[과학 이야기] 강철보다 강한 유리 나왔다

강철은 물론 지금까지 알려진 어떤 물질보다도 강하고 견고한 유리가 개발됐다고 사이언스 데일리가 보도했다. 로런스 버클리 국립연구소와 캘리포니아 공대 과학자들은 유리 고유의 취성(脆性: 파괴되기 쉬운 성질)과 반대로 작용하는 높은 전단율을 가진 금속인 팔라듐을 합금한 금속 유리를 만들어냈다고 네이처 머티리얼스 최신호에 발표했다. 연구진은 "팔라듐을 함유한 물질은 부피 대 전단율이 높아 충격에 대한 반응으로 광범위한 가소성을 보이며 이 때문에 깨지지 않고 구부러진다"고 설명했다. 유리질 물질은 비결정형 무정형 구조를 갖고 있어 강하지만 균열이 확산되는 것을 막을 구조가 없기 때문에 깨지기 쉽다. 반면 금속의 결정형 구조는 이물질이나 결정입계 같은 미세구조 장애를 갖고 있기 때문에 균열이 확산되지 않게 해 준다. 유리의 취성은 특히 금속성 유리에 심해 아주 작은 충격에도 단일 전단밴드가 형성돼 물질 전체에 확산됨으로써 전체의 파괴로 이어진다. 앞서 연구진은 금속의 두 번째 단계인 결정 단계를 도입함으로써 균열부의 확산을 막는 'DH3'라는 금속유리를 만들었다. 유리의 무정형 구조 안에 스며들어 나뭇가지 모양을 이루는 이 결정단계는 균열이 퍼지는 것을 막는 미세구조 장벽을 형성하게 된다. 연구진은 "이는 무정형 물질에 광범위한 가소성을 더하는 새로운 전략을 사용한 최초의 금속유리 제조 방법이며 이를 바탕으로 앞으로 더 강하고 더 견고한 유리를 만들 수 있을 것"이라고 말했다.

2011-01-24

[과학 이야기] 지구 폭풍 반물질 빔 발견

지구에서 일어나는 강력한 폭풍으로부터 반물질 빔이 방출되는 현상이 우주망원경에 포착됐다고 라이브사이언스 닷컴과 BBC 뉴스가 보도했다. 국내 과학자들은 항공우주국(NASA)의 페르미 감마선우주망원경을 통해 지금까지 한 번도 발견된 적이 없는 이런 현상을 우연히 발견했다고 천문학회 회의에서 발표했다. 이들은 이 현상이 지구 대기권의 폭풍 내부에서 순간적으로 일어나는 번개와 관련이 있는 지구감마선섬광(TGF)으로부터 만들어진 것으로 보고 있다. 감마선은 원자핵 부근을 지나면서 그 에너지를 두 개의 입자 즉 전자와 양전자의 짝으로 전환시킬 수 있다. 전자와 양전자가 전하를 띠고 있기 때문에 이들은 지구 자기장과 정렬해 각각 반대 방향으로 향하는 물질과 반물질 빔을 이루며 먼 거리를 이동할 수 있다. 연구진은 페르미 우주망원경이 우주의 모든 영역으로부터 발생하는 감마선을 포착할 수 있도록 제작돼 있다면서 "페르미의 GBM은 지구로부터 가장 먼 현상인 감마선폭발(GRB)을 포착했고 태양 플레어로부터 나오는 감마선 섬광을 포착한 데 이어 지구에서 나오는 감마선까지 포착했다"고 강조했다. 이들은 "그러나 페르미의 발견 가운데 가장 놀라운 것은 TGF가 감마선 뿐만 아니라 전자의 반물질 짝인 양전자까지 만들어낸다는 것"이라고 말했다. 학자들은 이런 현상이 지구뿐 아니라 다른 행성들에서도 일어날 것으로 추측했으나 목성이나 토성 같은 거대한 가스 행성에서는 대기권 깊은 곳에서 폭풍이 일어나므로 반물질 빔이 우주까지 뻗어 나오지는 못할 것이라고 말했다.

2011-01-20

[과학이야기] 어두운 감마선 폭발의 비밀은

감마선폭발(GRB)은 우주에서 빅뱅 다음으로 강력하고 가장 밝은 빛을 내는 폭발로 꼽히지만 일부 GRB는 가시광선 망원경에서 이상할 정도로 어둡게 나타나는데 그 원인이 밝혀졌다고 사이언스 데일리가 보도했다. 독일 막스 플랑크 우주물리학연구소를 비롯한 유럽 및 국내 과학자들은 칠레 라시야에 있는 지름 2.2m의 MPG/ESO(막스플랑크연구소/유럽남부천문대) 망원경으로 이런 GRB들을 관찰한 결과 이들이 어둡게 보이는 것은 지구와 GRB 사이의 먼지 때문임을 밝혀냈다. GRB는 1초 미만에서 몇분 사이에 일어나는 순간적인 현상이지만 여기서 나오는 에너지 복사를 통해 발견되는데 13년 전 천문학자들은 더 약한 빛 즉 잔광이 몇주 심지어 몇년씩 지속되는 것을 관찰했다. 그런데 GRB들은 모두 X-선을 방출하는 잔광을 갖고 있지만 절반 정도만 가시광선을 방출할 뿐 나머지는 어둠에 잠겨 있어 여러가지 추측을 자아냈다. 일부 학자들은 어두운 잔광이 새로운 등급의 GRB에서 나온 것이라고 추정했고 또 다른 학자들은 매우 거리가 멀기 때문이라고 짐작했으며 일부에서는 먼지 때문일 것이라고 설명하기도 했다. 연구진은 "잔광을 연구하는 것은 GRB가 될 천체들을 이해하고 초기 우주의 별 형성 과정에 대해 이들이 시사하는 것을 이해하는데 필수적"이라고 발견의 중요성을 강조했다. 연구진은 항공우주국(NASA)의 스위프트 망원경 자료와 MPG/ESO 망원경에 부착된 GROND(감마선폭발 광학 및 근적외선 검출기) 자료를 종합해 광범위한 파장에서 잔광을 정확히 측정할 수 있었으며 이를 이용해 빛이 지구까지 오는 동안 지나온 먼지의 양을 알아낼 수 있었다.

2011-01-13

[과학 이야기] 세게최대 중성미자 관측소 완공

세계 최대의 중성미자 관측소가 지난 18일 남극 분지에서 마침내 완공됐다고 사이언스 데일리가 보도했다. 국립과학재단(NSF) 아문젠-스콧 남극기지 내에 세워진 아이스큐브 뉴트리노 관측소는 미국과 벨기에 독일 스웨덴의 출연으로 세워졌으며 여기서 나온 자료는 바베이도스와 캐나다 일본 뉴질랜드 스위스 영국의 과학자들로 이루어진 보다 큰 규모의 아이스큐브 협력단에 의해 분석된다. 지리적 남극에 세워진 아이스큐브 주탐지기는 깊이 1450~2450m의 구멍 86개와 모두 5천160개의 광학 센서가 촘촘히 들어찬 1㎞ 크기의 얼음 덩어리로서 중성미자와 물분자의 원자핵 사이에 일어나는 희귀한 충돌 현상을 기록하게 된다. 이 사업을 주도하는 위스콘신 주립대 연구진이 설계하고 건설한 강화 열수 드릴은 두께 2000m 이상의 얼음을 이틀 안에 뚫을 수 있다. 뜨거운 물로 얼음이 깨끗하게 뚫린 뒤에는 광학 센서를 케이블 끈에 연결해 수심 1450~2450m의 캄캄한 물속으로 내려보낸다. 각각의 끈에는 깊은 부위에 60개씩의 센서가 달려있으며 4개의 센서는 얼음 밖으로 노출돼 있는데 이런 구멍 86개가 아이스탑 장비를 구성한다. 아이스탑은 아이스큐브 탐지기와 함께 관측소를 구성하게 된다. NSF 남극사업국의 칼 어브 소장은 "아이스큐브는 기초 천체물리학 연구를 위한 장엄한 관측소일 뿐 아니라 하나의 목표를 향한 여러 나라의 협력으로만 가능한 야시적인 과학사업"이라고 강조했다.

2010-12-29

[과학 이야기] 거대 빙산들은 어디서 최우 맞나

남극해의 거대한 빙산들이 산산조각나 가라앉는 최후의 장소는 남대서양의 사우스 조지아섬 부근인 것으로 밝혀졌다고 BBC 뉴스가 보도했다. 영국 개방대학의 마크 브랜든 박사가 이끄는 연구진은 남극대륙 북쪽에 위치한 길이 170㎞의 이 섬을 둘러싼 얕은 대륙붕이 거대한 빙산들의 무덤으로 밝혀졌으며 빙산들이 부서져 녹으면서 수십억t의 담수를 바다에 쏟아부어 해양 생태계에 큰 영향을 미친다고 지구물리학연맹 회의에서 발표했다. 빙산이 녹은 막대한 양의 담수가 유입되면 이 지역 동물 먹이사슬까지도 변화할 정도로 극적인 영향을 미치는 것으로 나타났다. 이들 빙산의 규모는 어마어마해 지난 2004년에 나타난 무게 300기가톤의 A-38 빙산은 두 개로 갈라진 뒤 다시 무수히 많은 작은 빙산으로 부서졌으며 이렇게 작은 빙산조차도 막대한 양의 담수를 바다에 쏟아붓고 있는 것으로 밝혀졌다. 연구진은 사우스 조지아섬 근해 수심 수백m 지점에 과학기구들을 설치해 바닷물의 온도와 염도 점도 등 물리적 특성과 플랑크톤 밀도 등을 조사했다. 이 섬의 대륙붕은 해안에서 50㎞ 이상 펼쳐져 있고 평균 수심은 200m인데 거대 빙산들이 섬으로 다가오면서 서서히 부서져 가라앉는 것으로 밝혀졌다. 학자들은 남극대륙에서는 먼지나 바위 파편들이 녹으면 양분 역할을 해 먹이사슬의 최저층인 해조류나 규조류를 풍성하게 만들지만 사우스 조지아섬에서는 오히려 부정적인 역할을 한다고 지적했다. A-38의 경우 펭귄과 물개 새들의 먹이가 되는 크릴 새우가 줄어드는 해에는 해변에 죽은 새나 동물 새끼들이 목격되기도 했다고 연구진은 밝혔다.

2010-12-23

[과학 이야기] 탄소 주성분 행성 첫 발견

탄소가 주성분인 초고온의 거대한 행성이 발견돼 행성의 다양성과 형성 방식에 대한 기존 개념을 바꿔놓게 됐다고 스페이스닷컴이 보도했다. 프린스턴 대학의 니쿠 마두수단 박사가 이끄는 연구진은 지난 2008년 지구로부터 1200광년 떨어진 마차부자리에서 발견된 거대한 가스행성 WASP-12b의 대기를 분석한 결과 주성분이 탄소로 밝혀졌다고 네이처지에 발표했다. 연구진은 산소보다 탄소가 많은 행성의 첫 발견은 다이아몬드나 흑연으로 이루어진 암석질 행성이 존재할 가능성을 말해주는 것이라고 지적했다. 우리 태양의 산소 대 탄소 비율은 2:1이며 우리 태양계의 어떤 행성도 탄소가 산소보다 많지는 않은 것으로 알려져 있는데 이는 주요 산소 함유 물질인 물이 대기권 깊이 묻혀있기 때문이다. 그러나 WASP-12b에는 수증기는 훨씬 적은 대신 탄소를 함유한 메탄 성분이 예상보다 100배 이상 많은 것으로 나타났다. 이 행성의 질량은 목성보다 1.4배 크며 중심별과의 거리가 지구-태양간 거리의 2%에 불과할 정도로 가까워 낮시간대 온도가 2300℃가 넘는 것으로 밝혀졌다. 연구진은 WASP-12b가 우리 태양계의 행성과는 아주 다른 물질로 이루어져 있는 것으로 보이며 이에 따라 학자들은 앞으로 외부 행성을 찾을 때 고정관념을 버리고 열린 자세를 가져야 할 것이라고 강조했다. 마두수단 박사는 "외부행성 탐사에 나선지 15년이 지난 지금 우리는 행성들이 얼마나 다를 수 있는지 겨우 이해하기 시작했을 뿐"이라고 강조했다.

2010-12-22

[과학 이야기] 지구핵에 새로운 층 있다

지구 자기장의 비밀을 이해하는 단서가 될 수 있는 지구핵의 새로운 층이 발견됐다고 MSNBC 뉴스가 보도했다. 영국 브리스톨 대학과 일본 규슈대학 연구진은 지구핵의 맨 바깥층에서 산소와 황 등 가벼운 원소가 밀집해 있는 새로운 구조의 존재를 확인했다고 네이처지에 발표했다. 지구핵의 주성분은 철이며 지름 약 2400㎞의 고체형 내핵을 두께 약 2240㎞의 액체형 외핵이 둘러싸고 있는 형태이지만 산소와 황 등 보다 가벼운 원소도 소량 섞여 있는 것으로 알려져 있다. 과학자들은 내핵이 오랜 시간에 걸쳐 결정화하는 과정에서 가벼운 원소들이 밀려 나왔을 것이며 이것들이 액체형 외핵을 뚫고 바깥 쪽으로 이동했을 것으로 생각해 왔다. 연구진은 이를 통해 지구 자기장과 관련된 수수께끼를 푸는데 도움이 될 수 있을 것이라고 말했다. 30억년 동안이나 활동하고 있는 자기장의 동력원이 무엇인지는 학자들의 오랜 숙제였는데 연구진은 이 새로운 층의 발견으로 가장 타당성있는 해결책을 찾았다고 보고 있다. 즉 내핵에서 나온 경량원소가 이른바 '중력 잠재에너지'를 자유롭게 해 준다는 것이다. 가벼운 액체가 위로 상승하면서 에너지를 밀어 내려 핵 내부의 금속 흐름을 움직이게 하고 이 흐름이 다시 자기장을 움직이게 만든다는 것이다. 연구진은 앞으로 일어날 지진을 보면 이 외핵 최외곽 구조를 더욱 잘 알 수 있게 될 것이라면서 "중국과 인도 미국 등지에 구축된 새로운 지진 네트워크가 보다 큰 규모의 자료를 제공할 것"이라고 기대를 표시했다.

2010-12-21

[과학 이야기] 대왕고래, 한 입에 50만칼로리 꿀꺽

지구상에서 가장 큰 동물인 대왕고래가 한 입에 먹는 먹이의 총열량은 45만7000칼로리나 되며 바로 이런 특성이 거대한 몸집을 설명해 준다는 최신 연구가 나왔다고 라이브사이언스 닷컴과 BBC 뉴스가 보도했다. 대왕고래를 비롯한 일부 고래들은 한 번에 엄청난 양의 물을 들이마신 뒤 뻣뻣한 케라틴질 수염으로 크릴새우 등 먹이를 걸러 먹는데 캘리포니아대학 연구진의 조사에 따르면 대왕고래는 먹이를 먹기 위해 한번 입을 벌리는데 소모되는 양보다 240배나 많은 에너지를 단 한 입에 섭취하는 것으로 나타났다. 연구진은 고래의 몸에 부착한 센서와 물리학 모델을 이용해 2002~2007년 사이 200차례의 자맥질을 관찰한 결과 대왕고래가 한 입에 머금는 물의 양이 제 몸 크기와 맞먹는다는 사실을 발견했다고 실험생물학 저널 최신호에 발표했다. 이는 몸무게 90t의 대왕고래가 한 입에 들이마시는 물이 90t이나 된다는 것을 의미한다. 고래는 자맥질 한 번에 11분을 물 속에 머무를 수 있으며 한번 물 속에 들어가면 6번 먹이를 먹을 수 있는 것으로 밝혀졌다. 연구진은 박물관에 소장된 고래 뼈를 통해 한 입에 머금을 수 있는 물의 양을 측정하고 여기에 물 속의 크릴 밀도를 따져 한 입에 45만7000칼로리가 들어 온다는 것을 계산해 냈다.

2010-12-19

[과학 이야기] NASA '종 미생물' 발표…비판 도마에

가주 모노 호수에서 비소를 먹고사는 미생물이 처음 발견됐다는 항공우주국(NASA)의 발표는 외계 생명 추적에 막대한 영향을 미치는 획기적인 발견으로 보도됐지만 이 분야 정상급 과학자들로부터 혹독한 비판을 받고 있다고 영국의 데일리 메일 온라인판이 보도했다. NASA 발표의 근거가 된 연구 논문을 읽은 학자들은 이른바 새로운 '발견' 과정의 과학에 심각한 결함이 있다고 비판했다. NASA 발표에 따르면 과학자들은 이 미생물을 실험실에서 배양하면서 인 성분을 제거하고 비소로 대체했으며 결국 이 미생물에는 인 성분이 없고 이것이 비소와 산소를 먹고산다는 결론을 내렸다. 그러나 비판론자들은 이 실험에서 여러 차례 간단한 절차들이 지켜지지 않아 연구의 타당성에 의심을 사게 됐다고 지적했다. 하버드대 미생물학자 알렉스 브래들리는 블로그에서 DNA를 물에 담갔는데 살아남았다는 것은 인이 있는 증거라고 주장했다. 비소가 물에서 분해되기 때문이라는 것이다. 지난 1996년 NASA는 화성 미생물의 흔적이 남아있는 바위를 발견했다고 전격 발표하면서 관련 사진까지 공개해 흥분을 자아냈다. 그러나 다른 과학자들이 이 운석 표본의 오염 가능성을 제기하면서 암석이 우주로 분출됐을 때 발생한 고열로 인해 미생물로 오인될 수 있는 광물질 구조가 생겼다고 주장해 흥분은 한바탕 소동으로 그쳤다.

2010-12-16

[과학 이야기] 無에서 물질-반물질 생성 가능

일정한 조건만 충족되면 아무 것도 없는 상태에서 무언가를 만들어낼 수 있다는 획기적인 사실이 이론적으로 입증됐다고 사이언스 데일리가 보도했다. 국내 연구진과 프랑스 과학자들은 초강력 레이저빔과 길이 3.2㎞의 입자 가속기만 있으면 진공을 기본 물질과 반물질 요소로 분리할 수 있으며 이에 따른 연쇄반응으로 입자와 반입자들이 계속 생성될 수 있음을 보여주는 새로운 공식을 개발했다고 물리학 리뷰 저널에 발표했다. 이들은 이 연구의 핵심은 "진공은 무(無)가 아니다"라는 개념이라면서 "물리학자 폴 디랙의 이론에 따르면 진공은 물질과 반물질 입자와 반입자의 결합이다. 이들은 높은 밀도로 뭉쳐 있으나 관찰 가능한 효과가 완전히 상쇄되기 때문에 우리가 인식하지 못하는 것"이라고 지적했다. 연구진은 "물질과 반물질은 정상적인 조건에서 접촉하면 서로를 파괴하지만 강력한 전자기장에서는 이런 상쇄작용이 새로운 입자의 기원이 될 수도 있다. 상쇄의 과정에서 감마선 광자들이 나타나고 이는 새로운 전자와 양전자를 생성할 수 있다"고 설명했다. 감마선 광자는 빛의 고에너지 입자이며 양전자는 전자와 같은 성질을 갖고 있지만 정반대로 양의 전하를 가진 반전자이다. 이번에 발표된 공식은 이 연구를 한 걸음 더 발전시켜 강력한 레이저장이 입자가속기에 투입된 것보다 많은 입자를 만들 수 있음을 보여준 것이다. 이들은 이런 이론을 입증할 소규모 도구를 개발했다고 밝히고 이 연구는 핵융합 반응으로부터 청정 에너지를 생산할 수 있는 관성봉입융합에 이용될 수 있을 것이라고 밝혔다.

2010-12-15

[과학 이야기] 우리 곁에 '그림자 생물권' 있을지도

인 대신 비소를 먹는 낯선 미생물이 극한 조건의 호수에서 발견됐다는 항공우주국(NASA)의 발표와 때를 같이해서 과학진흥협회(AAAS) 회의에서도 생명체에 대한 종전의 개념을 바꿔야 한다는 학자들의 주장이 제기됐다고 BBC 뉴스가 지난 2일 보도했다. 애리조나 주립대(ASU)의 폴 데이비스 교수는 시카고에서 열린 AAAS 심포지엄에서 "'그림자 생명체'가 비소 성분이 들어 있는 호수나 들끓는 심해 열수구에 숨어 있을 수도 있다. 화성까지 갈 것도 없이 이들은 바로 우리 코앞에 어쩌면 우리 코 안에 살고 있을 수도 있다"고 말했다. 그는 그러나 우리를 구성하는 탄소와 수소 산소 질소 인 대신 다른 원소를 사용 보다 극적인 차이를 보이는 생명체가 존재할 가능성도 있다면서 "인의 역할 중 대부분은 비소가 할 수 있다"고 지적했다. 그는 또 지구와 화성 사이에서는 암석이 오갔으며 이에 묻어 생명체의 교류가 있었을 가능성도 있다면서 "지구상에서 생명체가 단 한 차례 이상 발생했다면 우주 전체에서도 마찬가지일 것"이라고 강조했다. 한편 플로리다 주립대의 스티브 베너 교수는 외계 생명체가 어떤 모습일 지를 알아보기 위해서는 이를 직접 만들어봐야 한다고 주장했다. 베너 교수는 자신의 연구팀이 실제로 인공 생명체 비슷한 것을 만들어 냈다면서 "이는 다윈론적 진화가 가능한 최초의 인공적인 화학 시스템"이라고 말했다. 그는 4개가 아닌 6개의 알파벳으로 구성된 DNA 이중나선구조를 갖고 있는 이것이 비록 자생능력이 없어 먹이를 줘야 하는 존재이지만 진화하고 있는 것은 분명하다고 강조했다. 그는 "생명체에 관한 우리의 개념이 지나치게 지구중심적"이라면서 "우리가 자생능력이 있고 다윈론적 진화가 가능한 화학 시스템이라 해서 이것이 보편적인 생명체의 개념을 의미하지는 않는다"고 말했다.

2010-12-14

[과학 이야기] 수퍼지구 대기 첫 분석

국내 과학자들이 이른바 '수퍼지구'로 분류된 외부행성의 대기를 처음으로 분석하는 성과를 올렸으며 이는 장차 생명체가 서식할 수 있는 외부행성을 구별하는 획기적인 진전이 될 것이라고 과학 웹사이트 스페이스 닷컴과 AFP 통신이 보도했다. 하버드 스미스소니언 천체물리학 연구소 과학자들은 지구에서 42광년 떨어진 별 GJ 1214를 도는 행성 GJ 1214b의 대기를 분석한 결과 이 행성이 수증기나 두꺼운 연무로 덮여 있으며 우리태양계의 행성 중에서는 해왕성과 가장 비슷한 것으로 나타났다고 네이처지 최신호에 발표했다. 지구보다 크지만 목성이나 토성보다 작은 이 행성은 지난 2009년에 처음 발견된 후 주목을 받아 왔는데 연구진은 이 행성이 지구 기준으로 볼 때 중심별의 정면을 지나가는 기회를 이용해 직접 관찰했다고 밝혔다. 행성이 앞을 지나갈 때 중심별의 빛이 여과되면서 행성의 화학적 물질의 흔적이 남게 되는 현상을 이용한 것이다. 지름은 지구의 2.5배 질량은 6.5배로 밝혀진 이 행성의 대기는 빛의 스펙트럼에 비교적 밋밋하고 특징없는 흔적을 남겼는데 연구진은 "이것이야말로 매우 강력한 제약 즉 이 외부행성의 대기에는 빛 스펙트럼에 뚜렷한 흔적을 남기는 산소가 별로 들어있지 않다는 사실을 의미하는 것"이라고 강조했다. 연구진은 이 행성이 저밀도의 대기 또는 수증기로 덮여 있거나 아니면 다른 화학물질을 차단하는 연무질 구름으로 싸여 있을 가능성이 크다는 잠정적인 결론을 내렸다. 이들은 "최종적인 결과는 아니지만 이는 미래의 연구 방향을 가리키는 매우 중요한 일"이라면서 앞으로 연무층을 뚫고 들어갈 수 있는 적외선 등을 이용해 보다 자세한 관찰을 할 계획이라고 밝혔다.

2010-12-13

[과학 이야기] 생명체 살 수 있는 슈퍼지구 수두룩

우주 공간에는 기존 추정치보다 3배나 많은 별이 있으며 따라서 별 가운데 가장 흔한 유형인 적색왜성의 수도 또 적색왜성 주위를 도는 슈퍼지구의 수도 그만큼 많은 것으로 밝혀졌다고 사이언스데일리와 BBC 뉴스가 지난 1일 보도했다. 예일대의 피터 반 도쿰 교수 주도로 이루어진 최신 연구에 따르면 우주의 별 수는 300000000000000000000000개로 추정되며 지구와 비슷한 생명체 서식 조건을 가진 슈퍼지구의 수도 몇조(兆)개나 되는 것으로 나타났다. 적색왜성은 우리 태양에 비해 질량이 10~20%에 불과하고 비교적 어둡기 때문에 학자들은 지금까지 우리 은하와 인접 은하 아닌 곳에서는 이런 별을 찾아내지 못했고 우주의 별 가운데 얼마나 많은 것이 적색왜성인지도 알 수 없었다. 그러나 연구진은 하와이 케크 천문대의 강력한 망원경을 이용해 5천만~3억광년 거리에 있는 8개의 비교적 가까운 대형 타원은하들 속에서 예상보다 20배나 많은 적색왜성을 발견했다고 네이처지에 발표했다. 연구진은 이번 연구로 우주의 별 수가 늘어난 것뿐 아니라 별들 주위를 도는 행성의 수도 늘어났고 생명체 서식 조건을 갖춘 행성의 수도 그만큼 늘어나게 됐다고 지적했다.

2010-12-12

[과학 이야기] 부메랑 모양 은하 발견

두 개의 거대한 은하가 사주같은 필라멘트 구조로 이어져 마치 부메랑과 같은 모습을 띠고 있는 특이한 은하가 발견됐다고 사이언스 데일리와 스페이스 닷컴이 보도했다. 은하단 사이의 광대한 영역에 걸쳐 흔히 '우주 거미줄'로 불리는 격자 구조를 형성하는 필라멘트는 그 거대한 크기에도 불구하고 눈에 잘 띄지 않아 자세한 연구가 어려웠다. 이 은하는 특이한 전파 적외선 비례를 갖고 있어 마치 등대처럼 두드러져 보였는데 이는 이 은하 중심부의 초거대 블랙홀에서 반대 방향으로 분출하는 두 개의 제트류 때문으로 밝혀졌다.연구진은 뜨거운 가스가 필라멘트를 통과하면서 방향을 잡지 못한 은하를 몰아붙여 형태를 갖추게 만드는 것으로 나타났다면서 이런 현상을 통해 필라멘트 입자의 밀도가 우주 평균 밀도의 100배 가량 된다는 사실을 알게 됐다고 밝혔다. 이는 필라멘트에 관한 기존 X-선 연구 및 슈퍼컴퓨터 시뮬레이션의 예측과도 정확히 일치하는 것으로 이처럼 특이하게 휘어진 모양을 가진 은하들이 우주가스 필라멘트에 길잡이 역할을 해 유인하고 이들 필라멘트는 다시 별 형성 조건이 충족된 영역임을 알리는 역할을 한다는 사실을 시사하는 것이다. 이런 필라멘트에 얼마만한 양의 물질이 들어 있는지 이들이 어떻게 은하단과 상호작용을 하는 지 아는 것은 우주 전반의 진화를 이해하는데 매우 중요한 역할을 할 것이라고 이들은 강조했다. 이 연구는 천체물리학 저널에 발표됐다.

2010-12-09

[과학 이야기] 바이오 LED로 가로수가 가로등 된다

나뭇잎에 바이오 형광물질을 주입해 스스로 빛을 내게 만들어 가로수가 거리를 밝히고 대기중 이산화탄소까지 제거할 길이 열렸다고 ABC 뉴스가 보도했다. 대만 과학자들은 '바이오 LED'라고 불리는 성게 모양의 금빛 형광물질 나노입자를 식물의 잎에 주입해 잎이 스스로 빛을 내도록 하는 데 성공했다고 화학 잡지 나노스케일에 발표했다. 이 실험의 핵심 물질인 금빛 나노입자는 정상적인 환경에서라면 빛을 흡수하는 물질을 빛을 내는 물질로 바꾸는 역할을 한다. 식물의 잎이 녹색을 띠게 하는 엽록소는 빛의 일정한 파장을 흡수하는 것으로 알려져 있지만 자외선 노출과 같은 특정 환경에서는 스스로 빛을 내기도 한다. 즉 40나노미터 정도의 파장을 가진 빛에 노출되면 녹색의 엽록소가 붉은빛을 내게 되는 것이다. 그러나 햇빛이 없는 야간에 자외선 광원을 어디서 구할까 고심하던 연구진은 이 황금빛 나노물질에 눈을 돌렸다. 사람의 눈에 보이지 않는 짧은 빛의 파장이 닿으면 이 나노입자는 활성화돼 보라빛을 내게 되며 이 보라빛이 부근의 엽록소 분자들을 자극해 붉은빛을 내게 만든다는 것이다. 메릴랜드 주립대의 크리샤누 레이 박사는 실험을 가로수용 식물에까지 확대할 수 있을 것이라면서 아직 갈 길이 멀긴 하지만 실험이 성공하면 "가로수가 가로등으로 이용될 수도 있을 것"이라고 말했다.

2010-12-08

[과학 이야기] 빅뱅 이전 사건도 흔적 남겨

우주를 채우고 있는 배경 복사에서 빅 뱅 이전에 일어난 사건들의 증거를 볼 수 있다는 과학자들의 주장이 나왔다고 BBC 뉴스가 보도했다. 영국 옥스퍼드 대학의 저명 물리학자 로저 펜로즈 교수와 아르메니아 예레반 국립대학의 바헤 구르자디안 교수는 배경복사 변화가 비정상적으로 낮은 은하단 주변에 빅 뱅 이전에 일어난 사건들의 흔적이 고리 모양으로 나타난다고 물리학 오픈 액세스 웹사이트 아카이브에 발표했다. 그는 우주 탄생 순간인 빅뱅으로부터 먼 미래까지의 시간을 '이온'(aeon)이라는 용어로 표현하면서 우리의 이온은 계속 이어지는 여러 이온 가운데 하나이며 이전 이온의 먼 미래가 우리 이온의 빅뱅이 됐을 것이라고 주장한다. 연구진은 오늘날 우주를 채우고 있는 우주배경복사에 관한 광범위한 연구 자료를 분석한 결과 빅뱅 이전의 사건들이 남긴 것으로 보이는 증거들을 발견했다면서 이는 자신들의 CCC 이론을 뒷받침하는 것이라고 밝혔다. 이 연구는 이들 은하 중심부의 거대한 블랙홀들이 합쳐지면서 질량의 일부가 엄청난 에너지 분출로 전환됐을 것이며 CCC 이론에 따라 같은 물체가 긴 세월에 걸쳐 한 번 이상 똑같은 과정을 거쳤을 가능성이 있으며 매사건이 바깥으로 향하는 에너지 '충격파'를 방출했을 것이라는 가정에서 출발했다.이 연구에 대해 일부 학자들은 "혁명적인 이론이며 자료도 이를 뒷받침하는 것으로 보인다"면서 배경복사에 관한 정밀한 추가 연구가 필요하다고 지적했다.

2010-12-07

[과학 이야기] 초기 우주는 액체 상태였다

유럽입자물리학연구소(CERN)의 강입자가속기(LHC)에서 실시된 납핵 충돌 실험에 참여한 과학자들은 탄생 직후 우주가 초고온.초고밀도 상태였을 뿐 아니라 뜨거운 액체처럼 활동했음을 발견했다고 사이언스 데일리가 지난달 23일 보도했다. LHC 안에 설치된 4개의 검출기 중 하나인 ALICE(A Large Ion Collider Experiment)의 실험은 납핵을 가능한 최고의 에너지 상태에서 가속시켜 충돌시킨 것으로 실험 결과 믿을 수 없을만큼 뜨겁고 밀도가 높은 원자보다 작은 불덩어리들을 만들어냄으로써 빅뱅 직후 몇 초 사이에 벌어졌을 상황을 재현했다. 납 이온 충돌 실험에서 나온 최초의 결과에 따르면 쿼크-글루온 플라즈마가 기체처럼 행동할 것이라는 예측을 비롯 많은 이론물리학 모델은 유효하지 않은 것으로 밝혀졌다. 이보다 낮은 수준의 에너지 상태에서 실시된 국내 실험에서 핵충돌로 형성된 뜨거운 불덩어리가 액체처럼 행동하는 것으로 나타났음에도 불구하고 많은 학자들은 보다 큰 에너지 상태에서는 쿼크-글루온 플라즈마가 기체처럼 행동할 것으로 예측했다. 충돌실험에서 만들어진 불덩어리는 극히 짧은 시간동안만 존재했지만 원시 '수프'가 식은 뒤에는 수천개의 입자들이 불덩어리로부터 방출돼 나오는 것을 볼 수 있었으며 학자들은 바로 이런 파편들을 통해 '수프'의 행동에 관한 결론을 내렸다.

2010-12-06

[과학 이야기] 뻐꾸기 탁란능력, 토박이새 못 당해

다른 새의 둥지에 알을 낳는 뻐꾸기들의 탁란 습관은 이들이 다른 새의 알과 모습이 비슷한 알을 낳도록 진화했기 때문에 가능하지만 뻐꾸기의 이런 능력에도 한계가 있다는 연구가 나왔다고 BBC 뉴스가 보도했다. 진화생물학저널 최신호에 실린 연구에 따르면 뻐꾸기는 숙주 새의 알과 비슷한 알을 낳긴 하지만 지역에 따라 약간씩 다른 개개비 알의 모습을 똑 닮을 정도로 모방 능력이 정교하진 않은 것으로 나타났다. 즉 이들이 아주 다른 여러 종의 알을 잘 모방하긴 하지만 단일 종 안에서 일어나는 국지적 차이를 모방하는 능력까지 발달시키지는 못했다는 것이다. 뻐꾸기에 관한 여러 연구에 따르면 뻐꾸기와 개개비에서는 서로 상대를 이기기 위한 '무기경쟁' 공진화가 진행중이다. 개개비는 뻐꾸기의 알을 눈으로 식별해 내는 능력을 진화시켜 왔고 이에 따라 뻐꾸기들은 알의 모습을 개개비 알과 비슷하게 보이도록 적응해 온 것이다. 한편 개개비 수컷은 암컷이 알을 낳고 알을 돌보는 동안 둥지를 적극적으로 지키면서 뻐꾸기의 침입을 막는 것으로 나타났다. 최근 한 연구에 따르면 뻐꾸기들은 알을 낳기 24시간 전 체내부화 과정을 거쳐 숙주 새의 알보다 빨리 깨어나도록 하는 것으로 밝혀지기도 했다. 연구진은 그러나 개개비 알의 국지적 변이가 뻐꾸기의 탁란행위를 막기 위해 진화된 것으로 보이지는 않으며 아마도 환경 요인에 따라 개체군마다 색깔이 약간씩 달라졌을 가능성이 크다고 지적했다.

2010-12-02

[과학 이야기] 언어가 사고·감정 형성에 영향

언어는 우리의 사고와 감정을 전달하는 수단일 뿐 아니라 이런 기능을 유발하기도 하는 것으로 보인다는 새로운 연구가 나왔다고 사이언스 데일리가 지난 17일 보도했다. 하버드 대학 심리학자들은 두 개의 언어를 사용하는 사람들이 서로 다른 민족 그룹을 대할 때 선호도는 이들이 어떤 언어로 선입견이나 편애에 관한 사전 테스트를 받았는지에 따라 영향을 받는 것으로 나타났다고 실험사회심리학 저널에서 밝혔다. 연구진은 피실험자가 컴퓨터 화면이나 헤드폰을 통해 재빨리 스쳐가는 단어들을 일정 범주로 분류하도록 하는 '내재적 연관성 검사'(IAT)를 모로코와 국내 두 곳에서 실시했다. 모로코에서는 아랍어와 프랑스어를 함께 사용하는 집단 국내에는 영어와 스페인어를 사용하는 히스패닉 집단을 대상으로 IAT 검사가 이루어졌다. 그 결과 모로코에서 아랍어로 IAT를 치른 사람들은 다른 모로코인들에 대해 더 큰 호감을 보였으나 프랑스어로 IAT를 치른 뒤에는 이런 차이가 사라졌다. 마찬가지로 스페인어로 IAT를 치른 사람들은 다른 히스패닉에 대해 더 큰 호감을 보였지만 영어로 시험을 치르자 호감도 차이가 사라졌다. 연구진은 "아주 짧은 시간동안 같은 시험을 치른 같은 사람이 이처럼 다른 결과를 보인 것은 충격적"이라면서 "이는 마치 친구에게 영어와 프랑스어로 아이스크림을 좋아하느냐고 물을 때 각각 다른 답이 나오는 것과 마찬가지"라고 말했다.

2010-11-29

[과학 이야기] 350만년전 석기 자국은 동물 흔적

원시 인류가 340만년 전에 이미 석기를 사용한 증거가 발견됐다는 최근 연구에 대해 스페인 연구진이 "석기 사용의 증거로 제시된 것은 동물의 흔적"이라는 반론을 제기했다고 BBC 뉴스가 지난 16일 보도했다. 도밍게스-로드리고 박사가 이끄는 스페인 콤플루텐세 대학 연구진은 "석기로 인해 생긴 자국은 동물이 마찰성 바닥에 놓인 뼈를 밟고 지나갈 때 생긴 것과 형태가 같다"는 내용의 논문을 국립과학원회보(PNAS)에 발표했다. 앞서 지난 8월 독일 막스 플랑크 진화인류학 연구소의 새넌 맥퍼런 박사 등 연구진은 에티오피아의 디키카 지역에서 발견된 암소만한 동물의 갈비뼈와 염소만한 사슴의 넓적다리뼈에 나 있는 자국은 뼈에서 살을 발라내기 위해 사용된 석기의 흔적이라고 주장하는 연구결과를 네이처지에 발표했다. 340만년 전은 '루시'로 알려진 이 시기의 유일한 호미닌(인간과 침팬지를 아우르는 영장류)인 오스트랄로피테쿠스 아파렌시스와 같은 연대에 속하는 것이다. 이런 반론에 대해 맥퍼런 박사는 "동의하지는 않지만 과학이니만큼 토론은 좋다. 환영한다"는 반응을 보였다. 그는 그러나 스페인 연구진이 사진이 아닌 실물 뼈를 조사했어야만 한다면서 자신들이 네이처지에 발표한 연구는 동물의 흔적에 의한 것일 가능성을 배제한 "명백한 석기 사용의 증거"라고 강조했다.

2010-11-24

미주중앙일보 - 미주 최대 한인 뉴스 미디어