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박종진의 과학 이야기 - 우주 식민지

혹독한 일제 강점기를 겪은 우리 민족에게 식민지란 말은 거부감이 있다. 그래도 미래 어느 날 인류가 지구 밖 천체에 살게 되면 그곳은 자동으로 지구의 식민지가 된다. 지금 우리 눈에 들어온 우주 식민지 후보는 달과 화성인데 달까지는 로켓으로 3일이면 가지만, 화성은 최첨단 로켓으로 7달 정도 걸린다고 하니 아직은 넘보기 힘든 곳이다. 달이나 화성 같은 곳에 사람이 살기 위해서는 무엇보다도 숨 쉴 수 있는 공기가 필요한데 다행히 현재 과학기술 수준으로 대량은 아니더라도 그 정도는 만들 수 있다고 한다. 대기가 없으면 기온의 변화가 심해서 달에서 밤에는 섭씨 영하 200도 아래로 내려가고 낮에는 비등점을 웃돈다. 밤낮의 일교차가 섭씨로 300도가 넘는다는 말이다. 물론 현대 과학기술로 실내에 살기 알맞은 온도를 유지하는 것은 충분히 가능하지만, 장기적으로 거주하기 위해서는 일명 테라포밍(지구화)을 해야 하는데 오랜 기간이 걸리는 작업이다. 물은 달 남극에 있는 풍부한 얼음을 녹여 사용할 수 있고 그 물을 전기분해 해서 숨 쉴 수 있는 산소도 만들 수 있다. 달에 건물을 짓기 위해서 지구에서 건축자재를 가져가는 것은 일도 많고 전혀 경제적이지도 않다. 그곳 토양에서 건축에 쓸 수 있는 재료를 찾아 사용하는 방법을 연구 중인데 상당한 성과를 거두었다고 한다. 그런데 문제는 달과 화성은 지구처럼 자기장이 없어서 태양에서 날아오는 태양풍에 그냥 노출된다. 그런 해로운 방사성 물질에 피폭되지 않으려면 두꺼운 콘크리트로 지붕을 덮어야 하는데 쉽지 않은 일이다. 땅속에 굴을 파거나 혹시 있을지도 모르는 천연 지하 동굴을 이용하는 것도 좋은 방법이다. 달도 자기장이 없어서 태양풍이 걸러지지 않고 그냥 달 표면에 떨어져 쌓이다 보니 헬륨-3라는 물질이 곳곳에 널려있다. 헬륨-3는 중수소와 핵융합 반응을 하여 막대한 에너지를 내는 물질인데 중수소는 지구의 바닷물에 풍부하다. 어쩌면 우리의 에너지 위기를 한 방에 해결해 줄 수 있는 자원의 보고다. 게다가 첨단 전자기기에 꼭 필요한 희토류도 달에 많아서 지난 반세기 동안 관심 밖으로 밀려있던 달을 선점하는 것이 중요하게 되었다. 달의 남극 지방은 물을 구하기 쉽고 일교차도 훨씬 적어서 모두 탐내는 곳이 되었는데 놀랍게도 인도가 미국과 러시아 같은 선발 주자를 제치고 2023년 달 남극에 착륙하는 데 성공했다. 2019년 중국이 사상 최초로 달 뒷면에 착륙했고 여기에 일본까지 달에 착륙해서 지금까지 세계에서 그 다섯 나라가 달에 착륙하는 쾌거를 올렸다. 달의 중력은 지구의 1/6 정도밖에 되지 않아서 지구에서 몸무게가 60kg인 사람이 달에 가면 10kg밖에 나가지 않는다. 중력이 약하니까 달을 떠나는 로켓은 당연히 그만큼 연료 소모가 적기 때문에 우주로켓을 발사할 경우 지구에서 발사하는 것보다 달에서 발사는 편이 훨씬 쉽고 경제적이다. 미국은 1969년에 이미 달에 첫발을 디뎠지만, 너무 돈이 많이 들고 안전한 착륙 지점을 확보하는 일이 쉽지 않아서 달 탐사와 개발에 적극적이지 않다가 최근에 달의 중요성이 주목받으면서 다시 달에 관심을 두었지만, 아직 걸음마 단계에 머물러 있다. 오히려 후발 주자였던 중국과 인도가 어떤 부분에 있어서 앞서는 형편이다. (작가) 박종진박종진 이야기 우주 식민지 과학 이야기 현대 과학기술

2025-01-03

[문예마당] 하얀 눈송이

감옥처럼 느껴지는 육신 보이지 않는 경계를 넘어 몸을 풀고 의식을 푼다 눈부시게 아름다운 갤럭시의 저편 이 하얀 눈송이들은 어디서부터 흩날리며 내려오는 걸까 가득하면서 텅 빈 상상 속을 유영한다 살아낸 시간보다 살아갈 시간이 얼마 남지 않은 흔들리는 시간 다가올 듯 사라지는 사라질 듯 다가오는 반짝이는 그 무엇을 움켜잡기 위해 차갑지만 불타오르는 그 흡인력에 몸을 맡긴다 그동안 육신을 벗고 우주 저편으로 날고만 싶었던 상상의 세계는 바로 내 안에 있었다 정명숙 / 시인문예마당 눈송이 그동안 육신 우주 저편

2024-12-26

[글마당] 하얀 눈송이

2024-11-28

인간·문명·권력…대자본이 빚은 우주 대서사시

서기 1만6200년 창설된 우주 길드를 기점으로 전개되는 모래 행성의 이야기. 서로 다른 세계에서 온 집단들 간의 경쟁, 대립 그리고 충돌. 은하계의 명문가 아트레이데스의 후계자 폴을 중심으로 펼쳐지는 우주 대서사극. 그러나 이야기를 이끌어가는 주인공이 인간이라 결국 인간의 철학과 고뇌를 그린 인간 드라마! 환경문제를 거론하고 독재자의 무분별한 행동 하나가 세계를 멸망의 길로 가게 할 수 있음을 지적한다. 프랭크 허버트의 1965년 방대한 우주 대서사시 ‘듄’은 역사상 가장 많이 팔린 SF소설이다. 원작의 방대함 때문에 영화화가 어렵다는 우려에도 불구하고 여러 명의 감독이 영화화를 시도했다. 그러나 소설의 명성에 비해 영화로는 만족스러운 결과를 얻지 못했다. 1984년 데이비드 린치 감독의 첫 번째 시도 ‘듄’은 혹평과 함께 사실상 실패했다. 이 시대 주요 감독 중 한 명인 드니 빌뇌브의 ‘듄’(2021)은 할리우드 최고의 프로젝트, 최대의 엔터테인먼트를 자처하며 기획됐다. 무엇보다도 티모시샬라메, 젠데야, 오스카 아이작, 오스틴 버틀러, 조슈 브롤린, 하비에르 바르뎀 등의 역대급 초호화 캐스팅이 주목을 받았다. 영화는 2021년 발표된 이후 SF영화의 불후의 명작으로 자리매김했다. 현대의 고전이라 해도 좋은 ‘듄’의 속편은 영웅의 복수 이야기다. 155분의 긴 러닝타임에도 아쉬움을 남겼던 전편 종결부에 파트2의 러닝타임 166분이 더해진다. 전편이 끝난 곳에서 시작되는 듯하지만 ‘듄 파트2(Dune: Part 2)’는 전작과는 관련 없이 ‘리부트’로 설정됐다. 영화는 여전히 전편과 마찬가지로 수백만 년 동안 이어진 문명, 인간의 생존과 진화, 권력 다툼 등의 주제를 다룬다. 아주 아주 먼 미래. 서기 2만6000년의 어디쯤. 물 한 방울 없는 사막. 은하계 사이를 순식간에 이동하고 통신하는 능력을 지닌 종족인 지구인들이 전 우주를 지배하고 있다. 죽음이 기다리고 있는 곳 그러나 우주에서 가장 귀한 물건, 신성한 환각제 스프이스의 유일한 생산지 아라키스모래행성 ‘듄’을 두고 대가문들이 첨예하게 대립하면서 거대한 전쟁이 예고된다. 은하계에서 가장 큰 영향력을 행사하는 아트레이데스 가문. 황제의 모략으로 하코넨 가문과 코리노 가문의 습격을 받아 모두 죽고 가문의 유일한 후계자 폴(티모시샬라메)과 그의 어머니 레이디 제시카(레베카 페르구손)만 겨우 살아남아 사막으로 도피한다. 하코넨 가문의 잔혹함이 다시금 부각된다. 두 모자는 은둔하던 중 만나게 된 원주민 프레멘과 동맹을 맺고 황제에 대항하기 위한 반란군을 결성한다. 연인 챠니와(Zendaya)와 함께 프레멘의 운명을 받아들였던 폴은 아트레이드의 복수와 가문의 재건을 위해 아라키스 모래사장을 항해하며 위대한 여정, 은하계의 반란을 시작한다. 반란군의 세력에 위협을 느낀 황제와 귀족들은 잔혹한 암살자 페이드 로타 하코넨(오스틴 버틀러)을 보내 반란군을 제압하라는 명령을 내린다. 시공을 초월한 존재이자 전 우주를 구원할 메시아의 운명을 타고난 폴은 운명의 복수를 하기 위해 아라키스모래사장의 항해를 시작한다. 당초 연인이었으나 이룰란 공주의 출현으로 첩의 자리에 만족해야 했던 챠니(젠데이아)는 폴의 결단이 미신이라 주장하면서 두 사람 사이에 갈등이 발생한다. 빌뇌브 감독은 원작 소설의 촘촘한 디테일, 할리우드의 막대한 자본, 동시대 최고의 배우들로 구성된 초호화 캐스팅을 십분 활용한다. 애초에 ‘최고의 엔터테인먼트’를 지향한 작품이라서인지 스케일이 크고 시도들이 대담하다. 칼싸움으로 가득 찬 스릴 넘치는 액션은 단연 이 분야의 압권이다. 무엇보다도 영화는 시각적으로 걸작이다. 프레멘 문화의 웅장함, 사막의 혹독함이 아름답다. IMAX 극장에서의 관람을 권유하는 이유다. 그리스 프레이저의 오스카 촬영상 수상은 거의 결정적이다. ‘듄’ 기획단계에 가벼운 체중 때문에 캐스팅 불가 판정을 받았던 샬라메는 전편에서보다 더 깊고 어두운 내면에 고민하는 예지자의 모습을 보여준다. 다만 캐릭터보다 줄거리 진행을 우선시하였기 때문인지 젠다야와 케미는 기대에 못 미친 느낌. 스웨덴 출신의 레베카 페르구손이 전편에 이어 폴의 어머니 레이디 제시카로 다시 스크린을 장악한다. 제시카는 전편에서보다 그 역할이 확장됐고 존재감이 압도적이다. 그녀가 일원으로 있는 선택적 인간 유전자 교배 프로그램 베네 게세리트는 듄 시리즈에서 가장 흥미로운 부분인데 제시카는 임신한 상태에서 생명의 물을 마시고 프레맨 집단의 대모가 되어 미래의 파란을 예고하는 위험인물이 된다. ‘미션 임파서블: 로그 네이션’을 통해 세계적인 인지도를 얻었던 페르구손은 자상하지만 모성이 강한 어머니 역을 완벽하게 해냈다. 2022년 ‘엘비스’로 오스카 남우주연상 후보에 올랐던 오스틴 버틀러는 교활하고 포악한 사이코패스 페이드 로타 하코넨 역을 뱀, 표범, 상어의 이미지로 연기한다. 상대방을 압도하는 냉정한 눈빛 연기로 그가 뛰어난 캐릭터 배우임을 다시 한번 입증한다. 프레멘 부족 지도자 스틸가 역에 하비에르 바르뎀은 영화의 코믹 릴리프 담당. ‘듄: 파트2’는 내년 초 거행될 제94회 아카데미 시상식 작품상 부문에 후보로 오를 것이 분명하다. 2021년 제94회 때는 총 10개 부문에 후보로 올라 예상대로 시각효과상, 음향상과 촬영상을 받았다. 강력한 작품상 수상 후보는 아니어도 촬영상, 편집상, 미술상, 음악상, 음향상, 시각효과상 등 기술 부문의 상들을 휩쓸 가능성이 높다. ‘듄: 파트2’는 스튜디오 시스템의 엄청난 자본이 만들어낸 방대한 공상과학, 예언된 메시아에 대한 종교성, 은하계와 생태계를 섭렵하는 완벽한 SF 서사극의 절정이며 드물게 전편을 뛰어넘는 걸작임이 틀림없다. 사막의 황량함과, 푸른 생명수. 그 황홀한 이미지들이 쉽게 잊히지 않는다. 3편 제작은 기정사실이다. 폴과 챠니, 그리고 황제의 딸 이룰란 공주의 삼각관계가 이야기의 중심이 될 전망. 김정 영화 평론가 ckkim22@gmailcom대서사시 대자본 우주 대서사시 우주 대서사극 우주 길드

2024-11-27

[기고] 무의 상태로 돌아가는 우주와 소유욕

지난 10월 14일 미항공우주국(NASA) 제트추진연구소는 목성의 얼음위성 유로파가 생명체가 살 만한 환경을 갖췄는지를 조사하기 위해 우주선 ‘유로파 클리퍼(Europa Clipper)’를 발사했다. 우주선은 앞으로 5년 반 동안 태양계를 가로 지르며 총 29억km를 날아간다. 하지만 성베드로 성당의 돔이 우주라면 지구와 유로파 간의 거리는 그 돔을 떠도는 가장 가까이 있는 두 먼지 사이의 거리밖에 되지 않는다. 그렇다면 137억 년 정도의 나이를 가진 우주는 어떻게 생성되었을까. 우주가 아무것도 없는 무(無)의 상태에서 탄생할 수 있었다는 주장을 처음 제기한 사람은 뉴욕 헌터 대학의 에드워드 타이론 교수였다. 그 이유는 우주 공간에 떠 있는 모든 별과 은하, 그리고 행성은 회전운동을 하는 반면에, 정작 우주가 회전하지 않는 이유는 아마도 우주가 무에서 창조되었기 때문이라는 것이다. 왜냐하면 진공은 회전하지 않으므로, 진공으로부터 탄생한 우주는 회전운동을 할 이유가 없다는 것이다. 그리고 1920년대에 천문학자 에드윈 허블은 로스앤젤레스 윌슨 천문대에서 천체를 관측한 후, 모든 은하가 빠른 속도로 서로 멀어져가는 ‘팽창하는 우주’ 이론을 발표하여 빅뱅이론(Big Bang)에 선구적인 역할을 했다. 그 후로 천문학자들은 우주가 점점 빠르게 팽창하면서 차갑게 식어 모든 생명체가 사라져버리는 ‘거대한 동결’의 시점에 이르게 된다는데 대체로 동의하고 있다. 타이론 교수의 ‘무에서 탄생한 우주’와 허블의 ‘팽창하는 우주’를 생각해 보면, 우주는 아무것도 없는 상태에서 창조된 후 끝없이 팽창하다가 결국엔 아무것도 없는 무(無)의 상태로 다시 돌아간다는 것이다. 그런데도 인간은 이런 찰나의 삶 속에서 여전히 소유에 집착하며 살아가고 있다. 하지만 아메리카 원주민들의 시각은 달랐다. 그들은 소유에 집착하는 것이야말로 인간의 큰 약점이라고 믿었다. 백인들은 아메리카 원주민들이 내준 땅을 자기들 소유라고 주장하며 울타리를 만들고 들어오지 못하게 했다. 그러자 원주민 추장은 백인들에게 이렇게 말했다. “당신들이 소유라고 부르는 그것이 무엇인가? 땅은 누구도 소유할 수 없다. 땅은 우리의 어머니나 마찬가지이기 때문이다. 어머니는 자식들인 동물과 새, 물고기, 그리고 모든 인간을 먹여 살린다. 숲과 강물 등 땅 위에 있는 것들은 모두에게 속한 것이며, 누구나 그것을 사용할 수 있다. 어떻게 한 인간이 그것들을 오직 자신의 것이라고만 주장할 수 있는가?” 아메리카 원주민들은 필요한 것 이상 갖는 것을 죄악이라 여겼으며, 인간의 필요에 따라 환경을 바꾸기보다는 인간이 자연의 일부분임을 깨닫고 그 질서에 순응하는 길을 선택했다. 히말라야의 작은 왕국 부탄에서는 ‘원하다’라는 단어와 ‘필요하다’라는 단어가 같다고 한다. 어떤 것을 원한다면, 그것이 필요하기 때문이라는 것이다. 필요하지도 않은데 원하는 것은 어리석은 짓이라고 여겼다. 그렇다면 소유에 집착하며 살아가는 우리 자신을 한 번 돌아볼 필요가 있다. 끝없이 팽창하다 결국엔 아무것도 없는 ‘거대한 동결’의 시점으로 돌아가는 우주 속에서 나의 존재는 과연 무엇일까. 1000억개의 별을 거느린 은하계가 또 다른 1000억 개의 은하계들과 함께 무한히 팽창하는 우주 속의 나. 그것은 우주를 떠도는 하나의 미세한 먼지 정도의 크기에 불과하다. 그러기에 광대한 우주 속에서 우리가 찰나의 삶을 살아갈 때, 과연 무엇을 영구적으로 소유할 수 있는지 자신에게 묻지 않을 수 없다. 그 대답은 간단하다. 우리가 소유의 개념에서 거주의 개념으로 변화된 삶을 살아가는 것, 그것이 유일한 해결책이다. 손국락 / 보잉사 시스템공학 박사기고 소유욕 상태 우주라면 지구 정작 우주 우주 공간

2024-11-04

[음악으로 읽는 세상] 우주는 거대한 현악기

고대 그리스의 수학자이자 철학자인 피타고라스는 만물의 원리를 수(數)에서 찾은 학자였다. 그는 ‘신성한 연주’의 헌사에서 음악의 신 오르페우스의 입을 빌려 이렇게 말했다. “웅변과 서사시의 여신이며 아홉 뮤즈의 여신 중의 하나인 칼리오페의 아들인 오르페우스는 그의 어머니로부터 판가이우스 산에서 지혜를 배웠다. 그리하여 오르페우스는 수(數)의 영원한 본질은 천상과 지구, 그리고 그 사이에 있는 모든 자연에 관한 최고신의 섭리라고 말했다.” 피타고라스는 음악에 내재된 수의 법칙을 우주에도 적용했다. 그는 현악기에 나타나는 줄 길이의 비가 태양계를 구성하는 별들 사이 거리의 비와 비슷하다는 것을 발견했다. 그래서 음악의 비례 법칙을 조화의 근본 원리로 우주에 적용한 ‘천구의 음악’ 이론을 발표했다. 피타고라스에게 있어서 우주는 여러 개의 줄을 가진 거대한 현악기였다. 별들이 공전할 때 이 거대한 우주의 악기는 별들이 위치한 거리의 비율에 따라 각기 다른 소리를 낸다. 이것이 바로 ‘천구의 음악’이다. 별들이 움직이는 속도는 중심으로부터의 거리에 따라 달라진다. 중심에서 가까운 별은 느리게 움직이기 때문에 낮은 소리를 내고, 중심에서 먼 별은 빠르게 움직이기 때문에 높은 소리를 낸다. 중심에서 화성과 지구의 거리 비례는 약 2 대 3이 되는데, 따라서 두 별은 서로 5도 관계에 있는 음을 연주한다. 한편 그 자체가 완전한 조화를 이루고 있는 우주 전체에서는 옥타브 소리가 난다고 믿었다. 피타고라스는 밤하늘을 바라보면서 정말 우주의 하모니를 들었을까? 물론 아닐 것이다. 별들이 자기 소리를 낸다는 것은 어디까지나 ‘믿음’의 영역에 불과하니까. 그런데도 그가 이렇게 믿은 것은 음악 말고는 이 완벽한 조화를 설명할 길이 없어서 아닐까? 진회숙 / 음악평론가음악으로 읽는 세상 현악기 우주 우주 전체 옥타브 소리 거리 비례

2024-10-21

[기고] 우주선 스타라이너 착륙과 복구

지난 9월 7일, 보잉사의 우주선 ‘스타라이너(Starliner)’가 우주 비행을 성공적으로 마치고 지구로 귀환했다. 스타라이너는 60여명의 ‘착륙과 복구팀’이 열렬히 환영하는 가운데 뉴멕시코 주의 화이트 샌즈 스페이스 하버에 무사히 착륙했다. 우주여행의 화려한 조명은 대부분 우주 비행사들이 받는다. 우주 정거장에서의 일상, 지구와의 교신, 과학 실험, 또는 우주 유영 등 지구에서 경험할 수 없는 장면이 일반인에게 소개된다. 하지만 우주 비행사들의 화려한 무대 뒤에는 수많은 지원팀의 숨은 노고가 있다. 이번 비행 임무에도 8개로 구성된 ‘착륙과 복구팀’은 사막에서 만반의 준비를 하고 스타라이너의 착륙을 기다렸다. 그리고 이들은 자신의 전문성을 최대한 발휘 임무를 완수했다. 성공적으로 임무를 수행한 8개 팀을 간략히 소개하면, 첫 번째가 ‘블랙 커맨더팀(Black Command Team)’이다. 전반적인 착륙 과정과 복구작업을 총괄하면서 모든 상황에 대비한 절차와 훈련을 주도했다. 두 번째 ‘퍼플팀(Purple Team)’은 우주선이 지구로 귀환하는 과정의 데이터와 영상 정보를 추적하여 휴스턴과 케네디 우주 센터의 중앙 관제소와 교신하는 역할을 했다. 세 번째 ‘골드팀(Gold Team)’은 위험 물질 보호복을 입고 제일 먼저 착륙한 우주선에 접근해 유독성 증기의 유무를 확인했다. 이들은 소방, 환경, 건강, 안전 전문가들로 착륙과 복구팀원들은 골드팀의 판단과 결정을 절대적으로 따라야 했다. 네 번째 ‘실버팀(Silver Team)’은 골드팀이 안전하다고 판단하면 위험 물질 보호복을 입고 우주선으로부터 정전기를 방출하고 낙하산을 옮긴 후, 모래 위에 착륙한 우주선을 안전하게 세우는 작업을 했다. 특히, 실버팀원들은 낙하산 디자인, 제조, 실험 및 복구 전문가들이었다. 다섯 번째 ‘그린팀(Green Team)’은 골드팀과 실버팀이 작업을 마치면 안전한 거리에서 시간을 측정했다. 그린팀에게 주어진 시간은 우주선 착륙부터 지상 냉각기 연결까지 단 30초 였다. 왜냐하면 이 30초가 우주선의 항공 전자 기기를 보호할 수 있는 시간이었기 때문이다. 그리고 우주선의 해치가 열리면 그린팀은 선실 내의 습도를 제거한 후 내부 공기를 정화하는 작업을 했다. 여섯 번째 ‘레드팀(Red Team)’은 착륙과 복구팀원들, 그리고 비행사들의 메디컬 모니터링과 돌보는 역할을 했다. 이들은 우주선의 해치를 열고 화물 장비를 옮기는 작업과 국제 우주 정거장에서 NASA(항공우주국)로 보내온 분초를 다투는 화물 장비를 돌보는 작업을 했다. 레드팀은 의사, 건강 관리사, 소방대원들로 구성되어 있으며 우주선 착륙과 복구 현장의 ‘응급실’로 불린다. 일곱 번째 ‘블루팀(Blue Team)’은 보잉사 커뮤니케이션팀과 NASA의 홍보팀으로 구성되어 있으며 스타라이너의 착륙 과정을 일반인에게 생중계하는 역할을 수행했다. 생중계되는 이 영상은 미션팀에게 전반적인 상황 인식과 효과성을 판단하는 데 도움을 줬다. 마지막으로 여덟 번째 ‘오렌지팀(Orange Team)’은 우주선을 플로리다에 있는 케네디 우주 센터로 옮기는 운송을 담당했으며, 한 명은 우주선에 머물면서 최적의 온도 유지를 통해 캡슐 재사용이 가능하도록 했다. 그리고 오렌지팀은 레드팀과 함께 우주선이 하강하면서 버린 부품들을 수거해 케네디 우주 센터로 보냈다. 이번 임무에도 많은 팀원의 희생과 노고가 숨겨진 사실을 알게 된다. 시스템의 신용도처럼, 모든 팀원이 자신에게 주어진 역할을 완벽하게 수행할 때 놀라운 성과를 올릴 뿐 아니라 최고의 신용도를 얻을 수 있다. 하지만 한 명의 팀원이라도 자신에게 주어진 역할을 제대로 수행하지 못하면, 전체 시스템의 신용도는 그 팀원의 수준으로 전락하게 마련이다. 이것이 구성 요소와 시스템과의 밀접한 관계성이다. 손국락 / 보잉사 시스템공학 박사기고 스타라이너 우주선 우주 비행사들 착륙 과정 케네디 우주

2024-10-06

[박종진의 과학 이야기] 흑색왜성

과학의 역사를 돌이켜보면 측정 도구나 기술이 발달하지 않아서 예측 속에 존재하던 것이 나중에 발견되는 경우가 종종 있다. 블랙홀이나 중력파의 발견이 그랬고, 원소주기율표 상의 여러 원소와 힉스 입자도 추측한 후 나중에 발견되었다. 밤하늘을 쳐다보면 무수한 별이 반짝인다. 그러나 별 속에 섞여서 반짝이는 수성, 금성, 화성, 목성, 토성 등 태양계의 행성은 별이 아니다. 게다가 별처럼 보이기는 하지만 별의 집단인 은하도 있다. 예를 들어 우리 태양이 속한 은하수 은하에는 약 4천억 개의 별이 바글거린다고 한다. 그런 은하가 아주 멀리 떨어져 있으면 우리 눈에는 그저 한 개의 별처럼 보일 뿐이다. 은하가 약 2조 개쯤 모여 비로소 우주를 이룬다고 하니 하늘에서 반짝이는 별의 총수는 지구상 흙 알갱이보다도 많다. 그러므로 우주의 기본 구성단위는 우리의 태양과 같은 별이다. 별에는 여러 종류가 있는데 그중에 흑색왜성이란 것이 있다. 물론 이론상의 별이다. 별이란 우주 공간에서 떠돌던 수소 구름이 중력에 의해 뭉쳐져서 핵융합 반응을 하여 빛과 열을 내는 천체를 말한다. 따라서 별을 이룬 수소가 소진되면 생을 마친다. 우리 태양보다 훨씬 큰 별은 종국에는 중성자별이나 블랙홀이 되지만, 그 크기가 우리 태양 정도 되는 별은 주계열성 단계를 지나면 부풀어서 적색거성이 되고 결국 백색왜성이 되어 그 종말을 맞는다. 지금부터 약 45억 년 전에 태어난 태양은 현재 주계열성 단계인데 앞으로 50억 년 후에는 크게 부풀어 적색거성이 되고 나중에 바깥 부분이 성운이 되고 나면 작은 백색왜성이 될 것이다. 그리고 상상할 수도 없는 긴 시간이 지나며 주변의 우주 공간과 거의 같은 온도까지 내려가게 되는데 그때의 상태를 흑색왜성이라고 추측한다. 별이 태어나서 주계열성 단계를 지나 적색거성이 되고 나중에 백색왜성으로 변할 때까지는 현재 우리가 사는 우주에서 관찰되지만, 백색왜성이 식어서 흑색왜성으로 변할 때까지는 현재 우주의 나이보다 훨씬 긴 시간이 필요하다. 또한, 이름에서 풍기는 것처럼 흑색이기 때문에 가시광선으로는 잘 보이지 않아서 설사 그런 별이 있다고 하더라도 관찰할 수가 없다는 한계가 있다. 우주의 암흑물질처럼 중력파에 의해서만 존재를 알 수 있는데 우리 과학 기술은 아직 중력파를 자유자재로 탐지할 수 있는 형편이 아니다. 현재 우주의 나이는 약 138억 년이라고 추정한다. 엄청나게 긴 시간이다. 그런데 백색왜성이 식어서 흑색왜성이 되기까지는 과학적인 추산으로 적어도 수백 조년이 걸린다고 한다. 그렇다면 우리 우주에 흑색왜성은 아직 존재하지 않는 것이 맞다. 그저 태양 정도 되는 크기의 별이 생을 다하고 맨 마지막에 이르는 이론적인 단계가 바로 흑색왜성이다. 별 중에는 갈색왜성이란 것도 있는데 흑색왜성과는 아무런 상관이 없다. 수소 가스가 중력으로 뭉쳐서 별이 되는 과정에서 우리 태양의 약 10% 정도 크기에 머무르면서 지속적인 핵융합 반응이 일어나지 않는 천체를 갈색왜성이라고 부른다. 쉽게 말해서 별이 되다가 만 별 비슷한 천체를 말한다. 영어 brown을 갈색이라고 번역했는데 사실 우리 눈에는 붉은색이나 오렌지색으로 보인다. (작가) 박종진박종진의 과학 이야기 흑색왜성 우주 공간 별이란 우주 현재 우주

2024-09-13

우주유영 민간인 내가 세계 1호

억만장자 재러드 아이잭먼이 12일 오전 6시12분(동부시간) 인류 역사상 민간인 최초로 스페이스X 우주 캡슐 ‘크루 드래건’의 해치를 열고 고도 730㎞ 우주공간으로 몸을 내밀었다. 작은 사진은 우주와 기내의 압력을 맞춘 후 해치를 여는 모습. [스페이스X 중계 화면 캡처] 우주유영 민간인 우주유영 민간인 우주 캡슐 인류 역사상

2024-09-12

민간 우주 여행 시대 포문 열까

최초의 민간인 우주 유영을 위한 스페이스X 우주선이 10일 플로리다주 항공우주국(NASA) 케네디 우주센터 39A 발사대서 우주로 향했다. 10일 스페이스X에 따르면, 이날 오전 5시 23분께 민간인 우주 유영 임무 ‘폴라리스 던(Polaris Dawn)’을 위한 우주선 ‘드래곤(Dragon)’이 재사용 가능한 우주발사체 팔콘9에 실려 무사히 발사됐다. 팔콘9은 대서양에 계획대로 정박하는 데 성공했다. 탑승객은 스페이스X 소속 엔지니어 2명과 민간인 2명으로, 이들은 지난 5월 개발한 우주유영(spacewalk) 우주복(extravehicular activity, EV suite)을 입는다. 프로젝트를 주관한 ICT(정보통신기술) 업계 거물이자 항공기 조종자인 아이작 먼(41)과 퇴역 공군 조종사지 스콧 피드 포티가 NASA 등 정부기관에 소속된 전문 우주비행사가 아닌 우주 유영을 최초로 시도하는 민간인 2명으로 기록된다. 민간인 시도 자체도 처음이나, 성공 시에도 차후 민간인 우주 여행 산업 새 포문을 열 분기점으로 기록된다. 민간인 2명은 700㎞ 고도에서 줄을 몸에 단 상태로 우주 공간에 나가 유영하고, 소속 엔지니어 2명 사라 길리스와 안나 메논은 드래곤 캡슐 안에 남는다. 유영을 위해 캡슐 내부서 공기를 제거해, 유영 시에는 산소 공급용 호스를 통해 숨쉰다. 국제우주정거장(ISS)의 비행 궤도보다 세 배 높은 1400㎞까지 도달하는 실험도 진행한다. 성공시 1973년 NASA 아폴로 프로그램 이후 인류가 도착한 최고점으로 기록된다. 앞서 연방항공청(FAA)은 지난달 28일 성명을 통해 팔콘9의 운행 재개를 30일부터 허용한다고 밝혔고, 스페이스X는 이번 임무와 이달말 예정된 NASA 소속 우주비행사 ISS행 등을 위한 것이라 밝혔다. 강민혜 기자 [email protected]민간 우주 민간인 우주 민간 우주 전문 우주비행사

2024-09-10

민간 우주 탐사 회사, 신임 CEO에 한인 임명

미국의 민간 우주 탐사 회사인 ‘파이어플라이 에어로스페이스(Firefly Aerospace)’의 대표에 한인이 선임됐다. 이 회사는 지난 29일 보도자료를 통해 10월1일자로 제이슨 김(사진) 신임 CEO 임명 소식을 발표했다. 회사측은 “제이슨 김은 이 중요한 역할을 맡을 충분한 자격을 갖추고 있다”며 “항공우주 및 방위산업 분야에서 20년 이상의 경력을 쌓은 인재”라고 선임 배경을 밝혔다. 김 신임 대표는 보잉의 자회사인 ‘밀레니엄 스페이스 시스템’의 대표를 역임했으며 인공위성과 드론, 로켓 발사체 등 다양한 항공 우주 관리 체계를 다뤄왔다. 김 신임 대표는 레이시온 및 노스럽 그루먼, 미 공군 등에서도 경력을 쌓았었다. 그는 미 공군사관학교 재단의 이사로도 활동하고 있다. 그는 공군사관학교에서 전기공학 학사 학위를, 오하이오 공군 공과대학교에서 전기공학 석사 학위를 받았다. 한편 파이어플라이의 대표 자리는 빌 웨버 전 대표가 여직원과 불미스러운 관계를 맺어 7월에 사임한 이후 공석이었다. 김 신임 대표는 700여 명의 직원을 이끌며 올해 말 알파 로켓 발사 등 계획을 추진하게 된다. 파이어플라이는 우주 배달 서비스를 목표로 나사와 협력해 올해에만 총 세 번의 달 탐사선을 발사할 예정이다. 이 회사는 7월 4일 첫 번째 알파 로켓을 발사한 바 있다. 김영남 기자 [[email protected]]파이어플라이 한인 보잉 밀레니엄 스페이스 시스템 로켓 위성 우주 배달

2024-09-02

[음악으로 읽는 세상] 파에톤

그리스 신화에 나오는 파에톤은 태양신 헬리오스의 혼외(婚外) 자식이다. 아버지 없이 어머니 손에서 자란 그는 어느 날 헬리오스를 찾아가 그가 모는 태양마차를 몰게 해달라고 조른다. 헬리오스는 마지못해 그의 부탁을 들어준다. 하지만 파에톤이 끌던 말들이 통제 불능 상태에 빠지는 바람에 온 세상이 불바다가 되고 만다. 보다 못한 제우스가 벼락을 내리치고, 파에톤은 바닥에 떨어져 그 자리에서 절명하고 만다. 생상스의 교향시 ‘파에톤’은 파에톤이 태양마차를 타고 으스대다가 바닥으로 추락해 죽음에 이르는 과정을 그린 것이다. 음악은 짧지만 강렬한 서주로 시작한다. 그런 다음 마차가 달린다. 말들이 질주하듯 음악도 일정한 템포로 위로 올라갔다가 아래로 내려온다. 이때까지만 해도 파에톤의 태양마차는 리드미컬하게 제 궤도를 달리고 있었다. 하지만 얼마 지나지 않아 말들이 요동치기 시작한다. 말들이 난무하듯이 음악도 난무한다. 통제 불능에 빠진 말들이 연출하는 우주의 난장판 쇼가 펼쳐진다. 한바탕 쇼가 펼쳐진 후 음악이 잠시 소강상태에 접어든다. 이 느리고 조용한 분위기는 잠시 뒤에 일어날 파에톤의 재앙에 대한 불안감을 표현한 것일까. 아니면 파에톤의 추락을 더욱 드라마틱하게 보이도록 하기 위한 예비 음모일까. 곧이어 말들이 다시 난동을 부리기 시작하고 결국 파에톤은 추락하고 만다. 비록 죽음으로 끝날지언정 생상스의 음악 속 파에톤은 의기양양하고 역동적이고, 한편으로는 귀엽기까지 하다. 이 곡을 통해 생상스가 표현하고자 했던 파에톤은 결국 추락하고 마는 파에톤이 아니라 자신을 괴롭혀 오던 서자 콤플렉스를 마침내 극복하고 보란 듯이 아버지의 마차를 타고 의기양양 우주 공간을 질주하는 파에톤이 아니었을까. 속도감 있는 생상스의 음악은 파에톤이 펼치는 우주의 드라마를 경쾌한 기분으로 감상하도록 만든다. 진회숙 / 음악평론가음악으로 읽는 세상 파에톤 태양신 헬리오스 의기양양 우주 통제 불능

2024-08-26

[열린광장] 우주 탐험을 위한 새로운 가능성

테슬라 최고경영자(CEO) 일론 머스크는 인류를 다행성 종족으로 만들기 위해 돈을 번다고 한다. 이의 실현을 위해 그는 2026년에 인간을 화성에 보내고 궁극적으로 화성 이주를 실현한다는 계획이다. 이러한 머스크의 꿈은 이미 지난 2006년 프랑스의 소설가 베르나르 베르베르의 작품 ‘파피용’에서 화려하게 펼쳐졌다. 이 소설은 14만4000명의 지구인이 태양 빛을 추진 동력으로 하는 거대한 우주선을 타고 새로운 행성을 찾아 나서는 이야기다. 그들이 지구를 떠나는 이유는 해수면 상승, 지진, 해일, 신종 돌연변이 바이러스, 심각한 환경오염으로 인해 지구에 더는 구원의 가능성이 없다고 판단했기 때문이다. 우주여행을 위해 필수적으로 요구되는 것이 밀폐된 공간에서 생태계 순환을 재현하는 기술이다. 지금까지 많은 과학자와 사업가가 폐쇄된 인공 생태계를 만드는 실험을 진행해 왔다. 그 대표적인 예로 애리조나주의 오라클에 건설했던 1.3 헥타르 규모의 폐쇄된 인공생태계인 ‘바이오스피어 2(Biosphere 2)’를 들 수 있다. 이 실험의 목적은 인간을 지구 위의 다른 생태계와 물질교환을 하지 않는 고립된 환경에서 살게 하려는 것이었다. 최근엔 우주 비행사들이 국제우주정거장에서 식물을 재배하는 데 성공했다. 2015년 우주 비행사들이 주로 붉은색과 파란색의 발광다이오드(LED) 빛으로 재배한 베지-원(Veg-01)이라 불리는 한 묶음의 로메인 상추가 우주에서 첫 번째로 수확한 채소로 소개되었다. 우주 비행사인 스콧 켈리와 키엘 린드그렌, 일본인 우주 비행사 기미야 유이 등 3명이 이 로메인 상추를 살균한 후 올리브 기름과 이탈리아 발사믹 식초로 드레싱을 해서 인류 최초로 우주 공간에서 식사했다. 그리고 2016년에는 붉은 상추, 2017년에는 양배추와 꽃을 재배했으며, 그 후부터는 매년 조금씩 큰 식물들을 재배하기 시작했다. 이번에는 마크 벤데하이가 국제우주정거장에서 약 4개월 동안 칠레 고추를 재배하는 데 성공했다. 미국 항공우주국(NASA)은 국제우주정거장에서 근무하는 우주 비행사들을 위해 약 6개월 분량의 음식과 야채, 그리고 과일을 주기적으로 공급한다. 하지만, 상추나 당근 같은 야채들은 빨리 소비될 뿐 아니라 다음 운송까지 상당한 시간이 걸리기 때문에 공급에 차질이 생길 수 있다. 그래서 NASA는 우주 비행사들에게 비타민이나 영양분을 공급하는 데 큰 도움이 되는 식물 재배를 우주 공간에서 실험하고 있다. 그리고 이러한 실험은 장기적인 우주 탐험을 위한 새로운 가능성을 여는 중요한 계기가 된다. 특히, 2030년대 화성으로의 우주 여행이현실화할 경우 비행사들에게 초록색의 식물들을 재배케 함으로써 스트레스 해소 등 심리적 안정감도 갖게 할 수 있다. 왜냐하면 우주 비행사들이 식물을 재배하면 마치 자신의 집에 있는 듯한 느낌이 들 뿐 아니라 자신이 지구로부터 멀리 떨어져 있다는 생각을 잊을 수 있기 때문이다. 그리고 우주선 내에서 재배한 신선한 야채는 포장 식품에 의존해서 긴 우주여행을 떠나는 비행사들에게 더할 나위 없이 좋은 건강식품이 된다. 특히, 토마토와 붉은 상추는 우주 비행사들에게 산화 방지 성분을 제공해 우주 공간에서 육체적인 건강뿐 아니라 정신적인 행복감도 느낄 수 있게 해 준다. 또한, 우주 공간에서 비행사들을 방사선으로부터 보호하는 작용도 한다. 이러한 우주에서의 식물 재배는 인간을 더 먼 우주 공간에 있는 또 다른 행성을 찾아 나서게도 할 것이다. 그때가 되면 아마 하루하루 더 낯설게만 느껴지는 지구를 떠나도록 부추길지도 모른다. 손국락 / 보잉사 시스템공학 박사열린광장 가능성 우주 우주 비행사들 우주 탐험 우주 공간

2024-08-20

[박종진의 과학 이야기] 빛의 속도

우주의 한 귀퉁이에서 찰나를 살던 우리 인간은 감히 빛의 속도를 체감할 수 없었다. 그래서 오랫동안 빛은 속도가 없다고 생각했다. 비가 올 때 번쩍거리고 나서 천둥소리를 듣던 우리는 소리에 속도가 있다는 사실은 알았다. 하지만 일 초에 지구를 일곱 바퀴 반이나 도는 빛의 속도를 느끼는 것은 우리에게는 불가능한 일이었다. 빛의 속도가 유한하다는 생각을 인류 최초로 한 사람은 기원전 5세기경 그리스의 철학자 엠페도클레스였다. 17세기 중엽에 갈릴레이는 빛의 속도를 측정하기 위해서 실험을 했다. 비록 실패로 끝났지만, 빛의 속도를 알려는 인류 최초의 시도였다. 갈릴레이는 서로 마주 보이는 두 개의 산봉우리 꼭대기에 등불을 설치하고 빛이 왕복하는 시간을 측정해서 빛의 속도를 구하려고 했지만, 실패했다. 너무 과소평가한 까닭이었다. 갈릴레이의 장난 같은 실험 후 덴마크의 천문학자 올레 뢰머는 목성의 위성인 이오의 식 현상을 이용하여 26%라는 오차가 있었지만, 인류 최초로 빛의 속도를 그나마 정밀하게 구했다. 정확하게 말하자면 빛은 전자기파 중에서 우리 인간의 눈에 보이는 가시광선 부분이다. 그래서 전자파의 속도가 빛의 속도와 같았다. 이 우주에 빛보다 빠른 것은 없다는 사실은 알고 있지만 왜 빛의 속도가 우주 속도의 한계인지 모른다. 아인슈타인은 빛에 근접할 속도를 내려면 물체의 길이가 없어야 한다고 했다. 그러니 현대 과학 기술 수준으로 빛의 속도를 낸다는 것은 불가능하다. 달리는 말 위에서 활을 쏘면 화살의 속도는 말이 달리는 속도와 화살의 속도를 합한 것이다. 그러나 달리는 말 위에서 플래시 불빛을 비추면 말의 속도와 상관없이 플래시 불빛은 항상 빛의 속도와 같다. 다시 말해서 빛의 속도는 빛을 내는 물체의 움직임과 상관없이 항상 초속 30만km로 일정하다. 소리는 공기 중에서 초속 0.34km인데 반해 빛은 일 초에 30만km를 간다. 태양 표면을 떠난 빛이 지구에 도착하는데 약 8분 19초가 걸리고, 지구를 떠난 빛이 달까지는 1.3초 걸려 도달한다. 47년 전 지구를 출발한 보이저 1호가 날고 있는 곳은 태양계 끝자락인데 빛이 그곳까지 가는 데 22시간 걸린다. 보이저호는 지금 초속 20km 정도 되는 속도로 날고 있는데 이는 총알보다 약 20배나 빠른 어마어마한 속도다. 로켓이 반세기 걸리는 곳인데도 빛은 만 하루 만에 주파할 수 있다니 대단하다. 태양을 떠난 빛이 태양계를 완전히 떠나는데 만 하루가 걸린다는 말이다. 그 빛이 태양이란 별과 가장 가까운 이웃 별까지 가는데 4년 4개월이 걸린다고 한다. 그런데 우리 은하에는 그런 별이 무려 4천억 개나 있고 그렇게 이루어진 은하가 약 2조 개가 모여서 비로소 우주를 이룬다. 우주의 외곽은 빛의 속도보다 훨씬 빠르게 팽창하고 있으니 거기서 출발한 빛은 절대로 우리 눈에 도달할 수 없다. 현재까지 밝혀진 바로 우리를 중심에 놓고 모든 방향으로 약 460억 광년 떨어진 곳까지를 관측 가능한 우주라고 한다. 조금 전에 얘기한 대로 로켓이 50년을 가는 거리를 단 하루에 주파하는 빛의 속도로 460억 년이 걸린다니 실로 상상을 초월한다. 우주에서 빛은 속도의 한계이고, 모든 것이 상대적인 우주에 절대적인 것이 단 하나 있다면 바로 빛의 속도다. (작가) 박종진박종진의 과학 이야기 속도 우주 속도 플래시 불빛 태양 표면

2024-08-09

[독자 마당] 효도의 의미

효도란 부모의 은혜에 감사하며 보답하려는 마음가짐이고 행위이다. 동양 윤리에서 ‘효는 백행의 근본’이라 했는데 이는 사람으로서 갖춰야 할 어떤 윤리, 도덕도 효가 밑받침되지 않고서는 온전하다 할 수 없음을 이르는 말이다. 불가사의한 우주 만물의 생성, 운행과 그 안에 존재하며 살아가는 우리는 멀리는 조상으로부터, 현실적으로는 부모로부터 연유되었음을 알고 이에 감사함은 지극히 당연한 일이다. 그러므로 효의 동기는 감사라 할 수 있다. 감사는 필요한 것을 내, 외로부터 받아 채워졌을 때의 순 반응이다. 만물의 운행법칙인 작용에 대한 같은 양의 반작용, 또는 심은 대로 거둔다 함은 같은 원리다. 만물의 영장인 인간은 사물에 대해 생각하고 분별하는 지각 능력이 있어 주변 상황에 따라 자신에게 유리한 길을 찾는 판단을 하게 된다. 그래서 자칫 감사에 대한 정도를 벗어나 부모에 대한 통상적 효의 도리를 저버리게 된다면 이는 불효로 여긴다. 불효는 감사에 이어지지 않는 천지 만물 운행질서의 천리를 거스르는 일이기에, 그에 따른 어떤 언행심사도 바르고 온전할 수 없다. 세상 어느 것과도 바르게 연결될 수 없다는 의미다. 그러므로 효는 단순히 예로부터 내려온 윤리,도덕의 한 축이기 이전에 불변하는 만물 운행과정의 한 부분이다. 그러나 시대의 흐름에 따라 삶의 인적,물적 환경이 달라지고 심한 생존경쟁에 내 몰리면서 기존의 도덕률이나 가치관은 뒤로 밀려나고 있다. 지식이나 기능만으로 저마다의 입지를 다지려 하고 있는 것이다. 그러나 생활 여건이 아무리 변해도 이 모두는 사람과의 관계에서 이루어지게 된다. 서로가 정직,존중,신뢰의 고리로 엮어질 때 관계는 완성되며, 이를 통해 효도의 범주에도 들어서게 된다. 윤천모·풀러턴독자 마당 효도 의미 만물 운행과정 천지 만물 우주 만물

2024-07-30

[박종진의 과학 이야기] 우주 끝까지

금성 반대편으로 가장 가까운 행성이 화성인데 현대 로켓 기술로 편도 당 약 7달이나 걸린다. 1977년에 발사된 보이저호는 그렇게 화성을 거치고 목성, 토성, 천왕성, 해왕성을 지나 지금까지 47년 동안 날아서 태양계를 막 벗어나고 있다. 아직 태양인력이 미치는 곳을 완전히 벗어나지 못했지만, 그래도 보이저호는 현재 성간(星間)을 나는 중이다. 성간이란 별과 별 사이를 말하는데 우리가 잘 아는 별이 지구가 속한 태양이고 보이저호는 지금 태양이란 별의 가장 가까운 이웃 별인 프록시마 센타우리로 향해서 날고 있는데 태양 빛이 거기까지 도달하는 데 약 4년 3개월이 걸린다고 한다. 우리 은하라고 부르는 은하수 은하에 태양, 그리고 바로 곁에 프록시마 센타우리라는 별이 있다. 우리 은하 안에는 태양과 프록시마 센타우리를 포함하여 무려 4천억 개나 되는 별이 있고, 그런 은하가 약 2조 개쯤 모여 비로소 우주를 이룬다고 한다. 우주가 138억 년 전에 빅뱅이란 원인을 알 수 없는 이유로 시작하여 시간과 공간이 생겼고, 그 후 계속 가속 팽창하여 관측 가능한 우주의 크기는 그 지름이 약 930억 광년 정도 된다고 추측하기에 이르렀다. 굳이 관측 가능하다는 단서를 붙인 이유는 빛의 속도 때문이다. 하지만 우리가 접하는 우주는 빛을 통해서 보이거나 탐지되는 극히 일부분에 지나지 않는다. 우주 안에서의 이동은 빛의 속도로도 수억 년씩 걸리고 더군다나 우주를 이루는 대부분 물질이 빛과 상호작용을 하지 않아서 아직은 우리가 판단하기에 너무 부족하다. 우주의 시작과 끝을 가늠할 정도의 과학 기술로도 아직 우주 전체의 중력을 거스르는 척력을 밝히지 못했고, 어렵게 찾아낸 블랙홀도 현대 물리학으로 풀지 못한다. 무엇보다도 우주 바깥은 무엇인지, 있는지 없는지조차 알 수도 없다. 그런 우주를 어떻게 여행할 수 있을까? 개인적인 생각이긴 하지만 빛조차 수억 년 걸리는 우주여행을 우리가 직접 할 수는 없다. 지금은 여기저기서 인공지능 얘기지만, 얼마 전까지는 가상현실이 화두였다. 예를 들어 우리가 직접 루브르 박물관을 가지 않고도 컴퓨터 앞에 특수한 안경을 착용하고 마치 자신이 그 건물 안에 들어가서 직접 관람하는 효과를 느끼는 것이다. 천체물리학이 엄청나게 발달하여 우주 끝도 그렇게 가상현실에서 여행할 수는 있다고 생각한다. 그런 방법이 아니고서는 빛의 속도로도 수억 년씩 걸리는 우주 공간을 실제로 여행하기는 불가능하기 때문이다. 구구단을 줄줄 외는 초등학생에게도 인수분해는 급이 다른 산수다. 하지만 인수분해를 통달한 학생에게 미적분을 들이대면 그런 것도 수학이냐고 반문할 것이다. 마찬가지로 나무나 기름을 때서 불을 밝히던 시절에 살던 사람은 백열등을 행여 상상도 할 수 없었다. 지금 우리는 탈것을 통한 여행 시대에 산다. 하지만 미래의 여행은 지금 우리가 상상할 수도 없는 획기적인 방법이 있을 것이 분명하다. 언젠가는 수억 광년 떨어진 다른 은하 속의 별까지도 방문할 날이 올 것이다. 필자가 초등학생 시절에 우리 집에 처음으로 전화가 설치됐다. 그때는 지금처럼 전화를 가지고 다닐 수 있을지 상상조차 할 수 없었다. 하지만 지금 우리는 전화가 되는 작은 컴퓨터(스마트폰)를 주머니 속에 넣고 다니지 않는가! (작가) 박종진박종진의 과학 이야기 우주 우주 공간 우주 전체 우주 바깥

2024-07-26

[열린광장] 왜 지구를 떠나려고 할까?

“저 멀리. 더 멀리, 보다 더 멀리. 하루하루 더 낯설게만 느껴지는 이 지구를 떠나리라.” 베르나르 베르베르의 소설 ‘파피용’에 나오는 항공 우주국 프로젝트 매니저 이브 크라메르가 천체 망원경 렌즈의 고무 구멍에 눈을 박고 별이 총총한 밤하늘을 쳐다보며 자신에게 다짐하는 말이다. 왜 지구를 떠나려고 할까? 이유는 열역학 제1, 2 법칙에 의한 지구의 종말론 때문이다. 그것은 지구라는 고립된 계에서 에너지의 총량은 정해져 있고, 언젠가는 사용 불가능한 에너지인 엔트로피가 끊임없이 증가하여 마침내 지구가 파멸에 이르게 된다는 이론이다. 또한, 인류는 지구의 엔트로피 증가 과정을 역전시킬 수 없을 뿐 아니라, 이것은 이미 결정된 지구의 한계이기 때문에 일부 과학자들은 우주 공간의 또 다른 행성을 개발함으로써 이 문제를 해결하려고 한다. 열역학 제1법칙은 에너지 불변의 법칙이다. 이것은 우주의 에너지 총량은 우주의 시작부터 종말까지 일정하게 고정되어 있다는 이론이다. 단지 그 형태만 바뀔 뿐이라는 뜻이다. 그리고 열역학 제2 법칙은 미래에 어떤 일을 하는 데 사용 가능한 에너지의 양이 점점 손실된다는 엔트로피 증가의 법칙이다. 이 법칙에 의하면 우주의 전체 에너지양은 일정하며 전체 엔트로피는 항상 증가한다는 것이다. 이러한 열역학 제1, 2 법칙은 우주 이론의 기초라고 할 수 있다. 우주는 대폭발(Big Bang) 이후 엄청나게 농축된 에너지가 계속 팽창하며 분산됨에 따라 우주는 점점 무질서한 상태를 향해 변화하면서 결국에는 최대 엔트로피 상태, 즉 열 종말 상태에 도달하게 된다는 것이다. “지구는 우리의 요람인데, 우리가 다 파괴해 버리고 말았소. 이제는 지구를 치유할 수도, 예전과 같은 상태로 되돌려 놓을 수도 없소. 집이 무너지면 떠나야 하는 법이오. 마지막 희망은 탈출이라고 나는 믿고 있소.” ‘파피용’에 나오는 억만장자 가브리엘 맥 나마라가 크라메르에게 한 말이다. 인류가 지구를 탈출한 후에 머나먼 우주여행을 하기 위해서는 연료 확보와 우주선 내 생태계 개발, 그리고 세대의 재생산이라는 필수 요건을 갖추어야 한다. 우선, 연료 문제는 무한 에너지인 빛을 이용하면 장기간 우주여행이 가능하기에 어느 정도 해결이 될 것으로 보인다. 그렇다면 식량은 어떻게 할 것인가? 우주선 내에 밀폐 공간인 아쿠아리움을 만들어 인공 광원, 즉 네온관 시설로 흙과 물, 풀, 나무, 곤충, 물고기, 포유류, 인간이 상호 순환할 수 있는 인공 생태계를 만들어야 한다. 마지막으로, 가장 중요한 필수 요건은 세대가 이어져야 한다는 것이다. 그래야만 다른 태양계에 있는 다른 행성에서, 다른 방식으로 새로운 인류를 만들 수 있기 때문이다. 이런 첨단 과학 기술의 발달은 인간을 더 먼 우주 공간의 행성을 찾아 나서도록 계속 부추길 것이다. 하지만, 일부 과학자들은 제레미 리프킨의 엔트로피 이론이 너무 일반적이며 실증적 근거가 부족할 뿐 아니라 지구를 닫힌 계로 보는 전제 자체에 오류가 있다며 비판한다. 과학의 궁극적 목표는 자연의 진리를 발견하는 것이다. 그러기에 이러한 비판 역시 과학적 발전의 중요한 과정이다. 설령 리프킨의 이론에 오류가 있더라도 그의 이론을 무조건 배척할 수만은 없는 실정이다. 왜냐하면 환경 오염, 지구 온난화, 가뭄과 폭우, 대규모 산불, 강력한 태풍과 허리케인은 사실상 엔트로피 이론을 뒷받침하는 자연현상임이 분명하기 때문이다. 손국락 / 보잉사 시스템공학 박사열린광장 지구 우주 이론 엔트로피 증가 장기간 우주여행

2024-07-21

[박종진의 과학 이야기] 우주 상수

아인슈타인은 우주가 영원불변이며 정적이라고 생각했다. 다시 말해서 우주는 처음부터 영원히 그 모양 그대로 유지된다는 말이다. 하지만 허블이 외계 은하의 존재를 발견하고 나아가서는 은하끼리 서로 멀어지고 있다는 사실을 밝히자 아인슈타인은 자신이 틀렸음을 인정하고 자기가 만든 방정식에 우주 상수라는 항목을 추가하여 이론상 우주가 중력에 의해서 찌그러들지 않게 수정했다. 하지만 최근에 밝혀진 관찰에 따르면 우주는 일정한 속도로 멀어질 뿐 아니라 점점 빠르게 팽창한다는 것이다. 우주 전체의 중력을 이기고 가속 팽창을 하려면 중력보다 훨씬 강한 척력이 있어야 하는데 현재의 과학 기술 수준으로는 알 수 없어서 우선 그 모르는 힘을 암흑에너지(Dark Energy)라고 이름 지었지만, 엄밀히 따지면 '미지의 에너지'가 맞는 표현이다. 우주는 일반적인 물질이 약 5%, 그리고 알지 못하는 물질인 암흑물질이 약 25%, 그리고 미지의 에너지인 암흑에너지가 약 70% 정도로 이루어져 있다고 한다. 그나마 5% 정도 되는 보통물질도 우리 맨눈에 보이는 것은 고작 1%도 되지 않는다고 하니 우리가 우주를 어느 정도 안다고는 하지만 빙산의 일각에도 못 미치는 우주를 간신히 더듬는 중이다. 어쩌면 우리는 영원히 우주를 이해하지 못할 수도 있다. 물질을 이루는 가장 작은 단위는 입자이지만 그전에는 원자라고 배웠다. 원자는 중앙에 큼지막한 원자핵이 자리하고 그 주위를 아주 멀리서 핵에 비해 엄청나게 작은 전자가 돌고 있는 모습이라고 생각하면 이해하기 쉽다. 그런데 원자핵과 전자를 포함하는 전체 공간은 진공이다. 이야기를 쉽게 하려고 원자 하나를 잠실운동장에 비교하면, 가운데 위치한 핵은 탁구공만 하고 관중석 끝에서 좁쌀보다 작은 전자가 돌고 있는 모습이다. 그 사이의 공간은 진공이라고 한다. 마찬가지로 우리 태양계에서 태양과 그 주위를 공전하는 행성들 사이의 공간도 진공이고, 태양과 같은 별과 별의 사이도 진공이며, 나아가서는 은하와 은하 사이도 진공이다. 그러므로 우주 공간은 온통 진공 상태다. 그 속에 우리가 알지 못하는 에너지가 있어서 중력을 이기고 은하끼리 서로 멀리 떨어지게 하는 미지의 힘이 있을 것으로 추측하고 있다. 그 정체불명의 에너지를 암흑에너지라고 부른다. 태초에 빅뱅으로 시작된 우주의 진공 속에는 이미 엄청난 에너지가 존재했었다. 양자역학적 관점에서 그런 에너지를 진공에너지라고 하는데 먼저 이야기한 암흑에너지와 같은 것인지, 서로 다른지, 어떤 관계가 있는지는 아직 모른다. 게다가 초거대 블랙홀과의 관계도 의심하는 사람이 있지만, 모두 과학적인 추측일 뿐이다. 그나마 아인슈타인이 자신의 중력장방정식에 억지로 끼워 넣은 우주 상수가 암흑에너지 정체의 첫 번째 경우다. 공명이 죽은 후에도 중달을 이긴 것처럼 아인슈타인 역시 죽고 나서 100년이 지난 후 자신이 예측했던 중력파가 발견되었고, 어쩌면 암흑에너지도 그가 실수라고 무릎을 꿇었던 우주 상수의 연장선에 있는 것일지도 모른다. 아인슈타인이 활동하던 때는 천체물리학이 지금처럼 발달한 시절도 아니었고 관측 장비도 구닥다리 시대였지만, 아인슈타인은 그 당시에 이미 중력파를 예측하고 우주 상수를 넣었다 뺐다 할 정도의 천재였다. (작가) 박종진박종진의 과학 이야기 우주 상수 우주 상수 우주 공간 이론상 우주

2024-05-17

[열린광장] 4자 타령

4월은 재미있는 달이다. 우리나라 말로는 그냥 한 해의 네 번째 달이지만 영어 이름 ‘April’은 라틴어의 낱말 ‘펼치다 (aperire)’에서 왔다. 이름처럼 4월엔 겨울에 움추렸던 동물들이 기지개를 켜고 초목들은 푸르게 모습을 바꾸기 시작한다. 모두 다 새로운 삶을 펼치는 것이다. 그래서 4월은 다이아몬드처럼 빛나는 달이다. 그런데 한국 사람들은 4자의 발음이 한자의 ‘죽을 사’와 같다는 이유로 아파트나 병원, 호텔 엘리베이터 등에 잘 쓰지 않는다. 언제부터 이런 일이 생겼는지는 몰라도 참 엉뚱한 일이 아닐 수 없다. ‘사’로 소리 나는 좋은 글자가 흔한 데도 말이다. 이를테면 ‘스승 사’, ‘향기 좋을 사’, ‘생각할 사’, ‘부지런할 사’, ‘ 말씀 사’, ‘춤추는 모습 사’, ‘벼슬 사’ 등이다. 이처럼 좋은 글자의 소리는 제쳐 두고 하필이면 ‘죽을 사’자만 생각한 까닭은 무엇일까? 아마 인생의 종말을 뜻하는 운명적인 글자의 소리가 뇌리를 스쳤기 때문일 것이리라. 하지만 이 4 자는 아무 거리낌 없는 사통오달의 운명을 지닌 듯 우주, 자연, 인생, 철학, 종교, 운동 할 것 없이 온갖 분야에 활개를 치고 있다. 도교에서는 도(道), 천(天), 지(地), 및 왕(王)을 우주에 있는 가장 큰 것이란 뜻에서 ‘사대’(四大)라고 한다. 유교에서는 주역이 밝힌 네 가지 원리 곧, 원(元, 봄), 형(亨,여름), 이(利,가을), 및 정(貞,겨울)이 ‘사덕(四德)’이다. 세상이 생겨나서 다시 없어질 때 까지의 네 시기를 불교에서는 ‘사겁’(四劫)이라고 말한다. 번복하는 마음을 두지 말고, 물욕이 서로 가리게 하지 말고, 헛말로 세상을 어지럽히지 말며, 그리고 한울림을 속이지 말 것, 이 네 가지를 천도교에서는 ‘사계명’이라고 일컬으며, ‘예가 아니면 보지 말며, 듣지 말고, 말하지 말며 그리고 움직이지 말라’는 논어의 교훈을 ‘사물(四勿)’이라고 일컫는다. 어디 그뿐이랴. 삶의 기본이 되는 네 가지 계획, 곧 하루의 계획은 새벽에, 한 해의 계획은 봄철에, 일생의 계획은 부지런함에 또한 한 집안의 계획은 화목함에 있다는 말을 ‘사계(四計)’라고 일컫고, 품성이 군자와 같이 고결하다는 뜻에서 매화, 난초, 국화 및 대나무, 이 넷을 ‘사군자(四君子)’라고 말하며, 누구에게나 좋은 얼굴로 대하며 무사태평하게 사는 사람을 ‘사시춘풍(四時春風)’이라고 말한다. 여기에서 태극기의 4괘 생각이 떠올랐다. 본디는 사괘(師卦)를 건괘와 김괘로 나눈 것이었는데 태극기의 네 괘에 건(乾), 곤(坤), 감(坎), 이(離)를 그렸고 이를 4괘라고 부른다. 아무튼 4자는 이래저래 매력 있는 숫자임이 틀림없다. 미국의 초대 대통령 조지 워싱턴은 4월30일 취임 연설에서 “자유의 신성한 보존과 공화당 정부의 운명은 미국 국민이 실천한 삶의 경험에 최종적으로 의지하는 것이라 생각한다”고 유명한 말을 남겼다. 윤경중 / 목회학박사·연목회 창설위원열린광장 타령 우주 자연 초대 대통령 공화당 정부

2024-04-21

2일 새벽 남가주 하늘에 나타난 빛줄기는 '우주 쓰레기'

지난 2일 새벽 남가주 하늘에 나타난 밝은 빛줄기들은 우주 쓰레기가 대기권으로 재진입하면서 만들어낸 것으로 확인됐다. 이 신비로운 빛줄기들은 지난 2일 새벽 1시30분쯤 LA, 오렌지 카운티, 애너하임, 샌버나디노, 보일 하이츠, 버뱅크, 벤츄라, 산타바바라 카운티 등 남가주 전역에서 목격됐다. 소셜 미디어에 빛줄기 동영상들이 올라오는 등 열광적인 반응을 불러일으켰다. 많은 사람들은 이 빛줄기들이 반덴버그 우주군 기지에서 발사된 이전의 스페이스X 로켓 또는 유성과 관련이 있다고 추정했다. 하지만 두 가설 모두 사실이 아닌 것으로 밝혀졌다. 미국 항공우주국 대변인은 KTLA에 "미군 제18우주방위대대의 추적 데이터를 바탕으로 분석한 결과, 4월 2일 오전 LA 상공에 재진입한 물체는 2022년 11월 우주 정거장으로 쏘아 올린 중국 선저우-15 발사에 사용된 궤도 모듈"이라고 밝혔다. 이 모듈의 질량은 약 1,500kg으로, 대기권으로 재진입할 때 눈에 보이는 파편을 만들기에 충분한 크기이다. 전문가들은 현재 약 1억 7천만 개의 우주 쓰레기가 지구 근처 우주를 날아다니고 있다고 말한다. 남가주 빛줄기 우주 쓰레기 새벽 남가주 항공우주국 대변인

2024-04-05

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