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2025-12-16 (화)

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'로봇 치료사' 등장⋯아동 정신건강 AI 챗봇, '돌봄'인가 '위험'인가

인공지능(AI) 기술이 급속하게 발달하면서 어린이를 위한 AI 정신 건강 챗봇이 등장해 이목을 끌고 있다. 미국에서는 아동·청소년 정신건강 치료가 여전히 '문턱 높은 의료'로 꼽힌다. 보험 적용은 들쭉날쭉하고, 치료사 인력은 수요에 턱없이 부족해 몇 주에서 몇 달씩 대기하거나 높은 비용을 감수해야 하는 경우가 많다. 이런 가운데 주목받는 것이 인공지능(AI) 기반 정신건강 챗봇이다. 하지만 특히 아동을 대상으로 할 경우, 그 편리함만큼이나 우려도 커지고 있다. "어린이의 뇌는 어른과 다르다" 로체스터대 의과대학 브라이애나 무어 박사는 최근 소아과학저널(Journal of Pediatrics) 기고에서 "어른과 달리, 아이들은 여전히 인지적·정서적·사회적 발달 과정에 있다"며 "그들은 가족과의 관계 속에서 자라며, 독립적인 결정을 내리는 데도 제약이 많다"고 강조했다. 그럼에도 현재 시장에 출시된 대부분의 AI 정신건강 앱은 성인을 기준으로 설계돼, 아동에게 적용하기엔 윤리적으로 논의가 부족하다는 지적이다. 어린이는 로봇도 '생명체'로 받아들인다 특히 어린아이들은 로봇에게도 도덕성과 감정이 있다고 믿는 경향이 있다는 연구 결과도 있다. 무어 박사는 "AI 챗봇에 과도하게 의존할 경우, 아이들은 사람과의 건강한 관계 형성보다 챗봇과의 상호작용에 몰입할 위험이 있다"고 경고했다. 이는 아이들의 사회성 발달에 해를 끼칠 수 있다. 게다가 실제 아동 심리 치료는 아이만 따로 떼어 치료하지 않는다. 치료사는 가족 관계, 친구와의 관계, 학교 생활 등 아이를 둘러싼 사회적 맥락을 파악하며 접근한다. 하지만 챗봇은 이런 '맥락적 정보'를 파악하거나 개입하는 데 한계가 있다. AI, 건강 불평등 심화 우려 AI 챗봇이 소외 계층 아동에게 치료 접근성을 넓혀줄 수 있다는 기대도 있다. 하지만 철학 및 생명윤리학자 조너선 헤링턴 박사는 "AI는 학습 데이터가 공정하고 대표성을 가져야 효과를 발휘한다"며 "그렇지 않으면 오히려 건강 불평등을 심화시킬 수 있다"고 지적했다. 가난, 인종, 지역, 가족 상황 등은 아이들이 겪는 정신건강 위험 요소에 영향을 미친다. 학대, 방임, 가족의 투옥, 폭력 목격, 약물 중독 등 트라우마를 겪은 아동은 더 강도 높은 치료가 필요하지만, 이런 경우 AI 챗봇은 충분한 대응을 하지 못할 수 있다. 해링턴 박사는 "경제적으로 어려운 아동일수록 대면 치료를 받기 힘들어 AI 챗봇에 의존할 수밖에 없다. 챗봇이 도움이 될 수는 있지만, 인간 치료사를 완전히 대체해선 안 된다"고 강조했다. 규제는 부재⋯"아이들에게 쓰기엔 너무 빠르다" 미국 식품의약국(FDA)이 현재까지 승인한 AI 정신건강 앱은 성인용 단 1종뿐이다. 대다수 챗봇은 규제 장치 없이 운영되고 있어 오용, 데이터 편향, 사용자 불균형 등의 위험이 존재한다. 무어 박사는 "AI를 배제하자는 게 아니다. 다만 아동 정신건강이라는 민감한 영역에 적용하려면 훨씬 더 세심하고 신중한 접근이 필요하다"고 말했다. 그는 헤링턴 박사, 그리고 AI 의료윤리를 연구하는 셰리페 테킨 박사와 함께 아동을 위한 AI 챗봇 설계에 있어 개발자와 전문가, 보호자, 아동 당사자 간의 협력이 필수라고 강조했다. 이들은 향후 챗봇 개발자들과 협력해 실제 어떤 기준과 철학으로 챗봇이 설계되고 있는지, 아동 관점이 충분히 반영되고 있는지 검토할 예정이다. 아동을 위한 AI 챗봇은 아직은 '보완재'이지 '대체재'는 아니다. 의료현장의 윤리적 고려 없이 기술만 앞서가는 시대, 우리 아이들의 마음 건강을 AI에 맡겨도 되는지 진지한 성찰이 필요한 시점이다.
- IT/바이오
2025-04-01 18:23:00
[우주의 속삭임(106)] 초기 우주에서 풍부한 산소 발견, 천문학계 '경악'

우주 탄생 후 불과 3억 년이라는 이른 시기에 형성된 것으로 추정되는 한 은하에서 기존 학설로는 설명하기 어려운 다량의 산소가 발견돼 천문학계가 놀라움을 금치 못하고 있다. 최근 관측된 JADES-GS-z14-0 은하는 수소와 헬륨보다 무거운 원소들이 초기 우주에는 극히 드물었을 것이라는 과학계의 통념을 뒤엎는 산소 풍부도를 나타냈다고 과학전문 매체 사시언스얼럿과 CNN 등이 20일(현지시간) 보도했다. 이는 초기 우주가 기존 예상보다 훨씬 빠르게 성숙했을 가능성을 시사하는 또 다른 강력한 증거로 제시되고 있다. 네덜란드 라이덴 천문대의 우주론 학자인 산더르 스하우스는 이번 발견에 대해 "마치 갓난아기들만 있을 것으로 예상되는 곳에서 청소년을 발견한 것과 같다"며 감격했다. 그는 "이번 결과는 해당 은하가 매우 빠르게 형성되었을 뿐만 아니라 빠르게 성숙하고 있다는 것을 보여주며, 은하 형성이 예상보다 훨씬 빠르게 진행된다는 증거가 점점 늘어나고 있음을 뒷받침한다"고 덧붙였다. JADES-GS-z14-0 은하의 존재 자체도 기존 우주론 모델에는 이미 상당한 문제였다. 은하가 탐지될 만큼 거대하고 밝아지기 위해서는 상당한 시간이 필요하다고 여겨졌기 때문이다. 134억 광년이 넘는 거리에서 관측될 수 있을 정도의 크기와 밝기는 기존 이론으로는 쉽게 설명하기 어려웠다. 수소와 헬륨보다 무거운 원소들의 형성에 시간이 걸린다는 점 또한 이번 발견의 중요성을 더한다. 빅뱅 직후 우주에는 수소와 헬륨만이 존재했으며, 밀도 차이로 인해 최초의 별들이 탄생했다. 별의 중심핵에서 수소 원자들이 융합하여 점차 무거운 원소들이 만들어지는 과정을 거쳐야 산소가 존재할 수 있게 된다. 특히, 이렇게 생성된 원소들이 우주 공간으로 퍼져나가기 위해서는 별이 수명을 다하고 초신성 폭발을 일으켜야 한다. 이는 비교적 짧은 시간 안에 일어날 수 있지만, 가장 무거운 별의 수명도 1천만 년 이하일 수 있다. 하지만 칠레 아타카마 대형 밀리미터/서브밀리미터 전파망원경(ALMA)을 이용한 관측 결과, JADES-GS-z14-0 은하에서 검출된 수소와 헬륨보다 무거운 원소의 양은 예측치의 10배나 되는 것으로 나타났다. 이는 원소 생성 속도 또한 기존 예상을 훨씬 뛰어넘는다는 것을 의미한다. 이탈리아 고등사범학교의 천체물리학자인 스테파노 카르니아니는 "예상치 못한 결과에 매우 놀랐으며, 이는 초기 은하 진화의 새로운 관점을 열어주었다"고 말했다. 그는 "갓 태어난 우주에서 이미 성숙한 은하의 증거는 은하가 언제 그리고 어떻게 형성되었는지에 대한 의문을 제기한다"고 강조했다. 우주가 팽창함에 따라 멀리 떨어진 은하에서 방출된 빛은 도플러 효과로 인해 붉은 파장으로 늘어난다. 제임스 웹 우주 망원경(JWST)은 이러한 적색편이된 천체를 탐지하는 데 최적화된 가장 강력한 적외선 우주 망원경이다. JWST 발사 이후 천문학자들은 빅뱅 후 첫 10억 년 동안 초기 우주에서 예상보다 훨씬 큰 은하들을 다수 발견했으며, 이는 초기 우주 진화에 대한 기존의 그림과는 매우 다른 새로운 관점을 제시하고 있다. JADES-GS-z14-0 은하에서의 산소 발견은 초기 우주에서 은하들이 기존 예상보다 훨씬 빠르게 성장하고 진화했다는 것을 점점 더 강력하게 시사하는 또 다른 중요한 단서가 될 것으로 보인다. 이제 과학자들은 이러한 빠른 성장이 우주론적 시간표를 어떻게 변화시키는지, 그리고 초기 우주에 대한 기존의 다른 가설들을 어떻게 재검토해야 할지에 대한 연구를 진행할 예정이다. 이번 연구 결과는 『천체물리학 저널(The Astrophysical Journal)』과 『천문학 및 천체물리학(Astronomy & Astrophysics)』 저널에 게재될 예정이며, 사전 공개 사이트인 arXiv를 통해 확인할 수 있다.
- 포커스온
2025-03-22 15:20:00
미국, 석탄재에서 84억달러 상당 희토류 금속 발견⋯수입 의존도 감소 기대

미국내 석탄 매립지에서 84억달러(약 12조 1296억원) 상당의 희토류가 매장되어 있다는 연구 결과가 발표돼 주목받고 있다. 텍사스대학교 오스틴 연구팀은 미국내 석탄재에 약 1100만톤(t)의 희토류 원소가 포함된 것으로 추정된다고 밝혔다. 해당 연구에 대해서는 과학 전문매체 사이테크데일이, 인터레스팅엔지니어링 등 다수 외신이 17일(현지시간) 보도했다. 희토류 원소는 원자번호 57에서 71까지 15개 원소에 스칸듐과 이트륨을 더한 17개 원소를 통틀어 이르는 것으로, 스마트폰부터 신재생 에너지 기술에 이르기까지 광범위하게 사용되는 핵심 소재다. 사이테크데일리에 따르면 현재 미국은 희토류 공급을 거의 전적으로 수입에 의존하고 있으며, 그 중 약 75%가 중국에서 공급된다. 이러한 의존도는 글로벌 공급망의 복잡성과 지정학적 긴장으로 인해 우려를 불러일으키고 있다. 이번 연구 결과는 이러한 상황에서 추가채굴을 하지 않고도 미국내에 막대한 양의 희토류가 존재한다는 사실을 새롭게 밝혀낸 것으로, 수입 의존도를 낮추고 핵심 광물 조달 전략에 변화를 가져올 것으로 전망된다. 쓰레기에서 보물로⋯석탄재의 재발견 석탄 연소후 발생하는 분말 형태의 부산물인 석탄재는 오랫동안 산업 폐기물로 여겨져 왔다. 그러나 과학자들은 최근 석탄재가 풍부하고 접근 가능한 희토류 공급원임을 확인했다. 희토류는 배터리, 태양광 패널, 고성능 자석 제조에 필수적인 원소다. 이번 연구의 공동 저자인 텍사스 오스틴 대학 경제지질국 브리짓 스캔런 연구 교수는 "이번 발견은 '쓰레기에서 보물로'라는 격언을 실제로 보여주는 사례"라며 "폐기물을 활용해 자원을 회수하고 동시에 환경 영향도 줄이는 순환 경제를 구축하고자 한다"고 말했다. 매장량의 8배⋯글로벌 공급망 영향 주목 연구팀은 미국 석탄재에 함유된 희토류가 약 1,100만 톤에 달하는 것으로 추정했다. 이는 현재까지 알려진 미국 내 희토류 매장량의 약 8배에 해당하는 규모다. 석탄재를 자원으로 평가한 최초의 전국적인 분석이라는 점에서, 이번 연구는 미국의 핵심 광물 공급망 강화에 새로운 가능성을 제시한다. 특히 석탄재 추출 방식은 기존 광업 방식과 달리 에너지 집약적인 정제 과정의 필요성을 줄여준다. 석탄 연소 과정에서 이미 광물과 모암이 분리되었기 때문이다. 공동저자인 와이오밍 대학의 데이빈 배그도나스 연구원은 "전국적으로 엄청난 양의 석탄재가 존재하며, 광물 추출의 초기 단계가 이미 완료된 상태"라고 설명했다. 연구팀은 1985년부터 2021년까지 생산된 석탄재의 약 70%, 약 1873만톤이 잠재적으로 회수가능한 것으로 추산했다. 지역별 함량 차이⋯경제성 분석 필요 연구 결과에 따르면 석탄재 내 희토류 함량은 지역별로 차이를 보인다. 애팔래치아 분지의 석탄재는 킬로그램당 평균 431밀리그램(으로 가장 높은 농도를 나타냈으나, 회수 가능성은 30%에 불과했다. 반면 파우더 리버 분지의 석탄재는 농도가 상대적으로 낮은 킬로그램당 264밀리그램이지만, 회수율은 70%로 높아 대규모 회수에 더 유리한 것으로 분석됐다. 스캔런 교수는 "이러한 지역별 차이는 경제적으로 가장 실현 가능한 매장지를 결정하는 데 중요한 요소"라며 "이러한 광범위한 분석은 이전에는 이루어진 적이 없으며, 향후 연구의 기반을 제공할 것"이라고 강조했다. 잠재력을 현실로⋯기술 개발 및 투자 필요 이번 발견은 매우 고무적이지만, 이를 현실적인 해결책으로 만들기 위해서는 과제가 남아있다. 엘리먼트 USA(Element USA)와 같은 기업들은 석탄재 및 광산 부산물에서 희토류를 추출하는 데 필요한 기술과 인력 개발에 힘쓰고 있다. Element USA의 최고 전략 책임자인 크리스 영은 "광산 부산물에서 희토류를 얻는다는 아이디어는 매우 합리적"이라면서도 "이러한 상식을 경제적인 해결책으로 전환하는 것이 과제"라고 말했다. 미국은 자국내 희토류 회수 분야에 대한 투자를 확대하면서 큰 기회를 맞이하고 있다. 이처럼 간과되었던 자원을 활용함으로써, 미국은 해외 공급원에 대한 의존도를 줄이고 폐기물을 전략적인 국가 자산으로 전환할 수 있을 것으로 기대된다. ◇ 참고 문헌: Robert C. Reedy, Bridget R. Scanlon, Davin A. Bagdonas, James C. Hower, Dennis James, J. Richard Kyle, Kristine Uhlman의 "미국의 석탄재 자원과 희토류 원소 생산 잠재력", 2024년 9월 17일, International Journal of Coal Science & Technology . DOI: 10.1007/s40789-024-00710-z
- 산업
2025-03-18 11:08:00
[우주의 속삭임(104)] 바너드 별 주위에서 미니 행성 4개 발견

지구에서 두 번째로 가까운 항성계인 바너드 별(Barnard's Star)의 주위를 도는 작은 행성이 하나가 아니라 네 개가 있다는 새로운 증거가 발견됐다. 오랫동안 태양계 너머의 행성에 대한 연구자들의 깊은 관심을 받아온 바너드 별은 지구에서 약 6광년 거리에 위치하며, 하늘에서 빠른 움직임으로 유명하다. 천문학자들은 바너드 별이 행성계를 형성하는 과정에 대한 중요한 단서를 제공할 행성을 거느리고 있을지에 대해 오랫동안 궁금해했다. 미국 시카고대학교 천문학자들의 관측 결과에 따르면 바너드 별 주위를 공전하는 4개의 작은 행성이 존재할 가능성이 제기됐다. 시카고대학 측에 따르면 각 행성은 지구 질량의 20~30%에 불과하며, 단 며칠 만에 별을 한 바퀴 공전하는 것으로 추정된다. 바너드 별은 태양계에서 네 번째로 가까운 항성으로, 센타우루스자리 알파(알파 센타우리) 삼중성계 다음으로 가깝다. 고유운동(proper motion)이 가장 큰 별로 유명해, 하늘에서 이동하는 속도가 빠르게 관측된다. 연간 약 10.3초각(arcseconds)씩 움직이며, 이는 다른 별들보다 훨씬 빠른 속도이다. 적색왜성(M4형)으로 겉보기 등급은 9.5에 해당돼 너무 희미해서 육안으로는 볼 수 없다. 이번 발견은 작고 희미한 행성을 탐지하는 기술의 정밀도가 크게 향상되었음을 시사하며, 많은 이들의 주목을 받고 있다. 미국 시카고 대학의 박사 과정 학생이자 이번 연구의 제1 저자인 리트빅 바산트(Ritvik Basant)는 "바너드 별은 우리Cosmic Neighbor이지만, 아직 알려진 것이 너무나 적다. 이번 발견은 이전 세대 관측 장비로는 상상할 수 없었던 정밀도를 가진 새로운 장비의 획기적인 발전을 알리는 신호탄이다"라고 강조했다. 바너드 별이 전설같은 존재가 된 이유는? 바너드 별은 1916년 시카고대학교 부설 여키스(Yerkes) 천문대의 천문학자 E. E. 바너드(E. E. Barnard)에 의해 처음 세상에 알려졌다. 바너드가 이 별의 빠른 고유 운동을 처음 발견해 그의 이름이 붙었다. 이후 과학자들은 꾸준히 바너드 별을 주시해 왔다. 행성이 존재한다는 주장이 반복적으로 제기되었지만 번번이 실망으로 끝났기에, 바너드 별은 행성 사냥꾼들 사이에서 '거대한 흰 고래(great white whale)'라는 별칭으로 불리기도 했다. 과거에는 낮은 감도의 장비로 인해 때때로 모순적인 신호가 발생했다. 이것이 바로 바너드 별이 행성 사냥꾼들 사이에서 전설과 같은 존재가 된 이유 중 하나다. 그들은 때때로 행성 존재의 증거를 포착했다고 생각했지만, 결국에는 결과가 불확실하다는 것을 깨달았다. 전문가들은 바너드 별이 태양 다음으로 가장 가까운 단일 별 시스템이라는 점에 주목했다. 반면, 가장 가까운 전체 항성계인 프록시마 센타우리(Proxima Centauri)는 중력에 묶인 세 개의 별로 이루어져 있다. 다중 별 시스템은 행성 형성 과정을 복잡하게 만들 수 있기 때문에, 단일 별 시스템인 바너드 별은 잠재적인 행성이 존재할 수 있는 다른 환경을 제공할 것으로 예상된다. MAROON-X를 이용한 행성 탐색 천문학자들은 밝은 별 옆에 붙어 있는 작은 행성을 직접 관측할 수 없다. 대신, 각 행성이 별에 미치는 미세한 중력의 영향을 추적한다. 하와이 제미니(Gemini) 천문대에 설치된 MAROON-X라는 특수 장비는 별빛 신호에서 발생하는 희미한 흔들림을 감지할 수 있다. 연구팀은 MAROON-X를 사용해 바너드 별 주위에서 3개의 행성을 발견했다. 네 번째 행성은 MAROON-X 관측 데이터와 칠레에 있는 ESPRESSO 장비의 이전 관측 데이터를 결합하는 과정에서 추가로 확인됐다. 바산트 연구원은 "우리는 밤 시간대를 달리하여, 또 날짜를 달리하여 관측했다. (제미니천문대가 있는) 칠레와 하와이, 저희 연구팀은 서로 협력하지 않았다. 이것은 데이터에 유령(그동안 바너드 별에서 확실한 행성이 발견되지 않아서 전설적인 존재처럼 여겨졌기 때문에 유령이라는 말을 사용함)이 존재하지 않는다는 것을 확신시켜 준다"고 말했다. 바너드 별 행성의 특징 과학자들은 이번에 발견된 행성들이 작은 암석 행성일 것으로 추정하지만, 정확한 구성 성분을 확인하는 것은 어려운 상황이다. 지구에서 바라보는 각도 때문에 행성들이 별 앞을 통과하는 현상이 관측되지 않아, 암석 또는 가스 행성 여부를 식별하는 일반적인 방법은 적용할 수 없다. 하지만 이 행성들의 궤도는 별과 너무 가까워 생명체가 살기에 적합한 환경은 아닐 가능성이 높다. 시카고 대학의 제이콥 빈(Jacob Bean) 교수는 "12월 말, 이 데이터를 정말 집중적으로 분석하면서 온통 그 생각뿐이었다. 마치 우주에 대해 다른 사람은 모르는 것을 우리만 갑자기 알게 된 기분이었다. 이 비밀을 어서 빨리 세상에 알리고 싶었다"고 당시의 흥분을 전했다. 빈 교수는 "우리가 하는 연구는 점진적인 경우가 많아서, 때로는 큰 그림을 보기 어려울 때도 있다. 하지만 우리는 인류가 영원히 알게 될 무언가를 발견했다. 그 발견의 희열은 정말 엄청나다"라며 이번 연구의 의의를 강조했다. "추가 탐사 통해 생명체 거주 가능 조건 밝히고 싶어" 바너드 별의 4개 행성은 시선 속도(radial velocity) 도구로 확인된 가장 작은 천체 중 하나다. 지금까지 발견된 대부분의 암석 외계 행성은 지구보다 큰 경향을 보이며, 그 패턴은 은하수 전체에서 일관되게 나타난다. 천문학자들은 더 작은 행성들이 어떻게 형성되는지에 대한 힌트를 얻기 위해, 더 작은 행성들이 다양한 구성 성분을 보이는지 확인하고자 한다. 우주에 풍부하게 존재하는 M형 왜성은 강력한 자기 활동으로 알려져 있으며, 이는 행성 발달에 영향을 미칠 수 있다. 이러한 과정을 이해하는 것은 어떤 별이 안정적인 표면을 가진 행성을 거느릴 가능성이 높은지 파악하는 데 중요한 단서를 제공할 수 있다. 일부 과학자들은 이러한 통찰력이 생명체 탐색을 위한 미래 연구 방향을 제시해 줄 것으로 기대하고 있지만, 바너드 별 행성들은 항성과의 거리가 너무 가까워 생명체가 살기에는 매우 뜨거운 환경일 것으로 예상된다. 연구진은 앞으로 더 온화한 영역에 있는 행성을 찾기 위해 기술을 계속 개선해 나갈 예정이다. 관측 장비의 발전은 새로운 놀라운 발견으로 이어질 가능성을 높여준다. 추가적인 탐사를 통해 작은 행성이 차가운 별 주위에서 더 흔하게 형성되는지, 또는 생명체 거주 가능 조건이 예상치 못한 방식으로 달라지는지 등을 밝혀낼 수 있을 것이다. 망원경 성능이 향상될수록 놀라운 발견을 할 가능성은 점점 더 커지고 있다. 본 연구는 제미니 천문대/국립과학재단(NOIRLab), 하이델베르크대학, 암스테르담대학의 과학자들이 참여했으며, 연구 결과는 지난 3월 11일 '행성 저널 레터스(The Astrophysical Journal Letters)'에 게재됐다.
- 포커스온
2025-03-13 10:48:00
[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.
- 포커스온
2025-02-18 11:05:00
[국제 경제 흐름 읽기] 트럼프, 부가가치세 정조준⋯미·유럽 무역전쟁 다시 불붙나

도널드 트럼프 미국 대통령이 부가가치세(VAT)를 불공정한 무역 관행으로 지목하면서 미국과 유럽 간 새로운 무역전쟁이 본격화될 가능성이 커졌다고 월스트리트저널(WSJ)이 16일(현지시간) 보도했다. 트럼프는 지난 13일 연방 정부 기관에 상호 관세(reciprocal tariffs) 도입 방안을 연구하라고 지시하며, 유럽의 부가가치세가 "불공정한 세금"이라고 주장했다. 그는 백악관 오벌 오피스에서 "부가가치세는 관세보다 더 가혹하다"며 불만을 표출했다. 트럼프 행정부가 VAT를 무역 장벽으로 간주할 경우, 미국과 유럽연합(EU) 간의 관세 분쟁이 다시 격화될 것으로 보인다. 부가가치세와 미국 판매세, 무엇이 다른가 부가가치세는 유럽과 세계 여러 나라에서 시행하는 소비세로, 미국의 판매세(sales tax)와 유사하지만 구조적으로 차이가 크다. 미국의 판매세는 소비자가 최종 구매할 때 한 번만 부과되지만, 부가가치세는 생산과 유통 단계마다 누적적으로 부과된다. 예를 들어 독일에서 소비자가 100유로짜리 자전거를 구매하면, 여기에 부가가치세가 포함된다. 하지만 이 과정에서 제조업체는 원자재 구입 시 이미 낸 부가가치세를 공제받는다. 즉, 제품이 만들어질 때마다 추가된 가치에 대해서만 세금이 부과되는 방식이다. 유럽 각국의 VAT 세율은 다르다. 세금재단(Tax Foundation)에 따르면, 스위스는 8.1%, 헝가리는 27%로 국가별 차이가 크다. 독일은 19%의 부가가치세를 적용하며, 이는 미국산 자동차를 독일에서 판매할 때도 동일하게 적용된다. "미국 기업 피해" vs "세제 원칙 차이"…트럼프의 문제 제기 부가가치세는 제품의 원산지와 관계없이 부과되지만, 관세는 수입품에만 적용된다. 트럼프 행정부는 미국 기업이 유럽에서 제품을 판매할 때 VAT를 부담하는 반면, 유럽 기업이 미국에서 제품을 판매할 때는 본국에서 VAT 환급을 받아 세 부담이 낮아진다고 지적하고 있다. 유럽의 평균 VAT는 20%로, 미국의 평균 판매세(6.6%)보다 훨씬 높다. 이 차이가 미국 수출업체에 불리하게 작용한다는 주장이 제기돼 왔다. 미국 국제경제연구소(Peterson Institute for International Economics)의 게리 클라이드 허프바우어(Gary Clyde Hufbauer) 선임연구원은 "이 문제는 오랫동안 미국 측의 큰 불만 사항이었다"며, 부가가치세가 미국 수출업체의 가격 경쟁력을 저하시킬 수 있다고 분석했다. 자동차 산업 타격 주장…보복 관세 도입 가능성 트럼프 행정부는 부가가치세를 사실상 관세로 간주하며, 이에 대응하기 위한 방안을 검토 중이다. 백악관 부비서실장 스티븐 밀러(Stephen Miller)는 최근 폭스뉴스와의 인터뷰에서 "부가가치세는 미국 자동차 산업이 수십 년간 타격을 입고 일자리를 잃은 주요 원인 중 하나"라고 주장했다. 그는 "이는 미국에 대한 매우 불공정한 조치이며, 대통령은 상호주의 정책을 추진할 것임을 분명히 하고 있다"고 강조했다. 트럼프 행정부가 보복 관세를 도입할 경우, 유럽연합(EU)도 맞대응에 나설 가능성이 크다. 자동차와 산업재를 중심으로 무역 보복 조치가 이어질 경우, 미·유럽 간 무역 갈등이 한층 심화될 전망이다. "실제 불공정 아냐"…반박하는 전문가들 하지만 조세 전문가들은 트럼프 행정부의 주장이 설득력이 부족하다고 지적한다. 세금재단의 글로벌 프로젝트 부대표 숀 브레이(Sean Bray)는 "유럽 국가들이 수출업체에 VAT를 환급해주는 것과 마찬가지로, 미국도 수출업체에 판매세를 면제해 주고 있다"고 설명했다. 브레이는 "같은 시장에서 경쟁하는 제품들은 결국 동일한 세율이 적용되는 구조이므로, 미국 기업들이 실제로 불이익을 받는다고 보기 어렵다"고 주장했다. 트럼프가 VAT 문제를 무역전쟁의 새로운 전선으로 삼을 경우, 미·유럽 관계는 더욱 경색될 가능성이 높다. 유럽연합이 반발하며 보복 조치를 시행하면 미국 수출업체의 부담이 더 커질 수 있다. 글로벌 무역 환경이 다시 긴장 국면으로 접어들고 있다.
- 포커스온
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2025-02-17 06:27:00
트럼프 "20일 관세 등 외국세입 징수 대외세입청 신설"

도널드 트럼프 미국 대통령 당선인이 오는 20일 취임일에 외국 기업으로부터 관세를 징수할 '대외세입청(External Revenue Service·ERS)'을 신설한다고 밝혔다. 로이터통신 등 외신들에 따르면 트럼프 당선인은 14일(현지시간) 자신이 만든 사회관계망서비스(SNS) '트루스 소셜'을 통해 "미국 경제는 온건하고 애처로울 정도로 약한 무역협정을 통해 전 세계에 성장과 번영을 가져다줬지만 우리 자신에겐 세금을 부과했다"며 이같이 말했다. 그는 "이제 바꿀 시점"이라며 "난 외국에서 들어오는 관세, 세금과 모든 수입을 거둘 대외세입청을 신설할 것"이라고 밝혔다. 그러면서 "우리와의 무역으로 돈을 버는 이들에게 세금을 부과하기 시작하고, 그들은 마침내 그들의 공정한 몫을 지불하기 시작할 것"이라고 덧붙였다. 현재 관세는 국토안보부 산하 기관인 세관국경보호국(CBP)이 징수하고 있다. 국세청(IRS)이 납세자의 세금을 걷는 것처럼 관세를 징수할 별도 기관을 신설하겠다는 게 트럼프 당선인의 취지다. 대외세입청은 재무부 산하에 신설될 가능성이 예상된다. 트럼프 1기에서 백악관 수석전략가를 지낸 스티븐 배넌은 이날 미 정치전문매체 폴리티코 행사에 참여해 관세를 징수할 새로운 기관은 재무부 산하에 있어야 한다고 밝혔다. 이에 앞서 트럼프 당선인은 미국의 무역적자 해소를 위해 관세를 인상하겠다고 밝혔다. 전 세계 모든 수입품에 대한 보편관세 10~20%, 대(對) 중국 관세 60% 부과 방침을 예고했다. 미국의 평균 관세율이 현재 3%라는 점을 감안하면 대폭적인 인상조치다. 지난해 11월 말에는 멕시코와 캐나다에 불법이민과 마약 문제를 해결하지 않을 경우 25%의 관세를 부과하겠다고 엄포를 놓기도 했다. 관세를 무역적자 해소 외에 다른 정책 목적 달성 수단으로까지 활용하려 하고 있다는 비판이 나온다. 한편 트럼프 대통령 정권인수팀은 대외세입팀 신설에 대해 어떤 입장도 나타내지 않았다.
- 포커스온
2025-01-15 06:23:00
[우주의 속삭임(91)] 아마추어 천문학자, 목성 얼음층의 숨겨진 비밀 포착

아마추어와 프로 천문학자들이 협력해 연구한 결과, 목성의 구름이 지금까지 정설처럼 인식됐던 ‘암모니아 얼음으로 인해 형성’된 것이 아니라 안개성 스모그와 혼합된 황화수소암모늄으로 구성됐을 가능성이 높은 것으로 나타났다. 이는 옥스퍼드 대학교를 비롯한 연구진에 의해 수행됐으며, 지구물리학 연구 저널(Journal of Geophysical Research: Planets)에 게재됐다. 보고서의 요약 글은 옥스퍼드 대학교 홈페이지에 실렸다. 새로운 발견은 미국 콜로라도의 아마추어 천문학자 스티븐 힐 박사에 의해 시작됐다. 그는 우주 관측용 일반 망원경 및 특수 색상 필터를 사용해 목성 대기의 풍부한 암모니아와 구름 꼭대기 압력을 매핑(지도화)하는 데 성공했다. 힐 박사의 성과는 아마추어 천문학자가 목성 대기의 암모니아 풍부함을 지도화할 수 있음을 보여주었을 뿐만 아니라, 구름이 목성의 따뜻한 대기 속에 너무 깊이 자리 잡고 있어 암모니아 얼음이라고 볼 수 없다는 것을 보여주었다. 연구에서 옥스포드 대학 물리학과의 패트릭 어윈 교수는 칠레에 있는 유럽 남방 천문대 초대형 망원경(VLT)의 다중 유닛 분광 탐사기(MUSE)로 힐 박사의 분석 방법을 적용해 목성을 관찰했다. MUSE는 분광학을 이용해 목성의 가스가 다양한 파장의 가시광선에서 뚜렷한 지문을 만들어 가스 행성인 목성 대기의 암모니아와 구름 높이를 지도화했다. 어윈 교수 팀은 컴퓨터 모델에서 빛이 가스 및 구름과 어떻게 상호 작용하는지 시뮬레이션함으로써 목성의 주요 구름이 이전에 생각했던 것보다 훨씬 더 깊고 압력과 온도가 더 높은 영역에 있어야 한다는 것을 발견했다. 사실 암모니아가 응축되기에는 너무 따뜻했다. 구름은 암모니아 대신 황화수소암모늄으로 만들어져야 했다. MUSE 관찰에 대한 이전 분석에서도 비슷한 결과가 나왔다. 그러나 이런 분석은 전 세계적으로 소수의 그룹에서만 수행할 수 있는 정교하고 매우 복잡한 방법이기 때문에 그 결과를 입증하기 어려웠다. 새로운 연구에서 어윈 교수 팀은 인접한 좁은 색상 필터의 밝기를 비교하는 힐 박사의 방법론이 동일한 결과를 도출한다는 사실을 발견했다. 그리고 이 새로운 방법은 훨씬 빠르고 간단하기 때문에 검증하기가 매우 쉽다. 따라서 연구팀은 목성의 구름은 실제로 700mb로 예상되는 암모니아 구름보다 더 깊은 압력을 갖고 있으며, 따라서 순수한 암모니아 얼음으로 구성될 수 없다는 결론을 내렸다. 어윈 교수는 "일반 천체 망원경과 특수 필터를 사용하는 아마추어 학자가 목성 대기에 대한 새로운 창을 열고, 목성의 오랫동안 신비로웠던 구름의 본질 및 대기가 어떻게 순환하는지를 이해하는 데 기여할 수 있음을 보여주었다"라고 말했다. 이는 시민 과학자들이 목성 대기의 특징, 목성의 띠, 작은 폭풍, 대적반과 같은 큰 소용돌이를 포함해 암모니아와 구름 압력 변화를 추적할 수 있음을 의미한다. 그렇다면 목성 구름이 암모니아가 응축돼 만들어지지 않은 이유는 무엇일까. 연구팀은 광화학(햇빛에 의해 유도되는 화학 반응)이 목성 대기에서 매우 활발하며, 습하고 암모니아가 풍부한 공기가 위로 올라가면서 암모니아가 파괴되거나, 암모니아 얼음이 형성되기도 전에 빠르게 광화학 생성물과 혼합됐기 때문이라고 추정했다. 따라서 목성의 주요 구름은 실제로 황화수소암모늄과 광화학, 스모그 생성물이 섞인 것으로, 이는 목성 이미지에서 볼 수 있는 붉은색과 갈색 색상을 생성한다는 것이다. 연구팀은 또 토성에 대한 VLT/MUSE 관측에도 이 방법을 적용했다. 그 결과 만들어진 암모니아 지도에서도 제임스웹 우주 망원경 관측에서 나온 것을 포함해 여러 연구와 유사하게 일치한다는 것을 발견했다. 이는 토성 대기에서도 유사한 광화학적 과정이 발생하고 있음을 시사한다.
- IT/바이오
2025-01-09 15:16:00
[먹을까? 말까?(86)] 아침 커피가 심혈관에 좋다⋯하루 종일 마시면 효과↓

아침에 커피를 마시는 것이 하루 종일 마시는 것보다 심혈관 질환 예방에 더 효과적이라는 연구 결과가 나왔다. 유럽심장저널(European Heart Journal)에 게재된 연구에 따르면, 아침에 커피를 마시는 사람들은 하루 종일 커피를 마시는 사람들보다 심혈관 질환으로 인한 사망 위험이 31% 낮았다. 또한 모든 원인으로 인한 사망 위험도 16% 감소한 것으로 나타났다. 해당 연구에 대해서는 영국 일간지 데일리 메일과 전문지 메디컬 익스프레스가 7일(현지시간) 전했다. 이 연구는 미국 국립보건영양조사(NHANES)에 참여한 1999년부터 2018년까지의 4만725명의 데이터를 기반으로 진행됐다. 연구진은 참가자들의 커피 섭취량과 섭취 시간대를 분석했다. 연구에 따르면 에스프레소나, 아메리카노, 플랫화이트를 언제 마시는지가 얼마나 마시는지보다 건강에 더 중요한 것으로 나타났다. 아침에 커피를 주로 마시는 사람들은 전체의 36%였으며, 하루 종일 커피를 마시는 사람은 16%에 불과했다. 나머지 48%는 커피를 마시지 않았다. 정오(낮 12시) 전에 1~2잔의 커피를 마시면 하루 종일 커피를 마시는 사람들에 비해 심장병과 순환기 질환 위험이 31% 낮아졌다. 연구를 이끈 미국 뉴올리언스 툴레인대학교 루 치(Lu Qi) 박사는 "커피 섭취량뿐 아니라 마시는 시간대도 건강에 중요한 영향을 미칠 수 있다"며 "특히 오후나 저녁에 마시는 커피는 생체리듬을 방해하고 심혈관 질환 위험을 높일 수 있다"고 설명했다. [미니해설] 아침 커피, 심혈관 질환 위험 31% 낮춰⋯일관된 연구 결과 나와 커피가 건강에 미치는 긍정적 영향은 여러 연구를 통해 입증되어 왔으나, 최근 연구에서는 커피를 마시는 시간대가 건강에 중요한 변수로 작용할 수 있다는 새로운 관점이 제시됐다. 루 치 교수 연구팀이 발표한 이번 연구에 따르면, 아침에 커피를 마시는 것이 하루 종일 커피를 마시는 것보다 심혈관 질환 예방에 더욱 효과적인 것으로 나타났다. 연구 결과, 아침에 커피를 마시는 사람들은 모든 원인으로 인한 사망 위험이 16%, 심혈관 질환으로 인한 사망 위험이 31% 감소했다. 연구는 1999년부터 2018년까지 진행된 미국 국립보건영양조사(NHANES) 데이터를 기반으로 하며, 40,725명의 성인들이 참여했다. 참가자들은 하루 동안 섭취한 음식과 음료, 커피 섭취량 및 시간대에 대한 질문을 받았다. 일부 참가자들은 일주일 동안 식단을 기록하는 추가 조사에도 참여했다. 분석 결과, 조사 대상자의 36%는 주로 아침에 커피를 마셨으며, 16%는 하루 종일 커피를 섭취했다. 나머지 48%는 커피를 마시지 않았다. 아침에 커피를 마신 사람들은 하루 중 커피를 지속적으로 마시는 사람들보다 건강상의 이점을 더욱 많이 얻은 것으로 나타났다. 특히, 오전에 2~3잔의 커피를 마시는 중간 섭취군과 3잔 이상의 커피를 마시는 다량 섭취군 모두에서 비슷한 결과가 도출됐다. 반면 하루 종일 커피를 마시는 사람들은 커피를 마시지 않는 사람들과 비교했을 때 사망 위험 감소 효과가 없는 것으로 확인됐다. 루 치 교수는 "이번 연구는 커피 섭취 시간과 건강 결과의 상관관계를 밝힌 최초의 연구"라며 "커피 섭취량만큼이나 섭취 시간도 건강에 영향을 미친다는 점을 고려해야 한다"고 강조했다. 이 연구에 참여하지 않은 런던 로열 브롬턴 병원의 토마스 뤼셔 교수는 "아침 시간에 커피를 섭취하는 것은 생체리듬과 조화를 이루며 건강에 긍정적인 영향을 미친다"고 평가했다. 그는 "커피는 멜라토닌 생성을 억제하는데, 저녁이나 밤에 커피를 섭취하면 수면 장애를 유발할 수 있다"며 "아침에 커피를 마시는 것이 건강 유지에 유리하다"고 덧붙였다. 아울러 연구진은 오후나 저녁에 커피를 마시면 멜라토닌 수치를 떨어뜨리고 생체리듬을 깨뜨리는 등 부정적인 영향을 줄 수 있다고 지적했다. 생체리듬의 혼란은 염증 및 혈압 상승과 같은 심혈관 위험 요인으로 이어질 수 있다. 연구진은 이와 같은 결과를 바탕으로, 커피 섭취에 대한 새로운 건강 지침을 마련하는 데 기여할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 다만, 연구진은 "이 연구는 관찰 연구이며, 다른 인구 집단에서 유사한 결과가 나오는지 추가 검증이 필요하다"고 덧붙였다.
- 생활경제
2025-01-08 14:16:00
[기후의 역습(110)] 케냐 커피 농가의 이중고, 낮은 임금과 기후 변화

기후변화로 케냐 커피 농부들이 생계를 위협받고 있다. 케냐 중부 코모타이의 울창한 화산 고원의 농부 사이먼 마차리아는 작은 농장에서 커피를 재배한다. 마차리아는 2.5헥타르의 농장을 운영하고 있다. 이곳에서는 커피를 '블랙 골드(검은 금)'라고 부른다. 케냐의 커피 농가가 낮은 임금과 기후 변화로 이중고를 겪고 있다고 BBC가 현지 탐방을 통해 전했다. 마차리아는 다른 커피 농부들과 함께 밝은 빨간색 커피 체리 자루를 지역 가공 공장으로 가져와 무게를 재고 가공 처리한다. 기계가 붉은 껍질을 제거하고, 안에 있는 연한 원두를 씻어 콘크리트 통로를 따라 통과시킨 다음, 계곡을 가로지르는 건조대에 보낸다. 여기서 원두를 등급별로 분류하는데, 가장 높은 등급은 유럽의 커피숍에 판매된다. 마차리아는 고품질, 풍부한 바디, 깊은 향과 과일 맛으로 전 세계적으로 높이 평가되고 있는 케냐 AA 커피 원두를 재배한다. 원두는 1890년대 후반 영국 식민지 개척자들이 도입한 이래 이 울창한 고원의 일부가 되었다. 현재 이 지역은 독특한 최고 등급의 커피로 유명하다. 커피콩을 재배하는 것은 수확, 가지치기, 잡초 제거, 살포, 비료 주기, 제품 운반을 수반하는 노동 집약적 사업이다. 커피는 특히 꽃이 피기 시작할 때 풀타임 집중해야 한다. 그 순간부터 수확할 날까지 6개월 동안은 농장에서 전업으로 일해야 한다. 커피나무는 열매를 맺는 데 4년이 걸리기 때문에 현금이 부족한 농부들에게는 큰 투자다. 유럽 카페에서 커피 한 잔의 가격은 일반적으로 4달러인데, 이는 케냐 커피 노동자의 하루 수입이 최대 2.3달러에 불과한 것과 비교하면 엄청난 차이가 난다. 즉 케냐 커피 농부는 가난하다. 이들은 살아남기 위해 밤낮으로 고생해야 한다. 일례로 네 명의 자녀를 부양해야 하는 농부 에디타 므왕기는 주 6일 일하고 하루에 약 1.4달러를 번다고 BBC에 말했다. 그녀는 일하는 농장에 가기 위해 5km를 걸어야 한다. 케냐 커피 농부들은 케냐와 세계 최대 커피 시장인 유럽 간의 무역 시스템이 수년간 자신들에게 불리하게 작용했다고 주장한다. 기후 변화, 커피 재배 농가 생계 위협 그러나 이제 케냐의 커피 농부들의 생계를 위협하는 새로운 위험이 다가왔다. 바로 기후 변화다. 커피나무는 온도와 기상 조건의 작은 차이에도 매우 민감하다. 또 재배를 위해서는 적절한 기온과 습하고 충분한 강우량 등 특정한 기후 조건이 필요하다. 8000명의 커피 농부를 대표하는 코모타이 커피협회의 존 무리기 회장은 "기후 변화야말로 우리 커피 농부들에게 큰 도전이다"라고 말했다. 불규칙한 기온과 강우량이 섬세한 커피나무에 파괴적인 영향을 미치고 있다는 것. 무라기 회장은 "지난 몇 년 동안 커피 생산이 감소했다"고 우려했다. 그는 기후 변화로 인해 커피나무에 질병이 더 많이 퍼지고 있다고 말했다. 커피 잎을 먹는 벌레, 작물의 80% 이상을 쓸어버릴 수 있는 파괴적인 곰팡이 감염인 커피 베리 질병이 크게 증가했다고 한다. 증가하는 커피나무 전염병에 대처하기 위해 농부들은 장기적으로 토양의 질을 손상시키고, 건강에 위험을 초래할 수 있는 제초제와 살충제를 사용하고 있다. 커피 한 잔을 생산하는 데는 식물을 재배하는 데 필요한 물을 포함해 최대 140리터의 물이 필요하다. 그러나 더 높은 기온과 변화하는 강우 패턴은 커피 농부들에게 물 공급이 감소한다는 것을 의미한다. 가뭄과 폭우 등 불규칙한 날씨로 인해 강 수위도 많이 낮아졌다. 반면 비가 오지 않을 때 농부들은 강물을 더 많이 사용해야 한다. 강우량 부족으로 인해 강물에 대한 의존도가 높아지면서, 이미 제한된 물 공급은 더욱 부담스러워지고 있다. 무리기 회장은 커피 농부들의 물 사용량이 증가했다는 것은 인정했지만, 그것이 강이 마르는 이유는 아니라고 부인했다. 그러나 이 지역에는 23개의 커피 협회가 있고, 커피 재배 과정에서 상당한 양의 물이 사용되고 있음은 분명하다. 이 같은 사정은 코모타이만의 이야기는 아니다. 지구 온난화와 함께 가뭄이 증가함에 따라 전 세계 모든 지역에서 좋은 커피를 재배하기는 더욱 어려워질 전망이다. 커피는 '커피 벨트'에서만 재배할 수 있다. 커피 벨트는 전 세계 열대 지방의 고도 1000~2000m 사이에 위치한 지역을 말한다. 최근 몇 년 동안 기후 변화로 인해 전 세계 커피 공급이 감소했다. 브라질이나 베트남과 같은 주요 커피 생산국에서 가뭄과 작물 재배 실패로 인해 커피 가격이 상승했다. 공정무역라벨을 발행하는 단체인 국제공정무역기구(Fairtrade International)의 조사에 따르면 케냐 커피 농부의 93%가 이미 기후 변화의 영향을 겪고 있는 것으로 나타났다. 케냐의 커피 산업은 약 15만 명에게 일자리를 제공하는 주요 고용원이다. 커피 농부들은 커피나무에 그늘을 더 제공하기 위해 키 큰 나무를 심는 등 기후 적응 기술을 실험하고 있지만, 커피 농부들은 이 산업의 미래에 대해 비관적이다. 어떤 커피 농부도 자녀가 이곳에서 커피를 재배하기를 원하지 않을 것 같다는 우려가 팽배하다.
- ESGC
2025-01-07 14:03:00
[먹을까? 말까?(85)] 담배 한 개비, 수명 얼마나 단축될까?

담배 한 개비가 흡연자의 생명을 얼마나 단축시키는지에 대한 새로운 분석이 발표됐다. 영국 런던대학교(University College London) 연구팀은 남성의 경우 담배 한 개비당 수명이 17분, 여성은 22분 단축된다고 추정했다. 이는 기존의 한 개비당 11분 단축된다는 추정치를 뛰어넘는 수치다. 해당 연구에 대해서는 30일(현지시간) 영국 일간지 가디언, 데일리메일 등이 다루었다. 이번 결과는 인구의 건강 상태를 추적하는 최신 연구 데이터를 바탕으로 도출됐다. 연구진은 흡연으로 인한 피해가 누적되며, 금연을 빨리 시작할수록 기대 수명이 길어진다고 밝혔다. 영국 보건사회복지부(Department for Health and Social Care)가 의뢰한 이번 분석에 따르면, 하루 10개비를 피우는 흡연자가 1월 1일에 금연을 시작할 경우 1월 8일까지 하루치의 생명을 보존할 수 있는 것으로 나타났다. 2월 20일에는 일주일, 8월 5일까지 금연을 유지하면 한 달 이상의 생명을 연장할 수 있다는 분석이다. 연구진은 "흡연자는 일반적으로 전체 기대 수명뿐만 아니라 건강하게 생활할 수 있는 기간도 단축된다"며 "흡연은 말년에 겪는 만성 질환이나 장애가 아니라 비교적 건강한 중년기를 먼저 잠식하는 경향이 있다"고 설명했다. 이에 따라 "60세 흡연자의 건강 상태는 70세 비흡연자와 비슷하다"고 덧붙였다. 이번 연구 결과는 '저널 오브 애딕션(Journal of Addiction)'에 게재될 예정이다. 연구를 주도한 사라 잭슨 박사(UCL 알코올 및 담배 연구그룹 수석연구원)는 "흡연이 얼마나 해로운지, 그리고 금연이 건강과 기대 수명에 얼마나 긍정적인 영향을 미치는지 알리는 것이 중요하다"고 말했다. 이어 "금연은 나이에 상관없이 건강을 개선하며, 그 효과는 즉각적으로 나타난다"며 "건강을 위한 긍정적인 변화는 늦지 않으며, 흡연자가 금연을 지속할 수 있도록 돕는 다양한 치료법과 제품이 있다"고 강조했다. 영국 보건 당국은 금연을 원하는 흡연자들이 NHS 금연 앱(NHS Quit Smoking app)과 온라인 개인 금연 계획(Personal Quit Plan)에서 조언과 지원을 받을 수 있다고 밝혔다. 공중보건부 장관인 앤드루 그윈(Andrew Gwynne)은 "흡연은 비용이 많이 들고 치명적인 습관이며, 이번 연구는 금연의 중요성을 다시 한 번 강조하는 계기"라며 "새해는 흡연자들이 새로운 결심을 하고 금연을 시작하기에 좋은 기회"라고 말했다. 왕립의학협회(Royal College of Physicians) 담배 특별 자문인 산제이 아그라왈 교수는 "흡연으로 잃는 수명은 결국 귀중한 생명의 일부이며, 그 누적 효과는 개인뿐만 아니라 의료 시스템에도 심각한 부담을 초래한다"며 "이번 연구는 흡연이 예방 가능한 사망과 질병의 주요 원인이라는 점을 다시금 상기시키는 중요한 결과"라고 평가했다.
- 생활경제
2024-12-30 15:36:00
[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.
- 경제
2024-12-30 10:48:00
[퓨처 Eyes(63)] 손가락 끝 재생, 비밀은 바로 '기계적 부하'?

인류는 오랫동안 상상 속에서 잃어버린 팔다리를 재생하는 능력을 꿈꿔왔다. 신화 속 영웅이나 SF 영화의 주인공처럼 말이다. 이러한 꿈이 현실에서 이루어질 가능성이 점점 커지고 있다. 텍사스 A&M 대학교의 켄 무네오카 박사 연구팀은 최근 '저널 오브 본 앤 미네랄 리서치(Journal of Bone and Mineral Research)'와 '디벨롭멘탈 바이올로지(Developmental Biology)' 저널에 발표한 논문에서 신체 재생의 핵심 메커니즘을 밝혀냈다. 놀랍게도 그 핵심은 신경이 아닌 '기계적 부하', 즉 신체에 가해지는 물리적 힘이었다. 기계적 부하란 뼈에 가해지는 물리적인 힘으로, 압력, 장력, 전단력 등 다양한 형태로 작용한다. 걷거나 뛰는 등의 일상적인 활동은 물론, 운동이나 재활 치료를 통해서도 뼈에 기계적 부하가 가해진다. 기존의 재생 의학 연구는 주로 신경이나 성장 인자에 초점을 맞추었지만, 이번 연구는 기계적 부하의 중요성을 강조하며 새로운 치료법 개발에 대한 가능성을 제시한다. 무네오카 박사는 "부하가 없으면 아무 일도 일어나지 않지만, 부하가 다시 가해지면 짧은 지연 후 재생이 시작된다"고 설명했다. 이는 신경이 재생에 필수적인 요소가 아님을 명확히 보여준다. 포유류 재생의 미스터리⋯손가락 끝에 숨겨진 재생 능력 포유류의 뼈 재생은 복잡하고 제한적인 과정이다. 골절이 발생하면 골막에서 가골이 형성되어 손상 부위를 연결하지만, 큰 골절이나 복잡한 손상은 완전히 치유되지 않는 경우가 많다. 골 견인 신생술과 같은 수술적 기술은 뼈의 성장을 촉진하지만, 완전한 재생과는 거리가 멀다. 그러나 예외적인 사례가 있다. 바로 손가락 끝 재생이다. 인간과 쥐는 손가락 끝이 절단되면 놀라운 재생 능력을 보여준다. 절단된 뼈는 물론, 주변 조직까지 원래 상태로 복구되는 것이다. 이 독특한 현상은 오랫동안 과학자들의 호기심을 자극해 왔다. 무네오카 박사 연구팀은 손가락 끝 재생 과정을 면밀히 분석했다. 절단 후 초기에는 염증 반응과 함께 파골세포가 활성화되어 절단된 뼈의 추가적인 손실이 일어난다. 이후 배아형성체(blastema)라는 미분화 세포 덩어리가 형성되고, 여기서 다양한 세포들이 증식하며 새로운 뼈를 만들어낸다. 기계적 부하가 뼈 재생에 미치는 영향 흥미로운 점은 이 과정에서 기계적 부하가 결정적인 역할을 한다는 것이다. 물리적 힘이 부족하면 뼈 형성이 저하되는 현상이 관찰되었다. 무네오카 박사팀은 기계적 부하의 역할을 명확히 규명하기 위해 '후지 부하 모델'을 사용했다. '저널 오브 본 앤 미네랄 리서치'에 게재된 연구에서, 실험 동물의 뒷다리를 특수 장치를 이용하여 들어올려 무중력 상태와 유사한 환경을 조성하여 기계적 부하를 제거한 것이다. 그 결과, 재생 과정이 완전히 멈추는 것을 확인했다. 반대로, 기계적 부하를 다시 가하자 재생이 다시 시작됐다. 텍사스 A&M 대학교의 수의생리학 및 약리학과 책임자인 래리 수바 박사도 이 연구 결과를 높이 평가하며, "기존의 재생 연구에서 기계적 부하를 고려하지 않았다는 점에서 큰 전환점이 될 것"이라고 말했다. 그는 "기계적 부하는 성장 인자만큼이나 중요하다. 이는 앞으로 과학자들이 문제를 해결하는 방식에 근본적인 변화를 가져올 것"이라고 덧붙였다. 신경보다 중요한 기계적 부하 이 실험은 기존 과학계의 통념을 뒤엎는 결과였다. 지금까지 신경이 재생에 필수적인 요소로 여겨졌지만, '디벨롭멘탈 바이올로지'에 발표된 후속 연구에서 무네오카 박사팀은 기계적 부하가 더 중요한 역할을 한다는 사실을 밝혀냈다. 심지어 신경이 제거된 손가락 끝도 기계적 부하가 가해지면 재생이 가능했다. 무네오카 박사는 "신경은 재생의 필수 요소가 아니라, 여러 요소 중 하나일 뿐"이라고 강조했다. 재생 의학의 새로운 지평⋯분자 칵테일, 희망을 불어넣다 무네오카 박사팀의 발견은 인간 사지 재생이라는 오랜 꿈을 현실로 만들 가능성을 제시한다. 연구팀은 기계적 부하를 모방하는 '분자 칵테일' 개발을 통해 물리적 힘 없이도 재생을 유도할 수 있을 것으로 전망한다. 이 분자 칵테일은 세포 성장과 분화를 조절하는 다양한 성장 인자와 신호 물질로 구성될 것으로 예상된다. 예를 들어, 뼈 형성을 촉진하는 BMP(뼈 형성 단백질), 혈관 생성을 촉진하는 VEGF(혈관 내피 성장 인자) 등이 포함될 수 있다. 물론 인간의 완전한 사지 재생까지는 아직 넘어야 할 산이 많다. 현재까지는 동물 실험 단계이며, 인간에게 적용하기 위해서는 추가적인 연구가 필요하다. 하지만 무네오카 박사팀의 연구는 중요한 돌파구를 마련했으며, 재생 의학 연구에 새로운 방향을 제시했다. 과학자들의 끊임없는 도전과 혁신이 계속된다면, 언젠가 인류는 사지 재생의 꿈을 이루고 질병과 사고로 고통받는 사람들에게 새로운 희망을 선사할 수 있을 것이다.
- 포커스온
2024-12-19 10:08:00
[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.
- 포커스온
2024-12-11 11:35:00
트럼프·머스크와 각 세웠던 빅테크 거물들, 권력 앞에 '백기투항'

도널드 트럼프 미국 대통령 당선인의 재집권과 함께 실리콘밸리 거물들이 일론 머스크를 중심으로 화해의 손길을 내미는 모습이 화제가 되고 있다. 하지만 이를 두고 진정한 협력이라기 보다는 정치적 압력과 머스크의 영향력에 굴볼한 것이라는 비판이 제기된다. 메타의 마크 저커버그, 오픈AI의 샘 올트먼, 아마존 창업자 제프 베이조스 등 과거 트럼프 및 머스크와 날카로운 대립각을 세웠던 빅테크 리더들은 최근 태도가 급변하며 트럼프 2기 행정부의 기술 정책에 협력 의지를 드러냈다. 그러나 이들의 변화가 단순한 화해를 넘어 정치와 기술의 결합이 낳을 부작용에 대한 우려를 키우고 있다. [미니해설] 트럼프-머스크 연합, 빅테크와의 협력인가? 복종인가? 저커버그, 혁신 선봉에서 트럼프 앞에 무릎 꿇다 메타의 마크 저커버그는 과거 머스크와의 설전 및 트럼프와의 정치적 대립에서 선명한 목소리를 냈던 대표적인 실리콘밸리 인물이다. 그러나 그는 지난 추수감사절 만찬에서 트럼프와 머스크 앞에서 메타의 신제품을 시연하며 적극적인 협력 의지를 밝혔다. 메타는 저커버그의 태도 변화를 "미국 기술 혁신을 위한 중요한 전환점"이라 평가했지만, 이는 저커버그가 과거 트럼프를 공개적으로 비판했던 행보와는 극명히 대비된다. 저커버그는 트럼프의 낙선을 돕기 위해 음모를 꾸몄다는 트럼프의 주장과 의회 난입 사태 이후 트럼프 계정을 차단하며 트럼프의 분노를 샀던 인물이다. 그러나 이번 변화는 트럼프의 압도적인 권력과 머스크의 영향력이 작용한 결과라는 분석이 지배적이다. 이는 기술 리더십과 독립성을 강조해온 저커버그가 정치적 이익 앞에서 물러선 모습으로 비춰진다. 샘 올트먼, '영웅' 칭송 속 숨겨진 정치적 계산 오픈AI의 샘 올트먼은 머스크와의 복잡한 과거 관계로 인해 대립적인 위치에 있었던 인물이다. 머스크와의 소송전으로 긴장 관계에 있던 그는 최근 뉴욕타임스 주최 딜북 콘퍼런스에서 머스크를 "엄청난 영웅"이라 칭하며 협력 의지를 드러냈다. 올트먼의 발언은 정치적 압박을 우회하려는 계산된 움직임으로 보인다. 그는 "머스크가 옳은 일을 할 것이라 믿는다"며 트럼프 행정부와의 협력을 정당화하려 했지만, 이는 기술 독립성과 정치적 공정성이라는 오픈AI 설립 취지와 모순된다. 올트먼의 이러한 태도 변화는 AI와 기술 혁신을 빌미로 자신과 회사의 생존을 우선시한 정치적 선택이라는 비판을 받고 있다. 제프 베이조스, 경쟁자를 두려워한 방어적 자세 아마존 창업자 제프 베이조스는 머스크와의 개인적 갈등과 트럼프와의 정치적 대립으로 인해 실리콘밸리에서 가장 독립적인 목소리를 내온 인물 중 하나였다. 그러나 그는 최근 트럼프의 규제 정책에 낙관적인 태도를 보이며 트럼프와 머스크와의 협력 의사를 강조했다. 베이조스는 워싱턴포스트의 논조를 바꾸고 트럼프에 대한 비판적 입장을 철회하면서까지 정치적 바람을 의식한 태도를 보였다. 이는 빅테크 리더로서의 독립성을 유지하기보다는 정치적 압력과 머스크의 권력에 굴복한 모습으로 해석된다. 특히 머스크가 그를 비판하자 즉각 반응하며 부인한 점은 베이조스가 머스크와 트럼프의 연합 앞에서 방어적인 입장을 취했음을 보여준다. 머스크의 영향력, 기술 중심 정책의 허와 실 머스크는 트럼프 행정부에서 정부 효율성 부서(DOGE)의 수장으로 임명되며 민간 기술의 도입과 연방 규제 완화를 주도하고 있다. 이는 기술 혁신을 앞세운 효율적안 정부 운영이라는 명분을 내세우지만, 실제로는 머스크 개인의 권력과 영향력을 강화하는 수단으로 작용하고 있다는 비판이 제기된다. 머스크의 영향력은 단순한 기술 정책을 넘어 빅테크 리더들의 태도 변화에도 직접적인 영향을 미쳤다. 그러나 그의 주도권 강화가 기술 혁신을 가속화하는 동시에 정치적 공정성을 저해할 위험성을 내포하고 있다는 점에서 우려가 크다. 정치와 기술의 융합, 미국 사회에 미칠 영향은? 트럼프와 머스크, 그리고 실리콘밸리 거물들의 협력은 기술 혁신과 효율성을 강조하지만, 권력 집중과 공공성 악화라는 치명적인 부작용을 동반하고 있다. 뉴욕타임스는 "머스크와 빅테그 리더들이 정부 정책을 근본적으로 재편할 수 있는 위치에 있다"며 이는 민주주의 근간을 위협할 수 있다고 경고했다. 특히 빅테크가 대중의 이익보다 권력과 자본의 논리에 휘둘릴 가능성은 미국 사회의 구조적 불평등을 심화시킬 수 있다. 권력 집중, 공공성 약화 등 무려 목소리도 트럼프와 머스크, 그리고 실리콘밸리 리더들이 강조하는 기술 혁신은 표면적으로는 긍정적인 변화로 보일 수 있다. 그러나 이는 정치적 압력과 개인적 권력 강화라는 맥락에서 재조명될 필요가 있다. 기술과 정치의 결합이 대중을 위한 영향으로 나아가기 위해서는 독립성과 공공성을 유지하려는 지속적인 비판적 접근이 필요하다. 기술 리더들이 진정한 혁신의 선봉장이 될지, 아니면 정치와 자본의 도구로 전락할지, 미국 사회는 중요한 기로에 서 있다.
- IT/바이오
2024-12-09 09:53:00
[우주의 속삭임(80)] 블랙홀 둘러싸고 있는 코로나 모양 첫 공개

블랙홀을 둘러싸고 있는 코로나 모양이 처음으로 공개됐다. 지구상에서 개기일식을 관찰하면, 태양을 가린 달 주위를 밝은 빛의 후광이 둘러싸고 있는 현상을 보게 된다. 이는 코로나라고 불리는 것으로, 태양의 확산된 외기권을 말한다. 이 외기권은 너무 얇아서 지구에서 보면 진공으로 생각되지만, 코로나 온도가 섭씨 수백만 도에 달하는 강한 에너지이기 때문에 개기일식 때 볼 수 있다. 우주의 블랙홀 역학에 따르면 블랙홀에도 코로나가 있다. 또한 태양의 코로나와 마찬가지로 블랙홀 코로나도 관찰하기 어렵다. 그런데 최근 천체물리학저널(The Astrophysical Journal)에 실린 연구에서 블랙홀 코로나 영역에 대한 관찰이 이루어졌다고 사이언스얼라트가 전했다. 활성 블랙홀의 경우, 일반적으로는 블랙홀을 둘러싸고 있는 도넛 모양의 가스와 먼지 토러스가 있다. 또 블랙홀의 회전면을 따라 정렬된 가열된 물질의 강착원반(디스크)이 있는 것으로 추정된다. 블랙홀의 극지방에서 흘러나오는 것은 거의 빛의 속도로 빠르게 멀어지는 이온화된 가스 제트이다. 우리가 관측하는 다양한 유형의 활성 은하핵(AGN)은 이 모델로 설명할 수 있다. 이유는 지구를 향하는 블랙홀의 방향에 따라 AGN의 모양이 변화하기 때문이다. 모델에 따르면, 강착원반의 가장 안쪽은 밀도가 진공에 가까운 과열 영역이며, 이는 블랙홀로 흘러 들어간다. 블랙홀 코로나는 태양의 코로나와 비슷하지만, 온도는 태양의 수백만 도에 비해 훨씬 높은 수십억 도에 달한다. 그러나 넓게 확산되어 있기 때문에, 그 빛은 강착원반의 빛에 압도된다. 연구팀은 블랙홀의 코로나를 연구하기 위해 개기일식 중 태양의 코로나를 관찰하는 것과 유사한 기법을 사용했다. 블랙홀이 지구를 기준으로 하는 방향은 일부 블랙홀의 경우 가스와 먼지의 토러스가 강착원반 영역에 대한 우리의 시야를 가리는 반면, 다른 블랙홀의 경우 원반을 직접 볼 수 있다. 이를 가려진 블랙홀과 가려지지 않은 블랙홀이라고 한다. 가려진 블랙홀은 강착원반의 빛이 시야에서 가려지기 때문에 개기일식으로 가려진 태양과 유사하다. 블랙홀의 코로나도 마찬가지이다. 그러나 블랙홀 코로나는 너무 뜨거워서 극도로 높은 에너지의 X선을 방출한다. 이 X선은 토러스의 물질을 산란시키고 우리의 시야로 반사될 수 있다. 연구진은 나사(NASA)의 이미징X선편광측정탐사선(IPXE)에서 얻은 데이터를 사용, 우리 은하의 백조자리 X-1과 X-3, 대마젤란 성운의 LMG X-1과 X-3 등 12개의 가려진 블랙홀 데이터를 수집했다. 연구진은 이들 블랙홀의 코로나에서 산란된 X선을 관찰할 수 있었으며, 블랙홀 사이의 패턴도 감지할 수 있었다. 데이터에 따르면 코로나는 태양의 코로나와 비슷한 구체로 블랙홀을 둘러싼 것이 아니라 강착원반과 비슷한 원반으로 블랙홀을 둘러싸고 있다. 이번 연구는 천문학계에서 블랙홀 모델을 다듬는 데 도움이 될 것으로 기대된다. 또한 블랙홀이 어떻게 물질을 소비하고, 먼 은하에서 관측하는 AGN에 동력을 공급하는지를 이해하는 데 기여할 것으로 보인다.
- IT/바이오
2024-11-20 13:15:00
[파이낸셜 워치(44)] 美 공화당 '트리플 레드' 현실화에 엔저 재가속화 양상

엔저가 또다시 가속화하고 있다. 로이터통신 등 외신들에 따르면 엔화가치는 14일(현지시간) 또다시 도쿄외환시장에서 장중 일시 달러당 156.11엔까지 하락하며 약 4개월만에 최저치를 기록했다. 엔화가치는 이날 도쿄외환시장에서 뉴욕시장 종가(달러당 155.53엔)보다 0.4% 떨어진 달러당 156.08엔에 거래됐다. 뉴욕 외환시장에서 주요 6개 통화 대비 달러 가치를 보여주는 달러지수는 13일 0.46% 오른 106.51을 기록했다. 달러가치는 다른주요 통화에 대해서도 강세를 보이고 있다. 유로화는 1.0547달러로 1년여만에 최저치를 경신했다. 또한 스위스프랑도 3개월반만에, 영국 파운드화와 호주달러도 3개월만에 최저치를 새로 썼다. 美 공화당 '트리플 레드'로 달러 매수, 엔화 매도 미국 공화당이 대통령과 상·하원 양원을 장악하는 '트리플 레드'가 현실화하자 일본 엔화 약세도 재가속화되고 있는 양상이다. 공화당이 미국 경제의 행정부와 입법부를 모두 장악하면서 국가 재정 악화가 멈추지 않을 것이라는 전망이 장기 금리를 올렸고 미일간 금리격차가 더 벌어질 것이라는 우려에 따른 달러 매수, 엔화 매도가 나타난 것이다. 특히 미국 10월 소비자물가지수(CPI) 발표 직후 연내 추가 금리 인하가 예상되면서 달러-엔 환율이 154엔대 초반까지 밀리며 엔화 강세가 나타났으나 이후 미국의 장기 금리가 오르자 다시 약세로 전환했다. 미국 노동부는 13일(현지시간) 10월 CPI가 전월보다 0.2% 상승했다고 발표했다. 전년 동기 대비로는 2.6% 오르며 시장 예상에 부합했다. 하지만 채권 시장에선 미국 금리 인하 기대보다 미국 재정 우려가 더 크다는 게 전문가들의 분석이다. 닛케이(日本經濟新聞)에 따르면 배녹번 글로벌 외환의 수석 시장 전략가인 마크 챈들러는 "최근 엔화 매도는 투기 세력에 의해 주도되고 있다"고 지적했다. 엔화, 160엔대까지 상승 전망 엔화가치는 심리적 저항선인 달러당 155엔대를 넘어서면서 기술적인 고점은 최근 최저치였던 160엔대까지 치고올라갈 것이라고 전문가들은 지적했다. 달러강세는 광범위한 추세이기 때문에 일본외환당국의 엔매수 시장개입에 대한 경계감은 높지 않다. 외환 전문가들은 "일본당국의 반응이 주목된다"고 밝혔다. 리소나 홀딩스 선임전략가 이구치 케이이치(井口慶一)는 "지금까지 미국 공화당이 '트리플 레드'를 확보할 것이라고 상정하는 예상은 많지 않았다. 투기세력는 물론 장기투자성향의 투자자도 자산배분 재검토에 몰리고 있다"고 지적했다. 원-달러, 외환당국 구두개입 한편 원-달러 환율은 전날 1410원을 넘어서자 14일 외환당국의 구두개입으로 1410원대 밑으로 떨어졌다. 최상목 부총리 겸 기획재정부 장관은 이날 오전 서울 은행회관에서 주재한 '긴급 거시경제·금융현안 간담회'에서 "미국 신정부의 정책 기조 변화와 함께 세계 경제 성장·물가 흐름, 주요국 통화정책 기조와 관련해 불확실성이 상존하고 있다"며 "관계기관 24시간 합동점검체계를 중심으로 각별한 긴장감을 갖고 시장 상황을 예의주시하겠다"고 밝혔다. 외환당국 구두 개입은 중동정세 불안으로 환율이 1400원 부근까지 상승한 지난 4월 중순 이후 7개월 만이다. 이날 구두 개입에도 불구하고 환율은 낙폭을 줄이다가 상승 반전해 1407.8원까지 오르기도 했다.
- 포커스온
2024-11-14 15:15:00
[신소재 신기술(128)] 나노셀룰로오스, 석유 관련 제품 대체 가능성

나노 셀룰로오스가 석유 관련 제품을 대체할 수 있는 가능성을 제시한 새로운 연구가 발표됐다. 이탈리아 밀라노대학 연구팀이 셀룰로오스 나노섬유(CNF)의 기계적 특성과 내수성을 활용, 석유 관련 제품을 대체할 수 있는 소수성(물 분자와 쉽게 결합하지 못하는 성질)의 종이를 만드는 방법이 제안돼 관심을 모으고 있다고 PHYS가 전했다. 이를 포장 및 생물 의학 기기에 적합한 지속 가능한 고성능 소재를 생산할 수 있다는 연구 결과다. 이 방법론은 초분자적 접근법, 즉 셀룰로오스 나노섬유를 화학적으로 변형시키지 않는 단백질의 짧은 사슬(펩타이드 서열)을 결합하는 것이다. 지속 가능한 소수성 종이는 가까운 미래에 석유 관련 제품을 대체할 수 있다는 기대다. 소재화학 저널(Journal of Materials Chemistry)에 실린 이 연구는 '기계적 강도와 차단 성능을 개선하기 위한 나노셀룰로스-짧은 펩타이드 자가 조립'이라는 제목으로 실렸다. 연구는 밀라노 공과대학의 화학 및 재료 공학과 연구진이 알토 대학, 핀란드의 VTT-기술 연구 센터, CNR의 사이텍(SCITEC) 연구소와 협력해 수행했다. 셀룰로오스 나노섬유는 재생 및 생분해가 가능한 원료인 셀룰로오스에서 추출한 천연 섬유로, 강도와 다양성이 우수한 것으로 잘 알려져 있다. 이 연구에서 밀라노 공과대학의 수퍼바이오나노랩 연구원들은 화학적으로 변형하지 않고도 셀룰로오스 나노섬유의 특성을 크게 향상시킬 수 있는 방법을 보여주었다. 여기에 펩타이드라는 작은 단백질을 첨가했다. 연구진인 엘리사 마렐리는 방법론을 설명하면서 "제안된 초분자적 접근 방식에는 작은 펩타이드 서열을 추가하는 것이 포함되었는데, 이는 나노섬유와 결합해 기계적 성능과 방수성을 개선한다"라고 밝혔다. 마렐리는 이어 "연구 결과에 따르면 최소량의 0.1% 미만의 펩타이드만으로도 생산된 하이브리드 재료의 기계적 특성을 크게 높여 응력에 대한 저항성을 높일 수 있었다"고 부연했다. 연구진은 이런 결과를 토대로 펩타이드 서열에 불소 원자를 첨가할 경우의 영향을 평가했다. 이를 통해 구조화된 소수성 필름을 만들 수 있었으며, 결과적으로 생체 적합성 및 지속 가능한 특성을 유지하면서도 더 큰 내수성을 제공할 수 있었다. 연구진의 피에란젤로 메트랑골로는 "이러한 발전은 성능 면에서 석유로 만든 재료와 경쟁할 수 있는 생체 재료를 만드는 새로운 기회를 열어 준다. 이는 환경에 대한 영향을 줄이면서 석유 제품과 동일한 품질과 효율성을 달성한다. 이러한 하이브리드 소재는 습기에 대한 저항성이 중요한 지속 가능한 포장에 매우 적합하며, 생체 적합성으로 인해 생체 의료 기기에도 사용할 수 있다"라고 강조했다.
- IT/바이오
2024-11-08 14:45:00
[신소재 신기술(127)] 일본 연구진, AI 활용해 나트륨 이온 배터리 에너지 밀도 향상

인공지능(AI)을 활용해 나트륨 이온 배터리 에너지 밀도를 향상시키는 기술이 일본에서 개발됐다. 5일(현지시간) 마이닝닷컴에 따르면 일본 도쿄이과대학(TUS) 연구진이 머신러닝을 활용해 고효율 나트륨 이온 배터리를 개발하는 데 성공했다. 머신러닝은 인공지능의 한 분야로 컴퓨터가 명시적으로 프로그래밍되지 않고도, 데이터를 통해 학습하고 경험을 통해 스스로 개선할 수 있도록 하는 기술이다. 코마바 신이치 교수가 이끄는 연구팀은 저렴하고 지속가능한 에너지 저장 솔루션 개발의 핵심 목표인 나트륨 이온 배터리 밀도를 향상시키는 데 집중했다. 나트륨 이온 배터리는 리튬 이온 배터리에 비해 풍부하고 저렴한 재료를 사용한다는 장점이 있지만, 에너지 밀도가 낮아 상용화에 어려움을 겪어왔다. 연구팀은 다양한 금속 조합을 탐색하여 최적의 배터리 성능을 달성하는 나트륨 기반 층산 산화물 설계에 머신러닝 모델을 적용했다. 실험 데이터를 기반으로 학습시킨 결과, 망간, 니켈, 티타늄, 철을 포함한 효과적인 금속 비율을 찾아냈다. 이러한 혁신적인 접근 방식은 기존의 시행착오 방식에 비해 배터리 재료 개발 시간과 비용을 단축할 수 있다. 연구 결과는 재료과학 저널 A(Journal of Materials Chemistry A) 온라인 판에 게재됐다. 차세대 배터리로 주목 나트륨 이온 배터리는 리튬 이온 배터리를 대체할 차세대 배터리로 주목받고 있다. 먼저 나트륨은 지구상에서 여섯 번째로 풍부한 원소로, 리튬에 비해 훨씬 저렴하고 쉽게 구할 수 있다. 리튬은 특정 지역에 매장량이 집중되어 가격 변동성이 크지만, 나트륨은 전세계적으로 고르게 분포되어 있어 안정적인 공급이 가능하다. 이는 배터리 생산 비용을 절감하여 전기자동차(EV), 에너지 저장 시스템 등의 가격 경쟁력을 높이는데 기여할 수 있다. 나트륨 이온 배터리는 리튬 이온 배터리보다 열적으로도 안정적이며, 과충전이나 과방전 시에도 화재나 폭발 위험이 낮다. 특히 저온 환경에서도 성능 저하가 적어 극한 환경이나 추운 지역에서도 안정적으로 사용할 수 있다. 나트륨 이온은 리튬 이온보다 이온 반경이 크기 때문에 전해질 내에서 이동 속도가 빠르다. 이는 배터리 이동 속도를 향상시켜 전기차 충전 시간을 단축하는 데 도움이 될 수 있다. 게다가 나트륨은 리튬보다 독성이 낮고 재활용이 용이해 친환경적인 에너지 저장 솔루션을 제공할 수 있다. 또한 나트륨 이온 배터리는 리튬 이온 배터리와 유사한 생산 공정을 사용할 수 있어 기존 리튬 이온 배터리 생산 시설을 활용할 수 있다. 이는 나트륨 이온 배터리 생산을 위한 초기 투자 비용을 절감하고 빠른 상용화를 가능하게 할 수 있다. 하지만 아직 에너지 밀도와 수명 측면에서 개선의 여지가 남아 있으며, 이러한 과제를 해결하기 위한 연구 개발이 활발히 진행중이다. 코마바 교수는 "배터리 연구에서 머신러닝의 성공적인 적용은 다른 분야의 재료 개발을 위한 탬플릿 역할을 하여 광범위한 재료 과학 분야의 혁신을 가속화할 수 있다"고 말했다. 연구팀은 이 기술이 차세대 배터리 개발을 가속화하여 재생 에너지 발전, 전기 또는 하이브리드 자동차, 노트북, 스마트폰과 같은 소비자 전자 제품을 포함한 에너지 저장 기술 전반에 혁명을 일으킬 수 있을 것으로 기대하고 있다.
- IT/바이오
2024-11-06 10:52:00
[우주의 속삭임(76)] 블랙홀, 우주 팽창의 비밀 쥐고 있나⋯암흑 에너지 연관성 연구 결과 발표

우주의 팽창을 가속화시키는 미지의 힘, 암흑 에너지의 정체를 밝힐 단서가 블랙홀에 있을 가능성이 제기됐다. 미국 애리조나주립대학교 케빈 크로커(Kevin Croker) 교수 연구팀은 블랙홀이 암흑 에너지와 연관되어 우주 팽창에 영향을 미칠 수 있다는 연구 결과를 발표했다고 사이언스얼라트가 전했다. 현재 이론에 따르면 우주의 초기 성장 시기는 인플레이션 시기였다. 빅뱅 직후 우주는 무(無)에서 상당히 큰 무언가로 순식간에 변했다. 이후 한동안 상대적으로 느리게 성장하다가 약 50억년 전 암흑 에너지에 의해 팽창이 지배되기 시작했다. 연구팀은 암흑 에너지 분광기(DESI)를 이용하여 거대 질량 별의 붕괴로 생성되는 블랙홀의 성장 속도를 분석하고, 이를 우주 팽창 속도와 비교했다. 그 결과 블랙홀의 형성과 우주 팽창 사이에 뚜렷한 상관관계가 있음을 확인했다. 즉, 블랙홀이 생성될수록 우주 팽창 속도가 빨라지는 경향을 보인 것이다. 이러한 현상은 '우주론적 결합(cosmological coupling)' 이론으로 설명될 수 있다. 이 이론에 따르면, 블랙홀은 일반 물질을 암흑 에너지로 변환시키는 역할을 하며, 이 과정에서 우주 팽창이 가속화된다. 연구팀은 블랙홀의 암흑 에너지 변환율을 계산한 결과, 현재 우주에서 관측되는 팽창 속도와 일치하는 것을 확인했다. 또한, 이 연구는 블랙홀이 암흑 에너지의 근원일 가능성을 제시하며, 우주 팽창의 미스터리를 풀 수 있는 중요한 단서를 제공한다는 점에서 학계의 주목을 받고 있다. 연구팀은 향후 추가적인 연구를 통해 블랙홀과 암흑 에너지의 연관성을 더욱 명확히 규명할 계획이다. 이 연구 결과는 우주론 및 천체입자물리학 저널(Journal of Cosmology and Astroparticle Physics)에 게재됐다.
- IT/바이오
2024-11-04 15:08:00

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