과학 포털 iKAOS

24 Contents

💉팬데믹, A부터 Z까지 알아봄(with. 한국생명공학연구원 류충민 박사님) l 요즘과학

팬데믹은 전 세계적으로 감염병이 확산된 상태를 의미하며, 1918년 스페인 독감과 같이 인류 역사상 여러 차례 발생해왔습니다. 팬데믹이라는 용어는 WHO(세계보건기구)에서 정한 6단계 중 마지막 단계로, 지구 전체가 감염병에 노출된 상황을 가리킵니다. 이에 비해 에피데믹은 특정 지역이나 국가에 국한된 감염병 유행을 뜻하고, 엔데믹은 말라리아처럼 특정 지역에서 지속적으로 발생하는 풍토병을 의미합니다. 이러한 구분을 통해 감염병의 확산 정도와 대응 방안을 체계적으로 이해할 수 있습니다. 최근 코로나19 팬데믹은 많은 이들에게 큰 고통을 안겼습니다. 마스크 착용과 손 씻기 같은 기본적인 위생 습관이 감염병 예방에 중요한 역할을 했으며, 국가적 차원에서는 백신 개발과 신속한 진단 기술이 사망률을 크게 낮추는 데 기여했습니다. 1918년 스페인 독감과 비교하면, 진단과 백신의 발전 덕분에 이번 팬데믹에서는 훨씬 적은 인명 피해로 이어질 수 있었습니다. 특히 집에서 손쉽게 사용할 수 있는 진단 키트와 격리 조치가 효과적으로 이루어진 점이 주목할 만합니다. 백신 개발은 일반적으로 10년에서 15년 정도의 긴 시간이 소요되지만, 코로나19의 경우 이례적으로 1년 만에 백신이 개발되어 빠른 대응이 가능했습니다. 이는 과학기술의 발전과 국제적 협력의 결과로, 신속한 백신 개발이 팬데믹의 피해를 줄이는 데 결정적인 역할을 했습니다. 그러나 여전히 신종 감염병의 등장은 인구 증가와 교통의 발달 등으로 인해 언제든지 발생할 수 있습니다. 조류독감이나 니파 바이러스와 같은 신종 감염병에 대한 경계가 필요한 이유입니다. 팬데믹을 일으키는 바이러스들은 동물에서 사람으로 전파되는 인수공통감염병의 특성을 지니며, 변이가 빠르고 전파력이 강한 RNA 바이러스가 많습니다. 과거 페스트와 같은 세균성 감염병은 항생제의 개발로 위협이 줄었지만, 바이러스성 감염병은 여전히 인류에게 큰 위협이 되고 있습니다. 바이러스 간에도 인체 내에서 경쟁이 일어나며, 특정 바이러스가 먼저 감염된 장기를 차지하면 다른 바이러스의 침입이 어려워지는 현상도 관찰됩니다. 이러한 현상은 팬데믹 시기에 다른 호흡기 질환의 발생이 줄어드는 이유이기도 합니다. WHO(세계보건기구)와 국제백신연구소(IVI) 등은 미래의 팬데믹에 대비해 국제 협력과 연구를 강화하고 있습니다. WHO(세계보건기구)는 팬데믹 협약을 논의하며 각국의 대응 체계를 마련하고, 국제백신연구소(IVI)는 백신 개발을 위한 연구를 주도하고 있습니다. 감염병에 대한 이해를 높이기 위해서는 과학적 지식과 함께 꾸준한 위생 습관, 그리고 신속한 진단과 백신 개발이 필수적입니다. 팬데믹은 단순한 건강 문제를 넘어 경제적, 정신적 고통까지 초래하므로, 사회 전체의 관심과 노력이 필요합니다.

국립과천과학관요즘과학👏

생명과학
융합

[연구뭐하지?] 인류에 보탬이 되는 화학, 신재생 에너지 연구_임종우 교수 | 서울대학교 “에너지 및 재료 분석화학 연구실”

서울대학교 화학부 임종우 교수 연구실은 인류가 직면한 에너지 위기와 기후 변화라는 거대한 과제를 화학적 방법론으로 해결하고자 노력하고 있습니다. 리튬 이온 배터리를 비롯해 전고체 전지와 리튬 금속 배터리 등 더 안전하고 효율적인 차세대 에너지 저장 장치를 연구하며, 깨끗한 수소 생산을 위한 촉매 기술과 이산화탄소 저감 및 전환 기술까지 폭넓게 다룹니다. 이러한 연구는 단순히 기술 개발에 그치지 않고 지속 가능한 지구를 위한 근본적인 해답을 찾는 과정이라 할 수 있습니다. 연구의 핵심은 배터리 내부에서 일어나는 미시적인 변화를 실시간으로 관찰하고 이를 이론적으로 정립하는 데 있습니다. 방사광 가속기를 활용해 양극재 내에서 리튬 이온이 어떻게 이동하고 확산되는지 이미징 기법으로 포착하며, 얻어진 데이터를 바탕으로 복잡한 미분방정식을 풀어내어 동력학적인 상전이 과정을 수식화합니다. 실험과 이론의 긴밀한 결합을 통해 배터리의 열화 원인을 규명하고 성능을 극대화할 수 있는 최적의 경로를 제시하는 것이 주요 목표입니다. 에너지 연구에 투신하게 된 계기는 대학 시절 해외 교환 학생 경험에서 비롯되었습니다. 당시 환경과 에너지 문제에 대해 끊임없이 고뇌하던 동료들과 교류하며, 이 분야가 인류의 미래를 결정지을 핵심 과제임을 깨달았습니다. 비록 당시에는 에너지 문제에 대한 사회적 관심이 지금처럼 높지 않았으나, 누군가는 반드시 해결해야 할 일이라는 사명감을 느꼈습니다. 자신의 인생을 걸고 인류 사회에 실질적인 보탬이 되겠다는 순수한 열정이 현재 연구의 든든한 뿌리가 되었습니다. 최근 이차전지 산업은 비약적인 성장을 거듭하고 있지만, 기술적 완성도를 높이는 과정은 매우 복잡하고 정교한 과학적 접근을 요구합니다. 원자 단위의 동력학부터 수조 개의 입자가 모인 배터리 셀 전체의 현상까지, 다양한 스케일에서 발생하는 상호작용을 체계적으로 이해해야 하기 때문입니다. 연구실은 산업계와 긴밀히 소통하며 기초 과학의 원리가 실제 산업 현장의 난제를 해결하는 시너지를 창출하고 있습니다. 이는 단순한 용량 증설을 넘어 배터리 기술의 근본적인 진보를 이끄는 동력이 됩니다. 연구실의 또 다른 강점은 경계를 허무는 협업과 글로벌 네트워크에 있습니다. 물리, 생명과학, 공학 등 다양한 배경을 가진 연구원들이 모여 각자의 전문성을 공유하며, 해외 유수의 연구소와 적극적인 공동 연구를 수행합니다. 언어의 장벽을 넘어 세계적인 연구 시설을 활용하고 치열한 토론을 거치는 과정은 국익에도 기여하는 소중한 자산이 됩니다. 밤을 새우는 고단한 연구 과정 끝에 마침내 자연의 섭리를 이해하고 진실을 확인했을 때 느끼는 성취감은 연구자들을 움직이는 가장 큰 보람입니다.

임종우

카오스재단연구뭐하지

화학

우리나라가 우주🪐탐사를 위해 쓴 돈은 얼마?? 우리는 왜 우주탐사를 해야 할까?😉ㅣ2023 미래 과학 트렌드 출간기념 강연

우주 탐사는 단순히 기술적 도전이나 국가적 자존심의 문제가 아니라, 사회의 성숙도와 미래를 준비하는 중요한 지표로 여겨집니다. 한 나라가 경제적으로나 기술적으로 일정 수준에 도달하면, 더 이상 기본적인 생존이나 생활의 질 향상에만 집중하지 않고, 새로운 영역에 도전하게 됩니다. 우주 탐사에 투입되는 예산이 전체 국가 예산에 비해 크지 않음에도 불구하고, 그 의미는 매우 큽니다. 이는 마치 어린아이가 성장하여 어른이 되었을 때, 더 넓은 세상과 자신의 미래를 고민하는 것과 비슷합니다. 우주 탐사는 국가가 선진국 대열에 진입했다는 상징이자, 미래 세대를 위한 투자로 볼 수 있습니다. 최근 우리나라의 우주 탐사 성과는 눈부십니다. 누리호의 성공적인 2차 발사와 단우리호의 달 궤도 진입은 국내 기술력의 성장과 자립을 보여주는 대표적인 사례입니다. 누리호는 100% 국내 기술로 제작되어, 발사 과정에서 발생한 문제를 신속하게 파악하고 개선할 수 있었습니다. 단우리호는 세계 7번째로 달 탐사에 성공한 국가로 우리나라를 올려놓았으며, 다양한 첨단 장비를 탑재해 달의 자원과 환경을 정밀하게 관측하고 있습니다. 특히 국내에서 개발한 고해상도 카메라와 편광 카메라는 세계 최초로 달의 편광 지도를 제작하는 데 기여하고 있습니다. 단우리호의 임무는 단순한 탐사에 그치지 않고, 국제 협력과 과학적 성과로 이어지고 있습니다. 아르테미스 프로젝트와의 협력을 통해 달 극지방 착륙 후보지 선정에 필요한 데이터를 제공하고, 편광 카메라로 달 표면과 자원을 분석하는 등 세계적으로 주목받는 연구를 수행하고 있습니다. 또한, 예상치 못한 궤도 변경과 심우주 통신 기술의 시험 등 다양한 도전을 성공적으로 극복하며, 우리나라 우주 과학의 새로운 가능성을 열고 있습니다. 단우리호가 촬영한 독특한 달과 지구의 사진은 전 세계적으로도 유일한 사례로, 우리 연구진의 창의적 시도와 기술력을 입증하고 있습니다. 우주 탐사의 또 다른 중요한 이슈는 지구 방위와 관련된 실험들입니다. 다트 미션은 인류 최초로 소행성 충돌 실험에 성공하여, 지구 근접 위협 천체에 대한 방어 가능성을 보여주었습니다. 이 미션은 소행성의 궤도를 실제로 변화시키는 데 성공했으며, 우리나라 천문연구원도 관측에 참여해 국제적 협력의 중요성을 다시 한 번 확인했습니다. 이러한 실험들은 우주 탐사가 단순한 호기심을 넘어서, 인류의 생존과 안전을 위한 실질적 역할을 하고 있음을 보여줍니다. 최근에는 제임스 웹 우주망원경과 아르테미스 미션 등 다양한 국제 우주 프로젝트가 진행되고 있습니다. 제임스 웹 망원경은 허블 망원경을 뛰어넘는 관측 능력으로 우주의 신비를 새롭게 밝혀내고 있으며, 아르테미스 미션은 인류가 다시 달에 착륙하고, 장기적으로 달 기지를 건설하는 것을 목표로 하고 있습니다. 우리나라도 아르테미스 협정에 참여하여, 국제 우주 탐사의 중요한 파트너로 자리매김하고 있습니다. 앞으로 달에 상주하는 기지 건설과 같은 대형 프로젝트가 현실화될 것으로 기대됩니다.

국립과천과학관책📖저자강연

물리학
천문학
융합

[페스티벌+어스] 우주에서 본 지구 by 폴윤, 전은지 ㅣ 2022 대한민국 과학축제(페스티벌 어스)

NASA는 우주의 신비를 밝히고 외계 생명체의 존재 여부를 확인하며, 궁극적으로 우리 지구를 보호하기 위해 다양한 탐사를 수행합니다. 이러한 활동은 단순히 과학적 호기심을 충족하는 데 그치지 않고, 새로운 기술과 지식을 창출하여 국가의 인적 자원을 풍성하게 만드는 역할을 합니다. 특히 시민들의 관심과 지지는 막대한 예산이 투입되는 우주 탐사를 지속 가능하게 만드는 가장 중요한 원동력이 됩니다. 과학적 사고를 하는 국민이 늘어날수록 국가의 생산성과 미래 경쟁력은 더욱 강화될 것이며, 이는 곧 인류 전체의 발전으로 이어집니다. 1969년 아폴로 11호의 달 착륙 이후 인류는 이제 '아르테미스' 프로젝트를 통해 다시 한번 달로 향하고 있습니다. 과거의 탐사가 국가 간의 기술 경쟁이었다면, 현재는 대한민국을 포함한 여러 국가와 민간 기업이 협력하여 새로운 우주 경제권을 형성하는 것이 핵심입니다. 특히 이번 미션은 인류 최초의 여성 우주인을 달에 보내는 상징적인 의미를 담고 있으며, 달 궤도 정거장인 '게이트웨이'를 건설하여 향후 화성 탐사를 위한 전진 기지로 활용할 계획입니다. 이는 인류가 지구를 넘어 우주로 거주지를 확장하는 중요한 발판이 될 것입니다. 화성 탐사는 생명체의 흔적을 찾는 여정에서 가장 중요한 위치를 차지합니다. 퍼서비어런스 로버는 과거 호수였던 제제로 크레이터에서 토양 샘플을 채취하며 고대 생명체의 단서를 추적하고 있습니다. 2030년대에는 이 샘플들을 지구로 가져오는 '샘플 리턴 미션'이 예정되어 있으며, 이는 외계 생명체 존재 여부에 대한 인류의 오랜 질문에 답을 줄 것입니다. 또한 화성 탐사는 지구와 유사한 환경이었던 화성이 왜 척박하게 변했는지 연구함으로써, 우리 지구의 미래 기후 변화를 예측하고 대비하는 데 결정적인 힌트를 제공하는 거울 역할을 합니다. 우주 탐사선이 행성에 안전하게 착륙하기 위해서는 '희박 유동'이라는 특수한 물리 현상을 깊이 있게 이해해야 합니다. 우주 공간은 완전한 진공이 아니라 기체 입자가 매우 적은 상태로 존재하는데, 이곳에서는 우리가 흔히 아는 연속체 역학의 법칙이 더 이상 적용되지 않습니다. 입자 하나하나의 움직임을 추적하는 볼츠만 방정식을 통해 유동을 해석해야만 탐사선이 겪게 될 저항과 열을 정확히 예측할 수 있습니다. 이러한 미시적인 분석은 고성능 슈퍼컴퓨터를 활용한 시뮬레이션을 통해 이루어지며, 극한 환경에서 작동하는 우주 비행체를 설계하는 필수 기초가 됩니다. 행성 진입 단계인 EDL(진입, 하강, 착륙)은 우주 탐사에서 가장 난도가 높은 과정으로 꼽힙니다. 탐사선이 대기권에 진입할 때 발생하는 마찰열은 태양 표면 온도보다 높으며, 속도는 마하 40에 달할 정도로 엄청납니다. 이때 희박 유동 해석을 바탕으로 한 열 보호 설계가 제대로 이루어지지 않으면 탐사선은 순식간에 파괴될 수 있습니다. 스페이스X의 재사용 로켓 기술 역시 이러한 재진입 과정에서의 열과 충격을 견디는 정밀한 설계 덕분에 가능해졌으며, 이는 우주 여행의 비용을 획기적으로 낮추고 빈도를 높이는 혁신적인 변화를 가져왔습니다. 우주 탐사 기술은 우리도 모르는 사이에 일상생활 곳곳에 깊숙이 스며들어 인류의 삶을 풍요롭게 만들고 있습니다. 안경의 긁힘 방지 코팅, 정수기의 정밀 필터 시스템, 운동화의 충격 완화 소재, 그리고 침대의 메모리폼은 모두 우주인의 안전과 편의를 위해 개발된 기술에서 파생된 것입니다. 또한 도로의 미끄럼 방지 홈이나 무선 전동 공구 역시 NASA의 탐사 과정에서 탄생한 혁신적인 결과물입니다. 이처럼 우주를 향한 도전은 단순히 먼 미래의 이야기가 아니라, 현재 우리가 누리는 삶의 질을 높이고 일상의 안전을 지키는 데 직접적인 기여를 하고 있습니다. 인류가 우주로 나아가는 이유는 지적 호기심이라는 본능적인 욕구와 더불어, 지구라는 한정된 자원을 넘어선 새로운 가능성을 찾기 위함입니다. 달의 희귀 광물 자원 탐사나 초저궤도 위성을 활용한 차세대 통신망 구축은 인류 경제의 영역을 우주로 확장하는 실질적인 변화를 이끌고 있습니다. 대항해 시대의 탐험가들이 신대륙을 찾아 나섰던 것처럼, 지금의 우주 탐사는 후손들을 위한 새로운 삶의 터전과 자원을 준비하는 숭고한 과정입니다. 결국 우주는 우리가 어디에서 왔는지, 그리고 앞으로 어디로 나아가야 할지를 알려주는 거대한 이정표와 같습니다.

전은지, Paul Yun(폴윤)

카오스재단2022 대한민국 과학축제 ㅣ 페스티벌 어스

지구환경과학
천문학

[페스티벌+어스] 지속가능한 지구: 기후 by 박록진, 김백민 ㅣ 2022 대한민국 과학축제(페스티벌 어스)

기후 변화는 이제 먼 미래의 경고가 아닌 현실의 위기로 다가왔습니다. 1880년 산업혁명 이후 지구의 평균 기온은 이미 1.1도 상승했으며, 한반도는 이보다 높은 2도 가까운 상승 폭을 기록하고 있습니다. 이러한 지구 온난화는 단순히 숫자의 변화에 그치지 않고 전 지구적인 폭염, 가뭄, 집중호우와 같은 극단적인 기상 현상을 빈번하게 야기합니다. 북극의 빙하가 녹아내리고 해수면이 상승하는 현상은 생태계 전반의 위기를 초래하며 인류의 생존을 위협하고 있습니다. 우리는 현재 지구 곳곳에서 발생하는 기후 재난을 통해 변화의 시급성을 체감하고 있습니다. 파리 협정의 핵심 목표인 탄소 중립은 인위적인 탄소 배출량과 자연적인 흡수량이 균형을 이루는 상태를 의미합니다. 우리가 배출한 이산화탄소는 숲의 광합성과 해양의 용해 작용을 통해 자연적으로 흡수되는데, 현재는 배출량이 자연의 흡수 능력을 크게 초과하여 대기 중 농도가 계속 높아지고 있습니다. 2050년까지 탄소 중립을 달성하기 위해서는 전력 생산과 운송 수단 등 주요 배출원의 에너지 구조를 근본적으로 전환하여 자연의 흡수 범위 안으로 배출량을 줄여야 합니다. 이는 단순히 배출을 줄이는 것을 넘어 지구 시스템의 순환 원리를 회복하는 과정입니다. 자연의 탄소 흡수 능력은 고정된 것이 아니라 기후 변화와 밀접하게 상호작용하며 변합니다. 최근 빈번해진 대형 산불은 그동안 나무가 흡수했던 탄소를 다시 대기로 방출하는 악순환을 만들고 있으며, 해수 온도의 상승은 바다의 탄소 용해도를 낮추어 흡수 효율을 떨어뜨립니다. 또한 이산화탄소보다 지구 온난화 지수가 25배나 높은 메테인 기체의 농도 증가는 기후 위기를 더욱 가속화하는 요인이 됩니다. 따라서 자연의 흡수 기작에 대한 정밀한 과학적 이해와 감시가 탄소 중립 전략의 필수적인 토대가 되어야 하며, 이를 위해 위성 관측과 같은 첨단 기술의 활용이 중요해지고 있습니다. 기후 위기에 대응하는 과정에서 우리는 탄소 감축뿐만 아니라 변화하는 환경에 적응하는 지혜도 함께 갖추어야 합니다. 지구 온도가 6도 이상 상승하여 인류가 멸종할 것이라는 극단적인 공포에 매몰되기보다는, 과학적 근거에 기반한 합리적인 대응책을 마련하는 것이 중요합니다. 현재의 기술 발전 속도와 국제적인 협력을 고려할 때, 우리는 온도 상승 폭을 관리 가능한 수준으로 억제할 수 있는 시간을 아직 확보하고 있습니다. 비관론에 빠져 포기하기보다는 우리가 처한 상황을 정확히 인식하고, 지속 가능한 성장을 위한 구체적이고 실현 가능한 경로를 설계해야 할 때입니다. 경제 성장과 탄소 배출 사이의 연결고리를 끊어내는 '탈동조화'는 지속 가능한 미래를 위한 핵심 과제입니다. 과거에는 GDP가 높아질수록 탄소 배출도 늘어나는 것이 당연시되었으나, 최근 선진국들을 중심으로 기술 혁신을 통해 경제 성장을 유지하면서도 배출량을 줄이는 사례가 나타나고 있습니다. 기업들은 탄소 발자국을 투명하게 공개하고 친환경 공정을 도입하며 생존을 위한 변화를 꾀하고 있습니다. 소비자 역시 탄소 배출이 적은 제품을 선택함으로써 시장의 흐름을 바꾸는 중요한 역할을 수행할 수 있으며, 이러한 개인의 선택이 모여 기업과 국가의 변화를 이끌어내는 동력이 됩니다. 에너지 전환의 성공은 단순히 재생 에너지 발전소를 많이 짓는 것에 그치지 않고, 이를 뒷받침하는 효율적인 에너지 인프라 구축에 달려 있습니다. 기상 조건에 따라 발전량이 변하는 태양광이나 풍력 에너지의 특성을 고려할 때, 남는 전력을 저장하고 필요한 곳으로 보내주는 지능형 전력망 확충이 필수적입니다. 또한 수소 에너지, 탄소 포집·활용·저장 기술(CCUS) 등 다양한 창의적 대안들을 검토하고 실용화해야 합니다. 에너지의 생산부터 소비까지 전 과정에서의 효율화와 인프라의 혁신은 기후 위기 극복을 위한 가장 강력한 수단이 될 것이며, 이는 국가 경쟁력과도 직결되는 문제입니다. 기후 위기는 인류에게 커다란 도전이지만, 동시에 새로운 문명으로 도약할 수 있는 기회이기도 합니다. 우리는 인공위성을 활용한 정밀 관측과 고도화된 모델링을 통해 미래 기후를 예측하고 최선의 대응 경로를 찾아가고 있습니다. 개인의 절제와 기업의 혁신, 그리고 국가의 현명한 정책이 조화를 이룰 때 우리는 비로소 지속 가능한 지구를 후손에게 물려줄 수 있습니다. 인류는 언제나 위기 속에서 답을 찾아왔으며, 이번에도 과학적 근거와 연대의 힘을 바탕으로 지구와 공존하는 새로운 길을 개척해 나갈 것입니다. 우리의 작은 실천과 창의적인 사고가 모여 결국 지구를 위한 올바른 답을 완성할 것입니다.

김백민, 박록진

카오스재단2022 대한민국 과학축제 ㅣ 페스티벌 어스

지구환경과학

[국제천문연맹총회] 8/5 모두를 위한 천문학 by 셰퍼트 돌먼 교수(Prof. Sheperd S. Doeleman)

2022년 부산에서 열린 국제천문연맹 총회는 '모두를 위한 천문학'이라는 슬로건 아래 인류 역사상 가장 도전적인 프로젝트 중 하나인 사건의 지평선 망원경(EHT)을 조명했습니다. 블랙홀은 빛조차 빠져나올 수 없는 강력한 중력을 가진 천체로, 본질적으로 보이지 않으려는 속성을 지니고 있습니다. 하지만 전 세계의 과학자들은 지구 크기의 가상 망원경을 구축하여 5,500만 광년 떨어진 M87 은하 중심의 블랙홀을 포착하는 데 성공했습니다. 이는 단순한 사진 촬영을 넘어 우주의 근원적인 비밀을 밝히려는 인류의 거대한 여정이었습니다. 블랙홀의 존재는 아인슈타인의 일반 상대성 이론에서 시작되었습니다. 그는 중력을 시공간의 왜곡으로 정의했으며, 이는 별빛이 태양 근처에서 휘어지는 현상을 통해 증명되었습니다. 이후 슈바르츠실트는 특정 질량이 아주 작은 영역에 응축될 때 빛조차 탈출할 수 없는 '사건의 지평선'이 형성됨을 수학적으로 밝혀냈습니다. 초기에는 수학적 호기심에 불과했던 이 개념은 현대 천문학을 통해 우주에서 가장 강력한 엔진인 블랙홀로 실체화되었습니다. EHT는 바로 이 이론적 경계인 사건의 지평선을 직접 관측하여 아인슈타인의 예견을 검증하고자 했습니다. 블랙홀은 모든 것을 삼키는 어둠의 존재처럼 보이지만, 역설적으로 우주에서 가장 밝은 천체 중 하나입니다. 블랙홀 주변으로 끌려 들어가는 물질은 엄청난 속도로 가속되며 수십억 도까지 가열되고, 이 과정에서 막대한 복사 에너지를 방출합니다. 핵융합의 효율이 1% 미만인 데 비해 블랙홀의 자기장은 물질의 에너지를 최대 40%까지 변환하는 놀라운 효율을 자랑합니다. 이러한 에너지는 은하 규모의 물질 재분배를 일으키며 밤하늘의 모습을 결정짓는 중요한 역할을 합니다. 우리가 본 고리 모양의 빛은 바로 이 거대한 우주 엔진이 내뿜는 마지막 광휘인 셈입니다. 지구 크기의 망원경을 만들기 위해 연구진은 초장기선 간섭계(VLBI) 기술을 활용했습니다. 하와이, 칠레, 남극 등 세계 각지의 전파 망원경을 연결하고 원자 시계를 이용해 데이터를 1,000만 년에 1초 오차 수준으로 정밀하게 기록했습니다. 이렇게 수집된 방대한 데이터는 물리적인 하드 드라이브에 담겨 슈퍼컴퓨터로 운송되었으며, 컴퓨터 알고리즘을 통해 하나의 거대한 가상 렌즈로 합성되었습니다. 이는 달 표면에 놓인 오렌지를 지구에서 식별할 수 있을 정도의 초고해상도를 구현한 것으로, 현대 과학 기술이 도달한 정밀함의 정점을 보여주는 사례입니다. 과학적 객관성을 유지하기 위해 EHT 팀은 인간의 편견을 배제하는 엄격한 과정을 거쳤습니다. 데이터를 분석할 때 연구진을 네 개의 독립된 팀으로 나누어 서로 소통하지 않은 채 각자의 방식으로 이미지를 재구성하도록 했습니다. 이는 마치 치와와와 머핀을 구별하는 것처럼, 인간의 뇌가 익숙한 형태를 찾으려는 성향을 경계하기 위함이었습니다. 2018년 여름, 네 팀이 한자리에 모여 각자 도출한 이미지를 공개했을 때 모두가 동일한 고리 구조를 확인하며 전율했습니다. 이러한 철저한 검증 과정은 블랙홀의 첫 사진이 단순한 우연이 아닌 확고한 과학적 사실임을 뒷받침합니다. 관측 결과는 놀라웠습니다. M87 블랙홀은 태양 질량의 65억 배에 달하는 거대함을 드러냈고, 우리 은하 중심의 궁수자리 A* 역시 태양 질량의 400만 배라는 사실이 확인되었습니다. 두 블랙홀은 질량 차이가 엄청남에도 불구하고 아인슈타인의 이론이 예측한 고리 모양을 정확히 유지하고 있었습니다. 특히 궁수자리 A*는 물질의 움직임이 매우 빨라 관측이 어려웠음에도 불구하고, 수많은 시뮬레이션과 데이터 처리를 통해 그 실체를 드러냈습니다. 이는 일반 상대성 이론이 우주의 서로 다른 규모에서도 변함없이 성립함을 보여주는 결정적인 증거가 되었습니다. 이제 인류는 블랙홀의 정지화면을 넘어 동영상을 촬영하려는 차세대 사건의 지평선 망원경(ngEHT) 프로젝트를 준비하고 있습니다. 더 많은 망원경을 지구 곳곳에 추가하고 우주 궤도에까지 관측망을 확장함으로써, 블랙홀에서 뿜어져 나오는 제트의 역동적인 변화를 실시간으로 관찰하려는 것입니다. 이 거대한 프로젝트의 성공은 20개국 300명이 넘는 과학자들이 국경과 장벽을 넘어 협력했기에 가능했습니다. 기초 과학에 대한 투자는 당장의 실용성을 넘어 인류의 지적 지평을 넓히는 가장 확실한 길이며, 100년 전 아인슈타인의 방정식과 오늘날의 관측 데이터가 만나는 경이로운 악수와도 같습니다.

Sheperd S. Doeleman(셰퍼트 돌먼)

카오스재단카오스크로스

천문학

[인터뷰] 박선영_ 물리, 화학, 빅데이터 처리 등등. 대기화학 하시면 다 알려드립니다! | 2021 가을 카오스강연 '과학의 희열'

지구시스템과학의 세계는 알면 알수록 시야가 확장되는 매력적인 분야입니다. 해양학에서 시작해 화학해양학을 거쳐 대기화학으로 연구 범위를 넓혀가는 과정은 자연스러운 호기심의 발로였습니다. 특히 바닷물 속에 녹아 있는 미량 기체를 분석하던 경험은 대기 중 성분에 대한 관심으로 이어졌습니다. 데이터 하나를 얻기 위해 무거운 물을 직접 펌프질하던 고된 과정은 더 가볍고 역동적인 대기 성분을 연구하게 된 계기가 되기도 했습니다. 이러한 우연한 계기들이 모여 지구의 미래를 탐구하는 과학자의 길을 걷게 하며, 열정적인 탐구 정신을 유지하게 만드는 원동력이 됩니다. 과학자에게 가장 필요한 덕목 중 하나는 기존의 지식에 안주하지 않고 끊임없이 의심하는 유연한 사고입니다. 애덤 그랜트의 저서 『싱크 어게인』에서 강조하듯, 과학자처럼 사고한다는 것은 가설을 세우고 데이터를 통해 이를 검증하며 오류의 가능성을 열어두는 것을 의미합니다. 이미 확립된 이론이나 선배 연구자들의 결과물에서 자유로워지는 것은 결코 쉬운 일이 아닙니다. 하지만 사고의 유연성을 바탕으로 '다시 생각하기'를 실천할 때, 우리는 비로소 진정한 과학적 진실에 한 걸음 더 다가갈 수 있으며, 이는 모든 연구자가 지녀야 할 태도이기도 합니다. 대기화학은 공기 중에 오래 머물며 전 지구적 기후와 오존층에 영향을 미치는 성분들을 주로 다룹니다. 이를 제대로 이해하기 위해서는 물리적 역학을 통해 대기의 움직임을 파악하고, 화학적 지식으로 성분의 생성과 소멸 과정을 추적해야 합니다. 최근에는 미생물과의 상관관계나 빅데이터 처리, 정밀 센서 개발 등 다양한 학문적 융합이 요구되고 있습니다. 이러한 다각적인 접근은 지역적인 환경 문제를 넘어 지구 전체의 대기 환경 변화를 예측하고 대응하는 데 필수적인 기초가 되며, 연구자들에게 폭넓은 학문적 시야와 전문성을 요구합니다. 제주 고산 관측소는 동아시아 대기 환경을 감시하는 중요한 거점입니다. 이곳에서는 프레온 가스를 포함한 다양한 할로겐 화합물과 온실기체를 정밀하게 분석하여 이들의 이동과 변화를 추적합니다. 특히 2010년 몬트리올 의정서에 의해 전 세계적으로 사용이 금지된 프레온 가스의 배출량이 최근 다시 증가했다는 사실을 밝혀낸 것은 큰 성과였습니다. 과학자들은 끈질긴 관측과 분석을 통해 이러한 불법 배출의 근원지가 동아시아 지역임을 규명하며 국제적인 환경 규제의 이행을 촉구하고 지구 대기를 보호하기 위한 파수꾼 역할을 수행하고 있습니다. 우리가 연구하는 오존층 파괴 물질들은 대부분 강력한 온실기체이기도 합니다. 따라서 이들을 규제하는 것은 오존층 회복뿐만 아니라 지구 온난화로 인한 이상 기후 현상을 억제하는 데도 결정적인 역할을 합니다. 실제로 국제 협약을 통한 지속적인 노력이 이산화탄소에 비견될 만큼의 복사 강제력 감소 효과를 거두었다는 연구 결과도 존재합니다. 앞으로는 지상 관측을 넘어 인공위성과 항공기를 활용한 입체적인 연구를 통해, 지구 대기를 보호하기 위한 긴 호흡의 여정을 성실하게 이어 나가야 할 것입니다. 이는 미래 세대를 위한 과학자의 사명이기도 합니다.

박선영

카오스재단카오스강연

지구환경과학

[강연] CERNprise!: CERN에서는 대체 무슨 일이? _ by윤진희ㅣ 2021 가을 카오스강연 '과학의 희열' 1강 | 1강

인간은 주변 현상에 대해 끊임없이 의문을 품습니다. 지구가 왜 도는지, 밤하늘의 별은 몇 개인지와 같은 원초적인 호기심은 인류 역사의 시작과 함께해 왔습니다. 이러한 궁금증에 답을 찾아가는 과정이 자연스럽게 과학이라는 학문으로 연결되었습니다. 물리학은 우리가 가보지 못한 먼 우주부터 눈에 보이지 않는 아주 작은 세계까지, 인간이 인지할 수 있는 모든 대상을 탐구하며 지식의 지평을 넓혀가는 경이로운 여정입니다. 특히 보이지 않는 세계를 향한 탐구는 물질의 본질을 이해하는 핵심이 됩니다. 물리학이 다루는 규모는 상상을 초월할 정도로 방대합니다. 10의 29승 미터에 달하는 거대한 우주를 다루는 거시 세계부터, 10의 -15승 미터 규모의 초미시 세계까지 모두 물리학의 연구 대상입니다. 이는 10분의 1로 나누는 과정을 무려 15번이나 반복해야 도달할 수 있는 극미의 영역입니다. 인간의 감각으로는 도저히 가늠할 수 없는 이 넓은 범위를 실험과 이론을 통해 하나씩 밝혀내고 있다는 점은 물리학이 가진 가장 큰 매력 중 하나라고 할 수 있습니다. 우리가 흔히 알고 있는 물질은 쪼개고 쪼개다 보면 원자에 도달합니다. 하지만 과학의 발전은 원자 너머의 세계를 보여주었습니다. 원자는 다시 전자와 핵으로 나뉘고, 핵은 양성자와 중성자로 구성되어 있음이 밝혀졌습니다. 여기서 멈추지 않고 현대 물리학은 양성자와 중성자 내부에서 '쿼크'라는 더 기본적인 입자를 찾아냈습니다. 현재 우리는 쿼크를 더 이상 쪼갤 수 없는 기본 입자로 믿고 있으며, 이들이 어떻게 결합하여 물질을 형성하는지 연구하고 있습니다. 초미시 세계를 관찰하기 위해서는 특별한 도구가 필요합니다. 아주 작은 입자들은 일반적인 현미경으로는 볼 수 없기 때문에 가속기와 검출기를 사용합니다. 가속기는 입자를 높은 에너지로 가속하여 충돌시키는 역할을 하며, 이는 마치 호두 내부를 보기 위해 껍질을 깨는 망치와 같습니다. 입자가 충돌하며 발생하는 신호를 포착하여 내부 구조를 분석함으로써, 우리는 직접 볼 수 없는 극미의 세계에서 어떤 일이 벌어지고 있는지 간접적으로 확인할 수 있습니다. 가속기 기술의 정점은 유럽핵입자물리연구소인 CERN의 거대 강입자 가속기입니다. 지하 100미터 깊이에 설치된 이 장치는 둘레가 무려 27km에 달하며, 빛에 가까운 속도로 입자를 가속합니다. 과거에는 안개 상자나 거품 상자를 이용해 입자의 궤적을 눈으로 직접 확인하며 분석했지만, 오늘날의 실험은 거대한 격납고 규모의 검출기를 통해 이루어집니다. 여기서 쏟아지는 방대한 데이터는 컴퓨터 분석을 거쳐 우주와 물질의 비밀을 푸는 열쇠가 됩니다. 현대 입자 물리학의 근간인 표준 모형은 물질을 구성하는 입자들과 이들 사이의 상호작용을 설명합니다. 여섯 종류의 쿼크와 경입자, 그리고 이들 사이에서 힘을 전달하는 매개 입자들이 정교한 가계도를 이룹니다. 특히 2013년에 발견된 힉스 보존은 다른 입자들에게 질량을 부여하는 중요한 역할을 수행합니다. 자연계의 네 가지 기본 힘인 중력, 전자기력, 강력, 약력 중 초미시 세계에서 결정적인 역할을 하는 강력을 이해하는 것은 물질의 탄생 원리를 밝히는 핵심 과제입니다. CERN에서 진행되는 앨리스 실험은 납 이온을 충돌시켜 우주 탄생 직후의 상태를 재현합니다. 이는 약 138억 년 전 빅뱅 직후의 뜨거웠던 우주 역사를 거슬러 올라가는 과정과 같습니다. 수천 명의 과학자가 협력하여 찰나의 순간에 벌어지는 입자들의 변화를 추적하며 인류 지식의 최전선을 확장하고 있습니다. 이러한 연구는 단순히 지식을 쌓는 것을 넘어, 우리가 어디에서 왔으며 우주는 어떻게 형성되었는지에 대한 근원적인 질문에 답을 제시하려는 숭고한 노력입니다.

윤진희

카오스재단카오스강연

물리학

[인터뷰] 윤진희_ 산이 좋아 CERN에서 연구 시작했어요! | 2021 가을 카오스강연 '과학의 희열'

인공지능은 현대 과학 기술의 정점으로 불리며 우리 삶의 방식을 근본적으로 변화시키고 있습니다. 과거에는 단순히 프로그래밍된 명령만을 수행하던 기계가 이제는 스스로 데이터를 학습하고 판단을 내리는 수준에 도달했습니다. 이러한 변화는 의료, 금융, 교육 등 사회 전반에 걸쳐 혁신적인 편리함을 제공하고 있으며, 인류가 직면한 복잡한 문제들을 해결할 수 있는 새로운 열쇠로 주목받고 있습니다. 기술의 발전 속도가 빨라짐에 따라 우리는 인공지능과 공존하는 미래를 진지하게 준비해야 하는 시점에 서 있습니다. 인공지능의 핵심 동력 중 하나는 인간의 뇌 구조를 모방한 인공 신경망 기술입니다. 딥러닝이라 불리는 이 기술은 방대한 양의 데이터를 처리하며 패턴을 찾아내고, 이를 통해 사물을 인식하거나 언어를 번역하는 등 고도의 지적 능력을 발휘합니다. 특히 수많은 층으로 구성된 인공 신경망은 신경망이 깊어질수록 더욱 정교한 추론을 가능하게 하여, 과거에는 불가능해 보였던 복잡한 비정형 데이터 분석에서도 놀라운 성과를 거두고 있습니다. 이는 기계가 인간의 학습 방식을 닮아가는 과정이라 할 수 있습니다. 우리 주변에서도 인공지능의 활약은 쉽게 찾아볼 수 있습니다. 스마트폰의 음성 비서부터 개인의 취향을 분석해 콘텐츠를 추천해 주는 알고리즘에 이르기까지, 인공지능은 이미 일상의 깊숙한 곳에 자리 잡고 있습니다. 이러한 기술은 단순히 편의를 제공하는 것을 넘어, 자율주행 자동차나 정밀 의료 진단 시스템처럼 인간의 안전과 생명에 직결된 분야로 그 영역을 넓혀가고 있습니다. 이는 기술이 인간의 능력을 보조하고 확장하는 중요한 도구가 되었음을 의미하며 우리의 생활 양식을 재정의하고 있습니다. 하지만 인공지능의 급격한 발전은 동시에 여러 가지 윤리적 고민과 과제를 안겨주기도 합니다. 알고리즘의 편향성 문제나 데이터 프라이버시 침해, 그리고 자동화로 인한 일자리 변화 등은 우리가 반드시 해결해야 할 숙제입니다. 기술이 인간을 위해 존재하기 위해서는 투명하고 공정한 기준 아래 개발되어야 하며, 인공지능이 내리는 결정에 대한 책임 소재를 명확히 하는 사회적 합의가 필요합니다. 이는 기술적 진보만큼이나 중요한 인문학적 성찰의 영역이며 지속 가능한 발전을 위한 필수적인 과정이라 할 수 있습니다. 결론적으로 인공지능은 인류의 가능성을 무한히 확장할 수 있는 강력한 도구입니다. 우리는 이 기술을 두려워하기보다는 정확히 이해하고 올바른 방향으로 이끌어 나가는 지혜를 발휘해야 합니다. 인간의 창의성과 인공지능의 효율성이 조화를 이룰 때, 우리는 지금보다 더 나은 미래를 설계할 수 있을 것입니다. 지속적인 연구와 윤리적 가이드라인의 확립을 통해 인공지능이 인류 공동의 번영에 기여하는 동반자가 되기를 기대해 봅니다. 기술과 인간이 상호 보완하며 나아가는 미래는 이제 막 시작되었습니다.

윤진희

카오스재단카오스강연

물리학

[연구뭐하지] 김근수 교수_연세대학교 '밴드구조제어연구단' | 실험과 이론 어느 것도 놓치고 싶지 않아! 모멘텀 공간의 전자 구조를 가장 정밀하게 측정할 수 있는 곳

고체 물리학은 우리 주변 물질의 다양한 성질을 과학적으로 분석하고 제어하는 학문입니다. 연세대학교 밴드구조제어연구단은 고체 내 전자들이 실제 공간이 아닌 운동량 공간에서 형성하는 구조를 정밀하게 측정하는 데 집중합니다. 이러한 전자 구조는 물질의 투명도나 전기 전도성 같은 기본적인 물성부터 초전도 현상과 같은 신비로운 물리적 특성까지 결정하는 핵심적인 틀이 됩니다. 연구진은 이를 통해 물질의 메커니즘을 파악하고 인류에게 유용한 방식으로 제어하는 것을 궁극적인 목표로 삼고 있습니다. 기초 과학의 연구 성과는 세상에 미치는 파급 효과가 매우 넓고 깊습니다. 특히 상온 초전도체의 구현은 현대 물리학이 추구하는 거대한 목표 중 하나로, 이것이 실현된다면 인류의 에너지 문제는 획기적인 전환점을 맞이하게 될 것입니다. 전력 수송 과정에서의 에너지 손실을 거의 완벽하게 차단할 수 있을 뿐만 아니라, 자기 부상 열차와 같은 효율적인 교통 시스템을 통해 사회 전반의 비용을 획기적으로 절감할 수 있기 때문입니다. 이러한 변화는 단순한 기술 발전을 넘어 우리 삶의 방식을 근본적으로 바꾸는 계기가 될 것입니다. 물질의 성질을 깊이 있게 이해하기 위해 연구실에서는 각분해 광전자 분광기(ARPES)라는 첨단 장비를 활용합니다. 이 장비는 물질 내부 전자의 에너지와 운동량 관계를 직접적으로 측정하여 전자 구조를 시각화하는 역할을 합니다. 흥미로운 점은 이러한 실험 과정이 단순히 데이터를 얻는 것에 그치지 않고 이론적인 계산과 밀접하게 연결되어 있다는 것입니다. 학생들은 직접 전자 구조를 계산하고 이를 실험 결과와 비교하며, 이론과 실험이 결합된 입체적인 연구를 수행함으로써 물리학자로서의 역량을 다각도로 성장시킬 수 있습니다. 연구의 지평을 넓히기 위해 연구진은 국내외의 다양한 방사광 가속기 연구소를 적극적으로 활용하고 있습니다. 포항 방사광 가속기를 비롯하여 미국 UC 버클리의 ALS, 영국의 다이아몬드 라이트 소스 등 세계적인 연구 시설을 방문하여 실험을 진행합니다. 이러한 해외 출장은 단순히 연구 장비를 사용하는 기회를 넘어, 24시간 넘게 이어지는 치열한 실험 과정 속에서 선후배 간의 노하우를 전수하고 협력하는 소중한 시간이 됩니다. 낯선 환경에서의 고된 연구 과정은 연구자로서의 끈기를 기르고 글로벌 감각을 익히는 밑거름이 됩니다. 대학원 진학을 고민하는 학생들에게 가장 중요한 것은 지도 교수와의 가치관 공유입니다. 연구 분야의 구체적인 내용도 중요하지만, 교수가 지향하는 연구 스타일과 가치가 본인의 성향과 얼마나 잘 맞는지가 장기적인 성장에 더 큰 영향을 미치기 때문입니다. 전문성을 갖추어 가는 과정은 때로 고통스럽고 치열한 인내를 요구하지만, 국제 무대에서 인정받는 성과를 만들어냈을 때의 성취감은 그 무엇과도 바꿀 수 없습니다. 미래를 위한 투자를 아끼지 않고 세계적인 연구자로 거듭나고자 하는 열정은 연구실을 지탱하는 가장 큰 원동력이 됩니다.

김근수

카오스재단연구뭐하지

물리학

[인터뷰] 박창범_암흑에너지는 있다!ㅣ 2021 봄 카오스강연 'GREAT DEBATE 우주론대토론'

밤하늘의 별을 바라보는 것은 누구에게나 아름다운 경험이지만, 천문학자에게 그 빛은 단순한 감상을 넘어 탐구의 대상이 됩니다. 수학적 원리와 물리 법칙을 통해 별의 움직임을 이해하던 단계를 지나, 실제로 우주의 천체들을 연구한다는 사실은 무엇보다 가슴 벅찬 일입니다. 특히 가을 하늘에 옹기종기 모여 빛나는 좀생이별, 즉 플레이아데스 성단은 동북아시아 사람들에게 오랫동안 사랑받아온 천체로, 연구자에게도 늘 특별한 영감을 주는 존재입니다. 우주의 신비를 풀기 위해 현대 천문학은 정밀한 시뮬레이션을 활용합니다. 먼저 우주가 어떻게 팽창하고 천체가 생성되는지를 결정하는 초기 조건을 설정한 뒤, 이를 거대한 메모리와 빠른 속도를 갖춘 슈퍼컴퓨터에 입력합니다. 중력과 유체역학적 힘을 모두 고려하여 이 방대한 데이터를 진화시키면, 관측 데이터라는 단편적인 스냅샷으로는 알 수 없었던 천체 형성의 전 과정을 시간의 흐름에 따라 상세히 분석할 수 있게 됩니다. 한국 연구진이 주도한 '호라이즌 5' 시뮬레이션은 기존의 중력 중심 연구를 넘어 가스의 흐름을 다루는 유체역학까지 포함한 세계 최대 규모의 프로젝트입니다. 이는 기존 시뮬레이션보다 약 10배나 큰 규모로, 은하의 진화와 우주 거대 구조의 변화를 동시에 관찰할 수 있는 최초의 시도를 가능케 했습니다. 현재는 은하의 외부 구조를 분해하는 수준이지만, 향후 분해능을 더 높인다면 별의 탄생과 은하의 성장을 한 화면에서 목격하는 혁신적인 연구가 실현될 것입니다. 이러한 거대 시뮬레이션은 국제적인 협력과 연구원들의 헌신적인 노력이 있었기에 가능했습니다. 프랑스와 영국 팀의 코드를 바탕으로 국내 연구진이 성능을 10배 이상 개선했으며, KISTI 슈퍼컴퓨팅 센터에서 약 1년이라는 긴 시간 동안 계산을 수행했습니다. 예상치 못한 시스템 부하나 소프트웨어의 버그를 해결하기 위해 밤을 지새우며 고군분투한 연구자들의 열정은, 방대한 데이터를 학술적 가치로 전환하는 가장 강력한 원동력이 되었습니다. 우주론은 대상을 쪼개어 이해하는 분석의 학문이라기보다, 여러 관측적 근거를 바탕으로 거대한 체계를 완성하는 과정입니다. 현재의 우주 모형은 수많은 관측 데이터와 수치 실험의 결과가 촘촘하게 얽혀 형성된 견고한 기둥과 같습니다. 따라서 우주론의 변혁은 단 하나의 발견으로 급격히 일어나는 것이 아니라, 방대한 자료에 대한 신중한 검증과 상호 비교를 통해 서서히, 그리고 깊이 있게 진행되는 종합적인 과학의 결실이라 할 수 있습니다.

박창범

카오스재단카오스강연

물리학
천문학

[강연] 지구멸망시나리오 _ by조중현ㅣ 2021 봄 카오스강연 'SPACE OPERA' 4강 | 4강

우주는 약 137억 년 전 빅뱅으로 시작되었으며, 우리가 사는 지구는 그 장구한 시간 중 약 45억 년을 이어온 행성입니다. 광활한 은하계의 변두리에서 '옅은 푸른 점'으로 존재하는 지구는 겉보기에 평화로워 보이지만, 사실 수많은 우연과 필연이 겹쳐 현재의 모습을 유지하고 있습니다. 인류는 짧은 문명의 역사 속에서 지구가 영원할 것이라 믿어왔으나, 우주적 관점에서 지구는 끊임없는 변화와 위협에 노출되어 온 역동적인 공간입니다. 우리는 이제 우리가 발을 딛고 있는 이 행성의 존속을 위협하는 요소들을 과학적으로 직시해야 합니다. 지질학적 증거에 따르면 지구 생명체는 지난 5억 4천만 년 동안 최소 다섯 번의 대멸종을 겪었습니다. 캄브리아기 대폭발 이후 번성했던 수많은 생물 종이 급격한 환경 변화로 인해 사라졌으며, 그중 일부는 우주 물체의 충돌이 결정적인 원인이 되기도 했습니다. 이러한 멸종 사건들은 단순히 생명의 단절을 의미하는 것이 아니라, 지구 생태계가 재편되는 거대한 전환점이 되었습니다. 과거의 흔적은 화석과 지층 속에 고스란히 남아 우리에게 경고를 보내고 있으며, 이는 인류 문명 역시 우주적 사건으로부터 자유로울 수 없음을 시사합니다. 가장 대표적인 사례는 약 6,600만 년 전 백악기 말에 발생한 소행성 충돌입니다. 멕시코 유카탄 반도에 떨어진 거대 소행성은 직경이 약 150km에 달하는 칙술루브 충돌구를 남겼으며, 이때 발생한 에너지는 히로시마 원자폭탄의 수천억 배에 달했습니다. 이 충격으로 거대한 해일과 화산 활동이 촉발되었고, 결국 지구를 지배하던 공룡을 포함한 생물 종의 75%가 멸종했습니다. 이는 우주 물체의 충돌이 행성 전체의 운명을 단번에 바꿀 수 있음을 보여주는 명백한 증거이며, 우리가 우주 감시에 자원을 투입해야 하는 강력한 이유가 됩니다. 지구상에는 현재까지 약 200여 개의 운석 충돌구가 발견되었으며, 최근에는 한반도에서도 그 흔적이 확인되었습니다. 경남 합천의 합천 운석 충돌구는 약 5만 년 전 거대 운석의 충돌로 형성된 것으로 밝혀졌는데, 이는 아시아에서 두 번째로 공식 인정된 사례입니다. 당시 발생한 에너지는 인류 조상들이 직접 목격했을 가능성이 클 정도로 강력했으며, 한반도 역시 우주적 재난의 안전지대가 아니었음을 증명합니다. 이러한 발견은 과거의 재난이 언제든 미래의 현실이 될 수 있다는 경각심을 일깨워주며 지질학적 연구의 중요성을 더해줍니다. 현대 과학이 우주 위험에 본격적으로 주목하게 된 계기는 1994년 슈메이커-레비 9 혜성이 목성에 충돌한 사건이었습니다. 인류는 거대한 혜성 조각들이 목성 대기와 충돌하며 엄청난 파괴력을 발휘하는 장면을 실시간으로 목격하며 큰 충격을 받았습니다. 이 사건은 우주적 충돌이 먼 과거의 이야기가 아니라 언제든 일어날 수 있는 현실적인 위협임을 깨닫게 해주었습니다. 이후 국제사회는 소행성 충돌을 단순한 상상이 아닌 실질적인 국가 재난으로 인식하고, 이를 예방하기 위한 구체적인 대응책과 국제 협력 체계를 마련하기 시작했습니다. 현재 인류는 '지구 방위'라는 개념 아래 전 세계적인 감시 네트워크를 가동하고 있습니다. NASA의 지구방위조정사무소(PDCO)를 중심으로 지구 근접 소행성(NEO)들을 추적하고 있으며, 특히 지름 140m 이상의 위협적인 물체들을 집중적으로 감시합니다. 소행성은 물리 법칙을 충실히 따르기 때문에 궤도를 미리 파악하는 것이 무엇보다 중요합니다. 조기에 발견만 한다면 현대의 과학 기술을 이용해 물리적 충격을 가하거나 궤도를 살짝 변경하는 방식으로 충돌을 막아내는 대응 시나리오를 충분히 실행할 수 있기 때문입니다. 대한민국 역시 한국천문연구원을 중심으로 우주 위험 감시 체계를 구축하여 지구 평화에 기여하고 있습니다. 남미 칠레에 소행성 탐사 전용 망원경을 설치하여 남반구의 감시 공백을 메우고, 아포피스와 같은 위협 소행성을 정밀 탐사하는 계획을 추진 중입니다. 우주 위험에 대응하는 것은 단순히 재난을 막는 것을 넘어 태양계의 진화를 이해하고 인류의 생존 지평을 넓히는 숭고한 임무입니다. 과학자들의 끊임없는 관측과 국제적 협력은 지구가 앞으로도 우주 속의 아름다운 '푸른 점'으로 남을 수 있게 하는 가장 든든한 방패가 될 것입니다.

조중현

카오스재단카오스강연

지구환경과학
천문학

[강연] 태양계의 기원과 탐사 _ by심채경ㅣ 2021 봄 카오스강연 'SPACE OPERA' 2강 | 2강

태양계는 거대한 성운 속에서 기체와 먼지가 뭉치며 탄생했습니다. 초신성 폭발과 같은 외부의 충격으로 밀도 차이가 생기자 중력이 물질을 끌어당기기 시작했고, 중심부에서는 태양이, 주변 원반에서는 행성들이 자라났습니다. 이 과정에서 태양과 가까운 곳은 뜨거운 온도로 인해 암석형 행성이 형성되었고, 먼 곳은 휘발성 물질이 얼어붙으며 목성형 행성이 되었습니다. 이러한 질서 정연한 배치는 태양계 형성 초기의 역동적인 물리 법칙이 만들어낸 결과물입니다. 소행성은 태양계 초기의 환경을 고스란히 간직한 '타임캡슐'과 같습니다. 최근 인류는 류구나 베누 같은 소행성에 탐사선을 보내 고해상도 사진을 촬영하고 시료를 채취하는 데 성공했습니다. 소행성 표면의 암석 알갱이들은 수십억 년 전의 정보를 담고 있어, 이를 분석하면 지구가 어떻게 물과 유기 물질을 얻게 되었는지 밝힐 수 있습니다. 작은 천체들에 대한 탐사는 결국 우리 생명의 기원을 찾는 여정이며, 우주라는 거대한 역사의 첫 페이지를 읽는 작업입니다. 달은 지구와 형제 같은 관계를 맺으며 탄생했습니다. 거대한 천체가 원시 지구와 충돌하면서 튕겨 나간 파편들이 다시 뭉쳐 달이 되었고, 이후 수많은 운석이 쏟아진 '후기 대충돌기'를 거치며 지금의 모습을 갖추게 되었습니다. 특히 달의 앞면에서 볼 수 있는 어두운 바다 지형은 거대 운석 충돌로 분출된 용암이 식으면서 형성된 것입니다. 달은 지구의 과거를 비추는 거울이자, 인류가 더 먼 우주로 나아가기 위해 반드시 거쳐야 할 전초기지로서 중요한 가치를 지닙니다. 인류의 시야를 태양계 끝자락까지 넓혀준 것은 보이저 탐사선이었습니다. 1977년 발사된 보이저 1, 2호는 목성의 대적반이 소용돌이치는 태풍임을 밝혀냈고, 토성과 천왕성, 해왕성의 신비로운 고리들을 포착했습니다. 특히 지구로부터 멀리 떨어진 곳에서 촬영한 '창백한 푸른 점' 사진은 인류에게 깊은 성찰을 안겨주었습니다. 광활한 우주 속에서 지구는 단 한 점의 픽셀에 불과하다는 사실은, 우리가 이 작은 행성을 얼마나 소중히 가꾸고 서로를 아껴야 하는지 일깨워줍니다. 대한민국 또한 '다누리(KPLO)'를 통해 본격적인 우주 탐사 시대를 열고 있습니다. 이 궤도선은 고해상도 카메라와 편광 카메라, 그리고 햇빛이 전혀 들지 않는 영구 음영 지역을 관측하는 섀도캠 등 첨단 장비를 탑재하고 있습니다. 특히 달의 극 지역에서 물과 얼음의 흔적을 찾는 임무는 향후 인류의 달 거주 가능성을 타진하는 핵심적인 연구가 될 것입니다. 이는 단순한 기술 과시를 넘어, 세계 우주 탐사국들과 어깨를 나란히 하는 과학적 도약입니다. 화성은 생명체의 흔적을 찾으려는 인류의 열망이 집중되는 곳입니다. 퍼서비어런스 로버는 화성 표면에서 시료를 채취하여 보관하고, 향후 다른 탐사선이 이를 지구로 가져오는 원대한 계획을 수행하고 있습니다. 과거 화성에 물이 흘렀던 흔적을 추적하는 것은 지구 외에 생명이 존재할 수 있는 환경을 이해하는 열쇠가 됩니다. 로봇을 이용한 무인 탐사는 미래에 인류가 직접 화성에 발을 내딛기 위한 필수적인 준비 과정이며, 외계 생명체 탐색의 가장 최전선이라 할 수 있습니다. 이제 우주 탐사는 국가 주도의 '올드 스페이스'를 넘어 민간이 주도하는 '뉴 스페이스' 시대로 진화하고 있습니다. 달 궤도 우주 정거장인 '루나 게이트웨이' 건설과 더불어 우주 여행, 우주 택배와 같은 상업적 서비스가 현실화되고 있습니다. 또한 토성의 위성 타이탄에 드론을 보내 대기를 비행하며 탐사하는 '드래곤플라이' 미션처럼 혁신적인 시도들이 이어지고 있습니다. 우주는 더 이상 동경의 대상이 아니라 인류의 활동 영역이 확장되는 새로운 기회의 장이 되고 있습니다.

심채경

카오스재단카오스강연

천문학

[연구뭐하지] 김기훈 교수_서울대학교 '첨단복합물질상태 연구실' | 극한 물리 조건 속 물질의 현상을 이해하다!

극한 조건 물리 연구는 일상에서 접하기 힘든 물리적 환경에서 물질이 어떻게 거동하는지를 탐구하는 학문입니다. 원자가 규칙적으로 배열된 고체를 대상으로 초고자기장이나 초고압, 그리고 절대영도에 가까운 극저온 상태를 인위적으로 조성하여 그 속에서 나타나는 새로운 물성을 근본적으로 이해하고자 노력합니다. 이러한 연구는 물질의 본질적인 특성을 파악하고 인류가 아직 도달하지 못한 물리적 영역을 개척하는 데 중요한 의미를 지닙니다. 특히 복합적인 원소들로 이루어진 신물질을 직접 합성하고 그 변화를 관찰하는 과정은 현대 물리학의 지평을 넓히는 핵심적인 작업이라 할 수 있습니다. 연구의 시작은 세상에 없던 신물질을 합성하는 것에서부터 출발합니다. 최소 3개에서 5개에 이르는 다양한 원소들을 조합하여 신물질을 만들어내고, 이를 단결정이나 다결정, 혹은 얇은 박막 형태로 성장시킵니다. 이렇게 탄생한 시료들에 극저온과 초고압, 초고자기장이라는 극한의 조건을 가했을 때 일어나는 현상을 종합적으로 측정합니다. 이는 단순히 이론적인 예측을 넘어 실제 물질이 보여주는 경이로운 변화를 직접 확인하고 데이터로 증명해내는 도전적인 과정입니다. 연구자들은 이러한 과정을 통해 물질의 숨겨진 원리를 하나씩 밝혀나갑니다. 초전도체나 자성 연구를 수행하기 위해서는 온도를 2~4 켈빈 수준의 극저온으로 낮추는 기술이 필수적입니다. 이를 위해 액체 헬륨이 사용되는데, 비용 문제로 인해 일반적인 연구 환경에서는 접근이 쉽지 않은 경우가 많습니다. 하지만 체계적인 인프라가 갖춰진 연구실에서는 액체 헬륨 수급에 대한 걱정 없이 실험에 몰입할 수 있는 환경을 제공합니다. 안정적인 저온실 운영은 연구자들이 물리적 한계에 도전하며 다양한 실험적 시도를 마음껏 펼칠 수 있게 하는 든든한 기반이 됩니다. 이러한 인프라는 연구의 질을 높이고 실험의 연속성을 보장하는 핵심 자산입니다. 연구의 무대는 국내에만 국한되지 않고 전 세계로 확장됩니다. 특히 초고자기장 실험의 경우 미국 탈라하시에 위치한 국립 고자기장 연구소와 같은 세계적인 기관과 협력하여 수행되기도 합니다. 학생들은 해외 출장을 통해 글로벌 연구 트렌드를 익히고 국제 학회에 참여하며 시야를 넓힐 기회를 얻습니다. 또한 장기적인 연구를 위해 체력 관리와 어학 공부를 지원하는 등 연구자의 성장을 돕는 복지 체계는 학생들이 연구에 전념하면서도 균형 잡힌 생활을 유지할 수 있도록 돕는 중요한 요소입니다. 이는 학계에서 글로벌한 역량을 발휘할 수 있는 밑거름이 됩니다. 극한 조건 물리 연구실을 상징하는 키워드는 '수제 맥주와 운동화'입니다. 이는 직접 무언가를 만들어내는 즐거움과 미지의 영역을 향해 끊임없이 발을 내딛는 탐험 정신을 의미합니다. 우주 전체를 놓고 보았을 때 지구 밖의 수많은 물질은 이미 극한의 조건 속에 놓여 있으며, 이를 연구하는 것은 인류가 아직 가보지 못한 영역에 발자국을 남기는 일과 같습니다. 창의적인 노력과 진취적인 자세를 가진 연구자들에게 이 분야는 무궁무진한 가능성이 열려 있는 도전의 장이 될 것입니다. 새로운 발견을 향한 열정은 곧 인류 지식의 경계를 확장하는 원동력이 됩니다.

김기훈

카오스재단연구뭐하지

물리학

[COVID-19_talk_7] Things that go against common sense_Kilkon Ko Professor | 7강

코로나19 팬데믹은 우리가 기존에 가졌던 상식에 큰 의문을 던졌습니다. 일반적으로 선진국이 개발도상국보다 감염병 대응에 훨씬 뛰어날 것이라 예상했지만, 실제 통계는 다른 양상을 보였습니다. 초기 분석에 따르면 1인당 GDP가 높은 국가일수록 오히려 확진자 수가 더 많게 나타나는 역설적인 현상이 관찰되었습니다. 이는 의료 시설의 확충이나 경제적 수준만으로는 전 지구적 위기를 완전히 통제하기 어렵다는 점을 시사하며, 단순히 국가의 부유함이 방역의 성공을 보장하지 않는다는 사실을 일깨워 주었습니다. 국가 간 혹은 국가 내의 이동 제한 조치가 감염병 예방에 절대적인 해결책이 되지 못했다는 점도 주목해야 합니다. 데이터를 살펴보면 이동 제한 전후로 신규 확진자 수의 급격한 감소가 나타나지 않은 사례가 많았습니다. 한국의 경우에도 이동성이 점차 정상 수준으로 회복되었음에도 불구하고, 고용 시장의 타격은 여전히 심각한 상태로 지속되었습니다. 특히 비정규직과 임시직 근로자들의 실업 문제가 빠르게 확산되면서, 물리적 이동의 회복이 곧바로 경제적 안정으로 이어지지는 않는다는 모순적인 상황이 발생했습니다. 글로벌 생산 체계인 글로벌 가치 사슬(GVC)의 붕괴는 개발도상국에 더욱 치명적인 영향을 미쳤습니다. 과거 독일, 미국, 일본 중심의 무역 구조가 중국을 포함한 복잡한 네트워크로 진화했으나, 국경 폐쇄로 인해 이 시스템이 마비되었습니다. 싱가포르나 태국 같은 아세안 국가들은 이동성이 평상시의 절반 이하로 떨어지며 소비 활동에 큰 타격을 입었습니다. 이러한 현상은 국가 간 분업 체계에 의존하던 개발도상국들의 경제 기반을 흔들었으며, 단순한 보건 위기를 넘어 생존의 문제로 직결되는 결과를 초래했습니다. 정치적 측면에서는 위기 초기 정부에 대한 지지도가 급상승하는 '깃발 아래 결집' 현상이 나타났으나, 장기적으로는 정치적 불안정성이 커질 위험이 존재합니다. 국제 사회의 지원 역시 지역별로 편중되는 경향을 보였습니다. IMF가 긴급 자금을 지원했으나 라틴아메리카처럼 확산세가 심각한 지역에 대한 대처는 상대적으로 미흡했습니다. 반면 중국은 '건강 실크로드' 전략을 통해 의료 물품을 지원하고 차관 상환을 유예하며 개발도상국에 대한 영향력을 확대하는 등 국제 외교 질서에도 새로운 변화가 나타나고 있습니다. 민주주의의 위기 또한 포스트 코로나19 시대의 중요한 화두입니다. 2010년대 후반부터 정체되기 시작한 전 세계 민주주의 지수는 팬데믹 이후 더욱 쇠퇴할 가능성이 큽니다. 정치적 불안정을 극복하기 위해서는 빈부 격차와 사회적 소외, 인종 및 내외국인 차별 문제를 해결하는 것이 필수적입니다. 폐쇄적인 국경 봉쇄보다는 한국의 사례처럼 개방적인 정책을 유지하면서도 사회적 안정성을 확보하는 접근이 필요하며, 이는 향후 발생할 수 있는 제2차 집단 감염에 대비하는 중요한 교훈이 될 것입니다. 개발도상국의 위기 극복을 위해서는 기존의 상식을 뛰어넘는 혁신적인 해결 방식이 필요합니다. 베트남이나 스리랑카처럼 자원이 부족함에도 불구하고 공동체의 자원을 활용해 방역에 성공한 사례들은 선진국 모델과는 다른 가능성을 보여줍니다. 노동력 송금에 의존하던 경제 구조에서 벗어나 생산성 혁신을 이루는 것이 절실하며, 이러한 변화의 동력은 젊은 세대의 창의적인 아이디어에서 나올 수 있습니다. 각국의 성공 요인을 발굴하고 이를 지식의 지도로 만들어 공유하는 노력이 수반되어야 합니다. 결국 코로나19라는 거대한 도전은 한 국가나 특정 지역의 노력만으로는 해결할 수 없는 문제입니다. 대학과 연구소는 가짜 뉴스가 아닌 과학적 데이터를 바탕으로 현장을 분석하고 이론화하여 실질적인 시사점을 제공해야 합니다. 우리는 자국의 성공에만 안주하지 말고, 개발도상국이 직면한 고유한 문제들을 그들의 시각에서 바라보며 협력해야 합니다. 국가와 세대를 넘어선 공동의 대응만이 포스트 코로나19 시대의 불확실성을 극복하고 전 세계가 함께 지속 가능한 성장을 이룰 수 있는 유일한 길입니다.

고길곤

카오스재단코로나19 과학토크

생명과학
융합

[코로나TALK-7] 당신이 착각하는 코로나 (사회) 상식_고길곤 교수 | 7강

코로나19 팬데믹은 우리의 상식과는 다른 양상을 보여주었습니다. 일반적으로 선진국이 개발도상국보다 감염병 대응에 뛰어날 것이라 예상하지만, 실제 통계는 1인당 GDP가 높은 국가일수록 확진자 수가 더 많게 나타나는 역설적인 결과를 보여줍니다. 이는 특히 유럽 국가들에서 두드러지게 나타났으며, 병원 침상 수와 같은 의료 인프라의 우수성이 반드시 확진자 수 감소로 직결되지 않았음을 시사합니다. 따라서 선진국과 후진국이라는 이분법적 사고에서 벗어나 각국의 특수한 상황을 면밀히 분석하는 태도가 필요합니다. 한국은 다른 국가들에 비해 비교적 일찍 코로나19를 경험하며 방역의 모범 사례로 꼽혔지만, 경제적 파급 효과는 여전히 심각한 수준입니다. 고용률이 전년 대비 급격히 하락하고 수출이 큰 폭으로 감소하는 등 중소기업과 제조업 분야의 타격이 가시화되었습니다. 이동성이 점차 회복되고 있음에도 불구하고 비정규직과 임시직을 중심으로 실업 문제가 심화되고 있다는 점은 주목해야 할 대목입니다. 이는 단순히 이동 제한을 해제하는 것만으로는 경제적 위기를 완전히 해결할 수 없음을 의미하며, 보다 근본적인 대책 마련이 시급함을 보여줍니다. 전 세계적인 생산 분업 체계인 글로벌 가치사슬(GVC) 역시 코로나19로 인해 붕괴에 가까운 타격을 입었습니다. 과거 미국과 독일, 일본을 중심으로 형성되었던 무역 구조가 중국을 포함한 체제로 변화해 왔으나, 국경 폐쇄와 이동 제한으로 인해 이러한 연결 고리가 끊어지게 된 것입니다. 특히 중국의 국경 폐쇄는 무역 장벽을 높였고, 이는 전 세계적인 공급망 혼란으로 이어졌습니다. 이러한 생산 체계의 변화는 개발도상국들에 새로운 도전 과제를 던져주고 있으며, 기존의 노동력 송금에 의존하던 경제 구조에도 큰 변화를 요구하고 있습니다. 위기 상황에서 정부에 대한 지지도가 일시적으로 상승하는 '깃발 아래 결집' 현상이 여러 국가에서 관찰되었으나, 이는 장기적인 정치적 안정으로 이어지기 어렵습니다. 오히려 위기가 장기화됨에 따라 정부에 대한 신뢰가 하락하고 정치적 불안정성이 커질 가능성이 높습니다. 국제 사회의 협력 또한 지역별로 편차를 보이고 있는데, IMF의 긴급 자금 지원이 특정 지역에 집중되는 사이 라틴 아메리카 등은 여전히 지원의 사각지대에 놓여 있습니다. 반면 중국은 '보건 실크로드' 전략을 통해 개발도상국에 대한 영향력을 확대하며 국제 외교 질서의 변화를 꾀하고 있습니다. 민주주의의 위기 또한 포스트 코로나 시대의 중요한 화두입니다. 1970년대 이후 꾸준히 개선되어 온 전 세계 민주주의 지표는 2010년대 후반부터 정체 상태에 머물러 있으며, 팬데믹 이후에는 오히려 쇠퇴할 가능성이 크다는 우려가 제기되고 있습니다. 이는 2008년 글로벌 금융 위기보다 더 광범위하고 깊은 경제적 충격이 전 세계를 덮치고 있기 때문입니다. 선진국과 개발도상국 모두가 동시에 타격을 받는 상황에서 사회적 불평등과 소외 문제는 정치적 갈등을 심화시키는 기폭제가 될 수 있으며, 이는 민주적 가치를 위협하는 요소로 작용할 수 있습니다. 향후 발생할 수 있는 추가적인 감염 확산에 대응하기 위해서는 폐쇄적인 정책보다는 개방적인 접근 방식이 더 효과적일 수 있음을 기억해야 합니다. 한국의 사례처럼 국경을 전면 봉쇄하지 않고도 이동성을 회복하며 경제적 충격을 완화한 경험은 중요한 교훈을 줍니다. 또한, 정치적 불안정성을 극복하기 위해 빈부 격차와 사회적 차별 문제를 해결하려는 노력이 병행되어야 합니다. 개발도상국들은 기존의 노동력 수출 중심 경제에서 벗어나 생산성 혁신을 도모해야 하며, 이는 포스트 코로나 시대에 생존하기 위한 필수적인 과제가 될 것입니다. 코로나19는 단순한 질병의 문제를 넘어 국가와 세대를 초월한 복합적인 도전 과제를 던지고 있습니다. 우리는 선진국의 방식만을 고집할 것이 아니라, 베트남이나 스리랑카처럼 각자의 환경에서 혁신적인 대응을 보여준 개발도상국들의 성공 사례에서도 배워야 합니다. 대학과 연구소는 현장의 데이터를 과학적으로 분석하여 가짜 뉴스가 아닌 진실된 정보를 제공함으로써 사회적 의사결정을 도와야 합니다. 대한민국 혼자만의 힘으로는 이 위기를 완전히 극복할 수 없으며, 전 세계가 긴밀히 협력하고 연대할 때 비로소 진정한 포스트 코로나 시대를 맞이할 수 있습니다.

고길곤

카오스재단코로나19 과학토크

생명과학
융합

[코로나 인터뷰] 고길곤 _코로나19, 한 나라를 넘어 큰 지역 단위의 문제

현대 사회에서 방대한 데이터가 수집되고 있지만, 그 데이터 품질과 신뢰성을 검토하는 과정은 여전히 중요한 과제로 남아 있습니다. 특히 정책 대응의 효과를 정확히 측정하기 위해서는 각기 다른 출처에서 수집된 데이터 간의 교차 검증이 필수적입니다. 이를 위해 연구 현장에서는 구글 문서와 같은 오픈 플랫폼을 활용하여 코드와 분석 결과를 실시간으로 공유하는 공동 작업 방식이 지향되고 있습니다. 이러한 데이터의 투명한 공유와 분석은 위기 상황에서 보다 정교한 의사결정을 내리는 밑거름이 됩니다. 국제적인 위기 상황에 대응하기 위해서는 특정 국가의 노력뿐만 아니라 개발도상국을 포함한 전 세계적인 협력 체계가 구축되어야 합니다. 서울대학교와 코이카가 운영하는 장기 석사 프로그램처럼 외국인 공무원들을 교육하고 교류하는 과정은 아시아를 비롯한 여러 국가의 핵심적인 문제들을 파악하는 소중한 기회가 됩니다. 현지 전문가들과의 지속적인 대화와 질적 데이터의 확보는 통계적 연구가 놓칠 수 있는 현장의 목소리를 보완해 줍니다. 이러한 협력은 각국이 직면한 위기의 본질을 이해하는 데 필수적인 토대가 됩니다. 특정 국가의 감염병 확산은 단순히 한 나라의 보건 문제를 넘어 지역 전체의 경제적 안정성에 지대한 영향을 미칩니다. 예를 들어 인도네시아와 같이 경제 규모와 영향력이 큰 국가에서 확산세가 가속화되면 아시아 전체의 회복 속도가 더뎌질 수밖에 없습니다. 한 국가라도 급속한 확산 현상을 통제하지 못하면 인접 국가들이 국경을 개방하기 어려워지며, 이는 결국 지역 공동체의 동반 침체로 이어집니다. 이는 국제적인 공조가 단순히 인도주의적 차원을 넘어 자국의 경제적 생존과도 직결되는 문제임을 시사합니다. 경제적 불안정성이 심화된 국가에서는 내부적으로 쌓여온 계급이나 이념적 갈등이 표출되며 정치적 불안정성이 나타나기도 합니다. 한국 사회 역시 코로나19 대응 비용을 미래 세대가 부담해야 한다는 점에서 잠재적인 세대 간 갈등을 안고 있습니다. 현재 세대가 다음 세대를 충분히 설득하고 준비하지 않는다면, 이들은 자신들의 부담에 대해 정치적인 방식으로 불만을 표출할 것입니다. 따라서 위기 대응은 단순히 현재의 문제를 해결하는 것을 넘어, 세대 간 형평성과 사회적 합의를 도출하는 방향으로 나아가야 합니다. 국가 간 이동 제한 정책이 실질적인 효과를 거두기 위해서는 감염병 확산 초기에 전면적인 개입이 이루어져야 합니다. 그러나 현실적으로는 정책 결정의 복잡성으로 인해 개입 시기를 놓치거나 일부 지역에 국한된 봉쇄에 그치는 경우가 많습니다. 국경 봉쇄는 대중에게 심리적인 안도감을 줄 수 있지만, 내부적인 집단 감염이 진행 중인 상황에서는 오히려 방역의 고삐를 늦추는 부작용을 낳기도 합니다. 따라서 향후의 위기 대응을 위해서는 통행 금지나 병상 확보와 같은 개별 정책들이 실제로 얼마나 효과적이었는지에 대한 정밀한 데이터 분석이 선행되어야 합니다.

고길곤

카오스재단코로나19 과학토크

생명과학
융합

[코로나 인터뷰] 황승식 _방역, 정치, 집단면역. 질병역학 전문가가 말하는 코로나19

감염병의 예방은 단순히 의료 기술만으로 해결될 수 있는 문제가 아닙니다. 우리가 흔히 말하는 '방역'은 감염병의 예방과 관리를 아우르는 개념으로, 확진자의 치료와 격리를 넘어 사회 전반의 시스템을 조정하는 과정을 포함합니다. 예를 들어 폐암을 예방하기 위해 담배 제조와 광고를 규제하는 법률적 조치가 필요하듯, 감염병 확산 방지를 위해서도 다양한 사회적 규제와 정책적 결정이 필수적입니다. 결국 팬데믹 상황에서 방역의 성패는 전문가의 조언을 바탕으로 국가가 얼마나 올바르고 책임감 있는 결정을 내리느냐에 달려 있습니다. 사태 초기 특정 집단이 감염의 원천이라는 사회적 낙인이 찍히기도 했으나, 이는 바이러스의 생물학적 기전을 오해한 결과입니다. 또한 스웨덴의 사례로 화제가 되었던 '집단면역' 역시 그 자체가 독립적인 정책이 될 수는 없습니다. 집단면역은 방역 대책을 통해 도달하고자 하는 최종적인 목표이자 결과물일 뿐, 수많은 희생을 전제로 하는 성급한 선택지가 되어서는 안 됩니다. 우리는 감염병이 무차별적으로 확산될 수 있다는 점을 명확히 인지하고, 과학적 근거에 기반하여 결과로서의 면역 체계를 이해해야 합니다. 과거 사스와 메르스, 그리고 현재의 상황을 돌이켜볼 때 대략 7~8년을 주기로 새로운 감염병이 출현하고 있습니다. 이러한 위기에 선제적으로 대응하기 위해서는 단순히 국제기구의 정보에만 의존하는 단계를 넘어서야 합니다. 특히 감염병 유입 가능성이 높은 주요 국가의 외교공관에 감염병 전문가를 배치하여 독자적인 정보 수집 체계를 구축하는 것이 중요합니다. 공식적인 정보와 현장의 실시간 데이터를 종합적으로 분석할 수 있을 때 비로소 국경 봉쇄와 같은 사후약방문식 처방이 아닌, 실효성 있는 선제적 방역 정책을 수립할 수 있습니다. 앞으로의 해외여행은 과거와 달리 비즈니스나 공무 등 필수적인 목적 위주로 재편될 가능성이 높습니다. 전 세계를 자유롭게 오가던 시대에서 인접 국가 간의 철저한 관리 체계를 바탕으로 한 제한적 이동의 시대로 변화하고 있는 것입니다. 이러한 변화 속에서 '역학'이라는 학문의 중요성은 더욱 커지고 있습니다. 과거에는 주로 의사들이 담당하던 분야였으나, 이제는 수학적 모델링과 빅데이터 분석 역량을 갖춘 전문가들이 대거 참여하고 있습니다. 인구 집단 내 감염병의 분포와 원인을 파악하기 위해 수학적 훈련을 받은 인재들이 감염병 모델을 설계하며 방역의 과학적 토대를 마련하고 있습니다. 예방의학은 환자를 직접 진료하는 임상의학과 실험실 중심의 기초의학 사이에서 사회 전체의 건강을 설계하는 핵심적인 분야입니다. 하지만 국내에서 감염병 역학을 전공하는 전문가는 손에 꼽을 정도로 적은 것이 현실입니다. 전쟁이 일어나기 전부터 무기를 준비하듯, 팬데믹이라는 국가적 위기에 대비하기 위해서는 평상시에도 역학 전문가들을 체계적으로 양성해야 합니다. 이번 팬데믹은 우리 사회에 역학의 중요성을 각인시키는 계기가 되었습니다. 불확실성이 가득한 시대에 데이터에 기반한 과학적 분석으로 공동체를 지키는 전문가들의 역할은 앞으로 더욱 강조될 것입니다.

황승식

카오스재단코로나19 과학토크

생명과학

(ENG1-1)COVID-19 and the WHO’s response_The COVID-19 Pandemic: Korea’s Response and Challenges | 1세션 ①

세계보건기구(WHO)는 신종 감염병 위기 상황에서 데이터 수집과 정보 공유, 기술 지침 보급 등 핵심적인 역할을 수행합니다. 이번 코로나19 사태에서도 230여 개가 넘는 기술 지침을 만들어 전 세계에 공유했으며, 국제보건규약(IHR)에 따라 각국 연락 담당관들과 긴밀히 소통해 왔습니다. 특히 본부와 6개 지역 사무소, 150여 개 국가 사무소로 구성된 조직망을 통해 현장 대응에 필요한 물품을 공급하고 전문가 네트워크인 글로벌 감염병 대응 네트워크(GOARN)를 활용해 기술적 지원을 아끼지 않았습니다. 국제보건규약(IHR)은 WHO 회원국인 194개국 모두에게 구속력이 있는 법적 도구로, 질병의 국경 간 전파를 막고 국가별 대응 역량을 갖추는 것을 목적으로 합니다. WHO는 이 규약에 근거하여 국제적 공중보건 비상사태(PHEIC)를 선포하며, 각 국가는 감염병 발생 시 24시간 이내에 보고할 의무가 있습니다. 비상사태 선포는 국제적 전파 위험도와 무역 및 여행에 미치는 영향을 종합적으로 판단하여 결정됩니다. 이는 전 세계가 공통된 기준 아래 신속하게 대응할 수 있도록 돕는 중요한 근간이 됩니다. 코로나19 대응 과정에서 긴급 위원회는 초기 발생 국가들의 보고를 바탕으로 비상사태 선포와 구체적인 권고 사항을 논의해 왔습니다. 회의에서는 중국 내 사람 간 전파 양상과 기초감염재생산수(R0), 무증상 감염 사례 등을 면밀히 분석했습니다. 비상사태 선포 이후에는 취약 국가 지원과 출국 검역 강화, 그리고 과도한 여행 및 무역 제한을 지양하라는 권고가 이어졌습니다. 특히 특정 집단에 대한 낙인이나 차별을 방지해야 한다는 점을 강조하며, 객관적인 지표에 기반한 공중보건 조치를 통해 사회적 안정을 도모하고자 노력했습니다. 감염병 극복을 위한 연구개발(R&D) 분야에서도 WHO의 조정 역할은 빛을 발했습니다. 'R&D 블루프린트'를 통해 치료제와 백신 개발 로드맵을 수립하고, 전 세계가 참여하는 '연대 임상 시험'을 주도하여 치료 옵션을 비교 분석하고 있습니다. 또한 'ACT-Accelerator' 이니셔티브를 통해 여러 국제 파트너와 협력하며 저소득 및 중소득 국가도 진단기기와 백신에 공평하게 접근할 수 있도록 지원하고 있습니다. 이러한 국제적 공조는 자원이 부족한 국가들이 위기 상황에서 소외되지 않도록 하는 데 결정적인 기여를 하고 있습니다. 향후 과제는 새로운 국제 기구를 만들기보다 기존 WHO의 기능을 강화하고 국제보건규약(IHR)의 이행력을 높이는 데 집중되어야 합니다. 합동 외부 평가(JEE)와 같은 자발적 평가 항목을 의무화하여 각국의 방역 역량을 실질적으로 향상시키고, 데이터 공유 플랫폼을 고도화하여 국가 간 정보 격차를 줄여야 합니다. 특히 현장에서 직접 대응하는 국가 사무소의 기능을 강화하고, 고소득 국가와 저소득 국가의 요구를 균형 있게 반영하는 체계를 구축함으로써 미래의 또 다른 팬데믹에 대비하는 회복력 있는 보건 안보 체계를 완성해야 합니다.

지영미

카오스재단코로나19 과학토크

생명과학

(ENG1-2)COVID-19 pandemic and the Korean government’s response_The COVID-19 Pandemic | 1세션 ②

코로나19는 인류에게 '비대면'이라는 새로운 질서를 강요하며 우리가 경험하지 못한 거대한 변화를 몰고 왔습니다. 백신과 치료제가 부재한 상황에서 사회적 거리두기와 봉쇄는 불가피한 선택이었으며, 이는 인간과 동물, 그리고 자연이 밀접하게 연결된 '원 헬스(One Health)'의 중요성을 다시금 일깨워 주었습니다. 전 세계가 초연결 사회로 진입함에 따라 감염병의 전파 속도는 과거와 비교할 수 없을 정도로 빨라졌고, 이러한 연결성이 역설적으로 질병 확산의 핵심 기전이 되었습니다. 우리는 이제 인류의 지속 가능한 발전을 위해 자연과의 접점을 재점검하고 새로운 공존의 방식을 고민해야 하는 시점에 서 있습니다. 감염병 대응의 핵심은 감염 재생산 지수를 1 미만으로 낮추기 위한 비약물적 중재(NPI)에 있습니다. 마스크 착용과 손 씻기 같은 개인 방역부터 검역, 격리, 그리고 신속한 검사와 추적을 포함하는 3T 전략은 의료 시스템의 붕괴를 막는 든든한 버팀목이 되었습니다. 특히 생활치료센터 도입은 중증 환자 관리를 위한 의료 자원의 효율적 배분을 가능케 했으나, 민간 중심의 의료 체계가 가진 여유 자원 부족이라는 과제도 남겼습니다. 결국 성공적인 방역은 정부의 선제적 조치뿐만 아니라 지역사회와 국민의 자발적인 참여가 뒷받침될 때 비로소 완성될 수 있음을 이번 위기를 통해 확인할 수 있었습니다. 국제보건규약(IHR)은 신종 감염병 발생 시 국가 간의 협력을 도모하기 위해 만들어졌으나, 실제 위기 상황에서는 자국 보호를 우선시하는 정치적 결정 앞에 무력한 모습을 보였습니다. 국경 폐쇄와 같은 조치는 국제법상 논란의 여지가 있음에도 불구하고, 제재 수단이 없는 국제기구의 한계로 인해 각자도생의 길을 걷는 국가들이 많았습니다. 이는 과학적 근거보다 정치적 논리가 앞선 결과이며, 국제 사회의 거버넌스가 제대로 작동하지 않았음을 시사합니다. 포스트 코로나 시대에는 이러한 규약의 실효성을 높이고, 국가 간의 신뢰를 회복하여 공중보건 위기에 공동으로 대응할 수 있는 체계적인 지표 마련이 시급합니다. 세계보건기구(WHO)는 가이드라인을 제시하는 컨설턴트 조직으로서의 역할은 수행해 왔으나, 현장에서 직접 대응할 수 있는 인프라와 실행력은 여전히 부족한 실정입니다. 에볼라 사태 이후 대응 능력을 강화하기 위해 여러 프로그램을 도입하고 조직을 개편했음에도 불구하고, 대규모 팬데믹 상황에서의 순발력은 기대에 미치지 못했습니다. 이러한 구조적 약점은 국가 간 양자 외교의 비중을 높이는 결과를 초래했으며, 국제기구의 다자 외교가 비상시에 제대로 작동하지 않는 근본적인 원인이 되었습니다. 향후 국제 보건 체계는 현장 대응 능력을 갖춘 실질적인 실행 조직으로 거듭나야 하며, 이를 위한 국제적인 지원과 협력이 반드시 필요합니다. 대한민국은 이번 위기를 거치며 방역의 새로운 표준을 제시하는 국가로 주목받고 있으며, 이제는 단순한 기술 전수를 넘어 국제 보건 거버넌스의 핵심 일원으로 참여해야 합니다. 보건은 전 인류가 누려야 할 보편적 가치이며, 이를 수호하기 위한 국제 공조는 선택이 아닌 필수입니다. 우리는 과학적 지식과 방역 경험을 세계와 공유하고, 취약 계층을 보호하며 가짜 뉴스에 대응하는 등 외교적 역량을 강화해야 합니다. 예측 불가능한 신종 감염병은 앞으로도 계속해서 등장할 것이기에, 국제 사회의 일원으로서 책임감을 가지고 지속 가능한 보건 안보 체계를 구축하는 데 앞장서는 자세가 무엇보다 중요합니다.

이종구

카오스재단코로나19 과학토크

생명과학
융합

[세션1-2] 코로나19 대응과 국제협력_이종구_코로나팬데믹, 한국의 대응과 과제_COVID-19 | 1세션 ②

코로나19는 인류가 이전에 경험하지 못한 새로운 사회적 질서를 요구하고 있습니다. 백신과 치료제가 부재한 상황에서 우리는 사회적 거리두기와 봉쇄라는 전례 없는 조치를 통해 감염 확산을 억제해 왔습니다. 특히 현대 사회의 연결성(Inter-connectivity)은 질병의 급속한 전파를 가능하게 하는 핵심 기전이 되었으며, 이는 역설적으로 연결을 일시적으로 단절해야만 생존할 수 있는 상황을 만들었습니다. 앞으로는 사람과 동물, 환경을 하나의 생태계로 보고 관리하는 '원헬스(One Health)' 측면에서의 지속 가능한 발전이 더욱 강조될 것입니다. 방역의 성패는 비약물적 중재(NPI)의 효과적인 수행에 달려 있습니다. 손 씻기와 마스크 착용 같은 개인 위생 수칙부터 확진자 격리, 생활치료센터 운영에 이르기까지 다양한 수단이 동원되었습니다. 이러한 과정에서 가장 핵심적인 요소는 국민의 자발적인 참여와 지역사회의 협력이었습니다. 다만 현재의 성과에 안주하기보다는 의료 여유 자원(Reserve)을 확보하고, 발생할 수 있는 제2차 유행에 대비하여 더욱 정교한 시나리오를 구축하는 노력이 필요합니다. 이는 단순히 과거의 경험을 답습하는 것이 아닌 미래를 위한 준비입니다. 국제 사회는 신종 감염병에 대응하기 위해 국제보건규칙(IHR)을 마련해 왔으나, 이번 팬데믹 상황에서는 그 한계가 여실히 드러났습니다. 많은 국가가 자국 보호를 최우선으로 삼으며 국경 폐쇄와 같은 조치를 단행했고, 이는 국제보건규칙(IHR)보다 정치적·경제적 이해관계가 우선시되었음을 보여줍니다. 국제보건규칙(IHR)은 강제적인 제재 수단이 부족하다는 약점을 안고 있으며, 위기 상황에서 국제기구의 거버넌스가 제대로 작동하지 못하는 원인이 되기도 했습니다. 각자도생의 길을 걷는 국제 사회의 모습은 우리가 해결해야 할 큰 과제입니다. 세계보건기구(WHO)는 기본적으로 권고와 가이드라인을 제시하는 컨설턴트 조직의 성격을 띠고 있어 현장 대응 능력이 상대적으로 부족합니다. 에볼라 사태 이후 대응력을 강화하기 위해 긴급 대응 프로그램(WHE)을 신설하는 등 조직 개편을 단행했지만, 여전히 실질적인 실행력 면에서 약점을 보이고 있습니다. 국제기구가 위기 상황에서 액터로서 역할을 수행하기 위해서는 평화유지군과 같은 현장 실행 조직과 비축 물자를 갖추는 등 보다 실효성 있는 체계로의 전환이 요구됩니다. 이는 국제 보건 안보를 지키기 위한 필수적인 변화입니다. 포스트 코로나 시대의 보건 외교는 단순한 방역 기술의 전수를 넘어 국제 사회의 일원으로서 보편적 가치를 실현하는 방향으로 나아가야 합니다. 감염병은 국경을 가리지 않기에 다자간 협력을 통한 정보 공유와 과학적 지식의 교류가 필수적입니다. 경제적 타격과 방역 사이의 균형을 찾는 장기전에 대비하며, 취약 계층을 보호하고 백신 개발을 위한 국제 공조를 강화해야 합니다. 불확실한 미래의 위협에 맞서는 유일한 길은 연대와 협력뿐이며, 우리나라는 글로벌 보건 거버넌스에서 더욱 책임감 있는 역할을 수행해야 할 시점입니다.

이종구

카오스재단코로나19 과학토크

생명과학
융합

[강연] 지구의 낯선 미래 : 설국열차 vs 인터스텔라 (3) _ by국종성 | 2017 가을 카오스 강연 '미래과학' 7강 | 7강 ③

기후 시스템에서 '티핑 포인트'란 물이 100도에서 끓기 시작하듯, 서서히 변화하던 시스템이 어느 순간 급격하고 돌이킬 수 없는 상태로 접어드는 지점을 의미합니다. 이는 마치 공이 담긴 바구니가 기울어지다 결국 옆 바구니로 옮겨가는 과정과 같습니다. 일단 이 지점을 넘어서면 우리가 이전에 경험하지 못했던 전혀 새로운 기후 환경이 펼쳐지게 됩니다. 과학자들은 이를 하나의 안정 상태에서 다른 상태로 전이되는 결정적인 찰나로 정의하며, 지구 시스템의 급격한 변화를 경고하고 있습니다. 현재 기후 과학계에서 주목하는 티핑 포인트의 임계 온도는 지구 평균 기온 상승 폭 1.5도에서 2도 사이입니다. 이는 단순히 특정 지역의 날씨 변화가 아니라 지구 전체의 평균적인 에너지 균형이 무너지는 시점을 뜻합니다. 유엔 산하 기구인 IPCC는 이 수치를 논의의 기준점으로 삼아 기후 변화의 위험성을 경고하고 있습니다. 비록 정확한 지점에 대한 논란은 있으나, 온난화가 진행될수록 예상치 못한 급격한 변화가 일어날 가능성이 커진다는 점에는 대다수의 전문가가 동의하고 있습니다. 과거 지구는 태양 활동의 변화에 따라 수만 년에 걸쳐 서서히 빙하기와 간빙기를 오갔습니다. 하지만 현대의 기후 변화는 인간 활동에 의한 온실가스 배출이라는 강력한 외력이 작용하면서 그 속도가 유례없이 빨라졌습니다. 자연적인 변동성의 범위를 넘어선 인위적인 압력은 지구라는 시스템을 탁자 끝으로 밀어내는 힘과 같습니다. 이러한 급격한 변화는 지구가 스스로 적응하고 회복할 시간을 주지 않으며, 결과적으로 티핑 포인트에 도달하는 시점을 앞당기는 결정적인 원인이 되고 있습니다. 지구 시스템의 견고함에 대해서는 전문가들 사이에서도 의견이 나뉩니다. 한쪽에서는 지구가 작은 외력에도 쉽게 깨질 수 있는 연약한 시스템이라고 주장하는 반면, 다른 쪽에서는 수만 년의 역사 속에서 거대한 변화를 견뎌온 강인한 회복력을 강조합니다. 실제로 빙하기와 간빙기 사이의 큰 온도 차이에도 지구는 생태계를 유지하며 버텨왔습니다. 그러나 현재의 온난화 속도가 과거의 자연적 변화보다 훨씬 빠르다는 점은 지구가 가진 음의 피드백, 즉 스스로를 치유하는 능력이 한계에 다다를 수 있다는 우려를 낳습니다. 기후 과학자들은 이러한 복잡한 지구의 미래를 예측하기 위해 방대한 관측 자료와 기후 모델을 활용합니다. 위성과 부표 등을 통해 수집된 대기, 해양, 육지의 데이터를 분석하고, 이를 물리 방정식으로 변환하여 슈퍼컴퓨터로 계산합니다. 지구를 수많은 격자로 나누어 각 지점에서의 변화를 시뮬레이션함으로써 이산화탄소 농도 증가에 따른 미래의 모습을 그려내는 것입니다. 비록 모든 물리 현상을 완벽히 이해할 수는 없기에 불확실성이 존재하지만, 이는 인류가 미래 기후에 대비할 수 있는 가장 과학적인 도구입니다. 만약 영화처럼 기후 재앙이 닥친다면 지구는 다시 회복될 수 있을까요? 화산 폭발 사례에서 보듯 지구는 에너지를 우주로 방출하며 스스로 온도를 낮추는 회복 기제를 갖추고 있습니다. 하지만 이산화탄소는 한 번 배출되면 대기 중에 오래 머물며 지속적으로 영향을 미치기 때문에 회복에 수백 년에서 수만 년이 걸릴 수도 있습니다. 더욱이 회복된 지구가 지금과 같은 모습일지는 장담할 수 없습니다. 열대 지역이 확장되거나 사막화가 심화된, 인류에게 낯선 새로운 안정 상태로 변모할 가능성도 존재하기 때문입니다. 기후 변화를 막기 위한 공학적 대안으로 '지구 공학'이 논의되기도 합니다. 성층권에 에어로졸을 뿌려 태양광을 차단하거나 바다에 철분을 뿌려 플랑크톤을 증식시키는 방식 등이 대표적입니다. 그러나 이러한 기술적 개입은 생태계 파괴나 국제적 분쟁과 같은 예상치 못한 부작용을 초래할 위험이 큽니다. 결국 가장 근본적이고 안전한 해결책은 티핑 포인트에 도달하기 전에 이산화탄소 배출을 획기적으로 줄이는 것입니다. 지구가 스스로의 회복력을 잃기 전에 인류의 적극적인 노력이 절실한 시점입니다.

국종성, 예상욱, 최용상

카오스재단카오스강연

지구환경과학

[강연] 인류세(인간세, Anthropocene) : 지구의 미래를 걱정한다 (5) 패널토의 | 2016 가을 카오스 강연 '지구인도 모르는 지구' 9강 | 9강 ⑤

인류세라는 용어는 인간의 활동이 지구 환경을 현격하게 변화시키고 있다는 사실에서 출발합니다. 지질학적 시대를 구분할 때 반드시 대멸종이 전제되어야 하는 것은 아니며, 과거 홀로세를 정의할 때도 인류의 멸종을 염두에 두지는 않았습니다. 중요한 점은 지난 200년간의 급격한 환경 변화가 이미 지구의 역사적 기록체 속에 뚜렷하게 새겨져 있다는 사실입니다. 학계에서는 이 용어의 사용 여부를 넘어, 인류가 지구 시스템에 미치는 영향력이 무시할 수 없는 수준에 도달했다는 점에 깊이 공감하고 있습니다. 현재 해수면 상승의 주요 원인은 해수의 열팽창이지만, 육상의 빙하가 본격적으로 녹기 시작하면 상황은 파국으로 치달을 수 있습니다. 남북극의 빙하가 모두 녹는다면 해수면은 60미터 이상 상승할 것으로 예측되며, 이는 인류 문명에 치명적인 위협이 됩니다. 과학자들은 지구가 스스로 온도를 조절할 수 없는 임계점인 '문턱'을 넘지 않도록 연구에 매진하고 있습니다. 온도가 상승하는 것을 완전히 막을 수는 없더라도, 그 속도를 늦추어 빙하가 돌이킬 수 없이 녹아내리는 최악의 시나리오는 반드시 막아야 합니다. 지구 온난화가 통제 불능의 상태에 빠진다면 우리의 미래는 금성과 닮아갈지도 모릅니다. 과거 금성도 지구와 유사한 환경이었을 것으로 추정되나, 온도가 상승하면서 바다와 암석 속의 이산화탄소가 대기로 방출되는 폭주 온실 효과가 발생했습니다. 이로 인해 지각의 순환이 멈추고 대기 온도가 500도에 육박하는 죽음의 행성이 되었습니다. 인위적인 이산화탄소 배출이 계속되어 지구의 탄소 순환 시스템이 붕괴된다면, 우리 역시 생명체가 살 수 없는 극한의 환경을 마주하게 될 것이라는 경고를 잊지 말아야 합니다. 과거 지구의 역사를 살펴보면 '영거 드라이아스'기와 같은 급격한 기후 변화의 사례를 찾아볼 수 있습니다. 약 1만 3천 년 전, 빙하가 녹은 막대한 양의 민물이 대양으로 유입되면서 해류의 순환이 멈추고 지구가 다시 추워졌던 시기입니다. 영화 '투모로우'의 과학적 배경이 되기도 한 이 사건은 기후 시스템이 얼마나 민감하게 반응할 수 있는지를 보여줍니다. 현재 우리가 겪는 변화는 과거의 자연적인 주기보다 훨씬 빠른 속도로 진행되고 있으며, 이 빠른 변화의 속도에 인류가 적응하고 대응할 수 있는지가 생존의 관건입니다. 기후 변화 대응은 과학과 공학의 영역을 넘어 경제, 정치, 외교가 복잡하게 얽힌 국제적인 과제입니다. 몬트리올 의정서가 산업계의 협력으로 오존층 파괴 문제를 해결했듯이, 탄소 배출 문제 역시 국가 간의 이해관계를 조정하며 해결책을 찾아야 합니다. 파리 협정과 같은 국제적 합의는 각국에 실질적인 압박으로 작용하며 변화를 이끌어내고 있습니다. 하지만 정치적 결단에만 의존할 것이 아니라, 지구 시스템의 3분의 1을 결정짓는 우리 개개인의 관심과 실천이 뒷받침될 때 비로소 지속 가능한 미래를 꿈꿀 수 있습니다.

강호정, 김경렬, 이정은

카오스재단카오스강연

지구환경과학

[강연] 우주 레이다로 만든 지구그림과 이웃행성 탐사(4) | 패널토의 | 2016 가을 카오스 강연 '지구인도 모르는 지구' 10강 | 10강 ④

레이더 위성은 인류가 직접 도달하기 어려운 남극과 북극, 그리고 광활한 바다의 변화를 관측하는 데 핵심적인 역할을 수행합니다. 지표 변위를 탐지하고 자동으로 분석하는 알고리즘을 통해 우리는 지구 환경의 변화를 실시간으로 모니터링할 수 있게 되었습니다. 특히 빙하의 흐름이나 얼음이 깨져 나가는 양상을 관측함으로써 기후 변화가 지구에 미치는 영향을 정밀하게 파악하는 것이 가능해졌습니다. 이러한 기술은 단순한 관측을 넘어 지구의 미래를 예측하는 중요한 지표가 됩니다. 1957년 스푸트니크 1호가 발사된 이후, 인류는 수천 개의 인공위성을 우주로 쏘아 올리며 본격적인 우주 시대를 열었습니다. 현재 지구 궤도에는 레이더 위성뿐만 아니라 지도를 제작하는 광학 위성, 위치 정보를 제공하는 GPS 위성, 그리고 중력 변화 측정 위성 등 다양한 목적을 가진 장치들이 활동하고 있습니다. 각 위성은 고유의 센서를 탑재하여 기상 예보, 미세먼지 추적, 해양 생태계 관측 등 우리 실생활과 밀접한 분야에서 방대한 데이터를 수집하며 과학 기술의 향연을 펼치고 있습니다. 우리가 흔히 사용하는 GPS 위성과 레이더 위성은 작동 원리에서 뚜렷한 차이를 보입니다. GPS는 최소 4대 이상의 위성으로부터 신호를 받아 사용자의 정밀한 위치를 계산하는 1차원적 신호 체계를 기반으로 합니다. 반면 레이더 위성은 스스로 전파를 쏘아 돌아오는 신호를 분석하여 2차원 영상을 생성하며, 데이터 가공을 통해 3차원 수치 표고 모델(DEM)까지 구현할 수 있습니다. 이러한 차이 덕분에 레이더는 단순한 위치 파악을 넘어 지형의 높낮이나 구조물의 형태를 정밀하게 시각화하는 독보적인 능력을 갖추게 되었습니다. 우주 탐사 분야에서 레이더 기술의 가치는 더욱 빛을 발합니다. 카시니-호이겐스 미션은 토성의 위성인 타이탄에서 액체 메탄 호수의 존재를 증명하며 지구 밖 행성에도 액체 순환 체계가 있음을 확인시켜 주었습니다. 영하 180도의 극한 환경에서도 메탄이 기체, 액체, 고체로 변하며 비가 내리고 강이 흐르는 모습은 지구의 물 순환과 매우 흡사합니다. 이는 생명체 존재 가능성에 대한 새로운 가설을 제시하며, 우리가 직접 가보지 못한 먼 우주의 신비를 밝혀내는 데 결정적인 단서를 제공하고 있습니다. 레이더는 기후 변화 대응과 재난 감시 분야에서도 탁월한 성능을 발휘합니다. 남극 빙하의 이동 속도를 계산하여 해수면 상승이 도서 국가에 미치는 영향을 예측하거나, 광학 카메라로는 식별하기 어려운 습지대의 수위 변화를 정확하게 지도화할 수 있습니다. 또한 구름이 짙게 낀 상황에서도 바다 위의 선박을 탐지하여 조난 구조를 돕거나, 지하 핵실험으로 인한 지표 변위를 찾아내는 등 보이지 않는 곳에서 일어나는 변화를 포착하여 인류의 안전을 지키는 파수꾼 역할을 수행합니다. 인공위성 기술은 특정 국가의 자산을 넘어 전 지구적인 협력의 도구로 활용되고 있습니다. '인터내셔널 차터'와 같은 국제 기구를 통해 재난 발생 시 각국의 위성 데이터를 신속하게 공유함으로써 피해를 최소화하려는 노력이 이어지고 있습니다. 네팔 지진이나 이탈리아 지진 당시에도 여러 국가의 우주 기구들이 긴밀하게 협력하여 지진 모델링과 변위 지도를 제작해 공유한 사례가 대표적입니다. 우리나라도 아리랑 위성 시리즈를 통해 이러한 국제적 인도주의 활동에 적극적으로 참여하며 우주 기술의 가치를 실현하고 있습니다. 레이더 영상이 정밀한 입체감을 가질 수 있는 비결은 전파를 비스듬하게 쏘아 물체와의 거리 차이를 이용하는 기술에 있습니다. 마이크로웨이브를 사용하는 레이더는 구름이나 모래를 투과할 수 있어 기상 조건에 상관없이 지표면 아래의 옛 강줄기나 다른 행성의 지형까지 선명하게 보여줍니다. 많은 이들이 전자파의 유해성을 우려하기도 하지만, 수백 킬로미터 상공에서 전달되는 신호는 지상의 전자레인지보다 훨씬 약한 수준입니다. 이처럼 안전하면서도 강력한 투과력을 가진 레이더는 인류의 시야를 우주 끝까지 확장하고 있습니다.

김덕진, 윤상호, 홍상훈

카오스재단카오스강연

지구환경과학