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[우주의 속삭임(99)] 화성 고대 해안선 발견, 과거 대양 존재 가능성 제시
- 현재는 먼지로 뒤덮인 건조한 사막과 같은 화성에 과거 호수뿐 아니라 대양까지 존재했을 가능성이 제기됐다. 미국과 중국 공동 연구팀의 최근 연구 결과에 따르면 지표 투과 레이더 관측을 통해 약 40억 년 전 화성에 해변과 유사한 지하 지형이 확인됐다고 과학 기술 전문 매체 컨버세이션과 사이언스얼럿이 24일(현지시간) 보도했다. 이는 화성이 과거 북반구에 거대한 바다를 품고 있었음을 시사하는 강력한 증거로 평가된다. 이 연구에는 중국 광저우 대학의 리 젠후이(Jianhui Li)가 이끄는 중국과 미국 과학자 팀이 참여했으며, 중국 국가우주국(CNSA)의 무인 화성 탐사선 주룽(Zhurong)이 수행한 작업을 기반으로 했다. 연구진은 해당 바다를 '듀테로닐루스(Deuteronilus)'라 명명했다. 펜실베이니아 주립대학교의 지질학자 벤자민 카르데나스는 "화성에서 고대 해변 및 삼각주와 유사한 지형을 발견했다"며, "바람, 파도, 풍부한 모래 등 휴양지 해변과 유사한 증거를 확인했다"고 밝혔다. 화성 탐사 로버는 지질, 토양, 대기를 포함한 여러 측면을 연구한다. 종종 물의 증거를 찾는데, 물은 화성에서 생명의 존재 여부를 결정하는 주요 요소이기 때문이다. 퇴적암은 화성에 물이 존재하고, 생명체가 존재할 수 있다는 증거를 담고 있을 수 있기 때문에 종종 조사 대상이 된다. 나사의 퍼시비어런스 로버는 현재 델타 퇴적물에서 생명체를 찾고 있다. 델타는 이집트의 나일 델타처럼 강의 하구에 대량의 토사와 같은 퇴적물이 쌓인 삼각형 지형인 삼각주(river delta)를 말한다. 퍼시비어런스 로버는 너비가 약 45km인 제제로 분화구에 있는 삼각주를 탐사하고 있으며, 고대 호수가 있었던 곳으로 추정된다. 반면 중국의 주룽 로버는 화성 북반구에 위치한 유토피아 평원에서 고대 바다 흔적을 찾고 있다. 화성의 물의 역사는 여전히 풀리지 않은 거대한 수수께끼이다. 표면만 보면 액체 상태의 물이 존재했던 흔적을 찾기 어렵고, 전 세계적인 먼지 폭풍은 화성의 건조함을 더욱 강조한다. 그러나 점차 늘어나는 증거들은 화성이 과거 표면에 액체 상태의 물을 풍부하게 보유했음을 보여준다. 화성에 물이 존재했다는 사실은 더 이상 논쟁의 여지가 없으나, 물의 양과 소멸 시기, 소멸 원인 등은 여전히 미스터리로 남아있다. 캘리포니아 대학교 버클리 캠퍼스의 지구물리학자 마이클 망가는 "대양은 행성의 기후와 표면 형성에 큰 영향을 미치며, 잠재적인 생명체 서식 환경이 될 수 있다"고 설명했다. 이어, "화성 탐사에서 '물을 따라가라'는 주제가 중요한 이유이며, 특히 해저에 존재했을 가능성이 있는 해변 퇴적물을 관측하는 것은 매우 흥미로운 일"이라고 덧붙였다. 화성, 과거 충분한 물 존재 시사 중국 국가우주국(CNSA)의 주룽(Zhurong) 화성 탐사 로버가 수집한 데이터를 활용한 중국-미국 공동 연구팀(광저우 대학교의 엔지니어 리젠후이 및 지질학자 류하이 주도)은 과거 화성에 충분한 양의 물이 존재했음을 시사하는 새로운 증거를 제시했다. 주룽 로버는 유토피아 평원(Utopia Planitia)을 이동하며 지표 투과 레이더(GPR)를 통해 지하 80미터 깊이까지 암석층을 측정했다. 이 기술은 전파를 지하로 보내고, 밀도가 다른 물질을 만나 반사되는 파형을 분석하여 지하 구조의 3차원 지도를 생성한다. 주룽 로버의 데이터를 기반으로 한 이전 연구에서 해안선으로 추정되는 지형이 발견되었으나, 그 해석은 확정되지 않았다. 그러나 이번 GPR 데이터 분석 결과, 주룽 로버의 이동 경로를 따라 15도 각도로 상승하는 두꺼운 물질층이 발견되었으며, 이는 지구의 고대 해안선과 유사한 특징을 보였다. 망가 교수는 "해당 구조는 사구, 충돌 분화구, 용암류와는 다른 형태를 보였으며, 이는 대양의 존재 가능성을 시사한다"고 말했다. 또한, "이러한 지형의 방향은 과거 해안선과 평행하며, 장기간에 걸쳐 모래 해변이 형성되었음을 뒷받침하는 적절한 방향과 경사를 가지고 있다"고 설명했다. 이러한 지형은 강에서 퇴적물이 유입되고 파도와 조석 작용이 존재하는 거대한 액체 상태의 대양을 암시한다. 또한, 지구에서 퇴적물이 형성되는 데 걸리는 시간과 비교했을 때, 화성에는 수백만 년 동안 물 순환이 존재했음을 시사한다. 이러한 퇴적물은 호숫가에서는 형성될 수 없다. 망가 교수는 "수역이 클수록 조석 간만의 차이가 커지고, 바람이 더 큰 파도를 만들 수 있는 공간과 시간이 확보된다"며, "큰 조석과 파도는 해변 형성에 도움을 준다"고 설명했다. 화성에는 지구의 달과 같은 조석에 큰 영향을 미치는 위성이 없다. 태양 또한 지구의 조석에 영향을 미친다. 화성의 조석은 지구와는 다른 형태일 수 있지만, 분명히 존재했을 것이며, 풍부한 바람은 표면 파도를 생성했을 것으로 추정된다. 이번 발견은 화성에 과거 생명체가 살 수 있는 환경이 존재했을 가능성을 높이고, 적절한 장비를 갖추고 탐사할 경우 고대 생명체의 흔적을 찾을 수 있는 장소를 제시한다. 망가 교수는 "물, 육지, 대기가 함께 존재하는 해안 환경은 잠재적인 생명체 서식 환경이다. 이러한 환경이 언제 어디에 존재했는지 아는 것은 탐사 방향을 설정하고 위성 관측과 같은 다른 관측 결과를 해석하는 데 도움이 된다"고 말했다. 또한, "해안선은 과거 생명체의 흔적을 찾기에 좋은 장소이며, 지구의 초기 생명체는 공기와 얕은 물의 경계와 같은 곳에서 시작된 것으로 추정된다"고 덧붙였다. 망가 교수 팀의 최근 연구에 따르면, 화성의 물은 대부분 내부로 흡수되어 현재 접근 불가능한 액체 저장소 형태로 존재할 수 있다. 이번 연구는 화성의 흥미롭고 신비로운 과거에 이러한 저장소를 채울 만큼 충분한 액체 상태의 물이 존재했음을 시사하는 또 다른 퍼즐 조각이 될 수 있다. 다음 단계는 액체 상태의 대양에 대한 가설을 더욱 심층적으로 검증하고, 외계 행성의 파도와 조석을 모델링하는 것이다. 본 연구 결과는 미국 국립과학원 회보(Proceedings of the National Academy of Sciences)에 게재됐다.
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[우주의 속삭임(99)] 화성 고대 해안선 발견, 과거 대양 존재 가능성 제시
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머스크, 최신 AI모델 그록3 공개 "2년내 스페이스에 탑재" 자신
- 일론 머스크 테슬라 CEO(최고경영자)의 AI(인공지능) 스타트업 xAI가 18일(현지시간) 새 생성형 AI모델 그록3(Grok3)를 공개했다. 로이터통신 등 외신들에 따르면 머스크 CEO는 이날 엑스 생중계를 통해 "지구상에서 가장 똑똑한 AI"라며 그록3를 공개했다. 그는 "아주 짧은 기간 그록3는 (이전 버전인) 그록2보다 훨씬 유능한 수준에 도달했다"며 "아주 뛰어난 팀과 일하게 돼 영광이었다"고 말했다. 그록3는 X 프리미엄 플러스 요금제 사용자들에게 우선 공개된다. 그록의 새로운 기능과 성능 개선을 가장 빨리 체험할 수 있도록 '슈퍼 그록' 요금제도 새로 출시한다고 했다. xAI는 이날 수학과 과학, 코딩의 벤치마크 테스트에서 그록3가 알파벳 산하 구글의 제미나이와 중국 딥시크의 V3, 앤스로픽의 클로드, 오픈AI의 챗GPT-4o를 넘어서는 성능을 보였다고 라이브 방송을 통해 밝혔다. xAI는 또한 딥서치(DeepSearch)로 명명한 새로운 스마트 검색엔진도 공개했다. xAI 엔지니어 3인과 함께 공개시연을 벌인 머스크는 그록3가 앞선 버전보다 10배이상의 연산능력을 가지고 있으며 지난 1월 초순에 사전학습을 완료했다고 설명했다. 머스크 CEO는 활자가 아닌 음성만을 통한 대화 기능을 그록3에 도입할 계획이라면서 "매일 성능 개선을 기대할 수 있을 것"이라고 했다. 음성 대화 기능은 수주 내 공개될 예정이라고 덧붙였다. xAI는 이날 그록3의 성능을 직접 보이겠다며 그록3에 "로켓으로 지구에서 화성까지 도달했다가 다시 지구로 귀환하는 3차원 코딩을 작성하라"는 지시를 내렸다. 그록3는 10분쯤 후에 태양, 지구, 화성, 로켓 4개를 변수로 하는 3차원 코딩을 완성해냈다. 변수는 3개만 돼도 아주 복잡한 계산으로 여긴다. xAI는 두 가지 게임을 합성한 새로운 게임을 즉석에서 개발하기도 했다. 고전 게임 테트리스와, 같은 모양을 3개 이상 가로·세로로 나열하면 점수를 얻는 '비주얼드'를 합친 게임을 개발하라는 지시를 내리자 10분쯤 후에 결과물을 내놨다. xAI는 2023년 시작한 그록 시리즈가 챗GPT보다 후발주자임에도 짧은 시간 내에 성능을 따라잡는 데 성공했다고 자평하며 그 배경으로 거대 데이터센터 '콜로서스'를 꼽았다. 그록2 개발 때 콜로서스에는 엔비디아의 AI 개발 특화 반도체 H100 10만 개가 탑재돼 있었는데, 데이터센터 확장을 결정하고 92일 만에 반도체 수를 20만 개까지 늘렸다고 한다. 동석한 xAI 직원이 "스페이스엑스 로켓에 그록을 언제쯤 탑재할 수 있겠냐"고 농담하듯 묻자 머스크 CEO는 "2년 내"라고 답했다.
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머스크, 최신 AI모델 그록3 공개 "2년내 스페이스에 탑재" 자신
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[우주의 속삭임(98)] 100만 개 넘는 '성간 물체', 태양계 오르트 구름에 존재할 수도
- 우리 태양계의 가장 가까운 이웃 별인 알파 센타우리(Alpha Centauri·AC·센타우루스자리 알파) 항성계에서 방출된 100만 개 이상의 '성간 물체'가 태양계를 감싸고 있는 오르트 구름(Oort Cloud)에 이미 존재할 수 있다는 주장이 나왔다. 미국 우주 전문 매체 스페이스닷컴은 지난 5일(현지시간) arXiv에 게재된 새로운 연구 논문을 인용, 이같이 보도했다. 해당 논문은 아직 동료 평가를 거치지 않았으며, 추후 행성 과학 저널(The Planetary Science Journal)에 게재될 예정이라고 라이브사이언스가 17일(현지시간) 전했다. 캐나다 서부 온타리오 대학의 리 및 천문학과, 지구 및 우주 탐사 연구소의 콜 그렉과 폴 비거트가 주도한 이번 연구는 알파 센타우리(AC) 항성계에서 지난 1억 년 동안 방출된 성간 물질의 양을 시뮬레이션하여 진행됐다. 연구진은 이 계산을 바탕으로 현재 태양계 내에 센타우루스 알파에서 온 폭 100m 이상의 '성간 물체'가 약 100만 개 존재할 것으로 예측했다. 참고로 미국을 대표하는 자유의 여신상은 높이가 93.5m에 달한다. 이는 현재 태양계 내에 자유의 여신상 크기의 성간 물체가 약 100만 개가 떠돌아다니는 것으로 이해할 수 있다. 성간 물체 발견의 의의 '성간 물체(Interstellar Object)'는 태양계 외부에서 기원하여 태양계를 통과하는 천체를 의미한다. 2017년 발견된 '오무아무아(Oumuamua)'와 2019년 발견된 '보리소프 혜성(Borisov)'이 대표적인 사례다. 성간 물체는 다른 행성계에서 온 천체이므로, 이를 분석하면 태양계 외부의 물질 조성과 형성 과정을 연구할 기회를 제공한다. 특히, 보리소프 혜성은 태양계 혜성과 유사한 성질을 보여, 혜성이 우주적으로 공통된 형성과정을 가질 가능성을 시사했다. 성간 물체는 원래 있던 별 주위에서 방출된 후 우주를 떠돌다 태양계로 들어온 천체다. 이를 통해 다른 행성계의 형성 과정과 동역학적 진화를 연구할 수 있다. 예를 들어, 오우무아무아는 예상과 달리 혜성 활동 없이 가속하는 특성을 보여 기존 모델을 수정하는 계기가 되었다. 성간 물체는 '판스페르미아(Panspermia)' 이론, 즉 생명체의 씨앗이 우주에서 이동할 가능성을 탐구하는 데 중요한 역할을 한다. 만약 성간 물체에서 생명체의 기본 구성 요소(아미노산, 유기물 등)가 발견된다면, 생명체가 우주적 규모에서 이동할 가능성을 뒷받침하는 증거가 될 수 있다. 성간 물체는 자연적으로 태양계를 통과하는 천체이므로, 인류가 미래에 다른 별로 이동할 가능성을 연구하는 데 도움을 준다. 오우무아무아의 특이한 운동 방식 때문에 일부 과학자들은 외계 문명이 만든 탐사선 가능성도 제기했으며, 이는 외계 문명 탐색(SETI) 연구와 연결될 수 있다. 아울러 태양계와 은하 환경을 이해할 수 있다. 성간 물체의 존재 자체가 은하 내에서 천체들이 얼마나 자주 방출되고 이동하는지를 이해하는 데 도움을 준다. 이를 통해 태양계가 다른 항성계와 어떤 영향을 주고받는지를 파악할 수 있으며, 태양계가 속한 은하 환경의 역학을 연구할 수 있다. 오르트 구름은 어디에 위치하나? 연구팀은 이러한 가상의 성간 침입자(천체)들은 '오무아무아'나 '보리소프 혜성'과는 달리 태양의 중력에 영구적으로 붙잡혀 대부분 태양계 가장자리 근처의 거대한 혜성 및 소행성 저장소인 오르트 구름에 존재할 가능성이 높다고 봤다. 따라서 발견하기가 거의 불가능하다는 것. 지금은 사라진 오무아무아와 보리소프 혜성은 우리 우주 주변을 고속으로 항해하는 모습이 발견돼 성간 공간에서 유래했음을 확인했다. 오르트 구름(Oort Cloud)은 태양계를 둘러싸고 있는 가상의 천체 집합체로, 혜성의 기원지로 추정된다. 태양으로부터 약 2,000~100,000 AU(천문단위) 정도 떨어진 구간에 존재한다고 여겨지며, 이는 태양과 가장 가까운 별(프록시마 센타우리)까지 거리의 약 1/4에 해당한다. 이 개념은 1950년 네덜란드 천문학자 얀 오르트(Jan Oort)가 장주기 혜성(공전 주기 200년 이상)의 궤도를 분석하면서 제안했다. 오르트 구름은 구형의 구조로 태양을 중심으로 모든 방향에 퍼져 있기 대문에 혜성이 다양한 방향에서 태양계로 들어올 수 있다. 오르트 구름은 아직 직접 관측된 적은 없지만, 수많은 혜성이 태양계 바깥 먼 곳에서 유입되는 것으로 보아 존재할 가능성이 크다고 여겨진다. 미 항공우주국(나사·NASA)의 지금은 사라진 카시니 탐사선을 포함한 여러 우주선도 이전에 태양계를 흐르는 작은 성간 먼지 입자를 감지했다. 카시니 탐사선은 나사와 유럽우주국(ESA)이 공동 개발한 토성 무인탐사선으로 2004년 7월 토성 궤도에 진입해 본격적으로 탐사를 시작했으며, 약 13년 동안 토성을 300여 차례 공전하면서 방대한 데이터를 보낸 뒤 2017년 7월 토성의 대기권으로 진입해 임무를 종료했다. 연구진은 또한 작은 입자들이 알파 센타우리에서 태양계로 이동하는 방식을 시뮬레이션했다. 연구진은 100마이크로미터(0.004인치) 이상의 입자는 이론적으로 두 항성계 사이를 이동할 수 있으며, 이 입자 중 약 10개가 매년 지구 대기에서 불타면서 유성으로 소멸할 것으로 추정했다. 태양계와 가까운 이웃, 알파 센타우리 알파 센타우리는 알파 센타우루스 A와 알파 센타우루스 B(두 별은 쌍성계를 이루며 서로 공전하는 태양과 유사한 별임), 그리고 이 쌍성계를 도는 더 작은 적색 왜성인 프록시마 센타우루스(Proxima Centauri)의 세 개의 별로 구성되어 있다. 프록시마 센타우루스는 지구에서 가장 가까운 별로 약 4.25광년 떨어져 있으며, 프록시마 센타우루스 b로 알려진 행성이 확인된 유일한 항성이다. 연구에 따르면 알파 센타우리에서 나온 물질이 잠재적으로 대량으로 존재한다. 그렉과 비거트는 "오르트 구름 내에 직경 100m 이상인 알파 센타우리 입자의 현재 수는 10⁶개 또는 100만 개"라고 적었다. 하지만 이런 물체들은 감지하기가 극히 힘들다. 두 연구원은 "이러한 천체의 관측 가능한 비율은 낮은 수준이며 태양으로부터 10AU 이내에 존재할 확률은 백만 분의 1에 불과하다"고 설명했다. 전체 항성계는 현재 우리를 향해 이동하고 있으며 약 28,000년 후에 태양에 가장 가까워진다. 연구진은 이때 두 항성계 사이의 간격이 크게 줄어들기 때문에 태양계로 들어오는 물체의 수가 기하급수적으로 증가할 것이라고 밝혔다. 연구진은 또한 우리 태양계에서 방출되는 물질의 비율이 알파 센타우리와 매우 유사할 것이라고 추정했다. 이는 우리 우주 이웃에서 유래한 비슷한 수준의 성간 물질이 우리 이웃 별들에 포획되고 있음을 의미한다. 연구진은 "알파 센타우리와 태양계 사이의 물질 전달 방식을 더 잘 이해하는 것은 항성계의 상호 연결성과 은하 전체의 물질 교환 가능성을 탐구하는 새로운 길을 열어준다"고 논문에 적었다. 이번 연구는 우리 태양계가 고립되어 있지 않다는 구체적인 예를 보여준다. 항성계의 물질이 서로 자유롭게 이동할 수 있다면 행성 형성 과정에 대한 또 다른 이해의 문을 열어줄 수 있다. 두 연구원은 논문에서 "알파 센타우리에서 태양계로 물질이 이동될 수 있는 메커니즘에 대한 철저한 이해는 항성 간 수송에 대한 우리의 지식을 심화시킬 뿐만 아니라 항성계의 상호 연결성과 은하계 전체에 걸친 물질 교환의 잠재력을 탐구하기 위한 새로운 경로를 열어준다"고 강조했다. 성간 물체의 발견은 태양계 외부 물질의 직접적인 연구 기회를 제공하며, 행성계 형성 과정, 우주 생명체 기원, 항성 간 여행 가능성, 외계 문명 탐색 등 다양한 분야에서 중요한 과학적 의미를 갖는다. 앞으로 더 많은 성간 물체가 발견된다면, 인류의 우주 이해는 더욱 깊어질 것으로 보인다.
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[우주의 속삭임(98)] 100만 개 넘는 '성간 물체', 태양계 오르트 구름에 존재할 수도
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[우주의 속삭임(97)] 퍼시비어런스 화성 탐사선, '특별한 보물' 발견
- 미국 항공우주국(나사·NASA)의 퍼시비어런스 화성 탐사차가 화성의 '실버 마운틴' 지역에서 지금까지 수집한 것과는 전혀 다른 독특한 암석 표본을 발견했다. 퍼시비어런스는 화성 표면을 돌아다니며 탐사하도록 설계된 승용차 크기의 탐사차다. 퍼시비어런스는 현재 제제로 크레이터(Jezero Crater) 가장자리의 언덕과 암석 노두를 탐사하며, 이 지역의 지질학적 역사를 밝히기 위한 암석 표본을 수집하고 있다. 스페이스닷컴에 따르면 이번에 발견된 26번째 표본은 '실버 마운틴'으로 명명되었으며, 2.9cm 크기로 "지금까지 본 적 없는 독특한 질감"을 가지고 있다고 NASA는 밝혔다. NASA는 이 지역의 암석들이 "화성의 심층 과거를 엿볼 수 있는 희귀한 창"을 제공할 수 있다는 점에서 과학적 가치가 매우 높다고 설명했다. 이 암석들은 수십억 년 전 고대 충돌로 인해 화성 내부 깊은 곳에서 표면으로 솟아오른 것으로 추정된다. NASA 제트 추진 연구소(JPL)는 이 암석들이 초기 화성 지각의 일부이며, "태양계에서 발견된 가장 오래된 암석 중 하나일 수 있다"고 밝혔다. 이 암석 연구를 통해 화성과 지구를 비롯한 태양계 초기 형성 시기의 모습을 이해하는 데 도움을 줄 수 있을 것으로 기대된다. NASA는 이 표본이 약 40억 년 전 화성 지질학적 시대인 노아키안 시대(Noachian age)의 첫 번째 표본이라고 덧붙였다. 노아키안 시대는 잦은 소행성 및 혜성 충돌로 인해 오늘날 화성에서 볼 수 있는 많은 크레이터가 형성된 시기이다. 2021년 제제로 크레이터 근처에 착륙한 퍼시비어런스는 고대 생명체의 흔적을 찾고, '실버 마운틴'과 같은 암석 표본을 수집하여 지구로 가져와 연구하며, 새로운 탐사 기술을 시험하는 임무를 수행하고 있다. 화성에서 고대 생명체를 찾는 로버 중 하나는 헬리콥터 '인저뉴어티'였다. 5번의 시험 비행을 위해 설계된 인저뉴어티는 로터 손상으로 임무를 종료하기 전까지 총 72번의 화성 하늘을 비행했다. 화성에서 4년간 탐사를 진행한 퍼시비어런스는 지질학적 역사 속에서 물과 상호 작용한 화학적 증거를 보여주는 암석들을 발견했다. 물은 지구에서 생명체에 필수적이다. 과학자들은 이 표본과 다른 표본들을 지구로 가져와 심층적으로 연구하기를 열망하고 있지만, 화성 샘플 귀환 프로그램의 운명은 비용 상승과 임무 복잡성으로 인해 아직 불확실하다. 비용 추정치가 110억 달러까지 상승하고 샘플 반환 일정이 2040년 이후로 연장되자 NASA는 계획을 전면적으로 개편하기 시작했으며, 이후 업계와 학계의 새로운 제안을 모색해 왔다. NASA는 2026년에 새로운 전략을 결정할 예정이다. 한편, 중국은 2028년 화성 샘플 귀환 임무를 발사해 2031년까지 지구로 표본을 반환하는 것을 목표로 하고 있다.
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[우주의 속삭임(97)] 퍼시비어런스 화성 탐사선, '특별한 보물' 발견
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[기후의 역습(118)] 2025년 1월, 역대 최고 기온 경신…기후 전문가들 "예상 밖"
- 지난달 기온이 역대 1월 중 가장 높은 수준을 기록하며 기후 전문가들을 놀라게 했다. 일반적으로 라니냐 현상이 발생하면 이상 고온 현상이 다소 완화될 것으로 예상됐기 때문이다. 라니냐는 적도 태평양의 무역풍이 강해지면서 발생하는 현상으로 동태평양의 해수 온도가 평년보다 낮아지는 특징이 있다. 유럽연합(EU) 산하 코페르니쿠스 기후변화서비스(Copernicus Climate Change Service)에 따르면, 2025년 1월 지구 평균 기온은 산업화 이전보다 1.75°C 높았다고 어스닷컴이 10일(현지시간) 보도했다. 이는 2023년과 2024년에 이어 기록적인 고온 현상이 지속되는 흐름 속에 있으며, 주된 원인은 인간이 배출한 온실가스로 분석된다. 예상보다 약한 라니냐, 지속되는 기록적 고온 대부분의 기후 과학자들은 2024년 1월 정점을 찍은 엘니뇨가 일시적인 냉각을 가져오는 라니냐로 전환되면서 극심한 더위가 완화될 것으로 예측했다. 라니냐는 일반적으로 지구 기온을 낮추는 효과를 가지기 때문이다. 그러나 이번에는 기온이 여전히 높은 수준을 유지하거나 소폭 하락하는 데 그쳐, 예상보다 심각한 지구 온난화 요인에 대한 논의가 촉발됐다. 연구자들은 지구 기온이 조금만 상승해도 폭염, 집중호우, 가뭄 등 극한 기상 현상의 강도와 빈도가 더욱 증가할 수 있다고 경고한다. 1월, 예상을 뛰어넘은 기온 상승 올해 1월의 지구 평균 기온은 지난해 1월의 최고 기록을 0.09°C 초과했다. 코페르니쿠스 기후 과학자인 줄리앙 니콜라스(Julien Nicolas)는 이를 두고 "지구 기온 변화의 흐름에서 상당한 차이"라고 평가했다. 니콜라스는 "기온이 예상보다 높은 것이 놀랍다. 라니냐의 냉각 효과가 거의 나타나지 않았다"고 밝혔다. 독일 포츠담 대학의 기후 과학자 슈테판 람스토르프(Stefan Rahmstorf) 역시 이번 기록이 이례적이라고 지적했다. 그는 "라니냐 단계에서도 기온이 엘니뇨 시기보다 높은 것은 이번이 처음"이라며 "지난 60년 동안 25번의 라니냐 1월이 있었지만, 모두 주변 연도보다 기온이 낮았다"고 강조했다. 현재 진행 중인 라니냐는 비교적 약할 것으로 전망되며, 코페르니쿠스는 적도 태평양 일부 지역의 해수면 온도가 예상된 냉각 패턴으로 전환되지 않고 정체되는 경향을 보이고 있다고 보고했다. 니콜라스는 이러한 현상이 3월까지 완전히 사라질 가능성이 있다고 덧붙였다. 파리협정 목표 초과 지난달 코페르니쿠스는 2023년과 2024년의 평균 지구 기온이 산업화 이전보다 처음으로 1.5°C를 초과했다고 발표했다. 이는 파리협정이 설정한 1.5°C 이내의 온도 상승 목표를 영구적으로 위반한 것은 아니지만, 해당 임계점이 시험대에 오르고 있음을 의미한다. 전반적으로 과학자들은 2025년이 2023년과 2024년보다 더 덥지는 않겠지만, 역사상 세 번째로 높은 기온을 기록할 가능성이 크다고 보고 있다. 그럼에도 불구하고 코페르니쿠스는 지구 기후 변화의 추이를 보다 정확히 분석하기 위해 2025년의 해양 온도를 면밀히 추적할 계획이다. 해양과 기후 변화 해양은 지구 기후를 조절하는 중요한 역할을 하며, 주요 탄소 흡수원으로 작용한다. 차가운 바닷물은 대기 중 열을 흡수해 지구 온도를 낮추는 데 기여한다. 또한 해양은 화석 연료 연소로 인해 발생한 추가 열의 약 90%를 저장하는 것으로 분석된다. 니콜라스는 "이 열은 주기적으로 다시 표면에 나타난다"며 "지난 몇 년 동안 이러한 현상이 발생했는지에 대한 연구가 필요하다"고 말했다. 1월, 해수면 온도도 기록적 수준 2023년과 2024년 내내 해수면 온도는 이례적으로 높은 수준을 기록했고, 올해 1월 역시 역대 두 번째로 높은 수온을 기록했다. 니콜라스는 "왜 이렇게 해양 온도가 지속적으로 높은 상태를 유지하는지 명확한 해답이 없다"고 말했다. 유니버시티 칼리지 런던(UCL)의 기후 연구원 빌 맥과이어(Bill McGuire)는 라니냐가 시작됐음에도 불구하고 1월 기온이 최고치를 기록한 것에 대해 "놀랍고 솔직히 두렵다"고 표현했다. 한편, 영국 국립 해양학 센터(NOC)의 조엘 허쉬(Joel Hirschi)는 단기적인 데이터에 대한 과도한 해석을 경계해야 한다고 조언하며, 과거 엘니뇨 종료 후에도 라니냐가 진행되는 동안 높은 기온이 관찰된 적이 있다고 밝혔다. 기록적인 더위의 원인 분석 과학자들은 지구 기온의 장기적인 상승이 주로 화석 연료 연소 때문이라는 점에는 동의하지만, 자연적인 기후 순환이 연간 기온 변화에 영향을 미칠 수 있다는 점도 지적했다. 그럼에도 불구하고 현재의 극단적인 기온 상승을 단순히 엘니뇨로만 설명하기는 어렵다며 추가적인 요인을 분석하고 있다. 한 가지 가설은 2020년 이후 청정 연료 사용이 확대되면서, 햇빛을 반사하는 역할을 하는 황 기반 배출이 감소했고, 이로 인해 온난화가 가속화됐을 가능성이다. 또 다른 연구에서는 저고도 구름이 감소하면서 지구 표면에 더 많은 태양 에너지가 도달하는 효과를 낳았을 가능성도 제기됐다. 유엔 정부 간 기후변화위원회(IPCC)의 로버트 보타르(Robert Vautard)는 "이러한 가능성들은 매우 심각하게 고려해야 하며, 연구를 지속해야 한다"고 강조했다. 12만5000년 만의 최고 기온 코페르니쿠스는 위성, 선박, 항공기, 지상 기상 관측소에서 수집한 수십억 건의 데이터를 기반으로 기후 변화를 추적한다. 코페르니쿠스의 자체 기후 기록은 1940년까지 거슬러 올라가지만, 빙하 코어, 나이테, 산호 골격과 같은 자연 데이터를 통해 더 오래된 기후 변화를 유추할 수 있다. 이러한 광범위한 증거를 종합한 연구자들은 현재 지구가 지난 125,000년 중 가장 뜨거운 시기를 맞이하고 있을 가능성이 높다고 판단하고 있다. 코페르니쿠스의 사만다 버제스 부국장은 세계 다른 지역의 해수 온도가 특히 따뜻하게 유지된다는 사실은 바다의 행동이 변화하고 있음을 시사할 수 있다고 BBC에서 밝혔다. 버제스 박사는 "우리는 해수 온도가 어떻게 변화하는 지 알고 싶다. 해수 온도는 기온에 직접적인 영향을 미치기 때문이다"라고 설명했다. 그는 "우리가 온실 가스 배출을 차단하지 않는 한 지구 온도는 계속 상승할 것"이라고 강조했다.
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[기후의 역습(118)] 2025년 1월, 역대 최고 기온 경신…기후 전문가들 "예상 밖"
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[기후의 역습(116)]바다가 끓고 있다…450일 연속 '펄펄', 지구 온난화 '심각'
- 지구 온난화로 인해 바다가 끓어오르고 있다. 최근 40년 동안 지구의 바다가 열을 흡수하는 속도가 급격히 증가했으며, 특히 1980년대 후반 이후 해양 온난화 속도가 4배나 빨라졌다는 연구 결과가 나왔다고 뉴사이언티스트, 어스닷컴, 사이언스얼럿 등 다수 외신이 전했다. 2023년과 2024년 초에는 전 세계 해수면 온도가 450일 연속으로 최고 기록을 경신하는 등 심각한 상황이다. 영국 레딩 대학교의 크리스 머천트 교수 연구팀은 이러한 추세를 "뜨거운 물로 채워지는 욕조"에 비유하며 경고했다. 1980년대에는 욕조의 수도꼭지가 천천히 흘러 10년마다 물의 온도가 아주 조금씩 올라갔지만, 지금은 수도꼭지가 훨씬 빠르게 흘러 온도 상승 속도가 빨라졌다는 것이다. 머천트 교수는 "인류가 끓는 욕조 속 개구리처럼 위험에 둔감해지고 있다"며 "지금 당장 행동하지 않으면 돌이킬 수 없는 결과를 초래할 것"이라고 강조했다. 이러한 해양 온난화의 주요 원인은 지구의 에너지 불균형이다. 지구가 우주로 방출하는 것보다 더 많은 태양 에너지를 흡수하면서 온실가스 농도 증가, 극지방 빙하 감소, 구름층 변화 등으로 인해 지구의 반사율이 감소하고, 더 많은 열이 바다에 갇히게 되는 것이다. 특히 2023-2024년 엘니뇨는 지난 10년간 바다의 온난화 추세가 빨랐던 탓에 2015-2016년의 강력했던 엘니뇨보다 더욱 심각한 해양 온도 상승을 야기했다. 머천트 교수는 "엘니뇨와 같은 자연적인 기후 변동은 단기적인 온도 상승에 기여하지만, 인간 활동이 그 영향을 증폭시키고 있다"고 지적했다. 해양 온난화는 허리케인 강화, 강우 패턴 교란, 빙하 용해 가속화 등 연쇄적인 영향을 미친다. 2024년 캘리포니아 산불 시즌이 비정상적으로 높은 해양 온도로 인해 악화된 것이 그 예다. 더욱 심각한 것은 이러한 해양 온난화가 미래에도 지속될 가능성이 높다는 것이다. 연구팀은 지난 40년 동안 관찰된 총 해양 온난화가 향후 20년 안에 다시 나타나거나 심지어 초과할 수 있다고 경고했다. 해수면 온도 상승은 빙상 붕괴, 해류 중단, 아마존 열대 우림과 같은 중요한 생태계 파괴 등 지구를 돌이킬 수 없는 티핑 포인트로 몰아넣을 수 있다. 영국 기상청의 로완 서튼 교수는 "1.5°C와 2°C 온난화의 차이는 전체 생태계의 생존을 결정할 수 있다"며 "최악의 영향을 피할 수 있는 시간은 줄어들고 있지만, 사회가 결단력 있게 행동한다면 아직 기회는 남아 있다"고 강조했다. 전문가들은 해양 온난화를 막기 위해서는 탄소 배출량 감소, 재생 에너지 전환, 탄소 흡수 생태계 보호 등의 노력이 시급하다고 입을 모은다. 정부는 화석 연료를 단계적으로 폐지하고 친환경 기술에 인센티브를 제공하는 정책을 우선시해야 한다. 머천트 교수는 "조치를 지연시키는 매년 미래 세대의 위험을 가중시키는 것"이라며 "지금 당장 '끓는 수도꼭지'를 잠가야 한다"고 경고했다. 이 연구는 환경 연구 편지(Environmental Research Letters) 저널에 게재됐다.
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[기후의 역습(116)]바다가 끓고 있다…450일 연속 '펄펄', 지구 온난화 '심각'
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유럽, 재생에너지 비율 47% 사상 최고⋯미국, 21%에 그쳐
- 지난해 유럽연합(EU) 전체 전력 생산량에서 재생에너지 비율이 사상 최고를 기록한 것으로 나타났다. 반면 미국은 화석 연료 사용이 더 늘어날 전망이어서 에너지 전환 의제를 둘러싼 미국과 EU의 갈등이 심화할 것으로 보인다. 23일(현지 시각) 영국의 기후·에너지연구소 엠버(Ember)가 발표한 보고서에 따르면 지난해 한 해 동안 EU 전역에서 생산된 태양광·풍력·수력 등 재생에너지는 총 1300 테라와트시(TWh)로, 전체 전력 생산량의 47.4％를 차지했다. 전년보다 7.6％(92TWh) 증가한 수치다. 재생에너지에 포함되지는 않지만 온실가스를 거의 배출하지 않는 원자력 발전(23.7％)까지 합치면 청정에너지 비율은 71.1％에 달한다. 특히 태양광 발전이 전력 생산량에서 차지하는 비중이 2023년 9.3％에서 지난해 11.1％로 높아져 석탄 발전 비율(9.8％)을 처음으로 앞질렀다. 지난해 EU 내 태양광 전력량은 304TWh였다. 반면 EU 전력 생산량에서 석탄·가스 등 화석연료 비중은 28.9％로, 40년 만에 최저 수준을 기록했다. AP통신은 EU가 이처럼 빠르게 재생에너지로 전환하는 이유로 친환경 산업정책 패키지 '그린딜'을 꼽았다. 그린딜은 2030년까지 온실가스 배출량을 1990년 대비 55％ 감축한다는 목표를 내세우고 있다. 2022년 2월 러시아의 우크라이나 침공 이후 이어진 러시아산 가스 공급 중단 등 에너지 대란에도 EU는 친환경 전환을 가속해왔다. 크리스 로슬로 엠버 연구원은 "화석연료가 EU 에너지에서 비중을 잃어가고 있다"며 "그린딜이 나왔을 당시(2019년)에는 화석 연료가 유럽 전력 생산의 39％를 차지했지만 현재는 그 비율이 29％밖에 안 된다"고 말했다. EU의 이러한 움직임은 미국과 대조를 이루고 있다. 트럼프 미국 대통령은 지난 20일 취임과 동시에 파리기후변화협정에서 탈퇴하는 행정명령에 서명하며, 석유 등 화석 연료 시추를 확대하겠다고 선언했기 때문이다. 미국은 여전히 전력 생산량의 3분의 2가량이 화석 연료가 차지하며 재생에너지 비율은 21％ 수준에 그친다. 우르줄라 폰데어라이엔 EU 집행위원장은 이날 스위스 다보스 세계경제포럼(WEF·다보스포럼)에서 열린 청정에너지 대담에서 "EU는 (에너지 전환을) 유지하고 있으며 전 세계 모든 관련 행위자와 청정에너지로 전환을 가속할 준비가 돼있다"고 강조했다.
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- ESGC
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유럽, 재생에너지 비율 47% 사상 최고⋯미국, 21%에 그쳐
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[우주의 속삭임(93)] 외계 천체, 태양계 행성 궤도 바꿨다?
- 태양계 궤도 형성에 외계 천체의 영향이 있었다는 주장이 제기됐다. 현재 태양계 행성의 궤도는 약간 기울어져 있고 원형보다는 타원형에 가깝다. 캐나다 토론토 대학의 물리학자 가렛 브라운과 하노 라인이 미국 애리조나 대학의 행성 과학자 레누 말호트라와 협력해 실시한 새로운 연구 결과, 과거 태양계를 스쳐 지나간 외계 천체가 목성형 행성 4개의 궤도를 영구적으로 변경했을 가능성이 제기됐다고 과학 전문 매체 라이브사이언스가 보도했다. 이는 태양계 행성 궤도의 특징을 설명하는 데 도움이 될 수 있는 분석이다. 지금까지 태양계 형성 과정에 대한 다양한 가설이 제시되었지만, 대부분 행성들은 태양 주위를 동심원 형태로 공전하며 동일 평면상에 위치해야 한다는 데 의견을 같이한다. 그러나 실제로 수성부터 해왕성까지 8개 행성 중 어느 것도 완벽한 원형 궤도를 가지고 있지 않으며, 궤도면 또한 완전히 일치하지 않는다. 특히 목성, 토성, 천왕성, 해왕성 등 4개의 외행성은 이상적인 궤도에서 미세하게 벗어나 있다. 이러한 차이를 설명하기 위해 기존 연구들은 행성 간 상호 작용에 초점을 맞춰왔지만, 관측된 궤도의 특징을 완벽하게 설명하지 못했다. 애리조나 대학교의 레누 말호트라 교수 연구팀은 이러한 문제점을 해결하기 위해 약 40억 년 전 외계 천체가 태양계를 통과하면서 행성 궤도에 영향을 미쳤을 가능성을 제시했다. 태양계 밖의 천체들은 때때로 태양의 중력에 이끌려 태양계 안으로 진입한다. 이들은 일반적으로 천문학적 거리에서 충분한 속도를 얻어 태양계를 통과해 다시 우주로 나아간다. 2017년에는 소행성 오우무아무아(Oumuamua)가 우리 태양계를 스쳐 지나가면서 천문학자들에게 성간 방문객의 오랜 역사에 대해 고찰할 수 있는 기회를 제공했다. 연구팀원인 브라운, 라인, 말호트라는 목성 질량의 2~50배에 달하는 천체가 천왕성 궤도 안쪽 어딘가에서 태양 주위를 돌다가 탈출할 수 있는 속도를 얻는 상황을 가정해 시뮬레이션했다. 그리고 이 천체가 거대 행성들의 궤도를 현재와는 다른 궤도로 변경시킬 수 있다는 사실을 알아냈다. 팀은 컴퓨터 모델링을 통해 외계 천체의 질량, 속도, 태양과의 근접 거리 등 다양한 변수를 조정하며 5만 번의 시뮬레이션을 수행했다. 그 결과, 약 1%의 시뮬레이션에서 외계 천체가 통과하면서 4개 외행성의 궤도를 현재와 유사한 상태로 변화시키는 것으로 나타났다. 특히 목성 질량의 8배에 달하는 천체가 화성 궤도보다 약간 먼 1.69AU(약 2억 5000만km)까지 접근했을 때 가장 현실적인 결과를 얻었다. 1AU는 지구에서 태양까지의 평균 거리인 약 1억 5,000만 킬로미터다. 이번 연구는 아직 동료 평가를 거치지 않았지만, 외계 천체가 태양계 행성 궤도 형성에 영향을 미쳤을 가능성을 제시했다는 점에서 주목할 만하다. 연구팀은 외계 천체의 방문이 기존에 생각했던 것보다 더 흔하게 발생할 수 있으며, 이러한 현상이 태양계 진화에 중요한 역할을 했을 가능성을 시사했다. 이 연구는 사전 인쇄 서버인 arXiv에서 확인할 수 있다.
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[우주의 속삭임(93)] 외계 천체, 태양계 행성 궤도 바꿨다?
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EU, PFAS(영원한 화학물질) 규제 본격화…소비자 제품 사용 금지 추진
- 유럽연합(EU)이 환경과 건강에 악영향을 미칠 수 있는 PFAS(퍼플루오로알킬 및 폴리플루오로알킬 물질)의 소비자 제품 사용 금지를 본격 추진한다. EU 환경 담당 집행위원 제시카 로스월은 20일(현지시간) 로이터와의 인터뷰에서 "소비자 제품에서 PFAS 사용을 금지하는 방안을 검토 중"이라며 "이는 인간과 환경에 중요한 문제일 뿐 아니라 산업계가 PFAS를 단계적으로 줄여나가는 데도 도움을 줄 것"이라고 밝혔다. PFAS(Per-and Polyfluoroalkyl Substances)는 퍼플루오로알킬 및 폴리플루오로알킬 화합물을 통칭하는 화학 물질군이다. 이들은 약 4700종 이상의 화합물로 구성되어 있으며, 높은 내구성과 비분해성으로 인해 '영원한 화학물질(Forever Chemicals)'로 불린다. PFAS는 열, 물, 오염물질에 강한 내성을 지니고 있어 쉽게 분해되지 않는다. 또한 물과 기름을 모두 방어하는 특성이 있어 다양한 산업과 소비자 제품에 사용된다. 높은 온도에도 견딜 수 있고 부식에 강한 특성 덕분에 PFAS는 화장품, 코팅 프라이팬, 항공기, 풍력 터빈 등 수천 가지 제품에 사용된다. 그러나 환경에서 분해되지 않아 생태계와 음용수, 인체에 축적될 가능성이 커 심각한 우려를 낳고 있다. 규제 세부안 마련⋯"산업계 필수 사용 사례는 예외 검토 중" 미국 환경보호국(EPA)에 따르면 PFAS에 장기간 노출되면 전립선암, 신장암, 고환암 위험이 증가하고, 어린이의 발달 지연, 여성의 생식력 감소, 신체 호르몬 균형이 깨질 수 있다. 특히 PFAS는 장내 미생물의 섬세한 균형을 파괴해 염증을 유발하고, 이는 대장암과 같은 질병 발생 위험을 높이는 것으로 밝혀졌다. 덴마크, 독일, 네덜란드, 노르웨이, 스웨덴은 2년 전부터 PFAS의 광범위한 금지를 지지해 왔지만, EU의 공식 제안은 이르면 내년에나 나올 전망이다. 의료용 흡입기와 전기차용 반도체 같은 필수 산업 분야에서 PFAS 사용이 예외적으로 허용될 가능성을 검토 중이기 때문이다. EU 화학물질청(ECHA)은 금지 대상의 범위를 구체화하기 위해 기업 및 업계 단체로부터 수천 건의 의견을 수렴하고 있다. 자동차, 청정 에너지, 플라스틱 산업 등 다양한 분야의 단체들은 일부 PFAS, 특히 방수 의류나 태양광 패널에 쓰이는 플루오로폴리머에 대한 예외 적용을 요청하고 있다. PFAS 관련 소송 증가⋯기업 리스크 확대 PFAS는 신장 기능에도 심각한 영향을 미치는 것으로 드러났다. 미국 남부캘리포니아 대학교(USC) 연구팀의 4년간 추적 관찰 결과, PFAS 노출은 신장 기능을 최대 50%까지 감소시키는 것으로 나타났다. 신장 기능 감소는 노폐물 여과 기능 저하로 이어져 체내 독성 물질 축적, 주요 장기 기능 손상 등을 유발할 수 있다. 또한 미국 노스이스턴 대학교 연구팀은 PFAS가 면역 체계를 약화시켜 감염에 대한 저항성을 떨어뜨린다는 사실을 밝혀냈다. 이는 면역력 저하로 인한 각종 감염성 질환, 만성 염증성 질환 발병 위험 증가로 이어질 수 있다. PFAS가 간 손상, 저체중 출산, 고환암 등 건강 문제와 관련 있다는 연구 결과가 나오면서 기업들의 소송 위험도 커지고 있다. 미국에서는 화학물질로 인한 수질 오염 소송으로 3M과 케모어스(Chemours) 등 기업들이 110억 달러(약 14조 원) 이상의 합의금을 지불했다. 유럽에서도 환경오염과 건강 피해를 축소하거나 은폐한 기업들을 대상으로 한 소송이 확산될 가능성이 크다는 분석이 나온다. 환경법 전문 로펌 클라이언트어스(ClientEarth)의 헬렌 뒤구이 변호사는 "PFAS와 관련된 기업들의 행동을 주시하고 있으며, 필요할 경우 법적 조치를 취할 것"이라고 밝혔다. EU의 PFAS 규제가 본격화되면 관련 산업계와 소비자 제품에 적잖은 변화를 가져올 것으로 보인다. PFAS 사용 금지와 규제 강화가 어떻게 진행될지 귀추가 주목된다.
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EU, PFAS(영원한 화학물질) 규제 본격화…소비자 제품 사용 금지 추진
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[퓨처 Eyes(67)] 우주 농업, 달에서 희망을 싹틔우다
- 인류의 우주 진출이 가속화되면서, 우주에서의 식량 생산은 중요한 과제로 떠올랐다. 나사(NASA)는 달과 화성으로 향하는 미래의 우주 임무에서 우주인들이 신선한 식물을 포함한 영양가 있는 농산물을 섭취할 수 있는 방법을 검토하고 있다. 밀봉된 식품 포장은 시간이 지남에 따라 맛이 변하고 비타민이 분해되어 건강에 문제가 될 수 있다. 비타민C가 부족하면 우주인들은 괴혈병에 걸릴 수 있고, 비타민 결핍은 다른 여러 건강 문제를 일으길 수 있다고 나사는 설명했다. 또한 우주에 지구의 식물을 가져가는 것은 우주 개척자들에게 심리적 웰빙에 좋으며, 우주인의 장기 임무에서 건강을 유지하는 데 중요하다고 나사는 덧붙였다. 현재 지구 저궤도를 돌고 있는 국제 우주 정거장에는 우주인들이 다양한 동결 건조 식품이나 미리 포장된 식품을 정기적으로 공급받아 식단을 충족하고 있다. 나사는 무중력 상태에서 상추와 토마토, 무와 같은 식물을 재배하는 방법을 실험하고 있다. 이를 통해 우주 비행이 식물 유전학, 물 사용과 식품의 풍미 등에 어떤 영향을 미치는지를 연구하고 있는 것이다. 더 나아가 햇빛이나 지구 중력이 없는 심우주의 폐쇄된 환경에서 어떻게 식물을 생산할 수 있을 것인가?에 초점을 맞추고 있다. 그러면, 달과 화성 중 어디가 농작물 재배에 더 적합할까? 최근 연구 결과는 우리의 예상을 뒤엎고 달의 손을 들어주었다고 스페이스닷컴이 최근 보도했다. 달 vs 화성, 작물 성장의 승자는? 북애리조나대학교의 연구 조교 로라 리는 "흥미로운 점은 달에서 작물이 화성에서보다 더 잘 자랐다는 점입니다. 우리는 반대일 것이라고 예상했죠."라고 밝혔다. 2024년 미국 지구물리학연합(AGU) 가을 학술대회에서 발표된 이 연구는 달과 화성의 토양 조건이 작물 성장에 미치는 영향을 비교 분석한 최초의 실험 중 하나다. 연구 결과는 달 토양의 구조적 특징이 작물 생장에 더 유리함을 보여준다. 화성 토양은 질소가 풍부하지만, 점토처럼 밀도가 높아 뿌리 호흡에 필수적인 산소 공급을 제한한다. 반면, 달의 표면을 덮고 있는 흙과 암석 부스러기인 레골리스(regolith)는 상대적으로 느슨한 구조로 뿌리 성장에 더 적합한 환경을 제공한다. 마치 지구의 밭을 갈아 토양에 공기를 공급해주는 것과 같은 효과를 기대할 수 있다. 폐수 비료, 우주 농업의 해결사? 척박한 우주 환경에서 비료는 작물 재배의 필수 요소다. 하지만 지구에서 비료를 운송하는 것은 막대한 비용이 소요된다. 이에 대한 대안으로, 연구진은 우주인의 폐수에서 추출한 미생물을 열처리하여 만든 비료인 밀오르가나이트(Milorganite)를 사용했다. 폐기물을 재활용하여 비료를 생산한다는 점에서 지속 가능한 우주 농업 시스템 구축에 필요한 아이디어지만, 아직까지는 해결해야 할 과제가 남아있다. 화성에서 밀오르가나이트를 사용한 옥수수 재배 실험 결과는 그다지 성공적이지 못했다. 지구에서 흔히 사용하는 질소 비료를 사용했을 때보다 옥수수 생존율이 현저히 낮았다. 이는 인간 폐수를 활용한 비료 생산 기술을 더욱 발전시켜야 할 필요성을 보여준다. 효율적인 폐기물 처리 시스템과 작물 생장에 최적화된 비료 생산 기술 개발, 그리고 옥수수 외에도 다양한 작물의 생장 특성을 연구하여 우주 환경에 적합한 작물을 선별하는 것은 우주 농업의 핵심 과제다. 다양한 작물, 우주 농업의 미래를 밝히다 연구진은 옥수수 외에도 브로콜리, 호박, 콩, 알팔파 등 다양한 작물을 대상으로 실험을 진행 중이다. 특히, 알팔파는 달과 화성 토양 모두에서 높은 생존율을 보이며 미래 우주 농업의 핵심 작물로 떠올랐다. 알팔파는 질소 고정 능력이 뛰어나 토양을 비옥하게 만드는 효과가 있다. 또한, 단백질 함량이 높아 영양학적으로도 우수하며, 가축 사료로도 활용 가능하다. 영화 '마션(The Martian)'에서 화성에 홀로 남겨진 식물학자이자 기계공학자인 주인공 마크 와트니(맷 데이먼 분)가 화성에서 생존하기 위해 감자를 재배했던 장면처럼, 감자는 향후 연구에서 다룰 중요한 작물 중 하나다. 감자는 탄수화물 함량이 높고 재배가 용이하여 우주 식량 자원으로서 큰 잠재력을 지니고 있다. 달, 자급자족 시대 앞당길까? 2019년 발표된 연구에 따르면, 화성이 자급자족 가능해지기까지는 약 100년이 소요될 것으로 예상된다. 반면, 나사의 연구에 따르면 달은 몇십 년 안에 자급자족이 가능할 수도 있다. 지구와의 거리가 짧아 물자 수송이 용이하다는 점이 달의 큰 장점이다. 하지만, 달에는 대기가 없어 소행성 충돌이나 태양 복사에 대한 대비책 마련이 필요하다. 화성은 방사선, 극저온, 독성 물질인 과염소산염 등 극복해야 할 환경적 난관이 많다. 특히, 토양의 유기물 부족은 작물 재배에 큰 어려움을 야기한다. 우주 농업, 지구 농업의 미래를 밝히다 우주 농업 연구는 단순히 우주 탐사를 위한 기술 개발을 넘어 지구 농업의 혁신에도 기여할 수 있다. 극한 환경에서 작물을 재배하는 기술은 기후 변화와 토지 황폐화 등으로 어려움을 겪는 지구 농업에 새로운 해결책을 제시할 수 있다. 예를 들어, 우주 농업 기술은 사막화 지역이나 척박한 토양에서의 작물 재배에 응용될 수 있다. 이번 연구는 인류의 우주 진출과 지속 가능한 미래를 위한 중요한 발걸음이다. 달과 화성의 토양 특성을 정확히 이해하고, 이에 맞는 작물 재배 기술을 개발하는 것은 우주 농업 성공의 핵심 열쇠다. 앞으로 더욱 활발한 연구를 통해 우주에서 인류가 자립할 수 있는 기반을 마련해야 한다. 특히, 우주 환경의 극심한 온도 변화, 방사선, 낮은 중력 등에 대응하기 위한 인공 환경 제어 기술 개발과 인력 부족 문제를 해결하고 효율성을 높이기 위한 자동화된 농작물 재배 시스템 구축도 중요한 과제다. 끊임없는 연구 개발과 투자를 통해 우주 농업의 꿈을 현실로 만들어 나가야 한다.
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- 포커스온
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[퓨처 Eyes(67)] 우주 농업, 달에서 희망을 싹틔우다
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[기후의 역습(109)] 개인이 할 수 있는 2025년 기후변화 대응 전략 7가지
- 기후 변화를 늦추는 것은 인류의 최우선 과제지만, 개인의 소소한 기후 행동이 더해지면 기후 변화의 원인이 되는 배출을 줄이는 데 큰 도움이 될 수 있다. 2024년 1년 동안 역대 처음으로 섭씨 1.5도의 임계치가 깨지면서 세계적으로 배출을 줄여야 할 시급성이 부각됐다. 기후 변화를 억제하는 데 필요한 대부분의 작업은 재생 에너지 확대에서 석유, 가스, 석탄 생산 중단에 이르기까지 개인의 권한을 넘어선다. 그러나 개인의 행동도 기후 변화를 늦추는 데 기여할 수 있다. 하지만 어디서부터 시작해야 할지 알기 어려울 때가 많다. 어떤 단계가 실제로 의미 있는 변화를 가져올 수 있을까. BBC가 2025년 더 지속 가능한 삶을 위해 취할 수 있는 가장 영향력 있는 몇 가지 행동을 모아 전했다. 식물성 식품을 더 많이 먹는 것부터 비행기 타는 횟수를 줄이는 것, 중고 의류를 더 많이 사는 것 등 일곱 가지가 제시됐다. 식물성 식단으로 탄소 배출 절감 2033년까지 청록색 지구에는 소가 약 20억 마리, 돼지 10억 마리, 가금류 320억 마리, 양 약 30억 마리 등 동물이 약 380억 마리 살고 있을 것이다. 이들은 살아가면서 강력한 온실가스인 메탄과 아산화질소를 방출한다. 이 온실가스 분자들은 이산화탄소보다 각각 28배와 265배 더 강한 지구 온난화 효과를 일으킨다. 이들을 유지하는 데 필요한 막대한 양의 땅과 물은 말할 것도 없을 것이다. 과학계는 지구 온난화에서 구하기 위해 사람이 행동을 바꿀 수 있는 가장 좋은 방법 중 하나가 '고기를 덜 먹는 것'이라는 데 동의하고 있다. 영국의 한 연구에 따르면, 채식주의자의 식단에서의 탄소 배출은 가장 강한 육식주의자 식단의 25%에 불과하다. 채식주의자와 비건 모두 잡식주의자보다 물 사용량이 현저히 낮고 생물 다양성에 미치는 피해도 적다. 2022년 BBC 어스는 이를 시험하기로 결정하고 일주일 동안 식단에서의 탄소 배출량을 추적했다. 추적 결과 채식주의 식단이 항상 그런 것은 아니었지만 실제로 탄소 배출량이 낮았다. 탄소 배출량은 매일 발생하는 음식 쓰레기와 사용하는 조리 방법도 적지 않은 영향을 미쳤다. 비행기 대신 기차 이용 미국에서 교통수단은 가장 큰 이산화탄소 배출원이다. 총 탄소 배출량의 거의 3분의 1을 차지하며 전 세계 배출량의 16%를 차지한다. 인프라 변화는 교통으로 인한 배출량을 줄이는 데 중요한 역할을 하지만, 개인의 행동 역시 이 부문의 배출을 줄이는 데 기여할 수 있다. 비행기 탑승을 줄이는 것은 지속 가능한 삶을 사는 가장 좋은 방법 중 하나다. 두 명 이상이 함께 기차, 버스 또는 자동차를 이용하면 km 또는 마일당 탄소 배출량이 항상 낮다. 그리고 비행기 탑승을 줄이면 집에서 더 가까운 곳으로 여행할 수 있어 탄소 배출을 훨신 줄일 수 있다. BBC 작가 마틸다 웰린은 런던과 스웨덴 간 비행기 여행을 장거리 자전거 여행으로 대체한 결과에 대해 “비행기보다 비용이 많이 들고 시간이 훨씬 더 오래 걸렸지만, 잊을 수 없는 여행을 경험했고 인간의 속도로 세상을 보는 것을 즐겼다”고 밝혔다. 그녀는 자동차와 기차 여행도 자전거로 대체할 준비가 되었다고 덧붙였다. 화석연료 자동차를 사용하는 경우 제조에 필요한 에너지와 소재가 적은 소형차를 선택하면 배출을 줄일 수 있으며, 전기 자동차는 기후에 전반적으로 순이익이 된다. 어떤 자동차를 사용하든 운전을 줄이는 것만으로도 큰 영향을 미칠 수 있다. 특히 도보나 자전거로 이동할 수 있는 짧은 거리의 경우 건강에도 도움이 된다. 가능하다면 자동차를 완전히 없애는 것도 좋은 방법이다. 의류 구매 줄이기 패션은 지구 온난화에 큰 영향을 미친다. 항공과 운송을 합친 것보다 많은 탄소를 배출한다. 전 세계 배출량의 8~10%를 차지한다. 환경 비영리 단체인 엘렌 맥아더 재단에 따르면, 매초 쓰레기 트럭 한 대에 해당하는 옷이 소각되거나 매립지에 묻힌다. 옷장을 더 지속 가능하게 만들려면 어떻게 해야 할까. 가장 좋은 방법은 새 옷을 덜 사는 것이다. 특히 지속 불가능한 소재로 만든 패스트 패션 아이템은 기피하는 것이 좋다. 옷을 사는 대신, 빌리거나 기존 옷장을 업사이클하거나, 온라인 플랫폼을 통해 중고품으로 바꿀 수 있다. 중고 또는 업사이클 의류는 미국 평균 옷장의 9%에 불과하지만, 미국 패션 부문의 다른 어떤 채널보다 빠르게 성장하고 있으며, 향후 10년 내에 거의 900억 달러 시장이 될 것으로 예상된다. 지속가능한 단백질 사료 사용 반려동물과 사는 것이 그다지 환경 친화적인 것은 아니다. 반려묘의 경우 일생 동안 3톤 이상의 탄소를 발생한다. 휘발유 자동차를 1만 2070km 운전하는 것과 동일하다. 동물의 탄소 누적 발생을 줄이는 방법이 있다. 한 가지 옵션은 사료를 보다 지속 가능한 단백질로 전환하는 것이다. 사료 재료로 생선을 사용하면 배출량은 양고기와 소고기 재료의 4분의 1에 불과하다. 또 다른 대체 단백질은 곤충이다. 곤충은 음식물 쓰레기를 분해하는 동물이다. 개 배변을 담는 봉투도 재활용 재료로 전환한다. 난방의 열원 대체 화석연료가 여전히 전 세계 난방 에너지 수요의 60%를 충당하고 있다. 이 부문의 배출은 재생 에너지의 사용 증가에도 불구하고 여전히 늘고 있다. 열원을 대체하는 것이 매우 중요한 과제다. 브뤼셀에서는 지하의 하수 시스템을 활용해 도시의 건물을 난방했다. 캐나다 밴쿠버에서 진행된 유사한 프로젝트는 폴스크릭 교외의 주택을 덥히는 데 도움이 된다. 데이터 센터와 인체 자체도 화석연료 기반 난방을 줄이는 데 활용할 수 있는 다른 잠재적인 에너지원이다. 이들은 대단위 프로젝트이지만 개인을 위한 저탄소 옵션도 등장하고 있다. 열펌프는 현재 태양광 에너지와 함께 집을 난방하는 가장 탄소 효율적인 방법 중 하나다. 분석에 따르면, 열펌프 설치 비용은 국제적으로 낮아지고 있다. 여전히 초기 설치 비용이 많이 들지만, 30개국에서 열펌프에 대한 재정적 인센티브를 제공하고 있다. 국제에너지기구(IEA)는 2030년까지 열펌프가 전 세계 탄소 배출량을 최소 5억 톤, 즉 현재 유럽의 모든 자동차의 연간 탄소 배출량과 동일한 수준으로 줄일 수 있다고 추정한다. 가스 보일러에 의존하는 가정은 수리를 통해 난방 효율성을 개선하고 에너지 비용을 줄일 수 있다. 단열재, 통풍 차단 장치, 두꺼운 커튼 등이 그것이다. 친환경적 연금 투자 돈을 저축하고, 투자하고, 지출하는 방식을 올바로 선택하면 기후에 놀라울 정도로 큰 변화를 가져올 수 있다. 은행은 화석연료의 주요 자금 조달자이다. 은행의 이런 정책에 불만이 있다면 신용 조합이나 건축 조합으로 돈을 옮기는 것을 고려할 수 있다. 이들은 투자 방식 때문에 화석연료에 자금을 지원할 가능성이 낮다. 연금은 지출을 더 녹색으로 만들 수 있는 가장 직접적인 방법 중 하나다. 연금 기금은 총자산이 56조 달러 이상으로, 자본 시장의 세계 최대 투자자다. 그러나 대부분의 사람들은 연금이 어떻게 투자되는지조차 모른다. 첫 번째 단계는 연금 제공자에게 지속 가능성을 위해 어디에 투자하고 있는지를 묻는 것이다. 일회용 플라스틱 사용 줄이기 남극 해빙, 가장 깊은 해구의 동물 내부, 우리의 음식과 식수에서 미세 플라스틱이 발견됐다. 생활에의 침투는 점점 더 심화되고 있다. 플라스틱 생산량은 2050년까지 최소 두 배로 늘어날 것으로 예상된다. 미국의 플라스틱 폐기물은 1960년 이후 지속적으로 증가했다. 현재 속도로 플라스틱 소비를 계속한다면 2050년까지 석유 생산량의 20%를 차지할 수 있다. 플라스틱의 99% 이상은 화석연료에서 얻은 화학 물질로 만들어진다. 플라스틱을 완전히 없애는 것은 어렵지만 소비를 줄이기 위한 조치는 취할 수 있다. 이는 건강에도 도움이 된다. 야채 등 상품 포장지를 플라스틱에서 재활용 봉지로 바꾸는 것이 대표적인 사례다. 플라스틱 식기는 재활용하기 어렵다. 운반 케이스에 들어 있는 휴대용 식기 키트를 가지고 다니면 지속 가능하다. 빨대도 종이로 대체되고 있지만 종이 빨대가 반드시 환경에 더 좋은 것은 아니다. 재사용 가능한 빨대가 더 바람직한 솔루션이다.
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- ESGC
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[기후의 역습(109)] 개인이 할 수 있는 2025년 기후변화 대응 전략 7가지
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[1조 달러 클럽의 탄생(6·끝)] '차세대' 1조 달러 기업 후보는 누구?
- 미국 증시에서 시가총액 1조 달러(약 1400조 원)를 돌파한 기업들이 속속 등장하며 '1조 달러 클럽'은 단순한 성공의 상징을 넘어 글로벌 경제를 새롭게 정의하는 경제적 패러다임으로 자리 잡았다. 애플, 마이크로소프트, 알파벳(구글 모기업), 아마존, 엔비디아, 메타, 버크셔 해서웨이, 테슬라, 브로드컴에 이르기까지, 클럽의 멤버들은 혁신의 최전선에서 전 세계 투자자와 소비자들에게 깊은 인상을 남긴다. 흥미로운 점은 이 기업들 중 다수가 불과 몇 년 만에 1조 달러 클럽에 합류했다는 것이다. 하지만 1조 달러 클럽은 단순히 숫자의 위력만을 보여주는 것이 아니다. 이는 기술 혁신, 시장 지배력, 글로벌 확장성, 그리고 지속 가능한 성장의 조화라는 복합적인 기준에 의해 달성된다. 그렇다면, 앞으로 이 클럽에 합류할 가능성이 있는 차세대 기업은 어떤 모습일까? 시리즈의 최종회인 여섯 번째 기사는 '차세대' 1조 달러 기업의 후보에 대해 알아본다. [편집자 주] '테슬라·TSMC·바이오테크?'⋯1조 달러 이끌 차세대 주자들 1조 달러 클럽에 진입하기 위해 기업들은 단순한 성장 이상의 조건을 충족해야 한다. 우선 혁신적인 기술력, 지속 가능한 비즈니스 모델, 그리고 글로벌 경제를 선조할 수 있는 영향력이 필수적이다. 투자자들은 단기적인 이익이 아닌 장기적인 성장 가능성, 싲방 점유율, 그리고 산업에서의 변곡점을 주도할 기업들을 주목한다. 전기차 혁신을 주도하며 에너지 전환 시대를 선도하는 테슬라는 이미 글로벌 자동차 시장의 패러다임을 바꾸고 있다. 테슬라의 강점은 단순한 차량 판매에 머물지 않는다. 배터리 기술, 에너지 저장 솔루션, 태양광 사업 등 재생에너지 분야에서의 확장 가능성은 기업 가치를 더 높인다. 하지만 중국 시장 의존도와 전기차 경쟁 심화는 여전히 리스크로 작용할 수 있다. 최근 테슬라의 주가는 급격한 상승세를 보이며 2024년 12월 11일 종가 기준 사상 최고치인 479.86달러를 기록했다. 이는 2023년 1월 최저점인 108달러 배디 약 4.4배 가까이 상승한 것이다. 특히 2024년 11월 5일 미국 대선 이후 트럼프 당선에 따른 규제 완화 기대감, 자율주행 로보택시 '사이버캡' 개발 전망, 월가의 긍정적 평가와 목표주가 상향 등의 요인으로 주가가 급등했다. 그러나 테슬라의 이러한 급격한 주가 상승세가 지속될 수 있을지는 미지수다. 여전히 중국 시장 의존도, 전기차 시장 경쟁 심화, 자율주행 기술 개발 속도 등 불확실성이 존재하기 때문이다. 또한, 높은 금리가 성장 기업들의 자금 조달 비용을 증가시키고 투자 심리를 위축시킬 수 있다는 점도 유의해야 한다. 글로벌 반도체 시장의 핵심 기업인 TSMC는 엔비디아와 애플 같은 클럽 멤버들의 필수적인 파트너다. 특히, 인공지능(AI)과 클라우드 컴퓨팅 기술이 발전함에 따라 최첨단 반도체 제조 기술에 대한 수요가 지속적으로 증가한다. 이러한 흐름에 힘입어 TSMC는 지난 2024년 10월 14일 장중 시가총액 1조 달러(종가 기준 9967억 달러)를 돌파하는 기염을 토했다. 하지만 지정학적 리스크(중국-대만 갈등)는 TSMC의 가장 큰 도전 과제다. 미-중 갈등이 심화되면서 TSMC는 미국 정부의 압력으로 중국 기업과의 거래에 제약을 받고 있으며, 이는 TSMC 성장에 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 실제로 최근 미국 정부의 정책 변화와 정치적 불확실성, 특히 미중 갈등과 트럼프 전 대통령의 당선 등으로 인해 TSMC 주가는 변동성을 보이며 2024년 11월 11일에는 1조 달러 아래로 하락했다. 또한, 삼성전자와 인텔 등 경쟁 기업들의 추격도 TSMC에게는 위협 요인이다. 게다가 경기 침체 가능성은 반도체 수요 감소로 이어져 TSMC의 실적에 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 엔비디아 신화 넘어설까? 1조 달러 클럽 노리는 기업들의 치열한 경쟁 글로벌 헬스케어 산업은 고령화와 팬데믹 이후 빠르게 성장하고 있다. 유전자 편집, AI 기반 신약 개발, 맞춤형 의료 기술을 선도하는 기업들은 투자자들의 주목을 받는다. 특히 CRISPR(크리스퍼-유전자 편집 가위) 기술을 활용하는 일루미나(Illumina), AI로 신약 개발을 가속화하는 모더나(Moderna), 그리고 바이오엔텍(BioNTech)과 같은 기업들은 새로운 1조 달러 클럽의 후보로 거론된다. 하지만 긴 임상 시험 주기와 규제 리스크는 해결해야 할 과제다. 신약 개발은 막대한 비용과 시간이 소요되며, 성공 가능성도 매우 낮다. 또한, 각국의 규제와 정책 변화는 바이오테크 기업들의 성장을 제한할 수 있다. AI와 재생에너지, 그리고 헬스케어-차세대 성장 동력 엔비디아의 성공은 AI의 상업화 가능성을 여실히 보여준다. AI는 단순히 소프트웨어에 국한되지 않고, 로봇 공학, 자율주행, 디지털 헬스케어까지 다양한 산업에 걸쳐 경제적 가치를 창출한다. 구글 딥마인드와 같은 선도 기업과 함께 AI 기반 스타트업의 급성장은 새로운 투자 기회를 열어준다. AI 시장 규모는 2023년 약 1500억 달러(약 215조 원)에서 2030년에는 1조 5970억 달러(약 2293조 원)까지 성장할 것으로 예상된다. 테슬라와 넥스테라 에너지(NextEra Energy)는 에너지 전환 시대의 핵심 플레이어다. 글로벌 정부들이 탄소 중립 목표를 설정하며 태양광, 풍력, 수소 에너지 기술의 상업화가 더욱 가속화될 전망이다. 국제에너지기구(IEA)에 따르면,2050년까지 재생에너지가 전 세계 전력 생산의 약 90%를 차지할 것으로 예상된다. 하지만, 에너지 저장 기술의 한계와 초기 인프라 비용은 기업들에게 도전 과제로 남아 있다. AI와 데이터 분석이 결합된 디지털 핼스케어는 빠르게 성장 중이다. 측히 유전자 데이터와 맞춤형 치료 기술을 보유한 기업들이 시장 판도를 바굴 가능성이 크다. 고령화로 인한 의료 수요 증가와 기술 발전은 헬스케어 기업들이 1조 달러 클럽에 진입할 주요 원동력이 될 것이다. 글로벌 헬스케어 시장 규모는 2022년 약 8452억 달러(약 1240조 원)에서 2030년에는 약 1조 3730억 달러(약 2015조 원)까지 성장할 것으로 예상된다. 투자자들을 사로잡을 1조 달러 클럽, 미래 경제 지형을 바꿀 게임 체인저는 누구? 1조 달러 클럽의 멤버십은 단순한 성공의 척도가 아니라, 미래 경제를 이끌어갈 기업들에게 부여되는 특별한 상징이다. 차세대 후보군으로 거론되는 테슬라, TSMC, 바이오테크 기업들은 기술 혁신과 시장 선도력을 통해 새로운 클럽 멤버로 자리 잡을 가능성이 크다. 이들은 기존의 패러다임을 바꾸고 새로운 경제 지형을 형성하며 글로벌 투자자들에게 꾸준히 주목받을 것이다. 하지만 투자는 항상 리스크를 동반한다. 1조 달러 클럽 후보 기업들에 투자할 때는 지정학적 리스크, 규제 환경 변화, 시장 포화, 금리 인상, 경기 침체 가능성 등 다양한 요인들을 면밀히 분석하고, 장기적인 관점에서 투자를 결정해야 한다. 1조 달러 클럽에 합류하는 것은 쉽지 않지만, 성공한다면 막대한 수익을 가져다줄 것이다.
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[1조 달러 클럽의 탄생(6·끝)] '차세대' 1조 달러 기업 후보는 누구?
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[기후의 역습(107)] 2024년, 과학계를 뒤흔든 기후 충격⋯탄소 폭증·해류 붕괴·지구 자전 변화
- 2024년은 급증하는 탄소 배출량, 예상치 못한 지구온난화 요인, 붕괴 직전에 놓인 해류 등으로 기후 과학계를 충격에 빠뜨린 한 해였다. 올해 지구는 기후가 빠르게 온난화되고 있으며, 예측 불가능한 단계에 진입하고 있다는 명확한 신호를 보냈다. 스페인을 강타한 대규모 산사태부터 플로리다 해안을 잇따라 덮친 초강력 허리케인까지, 2024년은 극단적인 날씨가 전 세계를 강타했다. 기후 과학자들은 국가들이 즉각적으로 탄소 배출을 감축하지 않으면 지구가 더욱 통제 불가능한 기후 혼돈 단계로 진입할 것이라고 거듭 경고했다. 그러나 2024년은 암울한 소식만 있었던 것은 아니다. 연구자들은 기후 변화의 최악의 영향을 막기 위한 완화 전략도 제시했다. 예를 들어, 과학자들은 지구 대기층 중 하나인 성층권(지표면에서 약 12~50km 상공)의 수분을 제거하는 방안을 제시했다. 성층권이 열을 우주로 방출하지 못하게 막는 역할을 한다고 판단해 이를 건조시켜 지구를 냉각시키는 방안을 제안한 것이다. 예상치 못한 새로운 온난화 요인부터 남극에서의 '체제 전환(regime shift)'까지, 라이브사이언스가 다룬 2024년 기후 변화 분야에서 주목할 만한 사건들을 정리했다. AI, 지구 자전 속도와 기울기 변화 경고 올여름, 인공지능(AI)을 활용한 연구 결과에 따르면, 기후 변화가 지구의 자전 속도에 영향을 미쳐 하루 길이가 길어질 수 있다는 경고가 나왔다. 극지방의 빙하가 급속히 녹으면서 물이 적도 부근으로 유입되고, 이로 인해 지구가 적도에서 불룩해지는 현상이 나타났다. 이는 지구 중심에서 더 먼 곳에 무게가 쏠리게 만들어 자전 속도를 늦출 수 있다. 마치 회전하는 피겨스케이터가 팔을 벌릴 때 속도가 느려지는 원리와 유사하다. 연구진은 적도 부근의 물 축적으로 인해 지구 자전축이 이동하고 있으며, 자북극과 자남극이 매년 축에서 점점 멀어지고 있다고 밝혔다. 지구 자전 변화는 하루가 미세하게 길어질 수 있다는 것을 의미한다. 인간은 이를 보정하기 위해 음의 윤초(閏秒)를 도입해 쉽게 조정할 수 있다. 그러나 이러한 현상이 심화될 경우, 우주 탐사 및 컴퓨터와 스마트폰의 시간 측정 시스템에도 영향을 미칠 수 있다는 지적이 나온다. 지구, 1.5도 상승선 연속 초과 7월에 발표된 분석에 따르면, 2023년 6월부터 13개월 연속 지구 평균 기온이 산업화 이전 평균보다 최소 섭씨 1.5도(화씨 2.7도) 높았다. 매월 기온이 전월을 상회했으며, 이는 지구가 파리기후협정에서 설정한 1.5도 목표를 지속적으로 초과하고 있음을 보여준다. 해당 기간 동안 지구 평균 기온은 산업화 이전보다 섭씨 1.64도(화씨 3도) 높았으며, 과학자들은 "역대급" 기록이 경신되고 있다고 밝혔다. 엘니뇨와 탄소 배출, 기록적 고온 유발 올해의 폭염 현상은 부분적으로 엘니뇨에 의해 촉진됐다. 엘니뇨는 동·중태평양 적도 지역의 해수면 온도를 높이는 기후 주기로, 지구 평균 기온 상승에 영향을 미친다. 하지만 연구진은 기후 변화와 온실가스 배출 증가가 폭염의 주요 원인임을 강조했다. 파리기후협정에서 설정한 1.5도 목표는 20~30년 동안의 평균으로 측정되므로 당장은 깨지지 않았지만, 가까운 미래에 온도가 하락할 조짐은 보이지 않는다고 연구진은 지적했다. 해운 규제, 예상치 못한 온난화 가속화 5월에 발표된 연구에 따르면, 최근 해운 부문에서 이뤄진 배출 감소가 지구 온난화를 가속화하고 해수 온도를 기록적으로 높이는 데 기여한 것으로 나타났다. 2020년 시행된 해운 규제로 인해 황산화물 배출량이 80% 급감했다. 이는 대기 질 개선에는 긍정적인 효과를 미쳤지만, 황산화물 입자의 급감은 태양 복사열을 반사해 지구를 냉각시키는 효과를 상실하게 했다. 과학자들은 이를 "의도치 않은 대규모 지구공학 실험"으로 규정했다. 과거 황산화물 입자는 온실가스 배출로 인한 온난화를 일부 상쇄하는 역할을 했다. 하지만 올해 연구진은 입자 감소로 인해 향후 몇 년 동안 지구가 이례적으로 더워질 수 있다고 경고했다. 이미 2023년에는 온난화 규모가 2020년 지구 열 흡수 증가의 80%에 해당한다고 밝혔다. 지구, 2030년까지 2도 상승 가능성 2월에 발표된 논란의 여지가 있는 연구는 지구 온난화가 예상보다 최소 10년 빠르게 진행되고 있으며, 2030년까지 산업화 이전 대비 2도(화씨 3.6도)의 온난화에 도달할 것이라고 밝혔다. 기존 예측은 온난화가 2040~2050년 사이에 발생할 것으로 예상했다. 연구진은 카리브해에서 발견된 해면 동물의 골격을 분석해 이러한 결론을 도출했다. 그러나 일부 과학자들은 카리브해의 온난화가 전 세계 해양을 대표하지 않는다고 지적하며 연구 결과를 비판했다. 독일 막스플랑크 기상학연구소의 요헴 마로츠케 교수는 "이 작은 해양 지역에서 전 세계로 확대 해석하는 것은 믿을 수 없다"고 말했다. 대서양 해류 붕괴 경고 올해 기후 과학자들은 대서양 해류가 이번 세기 내에 붕괴할 수 있으며, 이는 북반구와 아마존 우림, 열대 몬순 지역에 기후 혼란을 야기할 것이라고 경고했다. 대서양 자오선 순환(AMOC)으로 알려진 주요 해류가 여기에 포함되며, 이는 유럽의 온화한 기후를 유지하고 대서양 생태계를 지탱하는 역할을 한다. 그러나 북극 해빙이 녹으면서 북대서양의 염도가 낮아지고, 해류의 순환 동력이 약화되고 있다. 이에 따라 유럽 북부는 급격한 한랭화를 겪을 수 있으며, 북대서양에서 '냉점(cold blob)' 현상이 이미 관측되고 있다. 탄소 배출, 사상 최대치 기록 2024년 화석 연료로 인한 전 세계 탄소 배출량은 412억 톤(374억 메트릭 톤)으로 사상 최고치를 기록했다. 이는 2023년 대비 0.8% 증가한 수치로, 과학자들은 탄소 배출이 아직 정점을 찍지 않았다고 분석했다. 연구진은 현재의 배출 속도라면 향후 6년 내에 지구 온난화가 파리협정의 1.5도 목표를 초과할 확률이 50%에 이를 것이라고 경고했다. 남극, 빙하 '체제 전환' 진입 우려 올해 2월 20일 남극의 해빙 면적은 198만 5000㎢(76만 6400 제곱마일)로, 역대 최저 수준에 근접했다. 이는 남극 대륙의 육상 빙하를 보호하고 지구의 냉각 역할을 하는 해빙의 감소를 의미한다. 과학자들은 남극이 회복 불가능한 '체제 전환(regime shift)' 단계에 접어들고 있으며, 이는 남극뿐만 아니라 전 세계 해양 시스템에 혼란을 야기할 수 있다고 경고했다. 2022년 남극에서는 역대 최대 폭염이 발생했으며, 황제펭귄 새끼들이 대량 폐사하는 사례도 보고됐다.
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- ESGC
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[기후의 역습(107)] 2024년, 과학계를 뒤흔든 기후 충격⋯탄소 폭증·해류 붕괴·지구 자전 변화
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바이든 행정부, 중국 범용반도체 불공정 무역 조사 착수
- 조 바이든 미국 행정부가 새 정부 출범 약 한 달을 앞두고 자동차나 가전제품 등에 사용되는 중국산 범용 반도체를 대상으로 중국의 불공정 무역행위 조사에 착수했다. 이번 조사는 2025년 1월 20일 출범할 도널드 트럼프 2기 행정부의 중국산 제품에 대한 고율 관세 부과 근거로 활용될 전망이다. 미 무역대표부(USTR)는 23일(현지시간) 무역법 301조에 근거해 중국의 반도체 지배 행위와 정책, 관행에 대한 조사에 착수한다고 밝혔다. USTR은 중국이 반도체 시장 장악을 위해 시장 점유율 목표를 설정한 뒤 정부 보조금을 활용해 불공정하고 비시장적인 수단을 광범위하게 동원했다고 보고 있다. 캐서린 타이 USTR 대표는 "중국이 철강, 알루미늄, 태양광 패널, 전기차, 핵심광물 등의 산업에서와 유사하게 반도체 산업에서도 세계 시장 지배를 목표로 삼고 있다는 증거를 발견했다"며 "이(정부 보조금)를 통해 기업은 생산 능력을 급속도로 확장하고, 인위적으로 반도체 가격을 낮춰 시장 지향적 경쟁기업에 상당한 피해를 주고 잠재적으로 이들을 제거할 위협을 가하고 있다"고 지적했다. USTR은 이번 조사에서는 중국산 범용 반도체의 영향뿐 아니라 이 반도체가 방위, 자동차, 의료기기, 항공우주, 통신, 발전, 전력망 등 핵심 산업 최종 제품에 어떻게 통합되는지도 살펴볼 예정이다. 중국산 실리콘 카바이드 기판과 반도체 제조 웨이퍼도 조사 대상에 포함된다. 지나 러몬도 미 상무부 장관은 "상무부 조사 결과 미국 제품 3분의 2에 중국산 범용 반도체가 탑재됐고 방위산업을 비롯해 미국 기업의 절반은 반도체 원산지를 알지 못했다고 밝혔다"고 말했다. 그러면서 "중국은 향후 10년동안 전 세계 신규 범용 반도체 생산 능력의 60% 이상을 차지하겠다는 목표를 갖고 있다"며 "이는 다른 지역의 투자를 억제하고 불공정한 경쟁을 불러일으킨다"고 지적했다. 이번 조사의 배경이 된 무역법 301조는 불공정 무역행위를 하는 국가에 대해 미 대통령이 관세를 비롯해 폭넓은 무역보복 조치를 취할 수 있는 권한을 부여한다. 상무부 조사에 따르면 중국 기업은 미국 기업보다 30~50% 낮은 가격에 범용 반도체를 공급하고 있고 일부는 생산원가 보다 낮은 가격에 제공했다. 만약 중국의 불공정 무역관행이 확인될 경우 미국은 보복관세나 수입금지 등 광범위한 보복조치를 취할 수 있다. 의회에 추가 조치 권고도 가능하다. 다만 조사에 몇달이 걸릴 것으로 예상돼 후속 조치는 트럼프 2기 행정부에서 이뤄질 전망이다. 바이든 행정부의 이번 조사는 앞서 중국산 모든 수입품에 대한 60% 관세를 예고한 트럼프 당선인에게 대(對)중국 폭탄관세 부과의 길을 보다 손쉽게 열어줄 것이란 분석이 나온다. 바이든 대통령과 트럼프 당선인 모두 대중 정책에 있어서는 강경한 기조를 보이고 있다. 이에 앞서 바이든 행정부는 중국산 반도체에 올해 1월부터 50%의 관세를 부과했고, 최근엔 중국산 태양광 웨이퍼와 폴리실리콘에도 내년부터 50%의 관세를 부과하겠다고 밝혔다.
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바이든 행정부, 중국 범용반도체 불공정 무역 조사 착수
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[2025년 대전망] "美 경제, 'AI 혁명' 이끌고 2025년에도 고공행진"
- 금리 인상, 고물가, 지정학적 리스크에도 불구하고 미국 경제는 2025년에도 흔들림 없이 강력한 성장세를 이어갈 것이라는 전망이 나왔다. 아폴로 매니지먼트는 최신 보고서에서 "AI 혁명과 재정 정책이라는 두 날개를 장착한 미국 경제는 독보적인 구조적 강점을 바탕으로 2025년에도 2.3%의 안정적인 성장을 달성할 것"이라고 예측했다. 보고서는 2024년 미국 GDP 성장률이 2.8%로 마무리되고, 2025년에도 2.3%의 안정적인 성장세를 보일 것으로 내다봤다. 실업률은 4.4%로 소폭 상승할 전망이지만, 고용 시장은 여전히 견조한 상태를 유지할 것으로 예상된다. 아폴로의 수석 이코노미스트는 "연준의 금리 인상에도 불구하고 미국 경제는 AI 투자와 재정 정책 덕분에 지속 가능한 성장세를 유지하고 있다"고 밝혔다. 특히 AI 관련 기술 투자는 반도체 설계, 데이터 센터 건설, 에너지 수요 증가 등 다양한 분야에서 경제 활력을 제공하고 있다. 보고서는 "미국의 AI 혁명은 다른 선진국에서는 보기 어려운 독특한 경제적 이점을 창출하고 있다"고 분석했다. 하지만 지정학적 위험과 정부 부채 문제는 주요 리스크 요인으로 지적됐다. 보고서는 "중동 갈등과 미·중 무역 긴장은 경제 안정성에 잠재적 위협이 될 수 있다"고 경고했다. 연준의 정책이 지나치게 완화될 경우 인플레이션 재상승 가능성도 배제할 수 없다고 덧붙였다. [미니해설] AI 혁명, 미국의 독보적인 성장 엔진으로 부상 2025년 미국 경제의 성장세를 설명하는 데 있어 가장 주목할 점은 인공지능(AI) 혁명과 독특한 구조적 요인이다. 아폴로 매니지먼트의 보고서에 따르면, AI 관련 기술 투자는 미국 경제의 주요 성장 동력으로 자리 잡았다. 특히 '매그니피션트 세븐(7)'으로 불리는 주요 기술 기업(애플, 마이크로소프트, 알파벳, 엔비디아, 아마존, 메타, 테슬라)의 자본 지출은 연간 500억 달러(약 72조 4950억 원)에 육박하며 데이터 센터 구축과 반도체 제조 등에서 큰 성과를 내고 있다. 보고서는 "AI는 생산성을 향상시키는 기술로, 미국의 경제적 미래를 형성하고 있다"고 분석했다. 재정 정책과 구조적 강점, 성장세 뒷받침 또한 미국 경제는 금리 민감도가 낮은 구조적 특징을 가지고 있다. 연준이 금리를 인상하더라도 30년 고정 모기지 비중이 높은 미국은 소비자와 기업이 금리 인상의 영향을 완화할 수 있는 능력을 갖추고 있다. 이는 "미국 경제가 다른 선진국과 차별화되는 지점"이라는 점에서 중요한 의미를 가진다. 2021년부터 시행된 '인프라 투자 및 일자리 법', 'CHIPS 및 과학법', '인플레이션 감축법' 등은 미국 경제를 부양하는 핵심 재정 정책으로 평가받고 있다. 이러한 법안은 반도체 제조와 전기차 배터리 생산, 태양광 패널 설치 등 다양한 분야에서 대규모 투자를 촉진했다. 보고서는 "정부와 민간 부문이 함께 경제 회복의 지속 가능성을 높이고 있다"고 강조했다. 지정학적 리스크, 정부 부채 등은 잠재적 위협 요인 한편, 미국 경제는 몇 가지 잠재적 리스크에도 직면해 있다. 우크라이나 전쟁과 중동 지역의 긴장은 에너지와 공급망에 영향을 미칠 수 있다. 아울러 미·중 무역 긴장이 지속되면 미국의 글로벌 공급망 전략에 도전 과제를 안길 가능성이 있다. 또한 미국의 재정 적자와 부채 증가도 주요 문제로 떠오르고 있다. 보고서는 "2024년 미국 정부의 이자 지급 비용이 8700억 달러(약 1245조 5790억 원)로 국방비를 넘어섰다"며 "지속 가능한 재정 운영이 필요하다"고 지적했다. 이러한 배경에서 연준의 통화 정책이 지나치게 완화될 경우 인플레이션이 다시 상승할 가능성도 배제할 수 없다. 전문가, "AI 시대, 미국의 저력 보여줄 것" 아폴로 매니지먼트의 수석 이코노미스트는 "미국 경제는 단순한 경기 순환이 아닌 구조적 전환기를 맞이하고 있다"고 진단했다. 그는 "AI와 재정 정책이라는 강력한 엔진을 장착한 미국 경제는 잠재적 리스크들을 극복하고 글로벌 경제를 선도하는 역할을 계속해 나갈 것"이라고 전망했다. 특히 "AI 시대에 미국이 가진 독특한 강점들은 전 세계 투자자들을 끌어들이는 자석과 같은 역할을 할 것"이라며 미국의 밝은 경제 전망을 강조했다.
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- 경제
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[2025년 대전망] "美 경제, 'AI 혁명' 이끌고 2025년에도 고공행진"
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[윌로우, 양자 혁명의 시작(6)] 새로운 시대를 여는 양자 컴퓨팅…윌로우가 제시하는 미래
- 구글의 양자 컴퓨팅 칩 '윌로우(Willow)'는 단순한 기술적 진보를 넘어, 인류 문명과 기술의 관계를 재정의하고 있다. 에너지, 의료, 환경 등 다양한 분야에서 혁신을 이끌며 양자 컴퓨팅 시대의 가능성을 열어가고 있는 윌로우, 이번 회에서는 윌로우가 만들어갈 미래의 모습과 함께, 기술 발전이 가져올 윤리적 질문과 사회적 영향을 깊이 있게 탐구한다. [편집자 주] 양자 컴퓨팅이 가져올 기회와 도전 양자 오류를 극복한 윌로우는 에너지 혁신, 신약 개발, 환경 문제 해결 등 긍정적인 영향을 미칠 수 있는 강력한 도구로 주목받고 있다. 예를 들어, 윌로우는 복잡한 기후 모델링과 도시 설계 시뮬레이션을 통해 더 지속 가능한 미래를 설계하는 데 기여할 수 있다. 또한, 약물 개발 속도를 대폭 향상시켜 난치병 치료제 개발에도 새로운 가능성을 열어 준다. 그러나 이러한 기술적 가능성은 새로운 문제를 동반한다. 양자 컴퓨터는 RSA 암호화를 비롯한 기존 보안 체계를 무력화할 수 있는 능력을 가짐으로써 금융, 국방, 개인 정보 보호 등 다양한 분야에서 심각한 위협을 가할 수 있다. 양자 컴퓨팅과 윤리…기술의 목적은 무엇인가? 기술 발전은 인간 삶의 질을 높이는 데 기여해야 한다는 점에서 윌로우의 사회적 역할은 매우 중요하다. 양자 컴퓨팅의 막대한 계산 능력이 잘 못 사용될 경우, 악의적인 해커나 권위주의적인 정부에 의해 사회적 통제를 강화하는 도구로 변질될 위험이 있다. 따라서 윌로우와 같은 양자 컴퓨팅 기술이 윤리적으로 활용될 수 있도록 투명한 정책과 규제가 필요하다. 예를 들어, 구글 퀀텀 AI는 오픈소스 플랫폼을 통해 기술을 공개하며, 학계 및 산업계와 협력하여 기술 발전의 윤리적 기준을 세우고 있다. 환경과 지속 가능성에 대한 윌로우의 기여 윌로우는 에너지 산업에서 혁신적인 역할을 할 잠재력을 가지고 있다. 예를 들자면 윌로우는 전기차 배터리와 태양광 패널의 설계를 최적화함으로써 에너지 효율성을 극대화하고 지속 가능한 에너지 전환을 가속화할 수 있다. 또한 복잡한 기후 모델링과 탄소 배출 감소 시뮬레이션을 통해 기후 변화 대응에 실질적인 도움을 줄 수 있다. 하지만 양자 컴퓨터의 운영에는 극저온 환경을 유지하는 데 상당한 에너지가 소모된다. 이는 에너지 효율성 측면에서 개선해야 할 중요한 과제로 남아 있다. 기술 민주화…협력과 공유의 필요성 구글은 윌로우 칩의 기술적 성과를 전 세게적으로 공유하며, 기술의 민주화를 실현하고자 한다. 오픈소스 소프트웨어와 교육 자료를 제공함으로써 연구자와 개발자들이 윌로우를 활용한 응용 프로그램 개발에 참여할 수 있도록 장려하고 있다. 이러한 협력은 양자 컴퓨팅 생태계를 확장하고, 기술 발전의 이점을 전 세계적으로 공유하는 데 기여할 것이다. 양자 컴퓨팅이 만들어낼 미래의 가능성 윌로우는 인류가 직면한 복잡한 문제를 해결할 강력한 도구로 에너지, 신약 개발 등 의료, 환경, 보안 등 다양한 분야에서 혁신적인 변화를 가져올 것이다. 하지만 그와 동시에 윤리적 논의와 사회적 협의가 반드시 동반되어야 하며, 기술 발전이 모든 사람에게 공평하게 혜택을 줄 수 있도록 해야 한다. 다음 회에서는 양자 컴퓨팅과 철학적 관점을 중심으로 윌로우가 인류 사회에 제시하는 새로운 가능성과 도전을 다룬다. [윌로우, 양자 혁명의 시작(7·끝)]에서 이어진다.
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[윌로우, 양자 혁명의 시작(6)] 새로운 시대를 여는 양자 컴퓨팅…윌로우가 제시하는 미래
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[우주의 속삭임(87)] 나사, 목성 위성 이오 화산 미스터리 44년 만에 해결
- 나사(NASA)가 태양계에서 가장 화산이 많은 목성의 비밀을 밝혔다. 이는 목성의 위성인 이오(Io)가 왜, 어떻게 그토록 화산 활동이 활발했는지에 대한 44년 동안의 수수께끼를 해결한다고 나사가 홈페이지를 통해 전했다. 나사에 따르면 이오는 지름이 3600km로 지구의 위성인 달보다 약간 크고, 약 400개의 화산이 있는 것으로 추정된다. 이 화산 폭발로 인한 연기는 우주로 수km까지 뻗어 나가고, 지구에서도 대형 망원경으로 볼 수 있다. 이오에서의 화산 활동은 지난 1979년 나사 제트추진연구소(JPL)의 과학자 린다 모라비토가 나사의 보이저 1호 우주선이 촬영한 이미지에서 처음 확인했다. 샌안토니오에 있는 사우스웨스트 연구소의 나사 주노 우주선 수석 연구원인 스콧 볼튼은 게시글에서 "모라비토의 발견 이후 행성 과학자들은 화산이 표면 아래의 용암에서 어떻게 에너지를 받아 폭발했는지 궁금해 했다"며, 이에 대해 "화산을 폭발시키는 뜨거운 마그마의 얕은 바다가 있었을까, 아니면 그 근원이 더 지역적이었을까 등 다양한 주장이 제기됐다"고 설명했다. 지난 2011년 목성과 목성 궤도를 도는 위성을 연구하기 위해 발사된 주노 우주선은 2023년과 2024년 두 차례 이오를 매우 근접해 비행하면서, 거품이 이는 표면에서 1500km 이내까지 접근했다. 볼튼은 "주노가 이오의 매우 가까이서 촬영한 데이터를 통해, 이오의 화산이 실제로 어떻게 작동하는지에 대한 정보를 얻을 수 있었다"고 말했다. 이러한 접근 과정에서 우주선은 이오의 중력을 측정할 수 있는 데이터를 수집했다. 이오는 목성과 평균 42만 2000km 떨어진 곳에서 궤도를 타원형으로 돌며, 한 바퀴를 도는 데는 42.5시간이 걸린다. 타원형의 궤도 모양 때문에 모행성, 즉 목성으로부터 이오까지의 거리는 달라지고 목성의 중력도 달라진다. 즉, 이오는 조석 굴곡(tidal flexing)으로 알려진 과정에서 스트레스 볼처럼 끊임없이 압축되고 방출된다. 볼튼은 "이러한 끊임없는 굴곡(압축과 방출)은 엄청난 열 에너지를 생성해 이오 내부의 일부를 녹였다"고 설명했다. 과거에는 이러한 굴곡 때문에 이오의 내부에 티라미수(일종의 치즈케이크) 층처럼 전체 표면 아래에 펼쳐진 거대한 마그마 바다가 있을 것이라고 생각했다. 그러나 볼튼이 주도해 이달 초 네이처지에 발표한 연구에 따르면 이는 사실이 아니다. 볼튼 연구팀의 분석에 따르면 목성의 화산 위성 이오는 마그마 바다가 아니며 내부는 대부분이 고체로 이루어져 있고, 이는 각각의 화산이 지하에 휘몰아치는 마그마 챔버(마그마가 급속히 분출될 때 생긴 빈 공간)를 가지고 있음을 시사한다는 것이다. 나사 제트추진연구소의 주노 공동 연구원인 라이언 파크는 "이오에 마그마 바다가 형성되어 있는 것이 아니라는 주노의 발견은 천문학계가 이오에 대해 알고 있었던 것을 재정립하는 이상의 의미를 갖는다"고 말했다. 파크는 "이 연구 결과가 목성의 위성 유로파와 토성의 위성 엔셀라두스, 그리고 우리 태양계 너머의 외계 행성에까지 영향을 미친다. 우리의 새로운 발견은 행성의 형성과 진화에 대해 알고 있는 것을 다시 생각할 기회를 제공한다"고 설명했다.
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[우주의 속삭임(87)] 나사, 목성 위성 이오 화산 미스터리 44년 만에 해결
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[윌로우, 양자 혁명의 시작(3)] 윌로우, 양자 컴퓨팅의 미래를 펼치다
- 구글의 양자 컴퓨팅 칩 '윌로우(Willow)'는 단순한 기술 발전을 넘어, 인류가 풀지 못한 문제들을 해결할 열쇠로 주목받고 있다. 에너지, 의료, 암호화 등 다양한 분야에서 그 가능성은 무한하며, 상상조차 할 수 없던 변화를 가져올 준비를 하고 있다. 이번 회에는 윌로우가 제시하는 기술적 가능성과 이를 활용해 만들어갈 미래의 모습을 구체적으로 탐구한다. [편집자 주] 양자 컴퓨팅의 본질: 슈퍼컴퓨터를 넘어선 도구 윌로우는 기존 컴퓨터가 수천년이 걸려도 풀기 어려운 문제를 단 몇 분 만에 해결할 수 있는 능력을 입증했다. 랜덤 회로 샘플링(RCS) 벤치마크를 통해 윌로우는 슈퍼컴퓨터조차 10해년(10의 25제곱 년) 걸리는 연산을 단 5분 만에 처리하며 양자 컴퓨팅의 우위를 확실히 보여주었다. 이처럼 양자 컴퓨팅은 기존 컴퓨터와는 완전히 다른 방식으로 작동한다. 큐비트(양자 컴퓨터의 기본 단위)의 중첩(superposition)과 얽힘(entanglement)을 활용해 더 많은 정보를 동시에 처리할 수 있기 때문에, 기존 방식으로는 불가능했던 계산이 가능해진다. 에너지 혁명: 지속 가능한 미래의 도구 윌로우는 에너지 효율화와 신재생에너지 최적화에서도 중요한 역할을 할 가능성이 크다. 예를 들어, 전기차 배터리 설계에서 윌로우는 분자 수준의 화학 반응을 시뮬레이션하여 더 효율적이고 오래 지속되는 배터리 재료를 개발하는 데 도움이 될 수 있다. 또한, 풍력 터빈의 최적 배치, 태양광 패널의 효율성 개선 등 재생에너지 활용도를 높이는 데도 기여할 수 있다. 이는 탄소배출 감소와 지속 가능한 에너지 전환을 가속화하는 데 결정적인 역할을 할 것이다. 의료 혁명: 신약 개발의 속도와 효율성을 높이다 의료 분야에서 윌로우는 분자 상호작용 시뮬레이션을 통해 기존 신약 개발 과정을 혁신적으로 단축할 가능성을 열었다. 예를 들어, 항암제나 희귀 질환 치료제 개발을 위한 분자 구조 분석은 기존 기술로는 수년이 걸리는 작업이었지만, 윌로우는 이를 몇 주 또는 며칠로 단축할 수 있다. 또한 단백질 접힘 현상을 시뮬레이션하여 새로운 치료제를 설계하거나 약물과 수용체의 결합 방식을 정밀하게 분석할 수 있어, 난치병 치료제 개발에서도 중요한 도구로 자리잡을 수 있다. AI와 양자의 융합: 초지능으로 나아가는 길 양자 컴퓨팅은 인공지능(AI)과의 융합을 통해 새로운 혁신을 이끌 것이다. 기존 컴퓨터로는 처리하기 어려운 대규모 데이터 분석과 고속 학습 모델 훈련을 지원하며, AI가 더욱 효율적이고 정교하게 작동할 수 있도록 돕는다. 예를 들어, 자율주행차의 실시간 데이터 분석, 금융 시장의 예측 모델링, 의료 영상 분석 등 다양한 AI 응용 분야에서 윌로우의 능력이 발휘될 수 있다. 환경 보호: 복잡한 생태계 모델링과 기후 변화 대응 윌로우는 기후 변화와 환경 문제 해결에도 강력한 도구가 될 것이다. 산림 복원 프로젝트에서 탄소 흡수량을 최적화하거나 복잡한 생태계 상호작용을 시뮬레이션하여 환경 보전 정책의 효율성을 높일 수 있다. 또한 더 정교한 기후 모델링을 통해 재난 예측의 정확성을 높이고, 지속 가능한 도시 계획을 세우는 데 기여할 것이다. 무한한 가능성을 향한 윌로우의 도전 윌로우는 단순한 양자 컴퓨팅 칩 이상의 의미를 지닌다. 구글 퀀텀 AI는 오픈소스 플랫폼과 협업을 통해 학계와 산업계의 연구자들이 윌로우를 활용할 수 있도록 지원하며, 양자 컴퓨팅 생태계를 확장하고 있다. 이러한 협력을 통해 윌로우는 에너지, 의료, 환경 등 다양한 분야에서 인류가 직면한 난제를 극복하는 데 기여할 것이다. 다음 회에서는 윌로우가 암호화 기술과 보안 패러다임에 어떤 영향을 미칠 수 있는지 중점적으로 다룬다. [윌로우, 양자 혁명의 시작(4)]에서 이어진다.
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- IT/바이오
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[윌로우, 양자 혁명의 시작(3)] 윌로우, 양자 컴퓨팅의 미래를 펼치다
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[퓨처 Eyes(62)] 인공일식 만드는 '유럽의 눈', 태양의 비밀 밝힐까?
- 유럽이 쏘아 올린 두 개의 '눈'이 태양의 신비를 밝히기 위한 여정을 시작했다. 유럽우주국(ESA)은 최근 인도에서 극궤도위성발사체(PSLV)를 통해 인공위성 두 대를 발사하며, 인공일식을 구현하고 태양 코로나를 정밀히 연구하는 임무에 착수했다. '프로바-3(Proba-3)'로 명명된 이 임무는 첨단 편대 비행 기술을 활용해 기존 관측의 한계를 뛰어넘는 혁신적 연구를 목표로 한다. 두 위성이 만들어낼 인공일식은 태양의 숨겨진 비밀을 밝힐 열쇠가 될 것으로 기대된다. 인공일식, 태양 연구의 새로운 도구로 떠오르다 인공일식은 실제 일식과 유사하게 태양빛을 인위적으로 차단해 태양 외곽의 가스층인 코로나를 관찰할 수 있는 기술이다. 자연일식은 태양, 달, 지구가 정확히 일직선으로 정렬되는 순간에만 짧게 관측할 수 있다. 그러나 인공일식은 위성을 활용해 필요할 때 언제든 구현할 수 있다는 점에서 기존 관측법을 뛰어넘는 혁신적 도구로 주목받는다. 프로바-3는 ESA가 주도하는 실험적 프로젝트로, 두 대의 위성이 놀랍도록 정교한 편대 비행을 통해 인공일식을 생성한다. 이를 통해 태양의 외곽 대기층인 코로나를 장시간 연구하며, 관측 기술과 차세대 우주 임무를 위한 정밀 비행 기술을 검증하는 것을 목표로 한다. ESA, 프로바-3 위성 발사 성공⋯첨단 편대 비행 기술로 '인공일식' 구현 프로바-3의 두 위성은 각각 '코로나그래프 위성'과 '오컬터 위성'으로 구성된다. 코로나그래프 위성은 태양 코로나를 촬영하는 과학 장비를 탑재하고, 오컬터 위성은 태양빛을 차단하는 디스크를 장착해 코로나그래프 위성에 그림자를 드리운다. 두 위성은 150m 거리를 유지하며 밀리미터 단위의 정밀도를 요구하는 이 기술을 실증할 예정이다. 2024년 12월 5일 오전 5시 34분(현지 시간), 두 위성은 인도 우주연구기구(ISRO)의 극궤도위성발사체(PSLV)에 실려 발사됐다. PSLV는 두 위성을 약 356마일(573km)에서 3만 7632마일(6만 563km) 사이의 타원형 궤도에 배치했다. 초기 점검 후 두 위성은 내년 초 기술 실증 실험을 위해 서로 분리된다. ESA의 프로젝트 매니저 다미앵 갈라노는 "간단히 말해, 기술적으로 도전적인 새로운 개념과 기술을 우주에서 실증하기 위한 실험"이라고 설명했다. 6시간 동안 유지되는 인공일식, 코로나 연구의 새 지평 열다 자연일식이 몇 분간 지속되는 것과 달리, 프로바-3는 최대 6시간 동안 인공일식을 유지할 수 있다. 프로바-3 오컬터 우주선은 궤도의 정점에 도달하면 약 150m 떨어진 코로나그래프 우주선에 정밀하게 제어된 그림자를 드리워 한 번에 6시간 동안 필요에 따라 일식을 관측할 수 있다. 이는 과학자들에게 코로나를 장시간 관찰할 기회를 제공한다. 코로나는 태양 표면에서 방출되는 고온의 가스층으로, 온도가 태양 표면보다 수백 배 더 높다. 과학자들은 이 현상의 원인을 밝히기 위해 노력하고 있다. 다시 말하면, 코로나는 태양의 대류 표면에서 수백만 마일 떨어져 있으며 온도는 화씨 350만도(섭씨 약 194만℃)에 달한다. 과학자들은 태양이 어떻게 태양풍을 생성하고 지구에 영향을 줄 수 있는 지자기 폭풍을 일으키는 지 이해하기 위해서 코로나를 연구하는 것이 중요하다고 강조했다. 벨기에 왕립천문대의 안드레이 주코프는 "프로바-3는 기존 관측으로는 확인할 수 없었던 1.1~3 태양 반지름의 영역을 연구할 것"이라며 "이를 통해 코로나 질량 방출(CME)과 태양풍의 가속화를 실시간으로 추적할 수 있을 것"이라고 밝혔다. 프로바-3은 태양 표면에서 7만km(4만3500마일) 상공까지 평소에는 보이지 않는 코로나의 일부분을 이미지화하는 임무를 맡았다. 다른 위성의 기존 코로나그래프는 코로나의 가장 바깥 쪽을 관측하는 데 능숙한 반면, 극자외선 기기는 태양에 가까운 코로나의 일부를 관측할 수 있다. 또한, 프로바-3의 코로나그래프 위성의 고성능 카메라는 2초마다 이미지를 촬영해 태양풍을 형성하는 고온 플라스마의 미세한 움직임을 분석한다. 이는 태양풍이 최대 초속 200만 킬로미터로 가속되는 메커니즘을 규명하는 데 중요한 단서를 제공할 것으로 기대된다. 150m 거리 유지, 밀리미터 단위 정밀 비행의 비밀 이번 임무의 핵심은 정밀한 편대 비행 기술이다. 두 위성은 GPS, 항성 추적기, 무선 링크, 그리고 레이저 거리 측정 장비를 활용해 서로의 위치를 지속적으로 모니터링한다. ESA의 과학자 조 젠더는 "디스크와 카메라 간 거리를 늘려야 원치 않는 빛의 간섭을 방지하고 태양 주변의 코로나를 더욱 선명하게 관찰할 수 있다"고 설명했다. 레이저 거리 측정 기술은 오컬터 위성이 코로나그래프 위성에 레이저를 발사하고 반사된 빛을 통해 거리를 계산하는 방식으로 작동한다. 이를 통해 두 위성은 손톱 두께에 해당하는 1밀리미터 오차 범위 내에서 최대 6시간 동안 위치를 유지해 인공일식을 만들어 낼 수 있다. 정밀 편대 비행 기술, 우주 탐사 혁신의 전환점 프로바-3 임무는 단순히 태양 연구에 머물지 않는다. 두 대의 우주선으로 정밀 편대 비행 기술이 입증되면, 이 기술은 향후 화성 샘플 회수 임무와 우주 쓰레기 제거 같은 프로젝트에서도 활용될 수 있다. 예를 들어, 정밀 비행을 통해 화성에서 채취한 샘플을 지구로 가져오는 캡슐을 정확히 회수하거나, 궤도에 떠도는 우주 쓰레기를 효율적으로 제거할 수 있다. ESA 사무총장 요제프 아슈바허는 "이번 임무는 작은 위성 여러 대가 협력해 가상 망원경을 형성하는 새로운 작업 방식을 열어줄 것"이라며 기술적 성과를 강조했다. 10년 연구의 결실, 국제 협력의 모범 사례 프로바-3는 약 10년에 걸쳐 14개 ESA 회원국과 캐나다의 협력으로 개발됐으며, 스페인과 벨기에가 주요 재원을 지원했다. 이 프로젝트는 국제적 협력을 통한 기술 혁신의 대표적 사례로 평가받는다. ESA에 따르면 프로바-3의 초기 시운전 단계가 계획대로 진행되면 2025년 초에 오컬터와 코로나그래프 두 개의 우주선은 분리되어 개별 점검을 시작할 예정이다. 또한 편대 비행을 통한 코로나의 첫 관측을 포함한 임무의 운영 단계는 약 4개월 후에 시작된다. 두 위성은 2년 동안 최소 1000시간의 인공일식을 생성하며 코로나 연구를 지속할 예정이다. 임무 종료 후 위성들은 궤도를 낮춰 지구 대기권에서 소멸할 예정이다. '유럽의 눈', 우주 탐사의 새 길 열다 '유럽의 눈'으로 불리는 프로바-3 임무는 태양 연구와 우주 기술의 한계를 확장하며 과학적, 기술적 도약을 동시에 이뤄냈다. 이는 우주 산업의 새로운 가능성을 열 뿐 아니라, 태양 연구를 통해 지구 환경과 우주 기후의 이해를 한층 깊게 할 것으로 기대된다. 프로바-3가 그려낼 미래는 단순히 태양의 신비를 밝히는 것에 그치지 않는다. 화성 탐사, 우주 쓰레기 제거 등 인류의 우주 탐사에 새로운 장을 열 가능성으로 가득 차 있다. 유럽의 두 '눈'이 보여줄 미래, 그 시작에 전 세계의 이목이 집중되고 있다.
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- 포커스온
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[퓨처 Eyes(62)] 인공일식 만드는 '유럽의 눈', 태양의 비밀 밝힐까?
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[우주의 속삭임(86)] 우주 팽창 속도, 표준 우주론에 의문 제기⋯제임스웹 망원경, 허블 망원경 측정값 검증
- 우주가 천문학자들의 예상보다 빠르게 확장되고 있는 것으로 나타나 우주론 연구에 새로운 국면을 예고했다. 미국 항공우주국(나사·NASA)의 제임스 웹 우주 망원경은 우주의 팽창 속도가 예상보다 8% 빠르다는 것을 확인했다. 우주는 마치 오븐 속에서 머핀을 굽는 것처럼 확장된다는 것이다. 즉, 빵 반죽이나 머핀 반죽을 넣어 오븐에 구으면 빵이나 머핀이 커지는 것처럼 우주가 팽창된다는 것. 이때 머핀 속의 건포도나 블루베리는 오븐 속에서 머핀 반죽이 부풀어 오르면서 서로 멀어진다. 제임스 웹 망원경의 최신 관측 결과는 우주의 팽창 속도에 대한 기존 이론에 의문을 제기했다. 이는 단순한 측정 오류가 아닌, 우주 자체의 미지의 특징이 현재의 팽창 속도를 설명할 수 있음을 시사한다. 우주론적 난제 '허블 텐션' 심화 제임스 웹이 수집한 2년간의 데이터는 허블 우주 망원경이 이전에 발견한 우주의 팽창 속도가 천체물리학자들이 우주의 초기 조건과 수십억 년에 걸친 진화에 대해 알고 있는 이론에 근거해 예상했던 것보다 8% 빠르다는 것을 입증했다. 이 불일치를 '허블 텐션'이라고 한다. 허블 텐션은 현재까지 최고 우주 모델로도 설명되지 않은 난제로 남아 있다. 이번 연구는 허블 우주 망원경의 측정값을 검증하며, 우주의 팽창 속도를 나타내는 허블 상수 측정에서 나타나는 불일치, 즉 '허블 텐션'을 해결하기 위한 중요한 단서를 제공한다고 스페이스닷컴, PHYS, KSL.닷컴 등 다수 외신이 전했다. 우주 가속 팽창을 공동 발견한 공로로 2011년 노벨상 수상자이자 이번 연구의 주요 저자인 존스 홉킨스 대학교의 애덤 리스 교수는 "관측된 우주 팽장 속도와 표준 모델의 예측 사이의 불일치는 우리의 우주에 대한 이해가 불전할 수 있음을 시사한다"며 "두 개의 NASA 주력 망원경이 서로의 발견을 확인하는 현 상황에서, 우리는 이 문제를 매우 심각하게 받아들여야 한다. 이는 도전이지만 동시에 우리 우주에 대해 더 많이 배울 수 있는 놀라운 기회이기도 하다"라고 말했다. 이번 연구는 천체물리학 저널(Astrophysical Journal)에 게재됐으며, 리스 교수의 노벨상 수상 업적인 '암흑 에너지'에 의한 우주 가속 팽창 이론을 기반으로 한다. 암흑 에너지는 별과 은하 사이의 광활한 공간에 스며들어 우주의 팽창을 가속화시키는 미지의 에너지다. 우주의 약 27%를 차지한다고 생각되는 '암흑 물질'은 눈에 보이지 않지만 일반 물질(별, 행성, 달, 지구상의 모든 물질)에 미치는 중력 효과를 바탕으로 그 존재가 추정되는 가설적 물질의 한 형태다. 지구상의 모든 물질은 우주의 약 5%를 차지한다. 우주의 약 69%를 차지하는 것으로 추정되는 '암흑 에너지'는 우주의 광대한 공간에 스며들어 중력을 상쇄하고 우주의 가속 팽창을 주도하는 에너지의 한 형태라고 가정된다. 우주가 정적이지 않고 확장되거나 수축될 수 있다는 이론은 1922년 물리학자 알렉산더 프리드먼이 처음 발표했다. 그는 우주가 확장되고 있다는 것을 수학적으로 확인했다. 우주의 확장 속도를 더 깊이 들여다 본 사람은 에드윈 허블이었다. 허블은 1929년 우주 전체가 확장되고 있으며 확장 속도가 증가하고 있다는 것을 확인한 유명한 논문을 발표했다. 수수께끼의 '허블 상수' 연구팀은 웹 망원경이 우주에서 보낸 첫 2년 동안 수집한 방대한 데이터를 활용하여 허블 망원경의 허블 상수 측정값을 검증했다. 초신성을 포함하는 거리를 정하는 세 가지 방법을 사용했으며, 특히 허블 망원경으로 측정하여 가장 정확한 '국부적' 허블 상수 값을 제공하는 것으로 알려진 거리에 초점을 맞추었다. 두 망원경의 관측 결과는 매우 유사하게 일치해 허블 망원경의 측정값이 정확함을 보여줬으며, 허블 텐션을 허블 망원경의 오류로 돌릴 만큼 큰 오차가 없음을 확인했다. 그러나 허블 상수는 여전히 수수께끼로 남아 있다. 망원경 관측을 기반으로 한 현재 우주의 측정값은 우주 마이크로파 배경 복사 데이터를 사용하여 보정된 표준 우주론 모델의 예측 값보다 높기 때문이다. 표준 우주론 모델에 따르면 허블 상수의 값은 약 67~68km/Mpc(메가파섹, 은하의 거리 단위)이어야 한다. 반면, 허블과 웹 망원경 데이터 기반 측정값은 일반적으로 70~76km/Mpc의 더 높은 값을 나타냈다. 평균값은 73km/s/Mpc다. 이러한 불일치는 측정 또는 관측 기술의 오류로 설명하기에는 너무 큰 차이이기 때문에 10년 이상 우주론자들을 혼란스럽게 했다. 메가파섹(Mpc)은 326만 광년에 해당하는 엄청난 거리를 말한다. 1광년은 빛이 1년 동안 이동하는 거리로 5.9조마일이다. 웹 망원경의 새로운 데이터가 허블 망원경 측정의 유의미한 편향을 배제함에 따라, 허블 텐션은 아직 밝혀지지 않은 미지의 요인이나 우주론자들의 물리학적 이해의 틈에서 비롯될 수 있다고 연구팀은 보고했다. 존스 홉킨스 대학교에서 이 연구를 진행한 대학원생 사양 리는 "웹 망원경 데이터는 처음으로 고화질로 우주를 보는 것과 같으며 측정의 신호 대 잡음비를 실제로 향상시킨다"고 말했다. 우주 진화를 보여주는 허블 상수 이번 연구는 NGC 4258이라는 은하까지의 알려진 거리를 기준점으로 사용하여 허블 망원경의 전체 은하 샘플의 약 3분의 1을 다루었다. 더 작은 데이터 세트에도 불구하고 연구팀은 측정값 간의 차이를 2% 미만으로 줄이는 인상적인 정밀도를 달성했는데, 이는 허블 텐션 불일치의 약 8~9% 크기보다 훨씬 작다. 연구팀은 우주 거리 측정의 황금 표준인 세페이드 변광성 분석 외에도 동일한 은하에 걸쳐 탄소가 풍부한 별과 가장 밝은 적색 거성을 기반으로 측정값을 교차 검증했다. 세페이드 변광성은 변광성(變光星·광도가 변하는 별)의 한 유형으로 이들의 변광 주기와 절대광도 사이의 정확한 관계성으로 유명하다. 웹 망원경으로 관측된 모든 은하와 그 초신성은 허블 상수 72.6km/s/Mpc를 산출했으며, 이는 허블 망원경이 동일한 은하에서 발견한 72.8km/s/Mpc 값과 거의 동일하다. 이 연구에는 리스 교수의 SH0ES 팀(초신성, H0, 암흑 에너지 상태 방정식), 카네기-시카고 허블 프로그램, 그리고 다른 팀들의 웹 망원경 데이터 샘플이 포함됐다. 이러한 결합된 측정은 허블 망원경 세페이드 변광성을 사용하여 측정된 거리의 정확도에 대한 가장 정확한 결정을 가능하게 했다. 세페이드 변광성은 허블 상수를 결정하는 데 기본적인 역할을 한다. 세페이드 변광성들의 강도는 태양의 10³~10⁴배이다. 허블 상수는 태양계, 지구 또는 일상생활에 실질적인 영향을 미치지 않지만, 매우 큰 규모에서 우주의 진화를 보여준다. 이는 과학자들이 우주의 구조를 파악하고 빅뱅 이후 130~140억 년이 지난 현재 우주의 상태에 대한 이해를 심화하며 우주의 기본적인 측면을 계산하는 핵심 값이다. 존슨 홉킨스 대학교의 우주론자인 마크 카미온코프스키 교수는 허블 텐션을 해결하면 최근 몇 년 동안 밝혀진 표준 우주론 모델과의 다른 불일치에 대한 서로 다른 수요 관측 현상을 설명할 수 있다고 말했다. 그러나 우주의 구성과 가속 팽창의 96%를 차지하는 것으로 추정되는 미지의 구성 요소인 암흑 물질과 암흑 에너지의 본질을 완전히 설명하지는 못한다. 이번 연구에 참여하지 않은 카미온코프스키 교수는 "허블 텐션에 대한 한 가지 가능한 설명은 초기 우주에 대한 우리의 이해에 누락된 부분이 있는 경우다. 예를 들어 빅뱅 이후 우주에 예상치 못한 킥을 준 새로운 물질 성분인 초기 암흑 에너지가 존재할 수 있다"고 말했다. 그는 "그리고 재미있는 암흑 물질 특성, 이국적인 입자, 변화하는 전자 질량, 또는 원시 자기장과 같은 다른 아이디어들도 있다. 이론가들은 상당히 창의적일 수가 있다"고 덧붙였다.
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- 포커스온
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[우주의 속삭임(86)] 우주 팽창 속도, 표준 우주론에 의문 제기⋯제임스웹 망원경, 허블 망원경 측정값 검증
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