‘유전자 가위’를 이용한 불치병 치료의 첫 성과가 내년에 나올 것으로 보인다. 아인슈타인의 일반상대성 이론에서 예측한 ‘중력파’ 검출 결과 공개, 태양광으로 움직이는 우주선 발사도 내년에 가능할 전망이다. 세계적인 과학학술지 ‘네이처’는 ‘2016년에 주목할 과학적 성과 베스트 11’을 선정, 내년 1월 7일자에 게재할 예정이라고 28일 밝혔다. 잘못된 유전자를 정상 유전자로 교체하는 유전자 가위 기술은 내년에도 주목할 과학기술로 꼽혔다. 유전자 가위 기술은 사이언스와 네이처 양대 과학저널이 ‘2015 올해의 10대 과학기술’로 선정하기도 했다. 미국 바이오기업인 샌가모바이오사이언스는 2세대 유전자 가위 기술인 ‘징크 핑거’를 이용해 혈우병을 유발하는 유전자 교체 실험을 할 계획이다. 유럽과 미국 등 우주 선진국이 화성을 비롯한 태양계 탐사를 계획하고 있는 것도 내년에 주목할 만한 부분이다. 유럽우주국(ESA)과 러시아연방우주청은 내년 3월 화성 대기와 착륙 기술을 시험할 ‘엑소마스 2016’호를 발사한다. 미국항공우주국(NASA) 목성 탐사선 ‘주노’도 미국 독립기념일인 내년 7월 4일 목성에 도착해 그동안 베일에 쌓였던 목성 대기와 토양 성분 분석에 나선다. 아인슈타인의 일반상대성 이론에서 예견된 ‘중력파’의 존재를 뒷받침할 첫 증거가 발견될 가능성도 높다. 내년 9월 중국이 축구장 30개에 맞먹는 크기를 가진 지름 500m급 전파망원경(FAST)을 완공함으로써 중력파 발견 가능성이 그 어느 때보다 커질 것으로 예상된다. 중력파는 시공간이 뒤틀리면서 중력장이 흔들릴 때 나타나는 현상으로 블랙홀 충돌이나 초신성 폭발 등이 생길 때 발생한다. 공기 중 이산화탄소 포집 상용 서비스, 태양광으로 비행하는 우주선 ‘라이트 세일’ 발사, 전 세계 곳곳에 있는 미생물을 채취해 DNA 염기분석을 하는 지구 미생물군 유전체 프로젝트 성과 발표, 전 세계 과학정책에 영향을 미칠 내년 11월 미국 대선, 수면 장애 원인을 밝혀줄 유전자 발견 등도 2016년에 기대되는 빅 이벤트로 꼽혔다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

안녕, 나는 원숭이야. 영장류 중에서 유인원인 고릴라, 오랑우탄, 침팬지를 제외한 나머지를 원숭이라고 부르지. 한국에서는 우리를 ‘납’이나 ‘잔나비’라고 부르는 사람들도 있더라구. 이제 사흘만 지나면 나의 해야. 2016년 병신년(丙申年)의 ‘병’은 음양오행으로 따지면 불(火)과 남쪽, 붉은색을 의미하지. 내년을 ‘붉은 원숭이의 해’라고 부르는 건 그런 이유 때문이야. 한국전통문화에서 우리는 꾀 많고 재주 있고 흉내를 잘 내는 장난꾸러기이자 시간과 방위를 수호하고 삿된 기운을 물리칠 수 있는 ‘벽사진경’(壁邪進慶)을 상징하는 동물로 표현되곤 했지.요즘 우리는 해부학적으로, 생리학적으로 사람과 비슷하다는 이유 때문에 뇌과학, 신약개발, 우주탐사 등 다양한 분야의 과학연구에 많이 참여하고 있어. 사실 사람보다 먼저 우주여행을 한 게 우리야. 미국항공우주국(NASA)은 미국 첫 유인우주선 머큐리를 발사하기 전인 1961년 1월에 우리의 먼 친척인 4살짜리 침팬지 ‘햄’을 우주로 보내 무중력 상태에서 생리적 영향을 연구했어. 2011년 미국 듀크대 신경공학센터 연구진은 붉은털원숭이가 생각만으로 로봇팔을 움직이도록 하는 실험에 성공했지. 이 기술을 좀더 발전시키면 사지마비 환자들이 옷처럼 입는 외골격 로봇을 생각만으로 움직일 수 있도록 해 자유롭게 활동할 수 있는데 도움을 줄 수도 있대. 신약 개발에 있어서 우리의 활약은 더 눈에 띄지. 신약 개발을 위해서는 후보물질을 대상으로 효능과 안전성을 검증하는 게 필수적이야. 그렇지만 어떤 부작용이 나타날지 모르는 상황에서 사람을 대상으로 임상시험에 나서는 것은 위험하지 않겠어. 그래서 사람과 종(種) 간 차이가 거의 없는 우리가 대타로 나서게 된거야. 우리가 이렇게 신약개발 전(前) 임상실험에서 사용된 것은 1960년대부터이니까 그리 오래되지는 않았어. 1956년 독일에서 입덧을 막는 약으로 개발된 탈리도마이드를 복용한 임신부들이 손발 기형아를 낳는 엄청난 일이 벌어졌는데 그렇게 태어난 아이들이 전 세계에서 1만 7000여명에 달했대. 임신 중인 쥐와 개를 대상으로 한 독성실험을 했을 때는 전혀 부작용이 발견되지 않았으니 더 충격적이었겠지. 만약 우리 같은 영장류로 독성실험을 했다면 비극을 사전에 막을 수 있었을 것이라는 목소리가 커지면서 우리가 신약 개발 과정에 투입되기 시작한 거야. 일부에서는 우리가 너무 사람을 닮고 흉내 내는 것이 간사스럽다고 해서 재수 없는 동물이라고 보기도 해. 그렇지만 옛사람들은 우리가 자신의 실수를 웃어넘길 수 있을 정도의 낙관성을 갖고 다음 일에 용감하게 도전하는 동물로 생각했다잖아. 내년은 어떤 일에도 좌절하지 않고 용감하게 도전하는 한 해가 되길 바라. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

평균 수명이 늘면서 ‘건강하게 오래 살기’에 대한 관심이 커지고 있다. 장수의 축복은 신체적·정신적으로 건강을 유지해야만 온전히 자기 것이 되기 때문이다. 이와 관련해 의과학 분야에서 가장 활발히 연구되고 있는 것은 암과 치매다. 특히 치매는 노년층에서 암보다도 무서운 질환으로 여겨지고 있다. 치매는 정상적으로 생활하던 사람이 다양한 원인으로 뇌 기능이 손상되면서 이전에 비해 인지 기능이 지속적으로 저하돼 일상생활에 지장을 빚을 정도의 상태가 될 때를 말한다. 흔히 치매를 하나의 단일한 질환으로 생각하는 사람들이 많지만 전문가들은 다양한 증상이 원인이 돼 인지 기능을 저하시키는 ‘증후군’(신드롬)으로 봐야 한다고 입을 모은다. 치매의 원인 중 가장 큰 것이 알츠하이머병으로, 전체 치매의 60~80%를 차지하고 있다. 이 밖에 혈관성 치매, 전측두엽 치매, 파킨슨병, 뇌수두증, 두부 외상, 뇌종양, 대사성 질환, 결핍성 질환, 중독성 질환, 감염성 질환 등 70여종의 원인이 치매를 유발하는 것으로 알려져 있다. 알츠하이머병은 20세기 초 독일의 알로이스 알츠하이머 박사가 기억력 장애와 편집증적 망상 증상을 보이다 사망한 51세 환자의 뇌를 부검했다가 뇌의 모양이 변해 있고 뇌 표면에 하얀 단백질 덩어리들이 뭉쳐 있는 것을 발견하면서 처음 의학계에 보고됐다. 알츠하이머병은 통상 50~60대에 처음 발병해 10~20년 동안 서서히 진행되다가 70~80대에 이르면 주의력, 공간시각 인지능력, 언어 구사능력이 심각하게 떨어진다. 실제로 알츠하이머병 환자와 일반인의 뇌를 비교했을 때 대뇌에서 가장 심각하게 영향받는 부분은 언어를 통제하는 변연계와 기억을 관장하는 해마다. 시간이 지나면서 뇌의 다른 부위도 차츰 망가져 감정장애, 망상, 수면장애 등 정신질환 증세와 함께 경직과 보행이상 등 신체적 증상까지 동반되면서 일상생활이 불가능해지는 상황에 이르게 된다. 결국 음식을 씹고 삼키는 기능까지 떨어지면서 대부분의 알츠하이머 환자는 질식, 감염, 영양실조 같은 합병증으로 사망하게 된다. 알츠하이머병의 발병률은 50~60대에서 가장 높지만 2004년 개봉한 한국영화 ‘내 머릿속의 지우개’의 여주인공처럼 보기 드물게 30대의 젊은 층에서도 나타나는 경우가 있다. 뇌 세포를 지워서 기억을 파괴하고 일상생활을 어렵게 만드는 ‘머릿속 지우개’는 베타아밀로이드라는 이상 단백질이다. 아밀로이드 단백질은 신경세포에 정상적으로 존재하는 단백질이다. 아밀로이드 단백질은 신경세포가 정상적으로 작동할 수 있도록 돕는 역할을 한다. 그러나 아밀로이드 단백질이 비정상적으로 분리돼 세포 밖으로 배출되면 베타아밀로이드 분자를 형성한다. 베타아밀로이드 분자들이 서로 달라붙어 중합체를 만들어 미세섬유 구조를 형성하고 이들이 다시 축적되면 ‘세나일 플라크(노인반)’라는 단백질 덩어리가 된다. 이 단백질 덩어리는 신경세포에 대한 독성을 갖고 있어 알츠하이머병을 발생시키는 것이다. 알츠하이머병 환자의 뇌에서 발견되는 베타아밀로이드는 질병의 진행에 따라 특이한 복합구조를 갖는다. 이 가운데 변형이 활발한 ‘소중합체’와 ‘피브릴 전구체’가 뇌세포를 파괴하는 주원인으로 꼽힌다. 알츠하이머병 환자의 뇌에서 발견되는 베타아밀로이드 덩어리가 만들어지는 이유와 장기간 형성된 베타아밀로이드 덩어리들이 갑자기 독성을 나타내는 원인은 아직 명확히 밝혀지지 않고 있다. 또 과학기술이 많이 발전했지만 환자 사망 이전에 알츠하이머병을 확진할 수 있는 진단 방법은 아직까지 없다. 체액을 통한 유전자 검사, 간이 정신상태 검사, 자기공명단층촬영(MRI) 등은 알츠하이머병일 확률을 확인하는 것일 뿐이다. 최근 들어 환자 뇌 조직에 있는 베타아밀로이드 덩어리에만 반응하는 방사성 동위원소를 체내에 주입해 베타아밀로이드 존재 여부와 농도까지 측정하는 PET 영상 기술이 주목받고 있다. 문제는 몸에 주입되는 방사성 동위원소가 인체에 해가 없다는 것을 검증받아야 한다는 점이다. 이 때문에 아직까지 PET 영상용 조영제로 임상허가를 받은 물질은 없다. 올해 한국과학기술연구원(KIST) 연구진이 혈액 한 방울만으로도 알츠하이머 치매 진행상황을 파악할 수 있는 기술을 확보하는 한편 베타아밀로이드 단백질 덩어리를 뇌에서 제거해 인지능력을 정상 수준으로 회복할 수 있는 신약 후보물질을 만드는데 성공하는 등 알츠하이머 치매 정복의 길에 한 걸음씩 다가서고 있는 분위기다. KIST 뇌과학연구소 김영수 박사는 “알츠하이머병의 조기진단은 적절한 치료를 통해 중증 치매 환자로 발전하는 것을 사전에 막을 수 있는 기회를 확보한다는 차원에서 중요하다”며 “연구자들이 알츠하이머병 치료를 위한 다양한 방법들을 연구하고 있는 만큼 낙관적으로 볼 때 가깝게는 10~15년 내에 알츠하이머 치매가 정복될 수도 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

사상 최초로 촬영한 태양계 왜소행성 명왕성의 얼음산, 현재 조류의 조상으로 추정되는 비둘기 크기의 비행 공룡…. 세계적인 과학저널 ‘사이언스’는 올해 세계 과학계에 화제를 불러일으킨 ‘10대 과학 사진’을 선정해 지난 24일 발표했다. 사이언스는 미국 알래스카 카크토빅에서 찍힌 북극곰과 회색곰의 ‘잘못된 만남’을 10대 사진에 포함했다. 지구온난화가 가속화돼 북극곰의 서식지가 줄어들면서 회색곰과 먹이를 놓고 경쟁할 수밖에 없는 상황이 담겼다. 북극곰이 고래 사체를 먹으려다 덩치가 더 작은 회색곰에게 밀려나는 장면이다. 자기를 잡아먹는 말벌 유충을 지키는 ‘좀비’ 무당벌레의 모습도 올해의 과학 사진으로 꼽혔다. 암컷 무당벌레가 다리 사이에 끼고 보호하는 고치 속에는 포식 기생자인 말벌 유충이 들어 있다. 말벌 유충은 무당벌레의 내부를 파먹으며 성장한 뒤 마지막에 배를 뚫고 나온다. 과학자들은 무당벌레가 자기를 잡아먹는 포식 기생자인 말벌 유충을 돌보는 이유는 뇌를 통제하는 바이러스에 감염돼 좀비 상태가 되기 때문이라고 분석했다. 지난 7월 14일 오후 8시 49분 발사 9년 6개월 만에 태양계 가장 끝에 있는 왜소행성 명왕성을 근접 비행한 뉴허라이즌스호가 찍은 명왕성의 얼음 산맥 사진도 올해 주목받은 사진으로 꼽혔다. 뉴허라이즌스호에 탑재된 고해상도 망원카메라로 촬영한 명왕성 표면 사진에는 1억년 이내에 만들어진 높이 3500m의 얼음 산맥이 찍혔다. 미국항공우주국(NASA)은 “명왕성 얼음산의 높이는 미국 로키산맥과 비슷한 수준으로 명왕성 곳곳을 이런 얼음 산맥과 얼음 평원이 덮고 있다”고 밝혔다. 고생물학 분야에서는 지난 4월 중국에서 발견된 익룡(翼龍) ‘이치’(Yi qi)의 상상도가 꼽혔다. ‘낯선 날개’라는 뜻의 중국어인 이치는 박쥐처럼 깃털이 없는 날개를 가진 비둘기 크기의 공룡으로 현생 조류의 조상으로 추정된다. 특히 손목 쪽에서 길게 뻗어 나온 뼈로 날개를 지탱하는 형태의 익룡이 발견된 것은 처음이다. 필리핀 암초에 융단처럼 깔려 있는 40가지 이상의 바다민달팽이, 다세포생물 중 가장 하등한 종류로 알려져 있지만 가장 오래된 동물인 해면동물의 6억 년 전 화석, 물리학자가 수소와 헬륨의 혼합물에 고출력 레이저를 발사해 토성에서 내리는 헬륨비(雨) 실험 장면 등도 10대 사진에 포함됐다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

2015년 을미년 마지막 주는 영하의 매서운 날씨가 계속될 것으로 전망된다. 기상청은 27일 “북서쪽에서 찬 공기가 한반도 쪽으로 내려오면서 기온이 큰 폭으로 떨어지겠다”라며 “바람도 강하게 불어 체감온도가 낮아 월요일 아침은 물론 이번 주 내내 강추위가 지속될 것”이라고 밝혔다. 28일 월요일 서울의 아침기온은 영하 8도를 보이겠지만 바람이 강하게 불어 체감온도는 영하 11도까지 떨어지겠다. 낮 기온도 0도, 체감온도는 영하 4도에 머무는 등 하루 종일 영하권의 추운 날씨를 보이겠다. 이런 차가운 날씨는 2016년 병신년 새해 첫날인 1월 1일까지도 계속돼 서울 아침기온은 영하 3도, 낮 기온은 영상 4도에 머물겠다. 기상청 관계자는 “경기 북부와 강원 영서 일부지역에서 27일 발효된 한파특보가 계속되고 서울 등 수도권 지역도 한동안 추운 날씨가 이어질 것으로 예상되는 만큼 동파 방지 등 시설물 관리와 건강관리에 유의해 달라”고 말했다. 주말까지 기승을 부렸던 미세먼지는 이번 주에는 ‘보통’ 단계가 돼 맑은 공기를 마실 수 있을 것으로 예상된다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

한국과학기술연구원(KIST)이 내년 2월 설립 50주년을 맞아 과거를 기억하고 미래를 기념하기 위한 ‘타임캡슐’ 공원을 조성한다고 24일 밝혔다. 원통형 스테인리스 특수강으로 만들어지는 타임캡슐은 높이 120㎝, 지름 80㎝, 두께 3㎝의 외부 용기에 높이 107㎝, 지름 73㎝, 두께 1㎝의 내부 용기가 들어가는 이중 형태다. 타임캡슐에는 지난 50년의 주요 성과를 확인할 수 있는 사진을 포함한 각종 사료와 축하 영상, 직원 명부, 각 부서 단체사진, 신입 직원 임명장, 급여명세서, 식당 메뉴표와 식권, 설립 초기 건물 설계 도면 및 조감도, 실험 도구, 명함, 신분증, 실험복, 전화기, 결재판, 각종 현수막이 들어간다. 또 미래 KIST 직원에게 보내는 영상 편지와 미래의 KIST에 바라는 점 등을 담은 USB 등이 담긴다. 타임캡슐은 설립 50주년인 내년 2월 4일 봉인돼 50년 뒤 KIST 설립 100주년이 되는 2066년 2월에 개봉될 예정이다. 타임캡슐이 매립되는 본관 앞 공간은 작은 공원 형태로 조성될 예정이다. 이돈재 KIST 문화홍보실장은 “반세기 넘게 선진 기술 추격을 통한 국가 경제 발전에 기여하는 임무를 성공적으로 달성해 온 KIST가 새로운 50년을 준비하고 기념한다는 차원에서 타임캡슐 공원을 조성하게 된 것”이라고 설명했다. 국내 정부 출연 연구기관의 맏형이자 우리나라 과학기술 정책의 산실인 KIST는 1965년 5월 18일 당시 박정희 대통령과 미국 린든 존슨 대통령이 발표한 ‘한국의 공업기술 및 응용과학연구소 설립’에 관한 공동성명을 바탕으로 미국의 원조를 받아 1966년 2월 ‘한국과학기술연구소’라는 이름으로 설립됐다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

어린이들이 성탄절을 기다리는 가장 큰 이유 중 하나는 산타 할아버지 때문이다. 성탄절 전야가 되면 부모들은 “산타 할아버지는 언제 오시냐”는 아이들의 질문에 시달리기 마련이다. 이럴 때는 고민할 필요 없이 북미항공우주방위사령부(노라드·NORAD)의 ‘산타 추적’ 홈페이지(www.noradsanta.org)를 찾으면 답을 찾을 수 있다. 노라드는 1955년부터 61년째 군사 위성과 지상 레이더 등을 이용해 매년 성탄절 전야인 24일 0시(한국시간 24일 오후 5시)부터 가상의 산타클로스 위치 정보를 제공하고 있다. 노라드 사령관이 직접 어린이들에게 성탄 메시지를 보내고, 산타클로스가 선물을 무사히 전달할 수 있도록 호위 전투기 조종사를 선발하기도 한다. 산타클로스가 전 세계 어린이에게 선물을 주기 위해서는 얼마나 빨리 이동해야 할까. 2000년대 중반 미국 노스캐롤라이나주립대 항공우주공학부 래리 실버버그 교수팀은 산타가 종교에 상관없이 전 세계 약 2억명의 어린이에게 24일 밤 10시부터 25일 새벽 6시까지 선물을 나눠 준다고 가정하고 썰매 속도를 계산했다. 한 가정에 평균 2.67명의 아이가 있다고 할 때 약 7500만 가구를 방문해야 한다. 이들은 5억 1800만㎢의 공간에 평균 2.67㎞ 떨어져 거주하고 있다. 이를 감안하면 산타가 이동해야 할 거리는 약 1억 9634만㎞로, 초속 2272㎞의 속도로 썰매를 끌어야 한다는 결론이 나온다. 단, 이 경우 영화에서 보는 것처럼 조용한 선물 배달은 불가능해진다. 음속의 6600배를 훌쩍 넘는 속도로 이동해야 하기 때문에 엄청난 굉음(소닉붐)이 불가피하기 때문이다. 연구팀은 이 문제를 해결하기 위해 산타가 요정 750명의 도움을 받아 배달 지역을 분담한 뒤 상대성 이론을 적용해 이동한다면 각각의 썰매는 시속 129㎞의 속도만 내면 된다고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

음식을 데울 때 흔히 이용하는 전자레인지에서 나오는 마이크로파를 이용해 치매 원인 단백질을 제거하는 기술이 나왔다. 엄길호 성균관대 스포츠과학대 교수와 이창영 울산과학기술원(UNIST) 에너지화학공학부 교수 공동연구팀은 마이크로파 펄스를 이용해 치매를 유발시키는 베타아밀로이드 단백질의 분자구조를 제어할 수 있는 기술을 개발해 공학 분야 국제학술지 ‘사이언티픽 리포츠’ 온라인판 최신호에 발표했다. 알츠하이머 치매는 뇌에 베타아밀로이드 단백질이 쌓이면서 뇌 기능이 손상돼 인지 능력, 기억력, 언어 능력 등이 손상되는 대표적인 퇴행성 신경계 질환이다. 연구팀은 주파수가 높은 전자파인 마이크로파를 베타아밀로이드 단백질에 쪼이면 단백질 섬유의 길이나 구조가 달라진다는 것을 확인했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

이번 성탄절은 올겨울 들어 가장 추운 날씨의 ‘아이스 크리스마스’에 더해 미세먼지 가득한 ‘스모그 크리스마스’가 될 것으로 보인다. 국립환경과학원 대기질통합예보센터는 22일 “서울, 경기를 포함해 중부지방을 중심으로 21일 오후부터 미세먼지 농도가 높아지기 시작해 성탄절인 오는 25일 오전까지 나쁨 단계가 유지될 것으로 예상된다”고 밝혔다. 미세먼지 예보는 1㎥당 미세먼지 농도(㎍)에 따라 좋음(0~15), 보통(16~50), 나쁨(51~100), 매우 나쁨(101 이상) 단계로 나뉜다. 센터는 고기압의 영향으로 한반도를 둘러싼 대기가 안정되면서 국내에서 발생한 미세먼지가 바깥으로 빠져나가지 못하고 쌓인 데다 중국발 미세먼지가 서해를 통해 들어오면서 25일까지 미세먼지 농도가 평소의 2~3배 수준인 ‘나쁨’ 상태를 유지할 것으로 전망했다. 특히 성탄절 이브인 24일에는 중부지방을 중심으로 미세먼지 농도가 ‘매우 나쁨’ 상태가 될 것으로 보인다. 충청북도와 전라남북도, 경상남북도, 제주도 등 남부지방은 23일 오전 비가 내려 ‘레인 워시’ 현상으로 미세먼지가 씻겨 내려가면서 일시적으로 ‘보통’ 단계를 보였다가 24일 다시 ‘나쁨’ 단계로 바뀔 것으로 예상된다. 예보센터 노순아 예보관은 “25일 오후 중국 중부지방에 위치한 고기압의 가장자리에 들면서 북풍 계열의 강한 바람이 불어 미세먼지가 한반도 바깥쪽으로 밀려나 맑은 공기를 되찾을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

한국천문연구원은 한반도에서 2016년 병신년 새해 첫 해를 가장 빨리 볼 수 있는 곳은 독도이며 내륙 지역에서는 울산시 간절곶과 방어진이라고 22일 밝혔다. 독도에서는 1월 1일 아침 7시 26분 18초, 울산 간절곶과 방어진에서는 7시 31분 17초에 해돋이를 볼 수 있다. 또 2015년 12월 31일 가장 해가 늦게 지는 곳은 전남 신안 가거도로 오후 5시 39분 53초, 내륙에서는 전남 진도 세방낙조로 오후 5시 34분 52초에 올해 마지막 해가 저물 것으로 전망된다. 연구원 관계자는 “이번에 발표한 새해 해돋이 시간은 해발 0m를 기준으로 한 것으로 해발고도가 100m 높아질 때마다 실제 일출을 볼 수 있는 시간은 발표 시간보다 2분가량 빨라진다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

안녕, 난 흔히 여드름 진드기라고 불리는 모낭충이야. 반갑지는 않겠지만 인사나 하자고.내 몸 길이는 0.3~0.4㎜ 정도의 길쭉한 형태로, 좁은 몸통 앞쪽이 가슴이고 그 아래쪽에는 3마디로 된 짧은 걷는 다리 4쌍을 갖고 있지. 주로 사람들의 눈꺼풀이나 코 주위, 두피나 얼굴의 피지선이나 모낭을 집으로 삼고 있지. 사람뿐만 아니라 개나 말, 소 등 거의 모든 포유동물에 기생하고 있지만 숙주에는 해를 끼치지 않으니까 걱정 말라구. 물론 병원성은 없지만 내 친척들이 늘어나면 모낭 둘레에 염증을 일으켜 여드름을 만들곤 하지. 그래서 사람들은 피부과에서 다양한 방법으로 날 없애려고 하더군. 사람들에게 난 여드름이나 생기게 만드는 백해무익한 존재 같겠지만 최근 과학자들이 나를 이용해 인류의 진화 역사를 알 수 있다는 연구결과를 발표했다고 하더라구. 미국 보든대와 노스캐롤라이나대, 노스캐롤라이나 자연사박물관, 덴마크 코펜하겐대 공동연구팀이 조상이 다르면 우리의 종류도 다르고 모낭충의 전 세계 분포를 분석하면 인류의 이동경로는 물론 어떻게 진화해 왔는지를 알 수 있다는 내용이래. 도서관에서 사는 책벌레 아저씨한테 들은 얘기인데 이번 연구는 자연과학 분야에서 유명한 국제학술지인 미국국립학술원회보(PNAS) 최신호에 실렸대. 우선 연구팀은 유럽계, 아시아계, 아프리카계, 라틴아메리카계 사람 70명의 얼굴에서 모낭충을 수집했대. 수집한 모낭충의 미토콘드리아에서 추출한 DNA를 분석해 염기서열의 차이를 비교했다더군. 연구팀은 모낭충이 크게 4가지 종류로 나뉘고 인종별로 모낭충의 종류가 다르다는 것을 밝혀냈대. 아프리카계 조상을 가진 사람은 4가지 종류의 모낭충을 모두 갖고 있는데 유럽계 조상을 둔 사람은 한 가지 종류의 모낭충만 갖고 있다는 식이지. 사실 우리 모낭충들은 연구팀이 밝혀낸 것처럼 4종류가 맞아. 그리고 모두 인간보다 오랜 역사를 갖고 있지. 우리는 아프리카나 유럽, 남미 등 각 지역에 맞도록 진화를 했어. 사람들은 환경에 따라 피부의 수분 함유도, 모낭의 밀도, 지질 생산량 등이 달라지는데 우리 모낭충들도 거기에 맞춰 변하게 된 것이란 말이지. 우리를 이용해 인간의 역사와 행동을 연구한 것은 이번이 처음이야. 이 때문에 인류학자들은 이번 연구가 인간의 진화를 연구하는 새로운 방법이 될 것이라는 기대감이 큰 것 같아. 그리고 또 하나. 이번 연구는 아무리 하찮게 보이는 것이라도 세상에 없어서는 안 될 존재라는 것을 보여주는 것 아닌가 싶어. 나처럼 현미경으로나 볼 수 있는 작은 벌레도 인류 역사를 밝혀내는데 중요한 역할을 하는 것만 봐도 그렇잖아. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

올해 성탄절에는 ‘화이트 크리스마스’가 아닌 매서운 겨울 바람이 부는 ‘아이스 크리스마스’가 될 것으로 보인다. 기상청은 21일 “크리스마스이브인 24일은 평년과 비슷한 기온 분포를 보이겠지만 25일 낮부터 기온이 급속히 떨어져 추운 날씨가 시작될 것”이라고 밝혔다. 특히 올해 성탄절에도 눈이 내리지 않을 것으로 예보되면서 2013년부터 3년째 눈 없는 성탄절이 될 것으로 보인다. 성탄절인 25일은 중국 중부지방에 위치한 고기압의 가장자리에 들면서 낮부터 우리나라 상공으로 찬 공기가 유입돼 바람이 강하게 불고 기온이 떨어지겠다. 서울의 경우 25일 아침 기온은 영하 4도, 낮 기온은 영상 2도에 머물 것으로 보인다. 크리스마스 다음날인 26일 서울 아침 기온은 영하 7도, 낮 기온도 영하 3도에 머물 것으로 전망된다. 일요일인 27일에는 서울 아침 기온이 영하 9도까지 떨어지면서 올겨울 들어 가장 추운 날씨를 보일 것으로 예상된다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

“이 강연을 끝내며 한마디 하겠습니다. 양초는 주위 환경과 조화롭게 영향을 주고받으며 자기를 태워 빛을 냅니다. 이 자리에 있는 여러분들도 양초처럼 이웃을 위한 밝은 빛이 되고, 주위 환경과 잘 어울려 살 수 있는 사람이 되길 바랍니다. 양초의 불꽃 같은 아름다움으로 인류 복지를 위해 모든 노력을 아낌없이 바쳐주기를 간절히 바랍니다.” ●1825년 영국 왕립연구소 패러데이 교수가 제안 1860년 크리스마스를 며칠 앞두고 69세의 노신사가 영국 왕세자와 어린이들 앞에서 ‘크리스마스 과학강연’을 마치며 한 말이다. 노신사는 ‘전자기학과 전기화학의 아버지’로 불리는 영국의 실험물리학자 마이클 패러데이(1791~1867). 당시 그는 영국왕립연구소(RI) 풀러화학석좌교수였다. 정식 학교교육을 받지 못한 패러데이는 독학으로 과학을 공부해 왕립연구소 실험실 감독관 자리까지 올랐다. 그는 산업혁명으로 과학에 대한 관심이 높아진 일반인들에게 최신 연구성과를 좀더 쉽게 알리기 위해 1800년부터 대중 강연을 시작했다. 처음에는 성인을 대상으로 했지만 아이들을 데려오는 사람들이 늘자 1825년부터는 ‘아이들에게 과학강연을 선물해 꿈과 희망을 주자’는 취지로 크리스마스 시즌에 청소년을 대상으로 과학강연을 선보였다. 바로 190년 전통의 ‘크리스마스 과학강연’의 출발이다. 크리스마스 과학강연의 첫해인 1825년에는 존 밀링턴 왕립연구소 교수가 동역학, 광학, 전자기학 등을 내용으로 한 자연철학(지금의 물리학) 강연을 했다. 크리스마스 강연을 제안한 패러데이는 1827년 강연을 시작으로 1860년 마지막 강연까지 19회나 강연자로 나섰다. 이 중 6회를 양초 한 자루를 이용해 화학의 토대를 이루는 물질의 특성과 상호작용에 대해 설명했다. 양초에 처음 불을 붙일 때 생기는 불꽃의 종류와 밝기, 구조를 보여주고 수소와 산소의 성질, 공기와 연소의 관계, 이산화탄소가 갖는 화학적 특성, 탄소란 무엇인지, 생물체 내에서 호흡과 연소에는 어떤 상호작용을 하는지에 대해 설명했다. 그 강연들은 1860년 ‘양초의 화학사 강의’라는 제목의 책으로 엮어져 지금까지도 화학의 고전으로 읽히고 있다. 크리스마스 강연은 제2차 세계대전의 영향으로 1939~1942년 4년 동안 열리지 못한 것을 제외하고는 흔들림 없이 그 전통을 잇고 있다. 1966년부터는 영국 공영방송사 BBC가 크리스마스 강연을 바탕으로 ‘이상한 나라의 공학자들’이라는 과학다큐멘터리를 만들기 시작해 매년 강연 내용을 바탕으로 프로그램을 제작하고 있다. ●파인먼·도킨스 교수 등 유명 연구자들도 동참 20세기 중·후반부터는 왕립연구소 연구원들뿐만 아니라 영국 바깥의 최고 연구자들도 강연자로 나서고 있다. 대표적인 강사로 아인슈타인의 뒤를 잇는 20세기 최고의 물리학자로 꼽히는 리처드 파인먼(1919~1988) 교수, 저서 ‘코스모스’로 유명한 천문학자 칼 세이건(1934~1996) 박사, ‘이기적인 유전자’로 대표되는 진화학자 리처드 도킨스(75) 영국 옥스포드대 석좌교수 등이 있다. 특히 1977년 강연자로 나선 세이건 박사는 우주의 확장과 빅뱅, 태양계 세 번째 행성인 지구의 환경에 대한 강연을 해 우주에 대한 관심사를 높였고 1991년 강연자로 나선 도킨스 교수는 강연장에 실제 동물을 비롯해 다양한 야생현장의 모습을 재현해 진화를 설명하고 ‘은하수를 여행하는 히치하이커를 위한 여행서’를 쓴 작가 더글러스 애덤스를 초청해 화제를 불러일으키기도 했다. ●올해 펑 박사 우주 강연… 28~30일 BBC 방영 올해 크리스마스 강연자로는 유럽우주국(ESA)과 미국항공우주국(NASA)에서 국제우주정거장(ISS) 프로그램에 참여한 우주 및 극한환경 의학자 케빈 펑(45) 박사가 나섰다. 펑 박사는 지난 18일 ‘우주에서 어떻게 살아남을 것인가’라는 제목으로 강연을 했으며, 이 강연은 오는 28~30일 BBC에서 다큐멘터리로도 방영될 예정이다. 펑 박사는 이번 강연에서 지구에서 성층권 등 저궤도와 우주 바깥의 특이한 상황에서 사람이 살아남기 위해서는 과학적, 공학적, 의학적으로 어떤 조치를 취해야 하는지에 대해 강연했다. 지상 400㎞ 높이, 중력 제로에 가까운 상태에서 시속 2만 8163㎞로 움직이는 유인우주선에서 우주인의 뼈와 근육은 매우 약한 상태가 되고, 산소 포화도도 약해지기 때문에 우주선과 우주복은 지상과 비슷한 상태로 만들어주는 것이 무엇보다 중요하다. 펑 박사는 이때 필요한 과학기술적 장치와 우주의학에서는 무엇을 다루는지에 대해서 설명했다. 김승환 한국과학창의재단 이사장은 “영국왕립연구소의 크리스마스 강연은 수많은 과학대중강연의 시초이자 모델”이라며 “현재 우리나라에서는 과학이 단순히 마니아들의 전유물이거나 청소년들의 교육 소재라는 한계에 머물러 있는데, ‘과학기술은 모두가 즐길 수 있는 것’이라는 생각의 전환이 필요하다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

2014년 전 세계에 발표된 논문은 146만 5814편에 달한다. 이 숫자는 SCI급 저널에 실린 과학분야 논문에 한정된 것이기 때문에 비SCI 저널에 실린 논문을 비롯해 사회과학논문과 예술 및 인문과학논문까지 포함하면 그 숫자는 상상할 수 없을 정도로 늘어난다. 연구자가 자신의 성과를 대외적으로 알리는 대표적인 수단이 논문이다. 이런 이유로 많은 연구자는 좋은 논문, 영향력 있는 논문을 쓰고 싶어 한다. 그렇지만 톱 100위에 드는 우수한 논문을 쓰는 것은 생각만큼 쉽지 않은 일이다. 연구자의 대표적인 성과지표인 논문에는 어떤 비밀이 숨어 있을까. 흔히 과학논문을 이야기할 때 거론되는 ‘SCI’는 학술정보전문 민간기관인 톰슨로이터가 매년 전 세계에서 출판되고 있는 과학기술저널 중 엄격한 전문가 심사를 거쳐 등록된 국제학술지 목록이다. SCI 등록 여부는 전 세계의 학술지 평가기준이 되고 있기 때문에 과학논문의 질뿐만 아니라 국가 및 기관 간 과학기술 연구수준을 비교하고 연구비 지원, 학술상 심사, 학위인정 등의 자료로 활용된다. 이 때문에 많은 연구자는 SCI 지수가 높은 우수한 저널에 논문을 발표하고자 하는 것이다. 지난해 세계적인 과학저널 ‘네이처’는 학술정보전문 민간기관인 톰슨로이터의 자료를 바탕으로 1900년부터 2014년 10월까지 나온 과학논문의 첫 페이지만 모아 쌓을 경우 아프리카에서 가장 높은 킬리만자로산(해발 5895m)의 높이에 육박하는 5800m에 가깝다는 분석 결과를 발표했다. 더 놀라운 사실은 이 중 다른 연구자에게 전혀 인용되지 않거나 10회 미만 인용된 논문을 쌓은 높이가 절반을 훌쩍 넘는 4400m나 된다. 반면 1만 2000회 이상 인용된 ‘Top 100’에 속하는 논문을 모아놓은 높이는 1.5㎝에 불과하다. ●2014년에는 17.5%가 제목에 ‘낚시성 단어’ 사용 수백만 건의 논문이 매년 발표되면서 연구자들은 자신의 연구를 더 눈에 띄도록 하기 위해 ‘논문 제목 낚시질’도 서슴지 않는다. 네덜란드 위트레흐트의대 크리스티앙 빈커스 교수팀은 1974년부터 2014년까지 미국 국립의학도서관의 논문데이터베이스인 ‘펍메드’에 등록된 논문을 전수조사한 결과 ‘놀라운’(novel), ‘획기적인’(amazing), ‘혁신적인’(innovative) ‘전례없는’(unprecedented) 등 자극적인 25가지의 형용사들이 제목에 많이 들어가 있다는 연구 결과를 ‘영국의학저널’ 14일자에 발표했다. 특히 1974~1980년에는 이런 단어가 쓰인 논문이 전체 논문의 2%에 불과했지만 2014년에는 낚시성 단어가 제목에 들어간 논문이 17.5%에 이르고 있다는 것이다. 빈커스 교수는 “그동안 많은 연구자가 과학논문은 제목보다는 내용이 중요하다고 생각해 왔지만 최근 1년 사이에 나오는 논문이 140만편 넘게 발간되면서 자신의 성과를 돋보이게 하기 위해 이 같은 제목을 쓰는 것”이라고 설명했다. 지난달 말 ‘과학 영재’로 주목받았던 송유근(17)군이 국제학술지에 발표한 논문이 ‘저작권 위반’에 따른 표절 문제로 철회됐다. 지도 교수인 박석재 한국천문연구원 연구위원의 학회 발표자료(프로시딩) 상당 부분을 그대로 사용했음에도 불구하고 인용 사실을 밝히지 않았다는 이유다. 한국연구재단에 따르면 표절은 다른 연구자의 독창적 아이디어나 논문을 인용하면서 적절한 출처 표시를 하지 않아 제3자에게 본인의 창작물인 것처럼 인식하도록 만드는 행위로 규정하고 있다. 구체적으로는 내용 표절, 아이디어 표절, 번역 표절, 2차문헌 표절, 말바꿔 쓰기 표절, 짜깁기 표절, 논증 구조 표절 등 7가지 기준으로 표절을 판단하고 있다. 말바꿔 쓰기 표절은 다른 사람의 저작물 문장 구조를 일부 변형 또는 단어를 추가하거나 동의어로 대체해 사용하면서도 출처를 표시하지 않거나 일부만 하는 경우를 말한다. 짜깁기 표절은 출처를 표시하지 않고 다른 사람의 저작물을 조합해 활용하거나 자신과 다른 사람의 문장을 결합하는 표절이다. 논증 구조 표절은 구체적인 연구대상이나 문장은 다르더라도 결론 도출 방식 등 논리전개구조를 다른 사람의 저작물에서 그대로 사용하면서 출처를 밝히지 않는 것을 말한다. ●전체 33쪽 중 24쪽이 ‘저자 이름’으로 채워진 경우도 톰슨로이터에 따르면 1980년대까지는 100명 이상 공동 저자가 참여한 논문은 거의 없었지만 2009년 이후 100명이 넘는 저자가 등재된 과학논문이 눈에 띄게 늘고 있다. 지난 5월 물리학 분야 국제학술지 ‘피지컬 리뷰 레터스’에는 5154명이 저자로 참여한 힉스입자 검출 실험 관련 논문이 실렸는데 전체 33쪽 중 24쪽이 저자 이름만으로 빼곡히 채워졌다. 논문의 저자는 연구에 중요한 역할을 한 연구자를 1저자로 하고 2저자, 3저자 순으로 배열하되 연구를 주도한 1저자가 여러 명일 경우는 알파벳 순서로 배열하는 것이 일반적이다. 과학논문에서 일반적으로 적용되는 영국의 출판윤리위원회(COPE)의 저작권 가이드라인에 따르면 가장 앞에는 연구에 기여도가 가장 큰 사람으로 배치하고 ‘공동 저자의 공동결정’에 따라 순서를 정하면 된다는 것이다. 이렇듯 저자 간 합의만 이뤄지면 순서를 정하는 것은 큰 문제가 되지 않기 때문에 외국의 일부 논문 저자는 종신 교수직(테뉴어)을 얻을 가능성에 따라 저자 순서를 정하거나 저자끼리 볼링이나 크로켓 등 스포츠 경기를 열어 순위에 따라 1저자를 정하기도 한 것으로 알려져 있다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

스위스 로잔의 국제경영개발원(IMD)은 매년 세계경쟁력연감을 펴내 부문별 국가경쟁력 순위를 발표하고 있다. 2014년 연감에서 한국은 60개 조사대상국 중 과학경쟁력은 6위, 기술경쟁력은 8위를 기록하고 있다. 경제협력개발기구(OECD) 국가의 평균 연구개발(R&D) 투자 규모에서 우리나라는 미국과 중국, 일본, 독일에 이어 다섯 번째로 R&D 투자가 많다. 그렇다면 우리나라 과학기술 분야 논문의 수준은 어느 정도일까. 미래창조과학부의 ‘과학기술논문(SCI) 분석 결과’에 따르면 1970년대 이후 정부를 비롯해 전체 R&D 투자가 확대되면서 국내 연구자의 SCI 논문 숫자도 꾸준히 늘고 있는 것으로 나타났다. ●전 세계 점유율 3.64%… ‘1위’ 美의 7분의1에 불과 2013년 기준 논문 발표 건수와 점유율로 한국은 전 세계 12위를 기록하고 있다. 우리나라 논문의 점유율은 3.64%로 전 세계 논문 점유율이 가장 높은 미국(27.01%)의 7분의1에 불과하다. 15.64%로 2위를 차지하고 있는 중국과 비교해도 4분의1 수준이다. 연구 분야별 논문 수를 보면 22개 표준 분야 중 세계 10위권에 드는 분야는 10개 분야에 불과하다. 재료과학이 3위, 공학이 4위, 컴퓨터과학이 5위, 화학과 약리학 분야가 8위 수준의 논문 수를 기록했다. 기초과학 분야 중 하나인 물리학은 10위, 수학은 11위 수준의 논문을 내고 있는 것으로 나타났다. ●다른 연구자 인용 순위 15위… 우수한 것 적다는 의미 다른 연구자가 해당 논문을 얼마나 인용하고 있는지를 보여줌으로써 논문의 질적 수준을 평가하는 지표인 피인용수 상위 1% 논문의 숫자는 2004년 149편에서 2013년 451편으로 늘어났지만 순위에서는 15위에 머물고 있다. 다른 연구자에게 인용될 만큼 우수한 논문이 상대적으로 적다는 의미다. 국내에서 나오는 논문의 10편 중 7편은 대학에서 나오고 있으며 10편 중 1편 정도가 기업이나 민간연구기관에서 나오고 있다. 이렇듯 과학논문이 주로 대학에서 나오다 보니 대학이 가장 많은 서울이 가장 많은 논문을 내는 지역이고 경기도와 대전, 부산, 경북 순으로 나타나고 있다. 전문가들은 논문의 양적 성과에 비해 질적 수준이 떨어지는 이유는 정부는 물론 대학이나 연구기관의 평가 기준이 지나치게 정량적 평가에 초점이 맞춰져 있기 때문이라고 지적하고 있다. ●“숫자에 집착하는 양적 평가지표 없애는 과감한 정책 필요” 이덕환 서강대 화학과 교수는 18일 “1970년대부터 정부나 대학의 모든 연구평가 지표가 양적 성장에 집중돼 있었기 때문에 상대적으로 질적인 부분에 소홀할 수밖에 없었던 것이 사실”이라며 “매년 10월만 되면 기초과학 수준이 이웃 일본보다 떨어진다고 아우성인데 지금처럼 연구자에게 논문 숫자로 평가하는 시스템에서는 질적 수준이 절대 높아질 수 없는 만큼 현재 논문 숫자에 집착하는 양적 평가지표를 없애버리는 과감한 과학기술 정책의 변화가 필요하다”고 말했다. 정부 R&D 투자의 상당 부분을 차지하는 미래부 역시 이런 학계의 지적에 동의하고 정성적 평가에 무게중심을 옮기겠다는 입장을 밝히고 있다. 미래부 관계자는 “SCI 논문의 양적 증가에 비해 질적 수준은 그에 못 미친다는 지적이 많은 만큼 SCI 논문 숫자 중심 평가 폐지와 정성적 평가 강화 등 평가체계 개선을 통해 질적 성과도 높일 수 있도록 할 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

이산가족이나 어릴 때 잃어버린 자녀의 변화된 얼굴 모습을 예측할 수 있는 얼굴 에이징 기술, 잘 휘어지고 복원력이 뛰어나 임플란트 등 인공생체재료로 활용할 수 있는 친환경 금속소재, 기존 항암제의 부작용이 없고 효율이 높은 대장암 치료제…. 올해 정부출연 연구기관이 내놓은 대표적인 연구 성과들이다. 국가과학기술연구회는 16일 서울 서초구 양재동 더케이호텔에서 ‘2015 출연연 연구성과 발표회 및 토론회’를 열고 25개 정부출연연구기관이 올해 수행한 대표적인 10대 연구 성과를 발표했다. 10개 연구 성과는 46개 후보 연구 성과를 대상으로 서면평가와 발표평가를 통해 선정됐다. 한국과학기술연구원(KIST) 영상미디어연구단 김익재 박사팀이 개발한 ‘3차원 몽타주 및 얼굴 에이징 기술’은 세계 최고 수준의 몽타주 시스템이라는 평가를 받고 있다. 이 기술은 얼굴 특징과 나이 관계를 함수로 만들어 연령대에 따라 얼굴의 변화를 보여줘 어릴 적 실종된 아이의 사진에서 현재의 모습을 예측할 수 있게 해 장기실종 사건이나 미아찾기에 활용될 수 있다. 또 미제 사건에서 범인 얼굴의 현재 모습도 추정할 수 있기 때문에 범죄 수사에도 도움을 줄 수 있는 기술로 평가받고 있다. 한국항공우주연구원이 개발해 지난 3월 26일 발사한 ‘다목적실용위성(아리랑위성) 3A호’는 상용위성 중 세계 최초로 고해상도 중적외선 센서를 탑재해 지난달 30일부터 본격적인 영상정보 서비스를 제공하고 있다. 특히 55㎝급 광학영상과 5.5m급 적외선영상은 세계 최고 수준으로 공공안전, 자연재해 감시, 환경오염 측정, 해수면 온도변화 등 다양한 분야에 활용될 것으로 예상된다. 한국식품연구원에서는 해양식물인 해조류를 이용해 수면장애를 치료하는 기능성 소재를 개발, 한국화학연구원에서는 기존의 대장암치료제의 단점을 보완한 신개념 항암제 후보물질인 ‘탄키라제’를 개발해 10대 기술로 선정됐다. 윤석진 연구회 융합연구본부장은 “정부출연연구기관이 사회문제 해결을 위한 도전과제에 집중하고 기초, 미래 선도형 기술에 대해서는 선택과 집중을 해 연구할 수 있도록 지원을 아끼지 않을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

목요일 서울 아침 기온이 영하 6도까지 떨어지는 등 동장군의 기세가 강해진다. 기상청은 16일 “중국 중부지방에 위치한 대륙고기압의 영향으로 북서쪽에서 찬 공기가 남하하면서 올 들어 가장 추운 날씨를 보일 것”이라고 밝혔다. 17일 아침 최저기온은 영하 9도~0도, 낮 최고기온은 0~6도가 되겠다. 서울의 아침 기온은 전날보다 3도 더 떨어진 영하 6도, 낮 기온은 영상 1도에 머물겠다. 바람이 강하게 불어 실제 느끼는 체감 온도는 서울의 경우 영하 10도까지 떨어지는 등 하루 종일 영하권에 머물 것으로 예보됐다. 18일 서울 아침 기온도 영하 6도를 기록해 이번 추위가 절정에 이를 것으로 기상청은 내다봤다. 서해상에서 만들어진 눈구름대의 영향으로 전라남북도 서해안과 제주도에 17일 새벽부터 눈 또는 비가 오다가 늦은 오후에 대부분 그치겠다. 충청남도에도 산발적으로 눈이 날리는 곳이 있겠다. 예상 적설량은 제주도 산간은 5~20㎝, 전북도, 전남서해안, 충남서해안은 3~8㎝, 그 밖의 지역은 1~5㎝로 예상된다. 기상청 관계자는 “전국이 영하권으로 떨어지고 바람도 강하게 불어 체감온도가 더욱 낮아지는 만큼 건강관리와 동파방지 등 시설물 관리에 유의해 달라”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

미국 항공우주국(NASA)이 지난 15일 공개한 전 세계 공기오염 수준 위성사진에 서울이 중국 베이징, 미국 로스앤젤레스 등과 함께 최악의 공기 상태에 있는 것으로 나타나 충격을 주고 있다. NASA 연구진은 대기 환경 측정 위성인 ‘아우라’를 통해 2005년부터 2014년까지 세계 195개 도시의 이산화질소 농도를 추적한 결과 중국 베이징과 광저우의 평균 이산화질소 농도가 19.9, 일본 도쿄 19.2, 미국 로스앤젤레스 18.9였으며 서울은 중국 상하이와 함께 18.6으로 나타났다고 발표했다. NASA 연구진이 이산화질소 농도를 이용해 대기질 평가를 한 것은 다른 대기오염 물질보다 위성을 이용해 비교적 간단하게 측정할 수 있기 때문이다. 김용표 이화여대 화학신소재공학부 교수는 16일 “이산화질소와 미세먼지, 황사 등은 위성을 활용해 다른 오염물질보다 상대적으로 쉽게 관측할 수 있기 때문에 많은 연구자가 대기오염 지표 연구에 많이 활용한다”고 설명했다. 이산화질소는 경제활동 정도와 이에 따른 대기오염 수준을 보여주는 지표 중 하나다. 상온에서 적갈색의 반응성이 큰 이산화질소는 일산화질소가 대기 중에서 산소와 반응해 만들어진다. 이렇게 만들어진 이산화질소는 대기 중에서 포름알데하이드 같은 휘발성유기화합물(VOCs)과 만나 햇빛을 받으면 광화학 반응을 일으킨다. 이를 통해 오존 등 대기오염 물질을 만들어 광화학 스모그를 유발하는 주요 원인이 된다. 김 교수는 “이산화질소는 미세먼지나 황사처럼 다른 대기오염 물질과 달리 외부에서 유입되기보다는 해당 지역 내에서 자체적으로 발생하고 소멸하는 경향이 크다”고 말했다. 실제로 이번에 이산화질소 농도가 높은 곳으로 나타난 지역은 대부분 공업 지역이거나 인구밀도와 자동차 이용률이 높은 곳들이 많다. 전권호 환경부 기후대기정책과 사무관은 “이산화질소 농도는 자동차가 많은 나라들의 경우 일반적으로 높게 나타나고 있다”며 “대기질 측정 요소 중 하나인 이산화질소 농도가 높다고 해서 해당 지역의 전체 공기질이 나쁘다고 볼 수는 없다”고 말했다. 전문가들은 “NASA의 분석을 보면 미국 동부 지역과 서유럽의 경우도 이산화질소 배출량이 여전히 많은 것으로 나타났지만 2005년과 비교했을 때 많게는 50% 가까이 줄었다”며 “이산화질소 배출량은 친환경 자동차 보급이나 오염물질 배출량을 줄이기 위한 환경규제 등으로도 획기적으로 줄일 수 있다”고 지적했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

우리가 어떤 물체를 볼 수 있다는 것은 그 물체가 스스로 빛을 내거나 외부의 빛을 반사하기 때문이라는 사실은 다들 알고 있겠지. 그렇다면 외부에서 오는 빛을 반사하지 않고 완벽히 흡수해 버리고 자기 스스로 빛을 내는 ‘흑체’(black body)라는 상상 속의 물체를 생각해 보세. 흑체가 내는 빛은 온도에 따라 색깔이 달라진다네. 왜 물체의 온도에 따라 다른 색깔의 빛이 나올까. 이 문제가 바로 19세기 물리학자들을 괴롭힌 그 유명한 ‘흑체복사’ 문제라네.이런 내 소개가 늦었군. 나는 독일 베를린대학에서 이론물리학을 가르치는 막스 플랑크(1858~1947)라네. 당대 최고 학자라는 빌헬름 빈이나 존 윌리엄 레일리, 제임스 진스 등도 흑체복사 문제를 풀려고 했지만 모두 실패했어. 이 사람들은 몰랐겠지만 고전물리학이 이 문제를 해결하는 데 적절하지 않았기 때문이야. 나 역시 몇 년 동안 고민한 끝에 실험과 이론적 예측값이 완벽하게 맞는 공식을 얻었다네. 문제는 에너지가 고전물리학에서 생각했던 것처럼 연속적인 것이 아니라 디지털처럼 불연속적이라는 양자화 조건이 필요하다는 것이었어. 어쨌든 내 이름을 딴 ‘플랑크 상수’가 들어간 에너지 모델을 1900년 12월 14일 베를린과학아카데미 회의에서 발표했다네. 흑체복사 문제를 깔끔하게 설명하는 이 모델이 고전물리학을 뒤흔든 혁명을 가져오고 1918년 노벨물리학상을 안겨 줄 거라고는 상상도 하지 못했어. 양자역학 대부분 공식에 플랑크 상수가 들어가지 않는 게 없을 정도지. 그래서 많은 학자가 12월 14일을 ‘현대 물리학의 시작’, ‘양자혁명의 출발점’이라고 부른다네. 고등학생 때 물리학이라는 학문에 마법처럼 끌렸어. 그래서 뮌헨대 물리학과의 필립 폰 졸리 교수를 찾아가 조언을 구했더니 “물리학은 이제 더이상 발전할 수 없을 거야. 남은 것이라곤 몇 개의 사소한 구멍을 메우는 일뿐이니 다른 학문을 해 보게”라고 하시더군. 나는 “새로운 것을 발견하고 싶지 않고 알려진 것을 이해하는 것만으로도 만족합니다”라고 답했지. 그렇게 시작한 물리학이었는데 양자역학이라는 현대 물리학의 문을 여는 역할을 할 줄은 몰랐다네. 자네한테 비밀 하나 알려 주지. 나는 열역학을 전공한 전형적인 고전물리학자였다네. 양자론도 고전물리학에서 설명할 수 없는 현상을 잘 설명해 주는 하나의 가설 정도로 생각했었다네. 내 생각과 달리 끊임없이 발전하는 양자역학을 보고 있노라니 좀 불편하더군. 양자역학의 기초를 마련한 사람이 양자물리학을 거부했다는 사실은 역설적이지 않나. 그러나 과학은 그렇게 발전해 나가는 거라네. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

월요일 오후부터 내리기 시작한 비가 15일 오전까지 이어지고 비가 그친 뒤 16일부터는 영하의 추운 날씨가 시작된다. 기상청은 14일 “전국이 흐리고 비가 오다가 새벽에 서쪽지방부터 그치고 낮부터 북서쪽에서 찬 공기가 남하하면서 기온이 낮아질 것”이라고 밝혔다. 예상 강수량은 제주도 지역은 5~20㎜, 그 밖의 지역은 5㎜ 내외로 예상된다. 16일 새벽에는 충청남북도와 전북 서해안에서 눈이 시작돼 낮에는 전라남북도와 경상남북도 내륙, 밤에는 제주도까지 확대될 것으로 보인다. 눈은 밤 사이에 대부분 그치겠고 경기 남부 지역의 경우 새벽 한때 눈이 오는 곳이 있겠다. 15일 서울 아침 기온은 3도, 낮 기온은 7도로 평년 기온과 비슷하겠다. 수요일인 16일부터는 중국 북부 지방에서 확장하는 찬 대륙고기압의 영향으로 서울 아침 기온은 영하 3도, 낮 기온은 영상 1도로 떨어질 것으로 기상청은 전망했다. 여기에 하루 종일 강한 바람이 불어 실제 느끼는 체감온도는 영하권에 머물 것으로 예상된다. 추위는 17일과 18일 서울 아침 기온이 영하 6도까지 떨어지면서 절정에 이를 것으로 보이며 다음주 화요일인 22일까지 이어질 것으로 전망된다. 기상청은 찬 공기와 함께 바람도 강하게 불겠다면서 건강관리에 유의해달라고 밝혔다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr