 밝히고 지구촌 겨울축제의 시작을 알린다. 개막 시간은 아직 결정되지 않았지만, TV 시청자가 많은 유럽과 국내 사정 등을 감안해 결정될 예정이다. 88서울 하계올림픽의 개막식은 9월 17일 오전 10시 30분에 시작해 11시 30분에 끝났다. ‘하나 된 열정’이란 슬로건으로 열리는 평창동계올림픽에는 각국 선수들이 선의의 경쟁을 펼친다. 동계올림픽 사상 최대 규모인 95개국이 참가한다. 지금까지는 2014년 소치 올림픽에 참석한 88개국이 최고였다. 금메달 수 역시 사상 처음으로 100개를 넘긴 102개로 확정했다. 경기 종목은 기존 15개에 스노보드 빅에어, 스피드스케이팅 매스스타트, 남·여 혼성컬링, 알파인스키팀 이벤트 등 4개 종목이 추가됐다. 평창과 정선에서는 스키점프와 크로스컨트리, 바이애슬론, 알파인, 스노보드 등 설상과 슬라이딩 경기가 열리고 강릉에서는 스피드스케이팅, 피겨, 쇼트트랙, 아이스하키 등 빙상경기가 열린다. 동계스포츠 종목은 크게 설상과 슬라이딩, 빙상으로 나뉜다. 설상 종목은 산속에서 속도를 겨루며 펼쳐지는 알파인 종목과 마라톤에 사격을 결합한 바이애슬론, 스키를 신고 달려 ‘설원의 마라톤’으로 불리는 크로스컨트리, 스키보다는 곡예라는 말이 더 잘 어울리는 프리스타일 스키, 스키점프와 크로스컨트리 스키를 함께 치르며 스키 종목의 왕중 왕으로 일컬어지는 노르딕 복합, 스키를 신고 하늘을 나는 스키경기의 꽃인 스키점프, 두 발을 보드에 묶고 눈이 쌓인 경사면을 질주하면서 점프와 회전 공중묘기 등 화려하고 역동적인 고난도 기술을 펼치는 스노보드가 있다. 또 얼음 트랙 위를 썰매를 타고 빠른 속도로 내려가는 스릴 만점의 슬라이딩 종목에는 썰매 종목의 3총사인 봅슬레이, 루지, 스켈레톤이 있다. ‘1분의 질주’로 불리는 봅슬레이는 방향을 조종할 수 있는 썰매를 타고 얼음으로 만든 트랙을 활주하는 경기다. 이 경기는 썰매와 선수의 무게 총량에 제한을 둔다. 시속 130㎞에 이르는 스릴 만점의 썰매 루지는 선수가 썰매 위에 누운 채 얼음 트랙을 활주하며 시간을 겨루는 경기다. 1000분의1초까지 측정해 기록이 나오기 때문에 순발력과 스피드가 중요하다. 스켈레톤은 1인 썰매 종목이다. 루지와 달리 선수가 엎드려서 썰매 좌우 손잡이 가운데 편안한 손잡이를 한 손으로 잡고 나머지 한 손은 육상 달리기 동작으로 출발하는 종목이다. 강릉에서 열리는 빙상종목도 다양하다. 마법의 빗질로 펼치는 ‘얼음 위의 체스’ 컬링을 비롯해 스케이트를 신고 음악에 맞춰 얼음 위에서 안무하는 피겨스케이팅, 6명이 한 팀을 이루어 펼치는 아이스하키가 있다. ‘동계올림픽의 꽃’이라 불리는 아이스하키는 올림픽 폐막식 직전 피날레 게임으로 편성할 만큼 대중적인 인기가 높다. 불꽃 같은 스퍼트로 박진감이 넘치는 쇼트트랙 스피드 스케이팅과 거침없이 얼음 위를 달리는 스피드 스케이팅도 있다. 평창동계올림픽에는 대회 기간 선수, 임원 등 경기 관련자와 직접 경기를 관전하고자 찾는 관광객 등도 많이 참석할 전망이다. 선수단과 국제올림픽위원회(IOC) 패밀리, 각국 올림픽위원회, 국제 스포츠 관계자, 보도진 등 대회와 직접 관련된 인원만 5만여명에 이른다. 경기를 즐기려는 관광객들까지 포함하면 전 세계에서 수십만명이 평창과 강릉, 정선을 찾게 된다. ●패럴림픽 45개국 2만 5000명 참가 본 경기 이후 신체·감각적 장애가 있는 선수들이 이를 극복하고 참가해 기량을 겨루는 동계 패럴림픽이 열린다. 국제장애인올림픽위원회(IPC) 주최로 4년마다 올림픽이 끝나고 열린다. 2018 평창동계패럴림픽은 12회 대회로 2018년 3월 9일부터 18일까지 평창, 강릉, 정선 일대에서 열린다. 45개국 선수와 임원 1700여명과 IPC 패밀리, 보도진 등 2만 5000여명이 참가할 예정이다. 대회는 알파인스키, 스노보드, 휠체어 컬링 등 6종목, 80개 세부 종목에서 80개의 금메달을 놓고 열전을 벌인다. 경기장은 평창올림픽 경기장을 그대로 사용하며 일부만 장애인 종목에 맞춰 시설을 변경하거나 수정한다. ●6일부터 28개 종목 테스트 이벤트 오는 6일 시작하는 28개 올림픽 테스트 이벤트에는 패럴림픽 종목 5개도 포함됐다. 2017년 3월 강릉 컬링센터에서 열리는 세계휠체어컬링선수권대회와 알파인스키·노르딕, 아이스슬레지하키, 파라스노보드 등이다. 노재수 강원도 동계올림픽본부장은 “강원도와 평창동계올림픽조직위원회는 평창동계패럴림픽을 세계 모든 장애인과 비장애인을 하나로 통합하는 역대 최고의 대회로 만들기 위해 최선을 다하고 있다”고 말했다. 평창·강릉·정선 조한종 기자 bell21@seoul.co.kr

지난 11일 기네스 세계기록의 날(Guinness World Records Day)을 맞아 세계 곳곳에서 흥미로운 신기록이 수립됐다. 이 중 한 일본인 남성이 양손 짚고 100m 달리기에서 15.71초로 세계기록을 경신했다고 영국 일간 데일리메일 등 외신이 12일(현지시간) 보도했다. 제11회를 맞이한 기네스 세계기록의 날을 기념하기 위해 세계 곳곳에서 열린 행사에는 총 65만 명이 넘는 사람이 모여 기네스 세계기록을 축하했다. 이 특별한 날에 신기록을 세우기 위해 세계 곳곳에서는 기록 도전이 이뤄졌다. 양손 짚고 달리기라는 이색 기록으로 주목을 받게 된 이는 도쿄에서 ‘원숭이 인간’이라는 별명으로 불리고 있는 켄이치 이토. 그는 이날 도쿄 코마자와 올림픽 경기장에서 진행된 기록 측정에서 신기록을 세우고 엎드린 채 눈물을 흘리며 감격스러워 했다. 사실 그는 이전 다섯 차례 신기록을 세웠었지만, 지난해 카츠미 타마코시라는 경쟁자에게 타이틀을 빼앗겼었다. 당시 카츠미는 이토보다 빠른 15.86초를 기록했었다. 다시 타이틀을 차지하게 된 이토는 기록을 되찾기 위해 바닥을 청소할 때도 양손을 짚고 달리기하는 자세로 임할 정도로 연습에 매진했다고 밝혔다. 또 그는 지난 9년간 실제 원숭이들의 행동을 관찰하고 분석해 자신의 자세를 개선해왔다. 이 때문에 그는 원숭이 남자라는 별칭까지 얻게 됐다고 한다. 한편 이날에는 인도에서도 새로운 기록이 수립됐다. 수도 델리에 사는 디네시 우파디야야는 불을 붙인 양초 15개를 한꺼번에 입에 물고 있는 종목(?)에서 기록을 세웠다. 이뿐만 아니라 한쪽을 붉은색으로 칠한 이쑤시개 49개를 입안에 넣고 앞뒤 방향을 회전시키고, 한입에 포도알 88개를 집어넣었으며, 1분 안에 불붙인 성냥개비 30개를 혀로 끄는 기록까지 총 4개의 신기록을 달성했다. 또한 중국 홍콩에서도 새로운 기록이 나왔는데 아그네 키소나이트라는 이름의 리투아니아 여성이 립스틱 1만 8399개를 사용해 높이 303cm짜리 세계에서 가장 큰 립스틱 구조물을 만들어 기네스 신기록을 세웠다. 사진=기네스 세계기록 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

-11년간 추적에도 아직 못찾아 딱 100년 전인 1915년 아인슈타인이 일반상대성 원리에서 중력파의 존재를 예언한 후, 세계의 내로라하는 과학자들이 눈에 불을 켜고 중력파를 추적했지만, 아직까지 아무도 그것을 찾아내지 못하고 있다. 고해상도의 망원경으로 중무장한 일단의 천문학자들이 지난 11년간 시공간의 주름인 중력파의 증거를 찾아 우주를 온통 뒤지다시피 했지만, 은하들이 충돌할 때 내는 시공간의 뒤틀림만 포착했을 뿐, 중력파의 그림자도 보지 못한 채 빈손으로 돌아왔다고 영국 일간지 데일리메일이 20일(현지시간) 보도했다. 과학자들은 우리가 사는 이 우주가 아인슈타인이 일반상대성 원리에서 이야기했듯이 시공간의 구조로 이루어져 있는 것으로 보고 있다. 우주에 존재하는 물질들이 이 시공간 구조를 휘게 하는데, 질량이 클수록 중력파로 인해 그 휘는 정도, 곧 시공간 구조의 주름도 역시 커진다고 한다. 중력파는 블랙홀들이나 은하들이 충돌할 때 발생하는 것으로 보고 있다. 은하들은 충돌로 인해 합병하여 덩치를 키워가는데, 그 중심에는 초질량의 블랙홀을 품고 있는 것으로 알려져 있다. 두 개의 은하가 합병하면 그 블랙홀들은 중력으로 묶여져 서로의 둘레를 도는 궤도로 공전하게 된다. 이때 중력파가 시공간의 구조를 왜곡시키는 주름을 만든다고 아인슈타인이 예측한 것이다. 아인슈타인의 일반상대성 원리는 지금까지 여러 방면으로 검증을 받았지만, 어떠한 오류도 발견되지 않았다. 그러나 그가 예언한 중력파는 아직까지 유일한 미해결 과제로 물리학의 최대 화두가 되고 있는 것이다. 과학자들에게 이 중력파 발견이 중요한 이유는 중력파가 우주의 탄생에 관한 정보를 담고 있다고 믿기 때문이다. 중력파는 백뱅 때 생성되었을 것으로 추정되고 있다. 지금까지 중력파 존재를 예시하는 강력한 징후들은 여러 차례 포착되었지만, 직접적인 증거는 전혀 찾아내지 못하고 있다. 이 중력파를 추적하는 과학자 그룹은 CSIRO와 국제전파천문학연구센터의 라이언 섀넌과 이 이끄는 연구팀으로, 이들의 연구논문이 '사이언스'지에 발표되었다. 중력파를 발견하기 위해 섀넌 박사의 연구팀은 밀리초 맥동성(millisecond pulsars)을 모니터링하는 데 고해상도를 가진 파커스 망원경을 동원했다. 이 작은 별들은 아주 정기적으로 전자 펄서를 방출하며 우주의 시계 같은 운동을 한다. 과학자들은 이 펄서 신호의 도착시간을 100억분의 1초의 정밀도로 기록했다. 아인슈타인의 이론은 지구와 밀리초 맥동성 사이를 흐르는 중력파가 그 공간을 약 10m- 지구-펄서 간 거리의 아주 미세한 양- 길이만큼 늘여놓을 것이라고 예측한다. 이는 곧 펄서의 지구 도착 시간을 비록 미세한 양이기는 하나 약간 지연시킨다는 뜻이다. 과학자들은 이같은 펄서에 대해 지난 11년간 연구를 진행했지만, 결국 중력파의 존재를 밝혀내는 데는 실패했다. "우리는 아무것도 듣지 못했다. 최소한의 징후도 발견하지 못했다"고 섀넌 박사는 밝혔다. "우주는 아주 고요했다. 적어도 우리가 찾는 중력파 같은 것은 볼 수 없었다." 그렇다고 이것이 아인슈타인의 중력파 예언이 틀렸음을 뜻한다는 것은 아니며, 블랙홀의 합병이 너무나 빨리 진행된 탓이 아닐까 과학자들은 생각하고 있다. 블랙홀들이 나선으로 돌다가 순식간에 합쳐짐으로써 중력파를 발생시킬 시간이 거의 없었을지도 모른다는 것이 그 이유이다. "블랙홀 주위에 둘러싸고 있는 엄청난 가스층이 강한 마찰을 일으켜 블랙홀 에너지를 휩쓸어가버린 결과, 두 블랙홀의 합병이 급속히 진행됐을 수도 있다"고 모내시 대학의 박사후 과정의 폴 러스키 박사가 덧붙였다. 어쨌든 펄서의 측정으로 중력파를 발견하려면 천문학자들은 여러 해에 걸쳐 펄서의 방출 시간을 기록해야 한다. 시간 기록을 함에 있어서는 고주파 펄서를 대상으로 하는 게 유리하다"고 케임브리지 대학의 린들리 렌타티 박사가 설명한다. 고주파 중력파는 중성자별의 합병 때 발생하는데, 천문학자들은 2018년부터 건설될 거대한 전파망원경 SKA(Square Kilometre Array)으로 이를 포착할 예정이다. 비록 펄서 신호의 도착 시간 지연을 포착하여 중력파 존재를 발견하는 데는 실패했지만, 이것이 지상의 망원경을 이용한 중력파 탐색이 무용하다는 뜻은 아니다. 미국 워싱턴주와 루이지애나주에 있는 레이저 간섭계 중력파관측소(LIGO:Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory)는 지난주부터 중력파를 발견하기 위해 우주를 관측하기 시작했다. 이광식 통신원 joand999@naver.com

딱 100년 전인 1915년 아인슈타인이 일반상대성 원리에서 중력파의 존재를 예언한 후, 세계의 내로라하는 과학자들이 눈에 불을 켜고 중력파를 추적했지만, 아직까지 아무도 그것을 찾아내지 못하고 있다. 고해상도의 망원경으로 중무장한 일단의 천문학자들이 지난 11년간 시공간의 주름인 중력파의 증거를 찾아 우주를 온통 뒤지다시피 했지만, 은하들이 충돌할 때 내는 시공간의 뒤틀림만 포착했을 뿐, 중력파의 그림자도 보지 못한 채 빈손으로 돌아왔다고 영국 일간지 데일리메일이 20일(현지시간) 보도했다. 과학자들은 우리가 사는 이 우주가 아인슈타인이 일반상대성 원리에서 이야기했듯이 시공간의 구조로 이루어져 있는 것으로 보고 있다. 우주에 존재하는 물질들이 이 시공간 구조를 휘게 하는데, 질량이 클수록 중력파로 인해 그 휘는 정도, 곧 시공간 구조의 주름도 역시 커진다고 한다. 중력파는 블랙홀들이나 은하들이 충돌할 때 발생하는 것으로 보고 있다. 은하들은 충돌로 인해 합병하여 덩치를 키워가는데, 그 중심에는 초질량의 블랙홀을 품고 있는 것으로 알려져 있다. 두 개의 은하가 합병하면 그 블랙홀들은 중력으로 묶여져 서로의 둘레를 도는 궤도로 공전하게 된다. 이때 중력파가 시공간의 구조를 왜곡시키는 주름을 만든다고 아인슈타인이 예측한 것이다. 아인슈타인의 일반상대성 원리는 지금까지 여러 방면으로 검증을 받았지만, 어떠한 오류도 발견되지 않았다. 그러나 그가 예언한 중력파는 아직까지 유일한 미해결 과제로 물리학의 최대 화두가 되고 있는 것이다. 과학자들에게 이 중력파 발견이 중요한 이유는 중력파가 우주의 탄생에 관한 정보를 담고 있다고 믿기 때문이다. 중력파는 빅뱅 때 생성되었을 것으로 추정되고 있다. 지금까지 중력파 존재를 예시하는 강력한 징후들은 여러 차례 포착되었지만, 직접적인 증거는 전혀 찾아내지 못하고 있다. 이 중력파를 추적하는 과학자 그룹은 CSIRO와 국제전파천문학연구센터의 라이언 섀넌과 이 이끄는 연구팀으로, 이들의 연구논문이 '사이언스'지에 발표되었다. 중력파를 발견하기 위해 섀넌 박사의 연구팀은 밀리초 맥동성(millisecond pulsars)을 모니터링하는 데 고해상도를 가진 파커스 망원경을 동원했다. 이 작은 별들은 아주 정기적으로 전자 펄서를 방출하며 우주의 시계 같은 운동을 한다. 과학자들은 이 펄서 신호의 도착시간을 100억분의 1초의 정밀도로 기록했다. 아인슈타인의 이론은 지구와 밀리초 맥동성 사이를 흐르는 중력파가 그 공간을 약 10m- 지구-펄서 간 거리의 아주 미세한 양- 길이만큼 늘여놓을 것이라고 예측한다. 이는 곧 펄서의 지구 도착 시간을 비록 미세한 양이기는 하나 약간 지연시킨다는 뜻이다. 과학자들은 이같은 펄서에 대해 지난 11년간 연구를 진행했지만, 결국 중력파의 존재를 밝혀내는 데는 실패했다. "우리는 아무것도 듣지 못했다. 최소한의 징후도 발견하지 못했다"고 섀넌 박사는 밝혔다. "우주는 아주 고요했다. 적어도 우리가 찾는 중력파 같은 것은 볼 수 없었다." 그렇다고 이것이 아인슈타인의 중력파 예언이 틀렸음을 뜻한다는 것은 아니며, 블랙홀의 합병이 너무나 빨리 진행된 탓이 아닐까 과학자들은 생각하고 있다. 블랙홀들이 나선으로 돌다가 순식간에 합쳐짐으로써 중력파를 발생시킬 시간이 거의 없었을지도 모른다는 것이 그 이유이다. "블랙홀 주위에 둘러싸고 있는 엄청난 가스층이 강한 마찰을 일으켜 블랙홀 에너지를 휩쓸어가버린 결과, 두 블랙홀의 합병이 급속히 진행됐을 수도 있다"고 모내시 대학의 박사후 과정의 폴 러스키 박사가 덧붙였다. 어쨌든 펄서의 측정으로 중력파를 발견하려면 천문학자들은 여러 해에 걸쳐 펄서의 방출 시간을 기록해야 한다. 시간 기록을 함에 있어서는 고주파 펄서를 대상으로 하는 게 유리하다"고 케임브리지 대학의 린들리 렌타티 박사가 설명한다. 고주파 중력파는 중성자별의 합병 때 발생하는데, 천문학자들은 2018년부터 건설될 거대한 전파망원경 SKA(Square Kilometre Array)으로 이를 포착할 예정이다. 비록 펄서 신호의 도착 시간 지연을 포착하여 중력파 존재를 발견하는 데는 실패했지만, 이것이 지상의 망원경을 이용한 중력파 탐색이 무용하다는 뜻은 아니다. 미국 워싱턴주와 루이지애나주에 있는 레이저 간섭계 중력파관측소(LIGO:Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory)는 지난주부터 중력파를 발견하기 위해 우주를 관측하기 시작했다. 이광식 통신원 joand999@naver.com

1일 오전 9시에 1초의 시간을 추가하는 윤초가 시행된다. 30일 미래창조과학부에 따르면 천문법에 따라 다음달 1일 오전 9시 국제지구자전-좌표국(IERS)의 공표에 따라 윤초가 시행된다. 윤초는 전 세계적으로 동시에 시행되는 것으로, 세계협정시(UTC) 기준으로는 2015년 6월 30일 23시 59분 59초 뒤에 윤초를 삽입한다. 우리나라는 같은 시간대인 7월 1일 오전 8시 59분 59초 뒤에 1초를 더 넣게 된다. 윤초는 세슘 동위원소(원자번호 133)의 진동수(초당 91억 9263만 1770회)를 기준으로 삼는 ‘원자시’와 실제 지구의 자전에 의한 ‘천문시’ 사이의 오차 때문에 발생한다. 쉽게 말해 지구의 자전 속도가 가변적이기 때문이다. 지구의 자전 속도는 태양과 달에 의한 조석력이나 지구 핵과 맨틀 간의 상호작용, 지진 등의 영향으로 다소 빨라지거나 느려지며 불규칙하게 변화한다. 천문학자들이 별의 위치를 측정해 지구의 자전 주기를 정교하게 측정한 천문시(UT1)와 원자시를 기준으로 산출된 세계협정시와의 오차가 0.9초 이상이 되면 윤초를 시행해 세계협정시를 1초 앞당기거나 늦추는 것이다. 지구의 자전 속도가 빨라지면 음(-)의 윤초(1초를 뺌)를, 자전 속도가 느려지면 양(+)의 윤초를 실시하게 된다. 이번 윤초는 한국 시간으로 2012년 7월 1일 이후 3년 만에 실시하는 것이다. 윤초는 1972년 처음 실시된 이래 지난번까지 모두 26차례 시행됐다. 미래부 관계자는 “휴대전화 내장 시계처럼 표준시를 수신해 표시하는 전자시계는 윤초가 자동적용되므로 문제가 없다”며 “그러나 그 밖의 시계는 정확한 시간을 맞추려면 1초가 늦어지도록 조정해야 한다”고 말했다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

오늘 윤초 오늘 윤초, 24시간 1초로 계산 “도대체 왜 이렇게 하는 지 봤더니” 대박 1일 오전 9시 1초의 시간을 추가하는 윤초가 시행된다. 30일 미래창조과학부에 따르면 천문법에 따라 다음달 1일 오전 9시 국제지구자전-좌표국(IERS)의 공표에 따라 윤초가 시행된다. 윤초는 전 세계적으로 동시에 시행되는 것으로, 세계협정시(UTC) 기준으로는 2015년 6월 30일 23시 59분 59초 뒤에 윤초를 삽입한다. 우리나라는 같은 시간대인 7월 1일 오전 8시 59분 59초 뒤에 1초를 더 넣게 된다. 윤초는 세슘 동위원소(원자번호 133)의 진동수(초당 91억 9263만 1770회)를 기준으로 삼는 ‘원자시’와 실제 지구의 자전에 의한 ‘천문시’ 사이의 오차 때문에 발생한다. 쉽게 말해 지구의 자전 속도가 가변적이기 때문이다. 지구의 자전 속도는 태양과 달에 의한 조석력이나 지구 핵과 맨틀 간의 상호작용, 지진 등의 영향으로 다소 빨라지거나 느려지며 불규칙하게 변화한다. 천문학자들이 별의 위치를 측정해 지구의 자전 주기를 정교하게 측정한 천문시(UT1)와 원자시를 기준으로 산출된 세계협정시와의 오차가 0.9초 이상이 되면 윤초를 시행해 세계협정시를 1초 앞당기거나 늦추는 것이다. 지구의 자전 속도가 빨라지면 음(-)의 윤초(1초를 뺌)를, 자전 속도가 느려지면 양(+)의 윤초를 실시하게 된다. 이번 윤초는 한국 시간으로 2012년 7월 1일 이후 3년 만에 실시하는 것이다. 윤초는 1972년 처음 실시된 이래 지난번까지 모두 26차례 시행됐다. 미래부 관계자는 “휴대전화 내장 시계처럼 표준시를 수신해 표시하는 전자시계는 윤초가 자동적용되므로 문제가 없다”며 “그러나 그 밖의 시계는 정확한 시간을 맞추려면 1초가 늦어지도록 조정해야 한다”고 말했다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

오늘 윤초 오늘 윤초 “도대체 왜 1초를 늘리는 지 봤더니” 대박 1일 오전 9시 1초의 시간을 추가하는 윤초가 시행된다. 30일 미래창조과학부에 따르면 천문법에 따라 다음달 1일 오전 9시 국제지구자전-좌표국(IERS)의 공표에 따라 윤초가 시행된다. 윤초는 전 세계적으로 동시에 시행되는 것으로, 세계협정시(UTC) 기준으로는 2015년 6월 30일 23시 59분 59초 뒤에 윤초를 삽입한다. 우리나라는 같은 시간대인 7월 1일 오전 8시 59분 59초 뒤에 1초를 더 넣게 된다. 윤초는 세슘 동위원소(원자번호 133)의 진동수(초당 91억 9263만 1770회)를 기준으로 삼는 ‘원자시’와 실제 지구의 자전에 의한 ‘천문시’ 사이의 오차 때문에 발생한다. 쉽게 말해 지구의 자전 속도가 가변적이기 때문이다. 지구의 자전 속도는 태양과 달에 의한 조석력이나 지구 핵과 맨틀 간의 상호작용, 지진 등의 영향으로 다소 빨라지거나 느려지며 불규칙하게 변화한다. 천문학자들이 별의 위치를 측정해 지구의 자전 주기를 정교하게 측정한 천문시(UT1)와 원자시를 기준으로 산출된 세계협정시와의 오차가 0.9초 이상이 되면 윤초를 시행해 세계협정시를 1초 앞당기거나 늦추는 것이다. 지구의 자전 속도가 빨라지면 음(-)의 윤초(1초를 뺌)를, 자전 속도가 느려지면 양(+)의 윤초를 실시하게 된다. 이번 윤초는 한국 시간으로 2012년 7월 1일 이후 3년 만에 실시하는 것이다. 윤초는 1972년 처음 실시된 이래 지난번까지 모두 26차례 시행됐다. 미래부 관계자는 “휴대전화 내장 시계처럼 표준시를 수신해 표시하는 전자시계는 윤초가 자동적용되므로 문제가 없다”며 “그러나 그 밖의 시계는 정확한 시간을 맞추려면 1초가 늦어지도록 조정해야 한다”고 말했다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

-천문학자들의 줄자 '우주 거리 사다리' (3) '천문학 역사상 가장 중요한 한 문장' 연주시차가 0.01초이면 326광년이고, 0.1초면 32.6광년, 1초면 3.26광년이 된다. 이처럼 광년의 단위도 별까지 거리가 멀어지면 숫자가 매우 커지므로 연주시차가 1초일 때 1파섹(pc)으로 정했다. 시차(parallax)와 초(second)의 두 낱말의 머릿글자를 따서 만든 말이다. 별의 절대등급은 10pc, 곧 32.6광년의 거리에 위치한다고 가정하여 정한 별의 밝기이다. 그러나 이 연주시차로 천체의 거리를 구하는 것은 한계가 있다. 대부분 별은 매우 멀리 있어 연주시차가 아주 작기 때문이다. 지구 대기의 산란 효과 등으로 인한 오차 때문에 미세한 연주시차는 계산할 수 없으므로, 100pc 이상 멀리 떨어진 별에 적용하기는 어렵다. 따라서 더 먼 별에는 다른 방법을 쓰지 않으면 안 된다. 그렇다면 대체 어떤 방법을 쓸 수 있을까? 사실 시차만 하더라도 일종의 '상식'을 관측으로 찾아낸 것이라 할 수 있다. 그러나 더 먼 우주의 거리를 재는 잣대는 이런 상식에서 나온 것이 아니라 우주 속에서 발견한 것이었다. 그리고 그 발견에는 당시 천문학계의 기층민이었던 '여성 컴퓨터'의 땀과 희생이 서려 있었다. 이 놀라운 우주의 잣대를 발견한 주역은 한 청각장애인 여성 천문학자였다. 그러나 청력과 그녀의 지능은 아무런 관련도 없었다. 1868년 미국 매사추세츠 주 랭커스터에서 태어난 헨리에타 스완 리빗은 1892년 대학을 졸업한 후 하버드 대학 천문대에서 일하게 되었다. 업무는 주로 천체를 찍은 사진 건판을 비교·분석하고 검토하는 일이었다. 시간당 0.3불이라는 저임으로, 이런 직종을 당시 '컴퓨터'라고 불렀다. 그러나 단조롭기 한량없는 그 작업이 그녀의 영혼을 구원해주었을지도 모른다. 페루의 하버드 천문대 부속 관측소에서 찍은 사진 자료를 분석하여 변광성을 찾는 작업을 하던 리빗은 소마젤란은하에서 100개가 넘는 세페이드 형 변광성을 발견했다. 이 별들은 적색거성으로 발전하고 있는 늙은 별로서, 주기적으로 광도의 변화를 보이는 특성이 있다. 이 별들이 지구에서 볼 때 거의 같은 거리에 있다는 점에 주목한 그녀는 변광성들을 정리하던 중 놀라운 사실 하나를 발견했다. 한 쌍의 변광성에서 변광성의 주기와 겉보기 등급 사이에 상관관계가 있다는 점을 감지한 것이다. 곧, 별이 밝을수록 주기가 길어진다는 점이다. 리빗은 이 사실을 공책에다 "변광성 중 밝은 별이 더 긴 주기를 가진다는 사실에 주목할 필요가 있다"고 짤막하게 기록해 두었다. 이 한 문장은 후에 천문학 역사상 가장 중요한 문장으로 꼽히게 되었다. ​리빗은 수백 개에 이르는 세페이드 변광성의 광도를 측정했고 여기서 독특한 주기-광도 관계를 발견했다. 3일 주기를 갖는 세페이드의 광도는 태양의 800배이다. 30일 주기를 갖는 세페이드의 광도는 태양의 1만 배이다. 1908년, 리빗은 세페이드 변광성의 ‘주기-광도 관계’ 연구 결과를 <하버드 대학교 천문대 천문학연감>에 발표했다. 리빗은 지구에서부터 마젤란 성운 속의 세페이드 변광성들 각각까지의 거리가 모두 대략적으로 같다고 보고, 변광성의 고유 밝기는 그 겉보기 밝기와 마젤란 성운까지의 거리에서 유도될 수 있으며, 변광성들의 주기는 실제 빛의 방출과 명백한 관계가 있다는 결론을 이끌어냈다. 리빗이 발견한 이러한 관계가 보편적으로 성립한다면, 같은 주기를 가진 다른 영역의 세페이드 변광성에 대해서도 적용이 가능하며, 이로써 그 변광성의 절대등급을 알 수 있게 된다. 이는 곧 그 별까지의 거리를 알 수 있게 된다는 뜻이다. 이것은 우주의 크기를 잴 수 있는 잣대를 확보한 것으로, 한 과학 저술가가 말했듯이 '천문학을 송두리째 바꿔버릴 대발견'이었다. 리빗이 발견한 세페이드형 변광성의 주기-광도 관계는 천문학사상 최초의 '표준 촛불'이 되었으며, 이로써 인류는 연주시차가 닿지 못하는 심우주 은하들까지의 거리를 알 수 있게 되었다. 또한 천문학자들은 표준 촛불이라는 우주의 자를 갖게 됨으로써, 시차를 재던 각도기는 더 이상 필요치 않게 되었다. 리빗이 밝힌 표준 촛불은 그녀가 암으로 세상을 떠난 2년 뒤에 위력을 발휘했다. 1923년 윌슨산 천문대의 에드윈 허블(1889~1953)이 표준 촛불을 이용해, 그때까지 우리은하 내부에 있는 것으로 알려졌던 안드로메다 성운이 외부 은하임을 밝혀냈던 것이다. 이로써 우리은하는 우주의 중심에서 끌어내려지고, 우리은하가 우주의 전부인 줄 알고 있었던 인류는 은하 뒤에 또 무수한 은하들이 줄지어 있는 대우주에 직면하게 되었다. ​밤하늘에서 빛나는 모든 것들이 우리 은하 안에 속해 있다고 믿고 있던 인류에게 이 발견은 청천벽력과도 같은 것이었다. 갑자기 우리 태양계는 작은 웅덩이로 축소되어버리고, 지구상에 살아 있는 모든 것들에게 빛을 주는 태양은 우주라는 드넓은 바닷가의 모래 한 알갱이에 지나지 않은 것이 되었다. 허블은 표준 촛불을 발견한 리빗에 대해 그의 저서에서 “헨리에타 리빗이 우주의 크기를 결정할 수 있는 열쇠를 만들어냈다면, 나는 그 열쇠를 자물쇠에 쑤셔넣고 뒤이어 그 열쇠가 돌아가게끔 하는 관측사실을 제공했다”라며 그녀의 업적을 기렸다. 이처럼 허블 본인은 리비트의 업적을 인정하며 리빗은 노벨상을 받을 자격이 있다고 자주 말하곤 했다. 그러나 스웨덴 한림원이 노벨상을 주려고 그녀를 찾았을 때는 이미 세상을 떠난지 3년이 지난 후였다. 하지만 불우한 여성 천문학자 헨리에타 레빗의 이름은 천문학사에서 찬연히 빛나고 있을 뿐만 아니라, 소행성 5383 리빗과 월면 크레이터 리빗으로 저 우주 속에서도 빛나고 있다. 우주 팽창을 가르쳐준 '적색편이' 우주 거리 사다리에서 변광성 다음의 단은 적색편이다. 이것은 별빛 스펙트럼을 분석해서 그 별 까지의 거리를 알아내는 방법으로, 이른바 도플러 효과라는 원리를 바탕으로 하고 있다. 도플러 효과를 설명할 때 주로 소방차 사일렌 소리가 예로 제시된다. 소방차가 관측자에게 다가올 때 소리가 높아지다가, 멀어져가면 급속이 소리가 낮아진다는 것을 알 수 있다. 이것은 파원이 관측자에게 다가올 때 파장의 진폭이 압축되어 짧아지다가, 반대로 멀어질 때는 파장이 늘어남으로써 나타나는 현상이다. 이것을 바로 도플러 효과로, 1842년에 이 원리를 처음으로 발견한 오스트리아의 과학자 크리스티안 도플러의 이름을 딴 것이다. 도플러 효과는 모든 파동에 적용되는 원리이다. 빛도 파동의 일종인만큼 도플러 효과를 탐지할 수 있다. 도플러가 제시한 이 원리를 이용한 장비가 실생활에서도 여러 방면에 쓰이고 있는데, 만약 당신에게 어느 날 느닷없이 속력 위반 딱지가 날아왔다면, 그것은 바로 도플러 원리를 장착한 스피드건이 찍어서 보낸 것이다. 현재 천문학에서 천체들의 속도를 측정하는 데 이 도플러 효과가 널리 사용되고 있다. 우주 팽창으로 인해 후퇴하는 천체가 내는 빛의 파장이 늘어나게 되는데, 일반적으로 가시광선 영역에서 파장이 길수록 (진동수가 작을수록) 붉게 보인다. 따라서 후퇴하는 천체가 내는 빛의 스펙트럼이 붉은색 쪽으로 치우치게 되는데, 이를 적색편이라고 한다. 이 적색편이의 값을 알면 천체의 후퇴 속도를 측정할 수 있다. 적색편이가 천문학에 거대한 변혁을 몰고온 것은 미국의 천문학자 베스토 슬라이퍼에서 시작되었다. 그는 1912년 당시 '나선성운'이라고 불리던 은하들이 상당히 큰 적색편이 값을 보인다는 것을 발견했다. 슬라이퍼는 이 논문에서 온 하늘에 고루 분포하는 나선은하들의 속도를 측정했는데, 그중 3개를 제외하고는 모든 은하가 우리은하로부터 초속 수백, 수천km의 속도로 멀어지고 있는 것을 발견했다. 그 뒤를 이어 1924년 초 에드윈 허블은 은하들의 적색편이(속도)와 은하들까지의 거리가 비례한다는 허블의 법칙을 발견했다. 1929년에는 더욱 놀라운 사실이 밝혀졌다. 에드윈 허블이 우주가 팽창하고 있다는 관측결과를 발표했던 것이다. 이는 인류의 우주관에 혁명을 일어킨 대사건이었다. 따지고 보면, 이 같은 우주 팽창이라든가 빅뱅 이론 같은 것도 리빗의 표준 촛불이 있음으로써 가능했던 것이었다. 리빗이 변광성의 밝기와 주기 사이의 관계를 알아냄으로써 빅뱅의 첫단추를 꿰었다고 할 수 있다. 이러한 발견들은 우주가 정적이지 않고 팽창하고 있다는 가설을 관측으로 뒷받침하는 것으로, 우주의 팽창과 빅뱅 이론의 문을 활짝 열어젖힌 가장 중요한 근거로 받아들여지고 있다. 우주 거리 사다리의 마지막 단은 '초신성' 우주에서 가장 먼 거리를 재는 우주 줄자는 초신성이다. 초신성이란 진화의 마지막 단계에 이른 별이 폭발하면서 그 밝기가 평소의 수억 배에 이르렀다가 서서히 낮아지는 별을 가리키는데, 마치 새로운 별이 생겼다가 사라지는 것처럼 보이기 때문에 이런 이름이 붙었다. 하지만 사실은 늙은 별의 임종인 셈이다. 우리나라에서는 잠시 머물렀다 사라진다는 의미로 객성(客星, 손님별)이라고 불렀다. 그러면 어떤 별이 초신성이 되는가? 몇 가지 유형이 있는데, 먼저 태양 질량의 9배 이상인 무거운 별이 마지막 순간에 중력 붕괴를 일으켜 폭발하는 것이 있다. 다음으로는, 쌍을 이루는 백색왜성에서 물질을 끌어와 그 한계질량이 태양 질량의 1.4배를 넘는 순간 폭발하는 유형이 있는데, 이것이 바로 거리 측정에 사용되는 1a형 초신성이다. 이는 같은 한계질량에서 폭발하여 같은 밝기를 보이므로, 그 광도를 측정하면 그 별까지의 거리를 알아낼 수가 있기 때문이다. 따라서 1a형 초신성은 자신이 속해 있는 은하까지의 거리를 측정할 수 있게 해주는 중요한 지표가 된다. 또한 초신성이 폭발할 때의 광도는 1000억 개의 별이 내는 광도와 맞먹을 정도이므로 우주 어느 곳에서 터지더라도 관측할 수 있다. 1929년 허블이 적색편이를 이용해 우주의 팽창을 처음으로 알아낸 이후, 우주의 팽창속도가 어떻게 변화하고 있는지가 중요한 관심사가 된 가운데, 1a형 초신성은 먼 은하까지의 거리를 측정하고 우주의 팽창속도를 알아낼 수 있는 최적의 도구가 되었다. 1990년대에 들어 과학자들은 멀리 있는 1a형 초신성 수십 개의 거리와 후퇴속도를 분석한 결과, 초신성들이 우주가 일정한 속도로 팽창하는 경우에 비해 밝기가 더 어둡다는 사실이 밝혀졌다. 이것은 이 초신성들이 예상보다 멀리 있다는 것을 말하며, 그것은 곧 우주의 팽창속도가 점점 빨라지고 있음을 뜻한다. 말하자면 우주는 가속팽창되고 있다는 것이다. 이 획기적인 사실을 발견한 두 팀의 천문학자들은 뒤에 노벨 물리학상을 받았다. 이전까지는 우주에 있는 물질들의 인력 때문에 우주의 팽창속도가 일정하게 유지되거나 줄어들 것으로 생각되었다. 그런데 실제 관측 결과는 이와 정반대로 나타난 셈인데, 우주의 이같은 가속팽창에는 분명 어떤 힘이 계속 작용하고 있음을 뜻한다. 지금으로써는 이 힘의 정체가 무엇인지 알 길이 없지만, 과학자들은 이 정체불명의 힘에 ‘암흑 에너지’라는 이름을 붙였다. 이 암흑 에너지는 우주가 팽창하면 팽창할수록 점점 더 커진다. 그러므로 우리 우주는 앞으로 영원히 가속 팽창할 운명이다. 이런 놀라운 우주의 비밀을 밝혀준 것이 바로 우주의 가장 긴 줄자인 초신성이다. 우주의 가속팽창 그 끝에는 무엇이 기다리고 있을지는 신만이 알 것이다. 표준 촛불 1a형 초신성 폭발 동영상( https://youtu.be/C24PicfBXIo ) 이광식 통신원 joand999@naver.com

-천문학자들의 줄자 ‘우주 거리 사다리’ 　100억 광년 밖의 은하를 관측했다느니, 1000만 광년 거리의 은하에서 초신성이 터졌다느니 하는 기사를 자주 보게 된다. 1광년이라면 1초에 30만km, 지구를 7바퀴 반이나 돈다는 빛이 1년을 내달리는 거리다. 이것만 해도 우리의 상상력으로는 잘 가늠이 안되는 거리인데, 천문학자들은 10억 광년이니 100억 광년이니 하는 그 엄청난 거리를 도대체 어떻게 재는 걸까? 물론 하루아침에 우주 측량술이 등장한 것은 아니다. 수많은 천재들의 열정으로 갖가지 다양한 기법들이 차례로 개발되면서 이 엄청난 우주의 크기를 가늠할 수 있는 우주 측량술이 정립되었다. 태양이나 달까지의 거리를 측정하려는 시도는 고대 그리스 시대부터 행해져 왔지만, 하늘의 단위와 지상의 단위를 결부시키는 것은 쉬운 일이 아니었다. 천문학자들은 먼저 지구의 크기와 달과 태양까지의 거리를 구한 다음, 그것들을 기초로 삼아 가까운 별에서 더 먼 천체까지 차례로 거리를 측정하는 과정을 밟아왔다. 이런 식으로 단계별로 척도를 늘려나가는 측량 방식을 '우주 거리 사다리'(cosmic distant ladder)라 한다. 측량은 인류의 역사만큼이나 오랜 것이다. 사람은 늘 측량한다. 인류가 지상에 나타난 그 순간부터 측량은 시작되었다. 측량이 생존과 직결된 문제이기 때문이다. 그런데 이 측량에도 ‘천문’은 깊이 개입되어 있다. 달이 차고 기우는 것을 기준으로 삼은 한 달의 날수가 바로 천문학적인 것이다. 또 미국과 미얀마 등 몇 나라만 빼고 전 세계가 쓰고 있는 미터법은 바로 지구의 크기에서 나온 것이다. 프랑스 대혁명의 불길이 채 잦아들기도 전인 1790년, 혁명정부가 도량형 통일을 위해 ‘미래에도 영원히 바뀌지 않을 것’을 기준으로 1m를 정했는데, 그게 바로 북극과 파리, 적도에 이르는 자오선 길이의 1000만분의 1을 1m로 한 것이다. 곧, 북극점에서 적도에 이르는 거리의 1만분의 1이 1km인 셈이다. 그러니까 지구 한 바퀴는 4만 km가 된다. 오늘날 우리는 이 미터법으로 원자의 크기를 재고 우주의 넓이를 잰다. 삼각형 하나가 가르쳐준 ‘천동설’　역사상 최초로 ‘우주 거리’를 잰 사람은 기원전 3세기 고대 그리스의 천문학자 아리스타르코스(BC 310경~230)였다. 그가 우주 측량에 사용한 도구는 삼각형과 원, 그리고 하늘의 달이었다. 그러나 그 측량의 결과는 놀라운 것이었다. 먼저 그가 월식을 관측하고 얻은 결과물을 살펴보도록 하자. 월식 때 월면은 지구에 대한 거울 구실을 한다. 월면에 지구 그림자가 그대로 나타나는 것이다. 이때 지구 그림자를 보면 원형이다. 지구가 만약 삼각형이라면 그림자도 삼각형일 것이요, 편평한 판이라면 그림자도 길쭉하니 비칠 게 아닌가. 그런데 월식 때 보면 지구 그림자는 언제나 둥그렇다. 고대의 천문학자들은 이를 지구가 구체라는 움직일 수 없는 증거로 보았다. 아리스타르코스의 월식 관찰은 여느 사람과는 달랐다. 월식으로 지구 그림자가 달의 가장자리에 올 때 두 천체의 원호 곡률을 비교함으로써 달과 지구의 상대적인 크기까지 알아냈던 것이다. 가히 천재의 발상법이라 하지 않을 수 없다. 그가 알아낸 값은 지구 크기가 달의 3배라는 사실이다. 참값은 4배이지만, 기원전 사람이 맨눈으로, 그리고 오로지 추론만으로 그 정도 알아냈다는 것은 참으로 놀라운 지성이라 하지 않을 수 없다. 아리스타르코스의 천재성은 여기서 멈추지 않았다. 그는 달이 정확하게 반달이 될 때 태양과 달, 지구는 직각삼각형의 세 꼭짓점을 이룬다는 사실을 추론하고, 이 직각삼각형의 한 예각을 알 수 있으면 삼각법을 사용하여 세 변의 상대적 길이를 계산해낼 수 있다고 생각했다. 그는 먼저 지구와 태양, 달이 이루는 각도를 쟀다. 87도가 나왔다(참값은 89.5도). 세 각을 알면 세 변의 상대적 길이는 삼각법으로 금방 구해진다. 그런데 희한하게도 달과 태양은 겉보기 크기가 거의 같다. 이는 곧, 달과 태양의 거리 비례가 바로 크기의 비례가 된다는 뜻이다. 아리스타르코스는 이 점에 착안하여, 다음과 같이 세 천체의 상대적 크기를 또 구했다. 태양은 달보다 19배 먼 거리에 있으며(참값은 400배), 지름 또한 19배 크다. 고로 달의 3배인 지구보다는 7배 크다(참값은 109배). 따라서 태양의 부피는 7의 세제곱으로 지구의 약 300배에 달한다고 결론지었다. 그의 수학은 정확했지만 도구가 부실했다. 하지만, 본질적인 핵심은 놓치지 않았다. 　“지구보다 300배나 큰 태양이 지구 둘레를 돈다는 것은 모순이다. 태양이 우주의 중심에 자리하고 있으며, 지구가 스스로 하루에 한 번 자전하며 1년에 한 번 태양 둘레를 돌 것이다.” 이로써 인간의 감각에만 의존해왔던 오랜 천동설을 젖히고 인류 최초의 지동설이 탄생하게 된 것이다. 그러나 당시 이러한 아리스타르코스의 주장은 큰 반발을 불러일으켰을 뿐만 아니라, 신성 모독이므로 재판에 부쳐야 한다는 말까지 들어야 했다. 어쨌든 우주의 중심에서 인류의 위치를 몰아낸 지동설은 이렇게 한 천재의 기하학으로부터 탄생했다. 따지고 보면 직각 삼각형 하나가 인류에게 지동설을 알려준 것이라고도 할 수 있다. 우리는 이런 천재에게 마땅히 경의를 표해야 한다. 천문학사에 불멸의 이정표를 세운 아리스타르코스는 달 구덩이 가운데 하나에 그 이름이 붙여져 영원히 남게 되었는데, 그 중심 봉우리는 달에서 가장 밝은 부분이다. 작대기 하나로 지구의 크기를 잰 사람 아리스타르코스의 뒤를 이어받은 한 천재는 한 세대 뒤에 나타났다. 그가 바로 역사상 최초로 한 천체의 크기를 잰 천문학자이자 수학자인 에라토스테네스(BC 276~194)였다. 그가 잰 천체는 물론 지구였다. 에라토스테네스는 터무니없이 간단한 방법으로 인류 최초로 지구 크기를 쟀는데, 참값에 비해 10% 오차밖에 나지 않았다. 그가 이용한 방법은 작대기 하나를 땅에다 꽂는 거였다. 해의 그림자를 이용한 측정법이었다. 구체적으로는 이 역시 기하학을 이용한 건데, 어느 날 도서관에서 책을 뒤적거리다가 ‘남쪽의 시에네 지방(아스완)에서는 하짓날인 6월 21일 정오가 되면 깊은 우물 속 물에 해가 비치어 보인다’는 문장을 읽었다. 이것은 무엇을 뜻하는가? 그리스 인들은 지역에 따라 북극성의 높이가 다른 사실 등을 근거로 지구가 공처럼 둥글다는 것을 알고 있었다. 구체인 지구의 자전축은 궤도 평면상에서 23.5도 기울어져 있다. 하짓날 시에네 지방에 해가 수직으로 꽂힌다는 것은 곧 시에네의 위도가 23.5도란 뜻이다.(이 지점이 바로 북회귀선, 곧 하지선이 지나는 지역이다) 여기서 천재의 발상법이 나온다. 그는 실제로 6월 21일을 기다렸다가 막대기를 수직으로 세워보았다. 하지만 시에네와는 달리 알렉산드리아에서는 막대 그림자가 생겼다. 그는 여기서 이는 지구 표면이 평평하지 않고 곡면이기 때문이라는 점을 깨달았다. 그리하여 에라토스테네스가 파피루스 위에다 지구를 나타내는 원 하나를 컴퍼스로 그리던 그 순간, 엄청난 일이 일어났다. 이것은 수학적 개념이 정확한 관측과 결합되었을 때 얼마나 큰 위력을 발휘하는가를 확인해주는 수많은 사례 중의 하나다. 에라토스테네스가 그림자 각도를 재어보니 7.2도였다. 햇빛은 워낙 먼 곳에서 오기 때문에 두 곳의 햇빛이 평행하다고 보고, 두 엇각은 서로 같다는 원리를 적용하면, 이는 곧 시에네와 알렉산드리아 사이의 거리가 7.2도 원호라는 뜻이 된다. 에라토스테네스는 걸음꾼을 시켜 두 지점 사이의 거리를 걸음으로 재본 결과 약 925km라는 값을 얻었다. 그 다음 계산은 간단하다. 여기에 곱하기 360/7.2 하면 답은 약 46,250이라는 수치가 나오고, 이는 실제 지구 둘레 4만km에 10% 미만의 오차밖에 안 나는 것이다. 이로써 인류는 우리가 사는 행성의 크기를 최초로 알게 되었고, 이를 아리스타르코스의 태양과 달까지 상대적 거리에 대입시켜, 비록 큰 오차가 나는 것이긴 하지만 그 실제 거리를 알게 된 것이다. 2300년 전 고대에, 막대기 하나와 각도기, 사람의 걸음으로 이처럼 정확한 지구의 크기를 알아낸 에라토스테네스야말로 위대한 지성이라 하지 않을 수 없다. 이분은 또 수학사에도 이름을 남겼는데, 소수(素數)를 걸러내는 ‘에라토스테네스의 체’를 고안해낸 수학자이기도 하다. 달까지 거리를 ‘줄자’로 재듯이 잰 사람 에라토스테네스 다음으로 약 1세기 만에 나타난 걸출한 천재는 에게 해 로도스 섬 출신의 히파르코스(BC 190~120)였다. 그가 남긴 천문학 업적은 세차운동 발견, 최초의 항성목록 편찬, 별의 밝기 등급 창안, 삼각법에 의한 일식 예측 등 그야말로 눈부신 것이다. 그는 지구 표면에 있는 위치를 결정하는 데 엄밀한 수학적 원리를 적용하여 오늘날과 같이 경도와 위도를 이용하여 위치를 나타낸 최초의 인물이기도 하다. 그는 돌던 팽이가 멈추기 전에 팽이 축을 따라 작은 원을 그리듯이 지구 자전축의 북극점도 그러한 모습으로 회전한다는 세차운동의 이론을 정립하고 그 값을 계산해냈다. 1년 동안 춘분점이 이동한 각도를 구하고, 360도를 이 값으로 나누어 구한 값이 2만 6,000년이었다.(오늘날의 그 참값은 25,800년). 히파르코스의 측량술은 달에까지 미쳤다. 그는 간단한 기법으로 달까지의 거리를 구했다. 그가 사용한 방법은 시차(視差)였다. 한 물체를 거리가 떨어진 두 지점에서 바라보면 시차가 발생한다. 눈앞에 연필을 놓고 오른쪽 눈, 왼쪽 눈으로 번갈아 보면 위치 변화가 나타난다. 이처럼 하나의 물체를 서로 다른 두 지점에서 보았을 때 방향의 차이를 시차라 하는데, 천문학에서는 관측자의 위치에서 본 천체의 방향과 어떤 표준점에서 본 천체의 방향과의 차이를 말하며, 연주시차와 일주시차가 있다. 이 시차는 우주 거리를 재는 천문학자들이 가장 애용한 도구였다. 히파르코스는 두 개의 다른 위도상 지점에서 달의 높이를 관측해 그 시차로써 달이 지구 지름의 30배쯤 떨어져 있다는 계산을 해냈다. 이 역시 줄자를 갖다대 잰 듯이 참값인 30.13에 놀랍도록 가까운 값이었다. 이로써 그는 아리스타르코스가 구한 값(지구 지름의 9배)을 크게 수정한 셈이다. 이는 지구 바깥 천체까지의 거리를 최초로 정밀하게 측정한 빛나는 업적이었다. 히파르코스는 나이 쉰 살이 되어 로도스 섬 해변 가까운 산꼭대기에 천문대를 세우고 은둔생활에 들어갔다. 히파르코스 이후 적어도 300년 동안 그를 능가하는 천문학자는 태어나지 않았다. 그는 고대 그리스 시대 최고의 천문학자였다. 이광식 통신원 joand999@naver.com　

시간 연대기/애덤 프랭크 지음/고은주 옮김/에이도스/566쪽/2만 8000원 농부가 씨를 뿌리고 열매가 맺기를 기다리는 시간, 고된 노동을 하면서 보내는 시간, 일생일대의 중요한 시험을 치르는 시간, 연인이 함께 보내는 시간은 각기 다르게 느껴진다. 그렇지만 냉정하게 보면 시간은 한가지다. 그런데 물리적인 시간과 직접 경험하는 시간은 왜 다르게 느껴지는 것일까. 실제로 다른 것은 아닐까. ‘시간 연대기’는 물리학자이자 천문학자인 애덤 프랭크 로체스터대 천체물리학과 교수의 2만년 인류 역사를 관통하는 주제인 시간에 대한 방대하고 치밀한 탐구 결과를 담고 있다. 책은 동물의 뼛조각에 달의 변화를 기록하던 구석기시대부터 100억분의1초의 정확도로 시간을 측정하는 원자시계에 따라 움직이는 현대까지 인간 사회와 문화 속 시간의 역사를 광범위하게 다룬다. 아울러 신화적 우주론에서 다중 우주까지 우주의 시간이 어떻게 변해 왔는지를 추적한다. 저자는 “수렵·채집 문화에서부터 농업혁명을 거쳐 산업혁명에 이르기까지 인간은 매번 다른 형태로 재구성된 시간과 만났다”고 정리한다. 새로운 물질이 인류 역사에 개입하면서 인간의 시간과 우주의 시간이 변화했다는 것이다. 그 사례들이 책의 전반에 걸쳐 등장한다. 약 1만 2000년 전 빙하가 사라지고 농업이 발달하면서 새로운 시간 감각이 출현했다. 발명품들이 개발되면서 인간은 새로운 방식으로 물질세계와 관계를 맺게 됐고 시간에 대한 경험도 새로워진다. 가축을 기르고 가족과 함께 지내며 농촌 생활을 영위하는 농부가 생각하는 우주론은 수렵·채집인이 생각하던 그것과는 사뭇 달랐다. 우주에 대한 생각과 이를 나타내던 상징들도 완전히 달랐다. 오랜 시간의 노동이 필요했던 스톤헨지 같은 신석기시대의 거석을 만드는 과정에서 새로운 문화와 시간이 창조됐다. 중세에 시간은 수도사들의 신앙생활과 밀접하게 연결됐지만 18세기 말 산업혁명으로 시간이 가시적인 물질이 돼 역사에 파고들자 노동은 시계에 얽매이게 된다. 완전히 새로운 형태의 시간이 문화를 지배했으며 새로운 정치체제가 뒤를 이었다. 유럽에서 가스등 사용이 보편화되면서 새로운 밤의 시대가 시작됐다. 전기조명이 사용되자 잠을 비롯한 생활의 모든 면이 달라져 인간은 완전히 다른 시간을 경험하게 된다. 20세기로 접어들 무렵 밤과 밤의 오랜 풍습들이 도시에서 사라졌다. 책은 세탁기와 라디오, 인공위성, 원자폭탄, 이메일, 휴대전화 등 인간이 만든 ‘물질’이 인간의 시간과 우주의 시간에 미친 영향을 흥미롭게 분석한다. 물질은 인간의 시간뿐 아니라 우주의 시간도 변화시켰다. 우주론과 우주의 시간에 대한 생각이 변화하면 인간의 시간도 함께 변화했다. 저자는 프톨레마이오스의 주전론, 코페르니쿠스의 지동설, 허블의 팽창우주, 빅뱅이론과 끈이론, 다중우주론을 넘나들며 고도로 추상적이고 거대한 우주의 시간에 대한 질문들이 일상생활에서 시간 경험과 어떤 상호작용을 했는지를 그려 낸다. 시간에 대한 사유는 끝이 없다. ‘시간의 종말’을 쓴 물리학자 줄리언 바버는 ‘시간이란 없다’고 단언한다. 바버에 따르면 시간은 단지 ‘지금’들이 나열된 것이다. 인플레이션 우주론을 정교하게 다듬은 우주학자 안드레아스 알브레히트는 시계의 불확정성을 문제 삼았다. 저자는 “오늘날까지 물질이 역사에 개입할 때마다 우주와 문화에 대한 이야기는 수수께끼처럼 서로 얽혀 왔다. 그 이야기는 우리가 빅뱅이론의 종말과 우주론의 혁명을 마주하고 있는 지금도 여전히 진행 중”이라고 마무리한다. 함혜리 선임기자 lotus@seoul.co.kr

지난 수십 년간 IT 분야의 발전은 다른 기술 분야를 압도했다. 따라서 데이터를 표현하는 단위나 연산 능력을 표현하는 단위는 급속도로 커지고 있다. 킬로, 메가, 기가, 테라 단위는 이미 일반 사용자에게도 익숙하다. 대규모 데이터 센터에서는 페타바이트급 스토리지도 놀라운 일이 아니다. 슈퍼컴퓨터의 영역에서는 페타플롭스(PFLOPS, 초당 10의 15 제곱. 즉 1초당 1,000조 번의 연산처리) 단위의 연산능력을 지닌 슈퍼컴퓨터들이 이미 사용되고 있다. 그러면 페타 다음 단위는 무엇일까? 정답은 엑사(Exa)이다. 당연한 이야기지만 현재 슈퍼컴퓨터 개발의 목표는 엑사플롭스(exaFLOPS) 연산 능력을 돌파하는 것이다. 이는 초당 10의 18 제곱연산을 의미하는 것으로, 다른 말로는 1초당 100경 번의 연산처리를 의미하는 것이다. 이런 슈퍼컴퓨터는 미래 기상 변화 예측, 핵물리학, 핵융합 연구 등 다양한 분야에 사용된다. 이 분야에서 선두를 차지하는 것은 실용적인 측면은 물론이고, 강대국 간의 자존심 싸움이기도 하다. 미국은 일찍부터 엑사스케일 컴퓨팅(Exascale computing)에 투자를 해왔다. 2012년 미 에너지부(DOE) 산하의 국립 핵안보국(National Nuclear Security Administration)을 비롯한 연방 정부 기관들은 1억 2,600만 달러의 예산을 투입했다. 미국 국방 고등 연구 계획국(Defense Advanced Research Projects Agency: DARPA)는 더 구체적인 목표를 설정했다. 와트(W)당 50 GFLOPS 의 전력 대 연산 효율이 그것으로 이는 20MW의 전력 사용으로 엑사플롭스 성능을 달성해야 한다는 의미였다. 몇몇 미국 내 기업들 역시 이 분야에 지대한 관심이 있는데, 대표적인 기업이 IBM, 인텔, 엔비디아 등이다. 이들 역시 이 분야에서 선두를 유치해 고성능 컴퓨터(HPC) 시장에서 지배적 위치에 오르기 위해 노력하고 있다. 그리고 이들이 만든 부품들이 현재 세계 최고 성능 슈퍼컴퓨터에 사용되고 있다. ▲ 그래픽 프로세서(GPU)를 이용한 선두 주자 엔비디아, 그리고 IBM 국내에는 그래픽 카드인 지포스 시리즈로 더 잘 알려진 엔비디아는 자사의 그래픽 프로세서를 그래픽 연산뿐이 아니라 일반 연산용으로도 사용할 수 있다는 점을 깨닫고 ‘테슬라’ 제품군을 출시했다. 이는 GPGPU라고 불렸는데 초기 제품들은 제한된 병렬 연산에서만 강점을 보였으나 몇 세대를 거치면서 강력한 연산 능력을 지닌 병렬 프로세서로 진화했다. 현재 테슬라 제품군은 고성능 슈퍼컴퓨터 시장에서 강력한 영향력을 지니고 있는데, 2012년 최초로 10페타플롭스의 벽을 깬 크레이(Cray)의 타이탄(Titan)이 바로 18,688개의 엔비디아 테슬라 K20X GPU를 사용한 제품이다. 이 슈퍼컴퓨터는 성능을 측정하는 LINPACK 테스트에서 17.59페타플롭스의 성능을 기록했다. 테슬라 K20은 케플러 아키텍처를 사용하고 있는데 엔비디아는 이미 그 후속 GPU를 개발하는 중이다. 이 중에서 2017년쯤 출시를 예상하고 있는 볼타(Volta) GPU 기반 제품을 사용한 슈퍼컴퓨터는 최대 300페타플롭스의 성능을 지닐 것으로 예상하고 있다. 엔비디아는 IBM과 손을 잡고(IBM 은 여기에 자사의 Power9 CPU를 사용한다. 참고로 IBM은 PowerPC 프로세서를 사용한 세쿼이아로 2011년 세계 최고 성능 슈퍼컴퓨터 자리를 차지한 바 있다) 차기 슈퍼컴퓨터를 개발 중인데 오크리지 국립 연구소(Oak Ridge National Laboratory)에 공급할 서밋(Summit)과 로렌스 리버모어 국립 연구소(Lawrence Livermore National Laboratory)에 공급할 시에라 (Sierra)가 그것이다. 서밋은 150에서 300페타플롭스급 성능을 지녔으며 시에라는 100페타플롭스급 성능을 목표로 하고 있다. 본래 엑사스케일 목표는 2018에서 2020년 사이에 최초의 엑사플롭스 연산 능력을 돌파한다는 것이었는데 서밋과 시에라의 존재는 그 가능성을 높이고 있다. 볼타와 Power9 프로세서 다음 프로세서는 엑사플롭스에 도달하든지 아니면 그 근방에 위치할 가능성이 높다. ▲ CPU 시장의 절대 강자 인텔 세계 최대의 반도체 회사이자 역시 세계 최대의 프로세서 제조사인 인텔 역시 슈퍼컴퓨터 시장에 지대한 관심이 있다. 인텔 역시 2012년부터 엑사스케일 컴퓨터에 투자를 진행했다. 그런데 이미 강력한 CPU들을 가진 인텔이지만 엔비디아를 견제하기 위해서는 완전히 새로운 제품이 필요했다. 인텔이 내놓은 카드는 제온 파이(Xeon Phi)였다. X86 아키텍처 기반 코어를 여러 개 병렬로 연결한 제온 파이는 첫 등장부터 엔비디아를 강력하게 견제했다. 2013년, 국방 과학기술 대학(國防科學技術大學 National University of Defense Technology (NUDT))의 주도로 중국의 국립 슈퍼컴퓨터 센터에 텐허-2(Tianhe – 2, 天河-2. 은하-2라는 뜻)라는 슈퍼컴퓨터가 건설되었다. 이 슈퍼컴퓨터는 인텔의 제온 CPU 32,000개와 48,000개의 제온 파이 코프로세서를 사용했다. 최근 이 슈퍼컴퓨터는 33.86 페타플롭스의 기록으로 세계에서 가장 빠른 컴퓨터의 타이틀을 차지했다. 사실 텐허-1은 엔비디아의 테슬라 제품을 사용했는데 텐허-2는 인텔 제품을 사용한 것이다. 텐허-2 에 사용된 코드명 나이츠 코너(Knights Corner)는 1개의 프로세서로 테라플롭스 연산을 가능하게 한다. 하지만 경쟁사도 더 강력한 제품을 준비하는 만큼 인텔 역시 더 강력한 프로세서를 준비 중이다. 2015년 등장 예정인 나이츠 랜딩(Knights Landing)은 1개의 프로세서가 3테라플롭스급 연산 능력을 지니고 있다고 한다. 그리고 2017년에는 10nm 공정을 이용한 나이츠 힐(Knights Hill)까지 준비하고 있다. 인텔은 나이츠 랜딩이 현재 텐허-2가 가진 능력보다 2배 이상 빠른 연산 능력을 지닌 100 페타플롭스급 슈퍼컴퓨터를 가능하게 할 것이라고 보고 있다. 최근 그 존재를 공개한 나이츠 힐은 이보다 몇 배 강력한 능력을 지닐 가능성이 높다. 이렇게 되면 인텔 역시 2020년쯤 해서 엑사플롭스 혹은 그에 근접한 슈퍼컴퓨터를 만들 수 있게 될 것이다. ▲ 뒤처진 국내 슈퍼컴...100위 내 하나도 없어 올해 11월을 기준으로 세계 500대 슈퍼컴퓨터 1위는 앞서 언급한 텐허-2이다. 2위는 타이탄, 3위는 세쿼이아였다. 비록 중국이 1위를 차지하긴 했지만 사용된 프로세서는 모두 미국 제품이다. 텐허는 모두 인텔, 타이탄은 AMD CPU와 엔비디아 테슬라, 세쿼이아는 IBM 프로세서를 사용한다. 4위인 케이 컴퓨터만 일본 후지쯔가 생산한 SPARC64 VIIIfx CPU를 사용할 뿐이다. 이 분야에서 미국의 힘을 느끼게 하는 대목이다. 사실 세계 500대 슈퍼컴퓨터 중 231대가 미국에 있다. 물론 한국 역시 탑 500안에 들어가는 슈퍼컴퓨터 보유국이다. 기상청과 한국과학기술정보연구원(KISTI) 등이 9대의 슈퍼컴퓨터를 보유하고 있지만 최근 몇 년간 순위가 많이 내려갔다. 사실 현재는 100위안에 드는 슈퍼컴퓨터가 없다. 국내에서 가장 빠른 컴퓨터로 기상청 슈퍼컴퓨터 ‘우리’가 최근 순위에 148위로 등장했는데 339테라플롭스 수준이다. 사실 한국이 미국, 중국, 일본, 유럽보다 뒤처진 부분은 슈퍼컴퓨터 자체보다 이를 활용하는 수준이라는 지적이 많다. 일단 슈퍼컴퓨터를 널리 사용하게 되면 슈퍼컴퓨터에 대한 투자는 자연스럽게 늘어나게 될 것이고 우리나라의 순위도 크게 오를 수 있을 것이다. 즉 활용 능력을 먼저 높이는 것이 중요하다는 이야기다. 무턱대고 고성능 슈퍼컴퓨터를 도입해도 사용할 연구가 없다면 무용지물에 불과하다. 현재의 발전 속도를 생각하면 엑사플롭스급 슈퍼컴퓨터도 먼 미래의 일은 아닐 가능성이 높다. 지금은 엄청나게 빠른 것 같은 페타플롭스급 컴퓨터도 미래에는 흔하게 될 것이다. 이런 고성능 컴퓨터를 사용한 연구를 통해 앞서가는 선진국을 따라잡기 위해서는 우리 역시 늦지 않게 슈퍼컴퓨터 생태계 확산을 위해 노력해야 할 것이다. 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

경기 용인시 A골프장에서 캐디 생활을 하는 C씨. 티오프에 앞서 인사를 나눌 때 얼굴만 보고도 1팀 4명의 핸디캡이 머리에서 쫙 출력되는 경력 11년의 베테랑이다. 지난 주말 C씨는 여느 때처럼 오전에 이어 연달아 오후 팀을 받았다. 그런데 4명 중 1명이 좀 이상했다. 한눈에 보기에 핸디캡이 적지 않은 모양새의 이 고객은 1번홀로 가기 위해 전동카트에 올라탈 때부터 지나치게 자신감이 넘쳐흘렀다. “이 골프장 내가 많이 와 봤어. 7번홀 아일랜드 그린은 정말 생긴 것부터 예술이야. 파3답지 않게 거리도 제법 되고. 그래도 뭐 내가 워낙 샷이 짱짱하니까, 버디도 여럿 잡았지. 한번은 홀인원 하는 줄 알았다니까, 하하하.” ●“필드는 다르네” 스크린골프장서 연습했다 당혹 C씨는 엷은 웃음으로 맞장구치며 대수롭지 않게 그를 자신이 모르는 단골 회원인 줄로만 알았다. 그리고 도착한 1번홀. 이 회원은 느닷없이 ‘블랙티’를 열어 달라고 요구했다. 4~5개 종류의 골프장 티박스 가운데 가장 뒤에 있는 티로 주로 프로선수들이 시합할 때 쓰는 이른바 ‘챔피언티’다. 부랴부랴 캐디 C씨는 경기과로 무전을 보내 “회원이 블랙티를 요청한다”고 보고하고 허락을 받은 뒤에야 이 회원을 블랙티로 안내했다. 레귤러티와 맨 뒤로 빠져 있는 챔피언티에서 보는 홀은 모양부터 다르다. 이 홀은 파4짜리로 길이가 레귤러티에서는 385m로 그럭저럭 파세이브가 가능한 정도지만 챔피언티에서는 423m로 늘어나 주말 골퍼에겐 보기로 막기에도 힘든 홀로 변한다. 더구나 IP지점(티샷의 낙구 지점)도 왼쪽 해저드 숲을 넘겨야 했다. 티박스에 올라선 회원은 자신 있다는 듯 두어 차례 빈 스윙을 하고는 첫 티샷을 날렸다. “따악” 그러나 살짝 훅이 난 공은 왼쪽으로 날아가더니 그만 숲속으로 사라졌다. 이상했다. C씨는 재빨리 계산에 들어갔다. 블랙티에서 IP지점까지는 245m. 드라이버샷이 200m는 돼야 공이 해저드를 넘어가는데 계산대로라면 이 기세등등했던 회원의 비거리는 IP까지는커녕 200m도 안 나온다는 결론이 나왔다. “어? 이거 이상한데.” 동반자들에게 멀리건을 요청한 이 회원은 “첫 홀이니까 몸이 안 풀린 모양이네”라는 동료들의 말에 기운을 얻은 듯 다시 힘차게 두 번째 스윙을 했다. “짜악” 날카로운 타구 소리가 계곡에 울려 퍼졌다. 그런데 잘 맞은 것 같은 타구는 IP 표시 말뚝을 50여m나 남기고 오른쪽 러프 지역에 툭 떨어졌다. ●1990년대 초반 국내 첫 도입… ‘게임’ 아닌 ‘스포츠’ 챔피언티에서 칠 만한 실력이 아닌 걸 직감한 캐디 C씨는 난감했다. “자주 오셨던 모양인데, 오늘은 잘 안 맞는 것 같네요.” 표정을 숨기고 웃으며 묻는 C씨의 말에 이 회원 하는 말. “오늘 라운드 나오려고 지난 일주일 동안 빠지지 않고 ‘스크린방’(스크린골프장)에서 이 골프장 코스 선택해서 연습했는데, 이거 뭐 좀 다르네.” 18홀을 겨우 마친 그의 스코어카드에는 OB 3번을 비롯해 트리플 보기 4개, 더블보기 5개, 보기 8개 등 처참한 스코어가 울긋불긋 표시돼 있었다. 국내에 처음 스크린골프가 도입된 것은 1990년대 초반이었다. 처음엔 화면 없이 카메라를 통해 타구를 분석하는 스윙분석기로 출발했다. 실존하는 골프장을 스크린에 구현한 비즈니스 모델의 스크린 골프장이 본격적으로 생긴 건 2000년 이후다. 2007년 말 약 1700개에 불과했던 스크린골프장은 2012년 6월 기준으로 7900여개로 폭발적인 증가세를 보였다. 어렵고 사치스러운 운동으로 치부됐던 골프에 대한 접근이 쉬워졌다. 스크린골프 인구가 가파르게 증가했고, 현재는 주로 30~40대 직장인들의 퇴근 후 여가 생활이나 친목 도모, 동호회 활동 등의 목적으로 스크린골프방이 활용되고 있다. 수년 전부터는 스크린골프 최대 업체인 ‘골프존’에서 프로와 아마추어 선수를 아우르는 ‘G투어’를 주관, 운영해 매년 상금 잔치를 벌이기도 한다. 스크린골프는 더 이상 게임이 아니라 어엿한 ‘스포츠’로 뿌리를 내렸다. GSS의 성공 여부는 얼마나 리얼하게 현실을 구현하느냐에 달려 있다. 공을 올려놓은 티 주변 ‘센서’가 심장 역할을 한다. 공이 골프채에 맞는 몇천분의1초 동안 센서는 골프채의 스피드와 발사각 등을 종합해 예상 비거리와 방향을 계산하고 이를 스크린에 출력시키는 것이다. 현실이 100%라면 99.9999%까지 리얼하게 구현해야 한다는 목표를 두고 수많은 스크린골프 업체가 이른바 ‘차세대 센서’ 개발에 막대한 자금을 쏟아붓고 있다. ●99.9999%까지 리얼하게… 너도나도 차세대 센서 개발 캐디 C씨가 만난 회원이 처참한 스코어카드를 받은 건 아직도 현실과 시뮬레이션의 간극이 엄연히 존재한다는 방증이기도 하다. 스크린과 실제 샷의 차이는 ‘백스핀’을 제대로 감지하느냐 못하느냐에 달렸다. 골프공의 거리와 탄도를 결정하는 건 양력과 공기저항을 좌우하는 딤플과 백스핀이다. 이 회원은 백스핀을 제대로 감지, 측정하지 못하는 골프방에서 연습했기 때문에 실물 골프장에서 망신을 당한 것이다. 이처럼 현실과 가상 사이의 간격이 존재하지만 스크린골프의 성장세는 멈출 줄 모른다. 지난해 대한민국 골프백서에 따르면 시뮬레이션 골프장 이용 인구는 2008년 63만명에서 이듬해 127만명으로 두 배 가까이 뛴 데 이어 2010년 137만명, 2011년 168만명, 2012년에는 186만명으로 5년 만에 세 갑절이나 늘었다. 그러나 가상을 이용한 산업 뒤에는 기존 실물 골프산업과의 갈등이라는 그늘도 엄연히 존재한다. 국내 각 골프장 대표들로 구성된 한국골프장경영협회는 지난 3월 국내 최대의 스크린골프 업체를 상대로 손해배상청구소송을 내 현재까지 재판이 진행 중이다. 스크린골프 화면에 이용되는 골프장 초상·저작권에 심각한 해를 입었다는 게 이유다. 실물 골프장으로선 스크린으로 골프 인구를 빼앗기다 보니 눈엣가시다. 골프용품업체들도 아우성이다. 지난해 골프채 부문 매출 1위를 기록했던 T사는 올해 재고가 쌓여 골머리를 앓고 있고, 국산 골프공 생산의 선두주자인 V사 역시 주춤한 시장 상황에 전전긍긍하는 모습이다. 실제 골프장에서 용품을 소비해야 새 제품이 나오는데, 스크린골프방의 무상 대여 용품이 이를 막고 있다는 것이다. 최병규 전문기자 cbk91065@seoul.co.kr

지구의 나이보다 훨씬 오랜 기간인 50억 년이 지나도록 단 1초의 오차도 허락하지 않는 세계에서 가장 정밀한 ‘원자시계’가 화제를 모으고 있다. 미국 IT전문매체 기즈모도(Gizmodo)는 지구에서 가장 정확한 원자시계로 공인된 ‘스트론튬 격자 시계(strontium lattice clock)’의 자세한 사항을 3일(현지시간) 소개했다. 미국 실험천체물리학합동연구소(Joint Institute for Laboratory Astrophysics), 미국표준기술연구소(National Institute of Standards and Technology) 그리고 콜로라도 대학(University of Colorado) 연구진까지 공동으로 참여해 완성된 해당 시계는 세계에서 가장 정확한 시간 표시로 유명하다. 기본적으로 원자시계 종류는 원자 고유 공명주파수를 기준으로 삼아 시간을 표시하기에 오차가 날 확률이 극히 드물다. 이와 관련해, 해당 시계는 알칼리토금속원소 중 하나인 스트론튬 (strontium) 내부의 수천 개 원자가 광학 레이저 기둥 안에서 두 개의 에너지 레벨에 조정되며 정확도를 더욱 극한으로 끌어올린다는 이색적인 특징을 가진다. 해당 시계에서 초당 스트론튬 원자가 안정적으로 진동하는 횟수는 약 430조번으로, 이를 통해 ‘째깍’ 소리가 나는 1초를 정확히 감지해 표시한다. 이는 지난 50억년 동안 단 한 번의 오차도 발생되지 않았다 해도 될 만큼 정밀한 것이다. 특히 스트론튬 격자 시계(strontium lattice clock)는 지금까지 가장 정확한 시계라고 알려져 있던 미국표준기술연구소(National Institute of Standards and Technology)의 양자시계(quantum logic clock)보다 무려 50%나 더 정밀하다. 문제는 해당 시계의 민감도가 지나치게 뛰어나 지구 중력까지 시간표시에 반영한다는 점이다. 연구진에 따르면, 스트론튬 격자 시계(strontium lattice clock)는 장소가 달라질 때마다 약간의 시간적 차이를 드러내는데 이는 아인슈타인의 상대성 원리에 따른 어쩔 수 없는 한계다. 어찌 보면 해당 시계가 그만큼 극도로 예민하다는 것을 역설적으로 증명해주는 부분일 수도 있다. 연구진은 만일 해당 시계의 성능을 가장 정확히 측정하려면 중력의 영향이 미치지 않는 우주공간에서 실험이 진행돼야 할 것이라고 설명했다. 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

하늘을 나는 새를 본떠 만든 항공기는 비행 도중 난기류와 접하면 심하게 흔들린다. 따라서 탑승객들은 안전을 위해 안전띠를 메고 있어야만 한다. 하지만 정작 이런 안전장치가 없는 새들은 특별한 동작으로 난기류를 극복하고 있는 것으로 확인됐다. 영국 옥스퍼드대 동물학 연구팀이 맹금류의 일종인 초원수리(학명: Aquila nipalensis)를 대상으로 비행 중 난기류를 만났을 때의 동작을 확인한 결과, 날개를 몸 아래로 접는 것으로 비행을 안정화하는 것을 확인했다고 영국 왕립학회 학술지인 ‘로열소사이어티 인터페이스 저널’(Journal of the Royal Society Interface) 15일 자로 발표했다. 연구팀은 날개를 좌우로 펼쳤을 때 폭이 1.9m에 이르는 이 맹금류의 몸에 75g밖에 나가지 않는 소형 비행기록계를 설치하는 것으로 이번 연구를 가능하게 했다고 설명했다. 이 장치는 영국 웨일스의 한적한 장소의 상공을 비행하는 초원수리의 위치와 비행 속도, 가속도 등을 측정했고 이와 동시에 연구팀은 지상에서 독수리의 모습을 영상으로 촬영했다. 연구팀이 45차례에 달하는 비행 자료를 조사한 결과, 초원수리는 큰 돌풍을 받고 위로 밀려 올라갔을 때 순간적으로 날개를 몸 아래로 내리는 동작으로 반응하고 있는 것으로 확인됐다. ‘윙 턱’(Wing tuck, 날개 집어넣기)으로 불리는 이 동작은 이전부터 알려져 왔는데 1908년 비행기의 설계를 개선하기 위해 라이트 형제가 새의 비행 모습을 관찰할 때 형인 윌버가 만든 말이라고 한다. 하지만 이런 행동이 새의 비행에 영향을 주는지 아닌지는 지금까지 알려지지 않았다. 연구팀은 관찰 대상인 수리가 45회의 비행 동안 2594번의 윙 턱을 기록했다고 밝혔다. 이 움직임으로 수리는 급강하하는 형태가 되므로 날개에 걸리는 공기 저항을 최소화시키는 것이다. 1차례 윙 턱 동작의 지속 시간은 약 3분의 1초로, 바람이 매우 심한 상황에서는 분당 최대 3회까지 사용하는 것으로 확인됐다. 이번 연구를 이끈 그레이엄 테일러 교수는 “비행기는 난기류와 접하면 전체가 흔들리지만, 새는 날개를 접음으로써 원활하게 날 수 있다”고 말했다. 테일러 교수의 말로는 비행기의 기체는 딱딱하므로 난기류와 만나면 요동치지만 새의 날개는 유연성이 있어 이를 극복할 수 있다. 상승 기류는 새의 날개에 매우 큰 압력을 가하지만 이때 날개를 접는 것으로 압력을 최소화한 뒤 비행을 이어가는 것이다. 초원수리는 매년 중앙아시아에서 아프리카로 상승 기류를 타고 이동하므로 이런 난기류를 극복하는 방법이 중요하다고 한다. 초원수리는 상승 기류를 이용해 힘을 아낄 수 있지만 종종 윙 턱을 사용해가며 비행한다는 것이다. 이에 대해 연구에 참여하지 않은 또 다른 조류 전문가인 런던 왕립수의과대학의 앨런 윌슨 박사는 “최신 기술을 이용한 획기적인 연구”라고 평가하는 한편, 단 한 종의 조류에 대한 연구가 다른 새에도 적용할 수 있는지는 추가 실험이 필요하다고 지적했다. 한편 테일러 교수는 이 기술이 항공기 설계 엔지니어들의 흥미를 끌 수 있다고 말하면서 제트기나 여객기 등의 대형 항공기에 적용될 가능성은 낮지만, 난기류에 약한 초경량 비행기에는 유용한 기술이 될 수 있다며 기대감을 나타냈다. 사진=ⓒ포토리아 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

하늘을 나는 새를 본떠 만든 항공기는 비행 도중 난기류와 접하면 심하게 흔들린다. 따라서 탑승객들은 안전을 위해 안전띠를 메고 있어야만 한다. 하지만 정작 이런 안전장치가 없는 새들은 특별한 동작으로 난기류를 극복하고 있는 것으로 확인됐다. 영국 옥스퍼드대 동물학 연구팀이 맹금류의 일종인 초원수리(학명: Aquila nipalensis)를 대상으로 비행 중 난기류를 만났을 때의 동작을 확인한 결과, 날개를 몸 아래로 접는 것으로 비행을 안정화하는 것을 확인했다고 영국 왕립학회 학술지인 ‘로열소사이어티 인터페이스 저널’(Journal of the Royal Society Interface) 15일 자로 발표했다. 연구팀은 날개를 좌우로 펼쳤을 때 폭이 1.9m에 이르는 이 맹금류의 몸에 75g밖에 나가지 않는 소형 비행기록계를 설치하는 것으로 이번 연구를 가능하게 했다고 설명했다. 이 장치는 영국 웨일스의 한적한 장소의 상공을 비행하는 초원수리의 위치와 비행 속도, 가속도 등을 측정했고 이와 동시에 연구팀은 지상에서 독수리의 모습을 영상으로 촬영했다. 연구팀이 45차례에 달하는 비행 자료를 조사한 결과, 초원수리는 큰 돌풍을 받고 위로 밀려 올라갔을 때 순간적으로 날개를 몸 아래로 내리는 동작으로 반응하고 있는 것으로 확인됐다. ‘윙 턱’(Wing tuck, 날개 집어넣기)으로 불리는 이 동작은 이전부터 알려져 왔는데 1908년 비행기의 설계를 개선하기 위해 라이트 형제가 새의 비행 모습을 관찰할 때 형인 윌버가 만든 말이라고 한다. 하지만 이런 행동이 새의 비행에 영향을 주는지 아닌지는 지금까지 알려지지 않았다. 연구팀은 관찰 대상인 수리가 45회의 비행 동안 2594번의 윙 턱을 기록했다고 밝혔다. 이 움직임으로 수리는 급강하하는 형태가 되므로 날개에 걸리는 공기 저항을 최소화시키는 것이다. 1차례 윙 턱 동작의 지속 시간은 약 3분의 1초로, 바람이 매우 심한 상황에서는 분당 최대 3회까지 사용하는 것으로 확인됐다. 이번 연구를 이끈 그레이엄 테일러 교수는 “비행기는 난기류와 접하면 전체가 흔들리지만, 새는 날개를 접음으로써 원활하게 날 수 있다”고 말했다. 테일러 교수의 말로는 비행기의 기체는 딱딱하므로 난기류와 만나면 요동치지만 새의 날개는 유연성이 있어 이를 극복할 수 있다. 상승 기류는 새의 날개에 매우 큰 압력을 가하지만 이때 날개를 접는 것으로 압력을 최소화한 뒤 비행을 이어가는 것이다. 초원수리는 매년 중앙아시아에서 아프리카로 상승 기류를 타고 이동하므로 이런 난기류를 극복하는 방법이 중요하다고 한다. 초원수리는 상승 기류를 이용해 힘을 아낄 수 있지만 종종 윙 턱을 사용해가며 비행한다는 것이다. 이에 대해 연구에 참여하지 않은 또 다른 조류 전문가인 런던 왕립수의과대학의 앨런 윌슨 박사는 “최신 기술을 이용한 획기적인 연구”라고 평가하는 한편, 단 한 종의 조류에 대한 연구가 다른 새에도 적용할 수 있는지는 추가 실험이 필요하다고 지적했다. 한편 테일러 교수는 이 기술이 항공기 설계 엔지니어들의 흥미를 끌 수 있다고 말하면서 제트기나 여객기 등의 대형 항공기에 적용될 가능성은 낮지만, 난기류에 약한 초경량 비행기에는 유용한 기술이 될 수 있다며 기대감을 나타냈다. 사진=ⓒ포토리아 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

음주운전이 걱정되는 애주가들에게는 반가운 제품일 수도 있겠다. 술자리 이후 운전이 가능할 만큼 술이 깼는지를 손쉽게 알 수 있는 초소형 휴대용 음주측정기가 개발됐다고 영국 일간지 데일리메일이 최근 보도했다. 일명 ‘드링크메이트’(DrinkMate)라는 이름의 이 음주측정기는 안드로이드 스마트폰에 꽂기만 하면 손쉽게 혈중알코올농도를 측정할 수 있다. 둥근 원통 형태로 길이는 약 4.5㎝, 지름은 약 1.6㎝에 불과하다. 내장 배터리가 없는 대신 스마트폰 USB 충전 잭을 이용해 충전이 가능하다. 이를 개발한 미국의 한 업체는 “‘드링크메이트’는 지금까지 개발된 음주측정기 중 가장 작은 크기를 자랑한다”면서 “뿐만 아니라 0.001% 단위까지 매우 정확한 혈중알코올농도 측정이 가능하다”고 설명했다. 사용자는 이것을 안드로이드 스마트폰에 꽂은 뒤 전용 앱을 실용시키고 입김을 불면 된다. 결과는 1초 이내에 스마트폰을 통해 바로 알 수 있다. 이를 개발한 엔지니어는 “음주 뒤 15~20분가량이 지난 후에 음주측정기를 이용하는 것이 좋다. 흡연이나 술과 함께 섭취한 음식들이 측정에 영향을 미칠 수 있기 때문”이라면서 “‘드링크메이트’는 매우 짧은 시간 안에 대부분의 스마트폰에 연결해 쓸 수 있다는 것이 가장 큰 장점”이라고 설명했다. 현재 이 음주측정기를 쓸 수 있는 스마트폰은 삼성 갤럭시S3, S4, S5, 삼성 갤럭시 노트3, HYC ONE, 넥서스 7Asus와 모토로라 제품 일부이며, 아이폰 버전은 아직 개발 단계에 있다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr