‘스타트랙’은 국내에서는 유명하진 않지만 전 세계 SF팬들이 사랑하는 작품 중 하나이다. 1966년 TV드라마로 처음 방송되기 시작한 이후 영화로도 많이 만들어지면서 SF의 전설이라고까지 평가받고 있다. 스타트랙을 대표하는 가장 유명한 대사는 “Beam me up, Scotty”(스카티, 날 전송해주게)이다. 커크 함장이 다른 곳에서 엔터프라이즈호로 귀환하려고 할 때마다 외치는 명령이다. 스타트랙에서 사람을 먼 거리까지 순간이동시키는 텔레포테이션 기술은 SF에서나 존재하는 것으로 알려졌지만 최근 과학자들이 전자를 텔레포테이션하는데 성공했다. 미국 로체스터대 물리천문학과, 채프먼대 양자연구소, 퍼듀대 물리천문학과, 나노기술센터, 재료공학부, 전기컴퓨터공학부 공동연구팀은 하나의 물질을 멀리 떨어진 다른 곳으로 이동시키는 텔레포테이션 기술이 양자역학의 아원자 세계에서는 가능하다고 21일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 실렸다. 연구팀은 이번 연구에서 밝혀낸 텔레포테이션 기술은 SF에서 등장하는 것처럼 물질 자체를 이동시키는 것이 아니라 정보를 옮기는 것이라고 밝혔다. 과학자들은 지난해 빛 알갱이라고 부르는 광자

2015년 개봉한 영화 ‘마션’에는 멧 데이먼이 화성에 홀로 남겨져 식물학자이자 기계공학자로서 능력을 이용해 구조 때까지 고군분투하는 모습이 그려지고 있다. 최근 우주 선진국들이 화성탐사에 관심을 갖고 있는데 이는 화성이 제2의 지구로 활용될 가능성이 있는지, 실제 인류가 화성에서 생존할 수 있는지에 대한 각종 정보를 파악하기 위한 것이다. 미국 대학우주연구협회(USRA) 부설 달·행성연구소(LPI), 아칸소대 우주행성과학센터, 사우스웨스트연구소, 미시건 앤아버대 기후우주과학과 공동연구팀은 화성에 존재하는 물의 염분이 지나치게 높아 사람이 정착해 살기는 어렵다는 연구결과를 우주과학분야 국제학술지 ‘네이처 천문학’ 12일자에 발표했다. 화성 표면에서 가장 높은 온도는 영하 48도로 생명체가 견딜 수 있는 최저온도보다 낮다. 실제로 화성의 대기층이 얇고 지표온도가 낮으며 극도로 건조하기 때문에 지구에서 생각하는 담수가 화성 표면에 노출되는 순간 얼거나 끓거나 바로 증발한다. 소금물처럼 물 속에 염(鹽)이 포함돼 있어 화성과 같은 조건에서 일정시간 안정적으로 지속될 수 있다고 연구팀은 설명했다. 연구팀은 열역학적 모델과 기후모델을 결합해 소금물이 형성될 수 있는

지구와 가장 가까운 태양계 형제 행성으로 불리는 화성의 행성자기장이 과학자들이 이전에 알고 있는 것보다 훨씬 일찍, 심지어 지구보다 더 먼저 형성됐을 수 있다는 연구결과가 나왔다. 캐나다 브리티시 컬럼비아대 지구해양대기과학과, 미국 투손 행성과학연구소, 미네소타대 지구환경과학과, 세인트루이스 워싱턴대 우주과학센터, 프랑스 낭트대 행성·지구역학연구소 공동연구팀은 화성 궤도 탐사선 ‘메이븐’의 데이터를 바탕으로 화성 행성자기장이 45억년 전에 형성됐으며 37억년 전후로 사라졌다고 3일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시즈’ 2일자에 실렸다. 지구 자기장은 지구 내부 핵의 움직임으로 만들어지는 자기장으로 태양이나 우주에서 날아오는 수많은 강력한 전자기파와 방사선을 막아주는 역할을 하고 있다. 태양계에서 지구처럼 행성 자기장을 갖고 있는 것은 수성, 지구, 목성, 토성, 천왕성, 해왕성이며 화성과 금성은 없는 것으로 알려져 있다. 금성은 내부 핵의 움직임이 느려 자기장 자체가 형성되지 않고 있으며 화성은 내부에 자기장을 형성할만한 물질이 있고 이전에는 자기장을 갖고 있었지만 어떤 이유로 갑자기 자기장이 사라진 것으로 파

보고 듣고 말하고 맛보고 느끼는 인간 오감의 어느 하나만 제대로 작동하지 못한다면 어떻게 될까. 손가락에 작은 가시가 박혔을 때의 불편함이나 감기로 코가 막히는 것은 물론 냄새를 맡지 못하게 되면 도무지 음식 맛을 느낄 수 없다는 것은 누구나 한 번쯤 겪어봤을 일이다. 선천적으로나 후천적으로 오감에 문제가 생긴 이들의 불편함은 일반인들은 상상할 수 없을 수준일 것이다. 최근에는 각종 소음과 이어폰 사용이 늘어나면서 청각기능이 떨어지고 심할 경우 청력을 잃는 경우도 종종 생긴다고 한다. 생물학자들이 이같은 후천적 청력상실을 막을 수 있는 화학적 귀마개 기술을 개발해 주목받고 있다. 미국 아이오와대 생물학과, 세인트루이스 워싱턴대 이비인후과 공동연구팀은 청력 손실을 막을 수 있는 수용체를 확인했으며 이를 활용해 청각에 심각한 영향을 미칠 수 있는 소음을 미리 차단해 청력손실을 막을 수 있다고 7일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 3일자에 실렸다. 이번에 발견한 수용체는 신경세포에 있는 분자의 일부로 내유모세포(inner-ear hair cells)에서 증폭된 소리정보를 뇌의 청각피질로 전달하는 기능을 하는 것으로

낯선 곳에서도 지도 한 장만을 들고 길을 잘 찾는 사람이 있는가 하면 몇 번이나 갔던 곳도 매번 새로운 곳을 가는 듯 낯설어 하는 사람들도 있다. 이는 공간지각력이나 공간기억력이 떨어지기 때문이다. 그런데 손전등만 있으면 이런 사람들의 공간기억력을 순식간에 높여줄 수 있는 기술이 있다면 믿을 수 있을까. 아직 동물실험 단계이지만 국내 연구진이 빛을 머리에 비추는 것만으로도 공간기억력을 향상시킬 수 있는 방법을 찾아냈다. 기초과학연구원(IBS) 인지및사회성연구단 사회성뇌과학그룹 연구팀은 외과 수술 없이 비침습적 방법으로 머리에 손전등 정도의 빛을 비추는 것만으로도 뇌신경세포 내 칼슘농도를 조절해 공간기억능력을 향상시키는 기술을 개발했다고 21일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 실렸다. 칼슘은 세포 이동, 분열, 유전자 발현, 신경전달물질 분비, 항상성 유지 등 세포기능에 폭넓게 관여하는 주요 물질이다. 세포가 제 기능을 수행하기 위해서는 세포 내 칼슘농도가 적절하게 조절되야 하는데 만약 그 양이 부족해지면 인지장애, 심장부정맥 등 다양한 질환으로 이어지게 된다. 이번 연구에 교신저자로 참여한 허원도 IBS

‘새로운 10년’(decade)이 시작되는 2020년에 대해 과학계는 기대와 우려가 크다. 세계 과학기술정책을 보이지 않게 좌지우지하는 미국에서는 오는 11월 대선이 예정돼 있다. 도널드 트럼프 대통령은 취임 이후 기후변화와 지속가능한 생태환경 연구에 대해 애써 무시하는 분위기와 함께 백신에 대한 불신 같은 반과학적 태도까지 보여 트럼프가 재선될 경우 이 같은 분위기는 더 가속화될 것으로 과학자들은 우려하고 있다. 브렉시트를 눈 앞에 두고 있는 영국에서 활동하고 있는 과학자들은 유럽연합에서 제공되는 연구보조금과 연구자들이 이탈해 과학 기반이 약해질 것을 걱정하고 있는 상황이다. 그러나 암흑물질 탐지부터 유전자가위 기술, 생물다양성 확보를 위한 새로운 노력까지 다양한 연구성과가 나오는 놀라운 한 해가 될 것으로도 기대하고 있는 상황이다. ●생물 다양성확보와 기후변화에 대한 티핑포인트 올해는 ‘아이치 전략목표’라고 불리는 세계생물다양성 목표를 달성해야 하는 해인 만큼 멸종위기 종의 생물을 보호하고 지속가능한 발전을 위한 새로운 전략과 성과가 나와야 할 때라고 과학계는 보고 있다. 아이치 전략목표는 2011년부터 2020년까지 생물다양성 확보를 위해 세계 각국이

SF영화 ‘그래비티’(2013)는 허블우주망원경을 수리하러 우주선 밖으로 나간 과학자가 우주쓰레기와 부딪쳐 광활한 우주로 내던져지면서 벌어지는 일을 다루고 있다. 지구에서는 폐플라스틱 때문에 몸살을 앓고 있다면 지구 밖 우주에서는 우주쓰레기가 문제다. 인간의 행동반경이 우주까지 넓어지면서 우주쓰레기가 생겨나는 건 필연적이었다. 수명이 다한 인공위성과 그 잔해들, 위성에서 빠져나간 나사, 벗겨진 페인트 조각까지 약 350만개의 우주쓰레기가 초속 8㎞라는 무서운 속도로 지구 궤도를 돌고 있다. 물체의 운동에너지는 속도의 제곱에 비례하는 만큼 우주쓰레기가 아무리 작아도 충돌하면 엄청난 피해를 일으킨다. 이 때문에 위성을 운용하는 나라들은 우주쓰레기 처리 문제에 골머리를 앓고 있다. 이런 가운데 중국 랴오닝공과대 지형정보학부, 중국 측량지리과학연구원 산하 측지학·지구동역학연구소 공동연구팀이 레이저추적망원경에 인공지능(AI) 알고리즘을 적용해 10㎝ 이하 우주쓰레기의 위치까지도 정확히 파악하는 방법을 개발했다. 이번 연구 결과는 물리학 분야 국제학술지 ‘레이저 응용 저널’ 25일자에 실렸다. 레이저추적은 레이저를 물체에 쏴 반사되는 신호로 거리와 위치를 측정하는 기

부모들은 자녀가 책상에 진득하니 앉아 있지 못하고 제 또래보다 유난히 정신없고 어수선한 모습을 보면 문득 ‘우리 아이가 혹시 ADHD(주의력결핍과잉행동장애)가 아닐까’ 하고 걱정하는 경우가 있다. 2016년 미국 질병예방통제센터(CDC)가 실시한 ‘아동보건조사’ 결과에 따르면 2~17세 아동, 청소년 중 9.4%에 해당하는 610만명이 ADHD 증상을 앓고 있는 것으로 나타났고, 숫자는 매년 증가하고 있다. 문제는 ADHD가 다른 신경정신과 질환과는 달리 발병 여부를 규정하는 명확한 근거가 없고 아직 객관적 측정 방법이 없다는 것이다. 이런 이유로 ADHD 진단은 의료진의 관찰과 부모나 교사 등 보호자의 보고에 의존하고 있어서 오진 가능성도 높다. 미국 신시내티대 전자공학·컴퓨터과학과, 신시내티 아동병원 영상의학과, 소아과, 영국 페리네탈연구소 소아과학과 공동연구팀은 인공지능(AI)을 자기공명영상(MRI)을 결합시켜 ADHD 여부를 정확하게 진단할 수 있는 기술을 개발하고 결과를 의학분야 국제학술지 ‘영상의학 : 인공지능’ 12일자에 발표했다. 연구팀은 신경과학자들의 자율적 연구모임인 ‘뉴로뷰로’에서 제공하는 ‘ADHD-200 데이터세트’를 활용해 인공지능

지진은 자주 발생하지는 않지만 한 번 발생하면 엄청난 인적·물적 피해를 가져오는 자연재해다. 큰 지진이 발생한 뒤에는 항상 지진 며칠 전부터 개미나 새들이 떼지어 다른 곳으로 이동했다든가, 물고기들이 떼지어 죽었다든지, 원인 불명의 가스 냄새가 났다든지 하는 전조 현상이 있었다는 이야기가 나온다. 그러나 과학자들은 지진을 예측하는 것은 현재 기술로는 사실상 불가능하고 흔히 얘기되는 전조 현상들은 지진과 관련 없으며 사후 해석에 불과하다는 입장이다. 그렇다고 과학자들이 지진 예측에 손을 놓고 있는 것은 아니다. 인명·재산 피해를 최소화하기 위해 일기예보처럼 지진도 사전에 예측할 수 있는 다양한 과학적 방법들을 찾고 있다. 미국 캘리포니아 버클리대(UC버클리) 지구·행성과학과, 로렌스버클리 국립연구소 에너지 지구과학연구부, 몬터레이베이해양연구소(MBARI), 라이스대 지구·환경·행성과학과 공동연구팀은 해저 광섬유 케이블을 이용해 지진해일(쓰나미)이나 바닷가 지진의 원인인 해저지진을 감지할 수 있는 기술을 개발했다. 이 같은 연구 결과는 세계적인 과학저널 ‘사이언스’ 11월 29일자에 실렸다. 연구팀은 캘리포니아주 서쪽 연안도시인 몬터레이 앞바다에 설치된 22㎞

병원이 문을 닫는 밤 시간에 아이가 아프거나 다치면 부모들의 마음은 급해진다. 칼이나 가위 같은 날카로운 물건에 베었을 때 필요한 소독약이나 반창고, 멸균 붕대 등은 막상 눈에 띄지 않기도 한다. 반창고나 소독약, 상처치료 연고, 탈지면 등이 들어 있는 응급 치료 세트를 갖고 있더라도 정작 필요한 것들은 하나씩 보이지 않아 답답한 경우가 많다. 미국 몬태나공과대 기계공학과, 나노기술연구소 연구팀은 상처에 스프레이를 뿌리는 것만으로도 치료제가 포함된 약물 붕대가 만들어지는 응급 치료 장치를 개발했다고 14일 밝혔다. 응급 상황에 신속하게 대응할 수 있는 이 같은 치료 기술은 기계공학 분야 국제학술지 ‘진공 과학기술’ 11월 13일자에 실렸다. 이번에 개발된 기술은 전기방사라는 기술을 바탕으로 하고 있다. 전기방사는 생체적합성이 있는 고분자 용액에 강한 전기장을 가해 나노섬유를 만들어 내는 기술이다. 문제는 전기방사를 위해서는 고전압이 필요하기 때문에 인체에 가깝게 대고 사용할 경우 감전이나 화상을 입을 수 있다는 점이다. 연구팀은 고전압을 사용하는 것이 아니라 스프레이 페인트처럼 통 속 압력 펌프를 이용해 공기압만으로 고분자 용액을 나노섬유로 만들어 분사할

주혈흡충증은 우리에게 익숙하진 않지만 세계보건기구(WHO)가 말라리아 다음으로 중요하게 관리하고 있는 열대병이다. 전 세계적으로 2억명 정도가 감염돼 있으며 매년 약 20만명 이상의 사망자가 발생하는 것으로 알려져 있다. 병을 일으키는 흡충(기생충)은 민물달팽이 몸속에서 증식하다가 강이나 호수, 개울물에 배출돼 수영이나 목욕을 하는 사람의 피부를 뚫고 들어가 감염시킨다. 감염된 사람들은 고열과 계속되는 설사 등의 증세를 앓다가 심할 경우 사망하기도 한다. 시애틀 워싱턴대 등 7개 미국 대학과 미국지질조사국(USGS), 벨기에 왕립 자연과학연구소, 영국 런던 자연사박물관, 임페리얼 칼리지 런던대, 런던대, 세네갈 의생명연구센터, 해양혁신연구소 연구진으로 구성된 국제공동연구팀은 인공위성 사진과 드론으로 찍은 항공사진, 그리고 구글에서 제공하는 위성사진 서비스인 구글 어스를 이용하면 민물달팽이 서식지를 쉽게 파악해 주혈흡충증 발생을 근본적으로 없앨 수 있다고 31일 밝혔다. 이 같은 연구 결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 10월 29일자에 실렸다. 연구팀은 1980년대 중반 이후 주혈흡충증 발생자가 가장 많이 나타난 세네갈 북서부 지역 1

태양계 바깥 6개 백색왜성 대기 분석 美연구팀 “지구 암석분포와 구성 비슷” 올해 노벨물리학상 수상자 중 미셸 마요르 스위스 제네바대 교수는 제자인 디디에 쿠엘로 제네바대 교수와 함께 태양계 바깥 외계행성을 처음으로 발견한 공로를 인정받아 공동 수상자로 이름을 올렸다. 이들의 발견 이후 많은 과학자들이 외계행성 관측에 뛰어들어 지금까지 4000개에 이르는 외계행성이 발견됐다. 과학자들이 외계행성 발견에 열심인 이유는 태양계 바깥에 우리 지구와 비슷한 행성이 있을 것이며 거기에 또 다른 생명체가 살고 있을지 모른다는 기대와 호기심 때문이다. 이런 가운데 미국 캘리포니아 로스앤젤레스대(UCLA) 지구·행성·우주과학과, 물리·천문학과, 매사추세츠공과대(MIT) 지구·대기·행성과학과 공동연구팀은 현재까지 발견된 외계행성들 중 일부가 지구와 매우 유사한 지질화학적 구성을 갖추고 있다는 사실을 밝혀냈다. 이 같은 연구 결과는 세계적인 과학저널 ‘사이언스’ 18일자에 실렸다. 연구팀은 태양계 바깥 백색왜성 6개와 태양, 지구, 달, 금성, 화성, 태양계를 76년 주기로 돌고 있는 헬리혜성의 대기와 지표 구성성분을 비교했다. 특히 암석을 구성하는 주요 6개 원소인 알루

현대 물리학의 두 기둥은 상대성이론과 양자역학이다. 상대성이론도 만만찮지만 미시세계를 설명하는 양자역학은 상식적으로 이해하기가 쉽지 않다. 독일 물리학자 하이젠베르크가 만든 불확정성 원리에 따르면 미시세계에서는 입자의 위치와 운동량을 모두 정확하게 측정할 수 없다. 하나를 측정하는 동안 다른 하나가 변해 버리기 때문에 입자의 물리적 상태는 확률적으로만 설명할 수 있다는 것이다. 이 때문에 똑같은 양자를 동시에 다른 곳에서 관찰하는 것도 확률적으로 가능한 일이다. 이런 상식 밖의 양자 중첩과 얽힘 현상은 최근 주목받고 있는 양자컴퓨터 개발에 있어서 매우 중요한 원리이다. 오스트리아 빈대, 스위스 바젤대, 독일 카를스루에 공과대, 중국 중산대 공동연구팀은 하나의 원자가 아닌 2000개의 원자로 구성된 복잡한 분자가 양자 중첩현상을 통해 동시에 두 군데서 나타나도록 하는 데 성공했다고 3일 밝혔다. 이번 연구결과는 물리학 분야 국제학술지 ‘네이처 물리학’에 실렸다. 연구팀은 기존에 양자 중첩현상 실험에 쓰이던 단일 수소원자 대신 약 2000개의 원자로 만들어져 무게도 2만 5000배가량 무거운 분자를 만들어 양자 중첩현상 실험을 했다. 거대 분자가 동시에 두 군

크리스토퍼 놀런이 감독하고 리어나도 디캐프리오, 조지프 고든 레빗 등이 출연한 영화 ‘인셉션’(2010)은 꿈을 공유해 타인의 생각을 빼내거나 꿈 자체를 설계해 기억을 지우기도 하고 심을 수도 있다는 기발한 상상력을 담고 있다. 실제로 우리가 깨어 있을 때 경험한 많은 일들은 뇌에 차곡차곡 쌓여 있다가 잠이 든 뒤 버려야 할 것과 간직해야 할 것으로 구분되어지며 일부는 꿈으로 나타나기도 한다. 뇌과학이 눈부시게 발전하고 있지만 여전히 잠과 꿈, 기억의 상관관계는 명확히 밝혀지지 않고 있다. 이런 가운데 일본 나고야대 환경의학연구소, 홋카이도대 의대 신경약리학과, 의생명과학과, 도카이대 생명과학부, 미국 SRI인터내셔널 신경과학센터 공동연구팀은 잠자는 동안 뇌가 정보를 선택해 각인시키거나 지워버리는 기억 조절 신경 메커니즘을 밝혀내고 세계적인 과학저널 ‘사이언스’ 20일자에 발표했다. 연구팀은 잠자는 동안 눈이 빠르게 움직이며 꿈을 꾸는 렘(REM) 수면 단계에 주목했다. 렘 수면 단계에서는 몸은 잠들어 있지만 뇌는 빠르게 활동하면서 하루의 경험을 기억할 것인지 아닌지를 선별해 처리하는 것으로 알려져 있다. ‘시냅스 재정규화’라고 불리는 이 과정은 잠자는 동

한낮 찌는 듯한 무더위도 한 풀 꺾이고 아침저녁으로 선선한 날씨가 이어지면서 운동하는 사람들이 하나둘 늘고 있다. 야외에서 달리기, 걷기를 하거나 피트니스클럽 같은 실내에서 운동을 할 때 많은 사람들이 음악을 듣는다. 운동을 할 때 자신이 좋아하는 음악을 듣는 것도 좋겠지만 클래식 음악을 듣는 것이 운동 효과를 높이는 데 훨씬 도움이 된다는 연구 결과가 나와 주목된다. 벨기에 겐트대 음악학과 심리음향학연구소, 인터넷·데이터과학실험실(IDLAB), 통계분석학과 공동연구팀은 아령이나 역기를 드는 등 근육운동을 할 때 클래식처럼 규칙적인 박자로 연주되는 음악을 듣는 것이 부상 위험을 줄이고 운동 효과를 배가시킬 수 있다고 밝혔다. 이 같은 연구 결과는 미국국립학술원에서 발행하는 국제학술지 ‘플로스 원’ 29일자에 실렸다. 연구팀은 6개월에서 2년 정도의 근육운동 경험이 있는 21~42세의 남녀 31명을 세 그룹으로 나눠 실험했다. 한 그룹은 근육운동을 하는 동안 클래식 음악을 듣도록 하고, 다른 그룹은 시끄럽고 불규칙한 박자를 가진 음악을 듣도록 했다. 나머지 그룹은 음악 없이 운동을 하도록 했다. 그 결과 클래식 음악을 들으며 운동한 그룹이 바벨이나 덤벨을 들