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[퓨처 Eyes(10)]시간 여행, 과거로 돌아갈 수 있을까?⋯역방향 시간여행, 25%의 성공률
- 양자컴퓨터 기술이 발전되면서 시간 여행에 대한 주제가 꾸준히 거론되고 있다. 영화에서는 '백 투더 퓨처(Back to the Future)'에서 보는 것처럼 그동안 과거와 미래를 자유자재로 시간 여행을 하는 장면이 주로 묘사돼 왔다. 과학 기술 전문매체 디브리프(The DEBRIEF)는 지난 10월 13일 과학자들이 실제로 과거를 바꿀 수 있는 역방향 시간 여행을 25%의 확률로 성공적으로 시뮬레이션했다고 보도했다. 디브리프에 따르면 양자 영역의 특이한 특성을 활용하려는 과학자들은 역방향 시간 여행 방법을 성공적으로 시뮬레이션하여 25%의 성공률인 4번 중 1번은 사후에 사건을 변경할 수 있었다고 말했다. 반면, 영화처럼 시간을 거슬러 올라가는 역방향 시간 여행(과거로의 여행)은 현재 기술로는 불가능하다는 학설도 제기됐다. 영국 매체 데일리스타에 따르면 과학자들은 시간 여행을 개발하는 데 가까워지고 있는 것처럼 보이지만 시간 여행이 미래로 가는 한 방향으로만 가능하다는 설명이 나왔다고 전했다. 먼저 역방향 시간 여행 시뮬레이션을 일부 성공한 과학자들의 이야기를 살펴보자. 케임브리지 대학 연구팀은 타임머신 자체를 직접 만든 것은 아니지만, 과거에 일어난 사건을 사후에 변경하는 것이 물리학 원칙에 위배되지 않는다는 점을 강조했다. 케임브리지 히타치 연구소의 수석 연구원 데이비드 아비드슨-슈쿠르는 "누군가에게 선물을 보내고 싶다고 가정해 보겠다. 선물을 3일째에 도착하도록 하려면 첫날에 보내야 한다. 하지만 선물을 받을 사람의 위시리스트는 둘째 날이 되어야 받을 수 있다"고 설명했다. 선물을 받는 사람의 타임라인을 존중하려면 첫째 날에 선물을 보내야 한다. 하지만 아비드손-슈쿠르가 지적했듯이, 선물을 보내야만하는 첫째날이 아닌 둘째 날이 되어야 어떤 선물을 보낼지 알 수 있기 때문에, 선물 배송이 늦어지거나 잘못된 선물을 보내게 될 수 있다. 아비드손-슈쿠르는 "이제 둘째 날에 받은 위시리스트의 정보로 첫째 날에 보낸 선물을 변경할 수 있다고 상상해 보자"라고 말했다. 연구팀은 바로 이러한 현상이 역방향 시간여행 시뮬레이션 시나리오에서 일어날 수 있다고 말했다. 연구팀은 "저희 시뮬레이션은 양자 얽힘 조작을 사용하여 이전 행동을 소급하여 원하는 최종 결과를 얻기 위해 (선물을)어떻게 변경할 수 있는지 보여준다"라고 설명했다. 시간여행에 '양자 얽힘' 활용 '양자 얽힘'은 양자 입자 간에 특정한 기본적인 속성이두 개 이상의 입자에 의해 공유되는 현상으로, 한 입자의 속성을 변경하면 다른 입자에게도 동일한 변화가 발생한다. 케임브리지 대학 연구팀은 '피지컬 리뷰 레터스(Physical Review Letters)' 저널에 발표된 시뮬레이션을 통해 두 입자의 양자 얽힘 현상을 모의 실험했다. 실험이 끝난 후 입자들은 새로운 정보를 얻었으며, 이는 입자들의 행동 변화를 유발했을 것으로 추정된다. 미국 국립표준기술연구소(NIST)와 메릴랜드 대학의 연구원이자 이 연구의 공동 저자인 니콜 융거 할펀은 이러한 상황에서 "실험자가 두 번째 입자를 조작함으로써 첫 번째 입자의 과거 상태를 효과적으로 변경하여 실험 결과에 영향을 미친다"고 설명했다. 연구팀은 이 시뮬레이션에서 나머지 입자를 변경함으로써 과거에 일어난 일을 바꾼 것으로 보인다. 연구자들은 이러한 효과를 "놀라운 것"으로 평가했다. 그러나 이 실험은 새로운 정보를 통해 과거를 변경하는 성공률이 약 25%에 그치는 한계를 지니고 있다. 아비드손-슈쿠르는 이에 대해 "시뮬레이션이 실패할 확률이 75%라는 의미"라고 말했다. 그는 "선물의 비유를 계속 사용한다면 네 번 중 한 번은 원하는 선물(예: 바지 한 벌)을 받을 수 있지만, 나머지 세 번은 사이즈가 잘못된 바지이거나, 색상이 잘못되었거나, 원하지 않는 다른 선물(예: 재킷)이 될 수도 있다"고 설명했다. 다행히도, 시뮬레이션을 통해 실패 시점을 파악할 수 있기 때문에 연구자들은 시스템을 재조정하여 효율적으로 시간 여행을 실행하고 원하는 결과를 얻을 수 있다. 이 어려운 목표를 달성하기 위해, 연구팀은 이론적 실험자가 다양한 해결책을 제시한 후, 원하지 않는 75%의 결과를 쉽게 걸러낼 수 있는 필터를 사용하는 방안을 제안했다. 케임브리지 대학 캐번디시 연구소에서 석사 학위를 취득하는 과정에서 이 연구에 참여한 공동 저자 에이단 맥코넬 박사는 "첫째날에 많은 선물(예를 들어 4개)을 보낼 수 있으며 비용이 저렴하다고 가정해보자. 둘째 날에는 어떤 선물을 보내야 할지 정확하게 알 수 있다. 셋째 날 도착하는 소포 중 4개 중 1개가 원하는 선물일 것이다. 우리는 선물을 받는 사람에게 4개의 택배 중에서 원하는 선물이 든 택배 하나만 선택하고 필요 없는 택배 3개를 알려주어 반품을 유도할 수 있다"고 설명했다. 타임머신 아닌 역방향 시간 여행 시스템? 연구팀은 이번 연구가 양자 얽힘 현상에 근거한 성공적인 시뮬레이션은 맞지만, 여전히 시뮬레이션에 불과하다는 점을 강조했다. 그들은 과거의 실험 결과를 바꿀 수 있는 방법을 효과적으로 입증했을지라도, 이것이 최소 25%의 확률로 역방향 시간 여행을 가능하게 하는 것은 아니며, 이를 영화 '백 튜더 퓨처'에서 에밋 브라운(크리스토퍼 로이드 분) 박사가 만든 특정 플럭스 커패시터를 장착한 타임머신 '드로리안'과 비교해서는 안 된다고 언급했다. 아비드슨-슈쿠르는 "우리 연구의 목적은 시간 여행 기계를 제안하는 것이 아니라 양자역학의 근본을 더 깊게 이해하자는 것"이라고 말했다. 그는 "이 시뮬레이션을 통해 과거로 돌아가 과거를 바꾸는 것은 불가능하지만, 오늘의 문제를 해결하여 더 나은 내일을 만드는 데 기여할 수 있다"고 강조했다. 한편, 최근 데일리스타에 보도된 새로운 연구에 따르면 1985년 개봉한 영화 '백 투 더 퓨처'에서 주인공 마티 맥플라이(마이클 J. 폭스 분)처럼 시간을 거슬러 올라가는 것은 불가능하다고 밝혀졌다. 이는 단순히 영화 속 타임머신 차량인 드로리안을 구하기 어렵기 때문만이 아니라, 시간의 구조가 과거로 꺾이지 않기 때문이라는 것이 연구의 결론이다. "미래 시간 여행만 가능" 과학자들은 이 새로운 연구를 통해 실제로 시간을 거슬러 올라가는 개념을 배제하는 가능성을 확인했다. 이 연구에 따르면 과거로 돌아갈 수 없는 주된 이유는 빛과 물체 간의 관계 때문이라고 한다. 만약 이 연구 결과가 사실이라면, 역사를 바꾸기 위한 시간 여행은 가능하지 않을 것으로 보인다. 그러나 미래로의 여행은 여전히 가능하다고 알려져 있다. 핀란드 동부 대학의 마티아스 코이부로바 조교수는 물체 주위에서 빛을 전달하는 새로운 방법에 대한 연구 결과를 발표했다. 코이부로바는 "기본적으로 저는 1+1 차원에서 파동 방정식을 유도하는 매우 깔끔한 방법을 발견했다. 이 방법에서 중요한 가정은 파동의 속도가 일정하다는 것이다. 하지만 만약 속도가 항상 일정하지 않다면 어떨지 궁금했다. 이는 매우 흥미로운 질문이었다"라고 말했다. 인디100이 보도한 바에 따르면, 동료 연구자 보핀 마르코 오르니고티는 "이 연구가 '매우 유명한' 논쟁을 불러일으켜 '논란'을 야기했다"고 한다. 연구를 이끈 오르니고티 교수는 "물리학에는 '아브라함-민코프스키 논쟁(상대성 이론 우선권 논쟁)'이라고 불리는 매우 유명한 논쟁이 있다. 이 논쟁은 빛이 매질에 들어갈 때 그 운동량은 어떻게 되는가 하는 것이다. 민코프스키는 운동량이 증가한다고 주장한 반면, 아브라함은 운동량이 감소한다고 주장했다"고 설명했다. 영화나 소설 등 상상 속에서만 가능했던 시간 여행의 가능성을 열기 위해 과학자들은 이처럼 다양한 실험을 이어가고 있다. 현재 기술로 25%의 성공 확률로 역방향 시간 여행 성공을 바탕으로, 양자 컴퓨팅의 발전에 힘입어 향후 미래와 과거 쌍방향 시간 여행이 가능한 날이 올 것을 기대해 본다.
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- 포커스온
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[퓨처 Eyes(10)]시간 여행, 과거로 돌아갈 수 있을까?⋯역방향 시간여행, 25%의 성공률
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아침 샤워 vs. 저녁 샤워, 건강에 더 좋은 것은?
- 아침에 샤워하는 것과 저녁에 샤워하는 것 중에서 어떤 방법이 건강에 더 좋은지 논쟁이 한창이다. 야후 뉴스에 따르면 피부과 전문의들은 아침 또는 저녁에 매일 샤워를 하는 것은 일반적으로 몸을 깨끗하고 건강하게 유지하는 데 충분하다고 한다. 하지만 일부 사람들은 아침 샤워와 저녁 샤워 중에서 각자 선호하는 시간이 있다. 클리블랜드 클리닉의 피부과 전문의인 알록 비즈(Alok Vij) 박사는 "백 명의 다른 의사에게 물어보면 백 가지의 다른 답변을 얻게 될 것이다. 많은 경우 개인적인 선호도에 따라 결정된다"라고 말했다. 비즈 박사는 아침 샤워와 저녁 샤워 사이의 일반적인 위생 측면에 대한 논쟁에 '확실한' 답이 있다고 믿지만 몇 가지 조건에 따라 달라질 수 있다고 했다. 그는 "만약 몸이 땀 등으로 더러워졌거나 모기 퇴치제, 선크림과 같이 향이 강하거나 화학 성분이 포함된 제품을 사용한 경우에는 잠자기 전에 샤워하는 것이 중요하다. 그러나 운동을 하지 않았고 땀을 많이 흘리지 않아 깨끗한 상태를 유지했다면 굳이 샤워할 필요는 없다"고 조언했다. 피부 민감하면 저녁 샤워 권장 메이요 클리닉 피부과의 던 마리 데이비스(Dawn Marie Davis) 박사는 "일반적으로 피부가 더럽거나, 자극을 받았거나, 땀을 흘린 후에 샤워를 해야 한다"는 데 동의한다고 말했다. 데이비스 박사는 "민감한 피부 환자, 특히 아토피 피부염(습진) 환자는 잠자기 전에 샤워하거나 목욕을 하는 것이 피부에서 자극물을 제거하고 수면 위생에 도움이 된다"고 말했다. 비즈 박사는 습진이나 건선 환자는 국소 약물을 바르기 전에 가려운 피부를 진정시키기 위해 저녁에 샤워하는 것이 도움이 될 수 있다고 덧붙였다. 한편, 피부과 전문의들에 따르면 샤워 시간에 관계없이 침대에는 피부의 죽은 세포와 땀이 쌓여 있는 것이 일반적이다. 침대 시트 최소 2주에 1회 세탁 권장 웹MD(WebMD)에 게재된 피부과 전문의 리뷰에 따르면, 피부는 끊임없이 죽은 세포를 벗겨내고 있으며 평균적으로 매일 약 5억 개의 세포를 잃고 있다. 비즈 박사는 죽은 세포는 하루 1g이상 해당하며 수면 중에 연간 약 98리터(26갤런)의 수분을 땀으로 배출한다고 말했다. 그는 땀 자체는 무균이지만 종종 표피 바깥층의 기름이나 단백질과 섞여 박테리아가 번식할 수 있는 환경을 조성한다고 설명했다. 비즈 박사는 "죽은 피부 세포와 박테리아는 침대 시트를 씻을 때까지 그대로 남아 있을 것"이라고 지적했다. 그는 침대 시트는 최소 2주에 한 번, 수면 중에 땀을 많이 흘리거나 피부가 쉽게 자극되는 사람은 일주일에 한 번씩 교체하는 것이 좋다고 권장했다. 또한 베개는 최소 6개월에 한 번씩 세탁해야 한다고 덧붙였다. 아침 샤워, 활기찬 하루 시작 아침 샤워를 지지하는 사람들은 아침 일찍 샤워를 하면 잠에서 깰 수 있다고 답했다. 수면 재단이 실시한 2022년 설문 조사에 참여한 아침 샤워 참가자는 81%가 하루를 활기차게 시작했다고 응답했다. 별도의 2023년 설문 조사에서는 아침 샤워 참가자 중에서 조금 더 많은 비율이 밤에 목욕을 한다고 응답한 사람들보다 직장에서 더 생산적이고 활력이 넘친다고 답했다. 텍사스 대학교 오스틴 캠퍼스의 연구자들은 12개 이상의 수면 데이터를 분석한 결과 잠자리에 들기 최소 1시간 전에 따뜻한 목욕이나 샤워를 하면 신체의 온도를 조절하고 더 빨리 잠들도록 돕는다는 결과를 도출했다. 이처럼 아침 샤워와 저녁 샤워 중 어느 것이 더 건강에 좋은지에 대한 정답은 없다. 개인의 선호도와 상황에 따라 선택하는 것이 가장 좋으나, 침대 시트는 청결한 상태를 유지하는 것이 중요하다
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아침 샤워 vs. 저녁 샤워, 건강에 더 좋은 것은?
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중동 최대 '우르미아' 호수, 소금 평원으로 변한 까닭은?
- 이란 북서부에 위치한 한때 중동 최대 호수인 '우르미아'가 기후변화로 현재 소금평원으로 변했다. 사진 왼쪽은 2020년 9월 6일, 사진 오른쪽은 2023년 9월 7일 랜드샛이 촬영한 우르미아 호수 모습. 사진=나사 이란 북서부에 위치한 '우르미아(Urmia)'는 터키와 이란 국경 가까이 있는 소금호수다. 한때 중동 최대 호수였지만, 현재는 대부분이 소금 평원으로 변했다. 미국 과학기술 전문매체 사이테크데일리(SciTechDaily)에 따르면 우르미아 호수는 1995년 이후 건조한 날씨 탓으로 호수가 마르기 시작해, 2023년 가을 호수의 90% 이상이 사라져 대부분 마른 염전으로 변했다. 지난 2020년 강수량이 증가하면서 일시적으로 호수의 수위가 높아졌지만, 몇 년 후 거의 완전히 마르면서 광활하고 건조한 소금 평원이 형성됐다. 2023년 9월7일 지상관측 위성 랜드샛(Landsat9)에 탑재된 OLI-2(Operational Land Imager-2)가 말라 버린 호수 바닥 이미지(위)를 포착했다. 이는 2020년 9월8일 랜드샛8의 OLI가 3년 전 찍은 이미지와 대조된다. 랜드샛은 미국 항공우주국 나사가 최초로 발사한 지상관측 위성이다. 당시 호수는 물로 거의 가득 차 있었고, 염분 퇴적물은 주로 호수 경계에서만 볼 수 있었다. 강수량이 평균 이상으로 많이 내려 물이 많이 유입되었으나, 그 후 환경이 건조해지면서 호수의 수위는 다시 떨어졌다. 우르미아 호수의 건조화는 장기적으로 진행됐다. 1995년에는 호수 수위가 최고점에 이르렀으나, 이후 20년 동안에 걸쳐 수위는 7미터(23피트) 이상 낮아져, 호수 면적의 약 90%가 사라졌다. 연속적인 가뭄과 농업 용수 사용 증가, 호수에 물을 공급하는 댐 건설 등이 주요 원인으로 지목되고 있다. 우르미아 호수의 수위가 낮아지는 것은 생태학적으로 인간 건강에 부정적인 영향을 미친다. 이 호수와 섬, 주변 습지는 다양한 생물의 서식지로 유네스코 생물권보전지역, 람사르습지와 국립공원으로 지정되어 있다. 또 이 지역은 플라밍고, 흰 펠리컨, 흰머리 오리 등 다양한 물새의 번식지이자 철새의 중간 기착지로 알려졌다. 하지만 호수 수위 감소로 염분 농도가 높아져 브라인 슈림프(무갑류) 개체수 감소와 대형 동물의 식량원 등에 문제가 생길 수 있다. 호수 수위 감소로 인해 노출된 호수 바닥의 먼지가 바람에 날리면서 공기 질 저하 위험도 제기됐다. 최근 연구에 따르면, 우르미아 호수의 수위가 낮아지면서 지역 주민들의 호흡기 건강에 영향을 미친다는 분석이 나왔다. 현재 호수의 수위와 관련해 기후, 물 사용량과 댐의 상대적 영향은 여전히 논쟁의 주제가 되고 있다. 우르미아 호수는 지난 2013년부터 시작된 10년간의 복원 프로그램으로 어느 정도 회복됐으나, 그 기간에도 폭우 등 기상 문제로 인해 프로그램의 효율성을 분석하기가 어려웠다. 일부 연구에서는 기후 요인이 호수의 회복을 막는 주요 원인이라고 지적했다. 한편, 지구의 극심한 기후변화로 프랑스의 몽블랑은 최근 2년 새 높이가 2m 줄어든 것으로 확인됐다. 몽블랑 측량위원회 드니 보렐 위원장은 지난 9월 중순 기준 몽블랑의 높이가 4805.59ｍ로, 2년 전보다 2.22ｍ 줄었다고 밝혔다. 측량위는 여름철 강수량 감소가 몽블랑 높이가 낮아진 원인으로 추측했다. 폭염이 점점 더 빈번해지고 있는 만큼, 지구 온난화가 산 정상에 미치는 장기적인 영향을 측정하기 위해 적극 나서고 있는 상황이다.
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중동 최대 '우르미아' 호수, 소금 평원으로 변한 까닭은?
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유럽 재무장관, 경기 악화로 극단주의 득세 경고
- 유럽연합(EU) 재무장관들은 불안정한 경제와 지속되는 인플레이션으로 인한 극단주의가 득세할 가능성에 대해 고심하고 있다. 18일 연합뉴스가 인용한 블룸버그통신에 따르면 브루노 르메르 프랑스 경제장관은 이날 스페인의 산티아고 데 콤포스텔라에서 이틀 일정으로 열린 유럽 재무장관 회의에서 역내 생활비 위기로 인해 극단주의 정당의 성장에 대해 경고했다. 관계자들은 이 회의에 참석 중인 크리스틴 라가르드 유럽중앙은행(ECB) 총재와 크리스티안 린드너 독일 재무장관 등 다른 참석자들도 극우정당 등이 입지를 넓힐 수 있다는 의견에 공감했다고 전했다. 독일의 경우, 중국 경제의 부진과 숙련 노동자 부족, 인플레이션에 따른 내수 침체 등으로 경제가 악화되면서 독일의 극우 정당인 '독일을 위한 대안(AfD)'의 지지율이 높아지고 있다. 이번 유로존 재무장관 회의는 ECB가 지난 14일(현지시간)에 10회 연속으로 금리를 인상한 직후 열렸다. ECB는 지난 14일 인플레이션 완화가 기대에 미치지 못하자 기준금리는 연 4.5%로, 수신금리는 연 4.0%로 각각 0.25%포인트씩 올렸다 앞서 유럽연합 집행위원회(EC)는 올해와 내년 유로 지역 성장률 전망치를 하향 조정했다. 독일 정부는 성장 둔화가 아닌 역성장을 반영해 올해 경제전망을 발표할 예정인 것으로 전해졌다. 이레네 티날리 유럽의회 경제통화위원회 위원장도 이날 유럽 경제가 예상보다 악화하면 "정치적 논쟁의 급진화에 직면할 수 있다"고 경고했다. 그는 내년 6월 유럽의회 선거로 인해 정치적 양극화가 더욱 심화할 가능성이 높다고 강조했다. 또한 ECB의 금리 인상 결정이 소비자 저축에 미치는 영향에 대한 논의도 이날 회의에서 진행됐다. 시그리드 카그(Sigrid Kaag) 네덜란드 부총리 겸 재무장관은 고금리가 소비자에게 제공되는 예금 금리에 충분히 반영되지 않으면서 은행이 막대한 이익을 얻는 점이 의문이라고 밝혔다. 유럽연합(EU)의 여러 기관과 회원국들은 이번 회의에서 기업과 가계에 가해지는 코로나19 팬데믹(대유행)과 러시아의 우크라이나 침공으로 촉발된 에너지 부족 사태 등 위기로 인한 지속적인 타격과 함께 미국이나 중국 기업에 비해 유럽 기업이 경쟁력을 잃을 것을 우려했다.
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유럽 재무장관, 경기 악화로 극단주의 득세 경고
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