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하늘색은 일곱빛깔 무지개

2007년 03월 27일

| 글 | 편집부ㆍ |

'하늘색'이라는 말을 들으면 자동으로 파란색이 떠오른다. 대낮의 하늘은 파란색을 띠지만 시간과 공간에 따라 빨주노초파남보 다양한 색이 하늘을 수놓을 때도 있다. 이는 빛과 공기, 그리고 대기 중에 있는 수증기의 작용 때문이다.

사람들은 햇빛이 흰색이거나 색이 없다고 말하곤 한다. 그런데 빛은 전자기 파동의 한 종류이고 모든 전자기파는 여러 가지 파동들이 뒤섞여 있다. 빛의 색은 그 파동이 갖고 있는 고유의 주파수 또는 주파수의 역수인 파장에 의해 결정된다. 빨간색 쪽으로 갈수록 주파수가 낮고(또는 파장이 길고), 반대로 파란색 쪽으로 갈수록 주파수가 높다(또는 파장이 짧다). 특별한 매질을 사용하면 이처럼 섞여 있는 파동들을 분리할 수 있다. 대표적인 예가 프리즘을 이용해 햇빛을 무지개 색으로 분리하는 것이다. 비가 온 다음 보이는 무지개는 햇빛이 두꺼운 수증기 층을 통과하면서 각각의 색에 해당하는 파동이 갈라져 우리 눈에 분리돼 보이는 현상이다.

빛은 파동의 성질을 갖고 있을 뿐 아니라 입자의 성질도 갖고 있어 먼지와 같은 미세한 물체에 부딪치면 산란돼 흩어진다. 산란이 일어날 확률은 주파수가 높을수록 높다. 해가 뜨거나 질 때는 태양이 지표면에 가까이 있기 때문에 햇빛이 우리 눈에 다다르는 동안 파란색 계통의 성분은 지표면에 떠있는 먼지에 의해 산란이 일어나 되돌아간다. 그래서 우리 눈에는 붉은 계통의 빛만 들어와 일출이나 석양이 붉게 보이는 것이다. 반대로 태양이 머리 위에 있을 때는 산란이 거의 일어나지 않거나 파란 성분이 공기 중에 떠 있는 먼지에 의해 반사되어 우리 눈에 더 많이 들어오므로 하늘이 파란색으로 보인다.

<안도열의 '빛의 산란 - 석양은 왜 붉은 빛일까' 기사 발췌 및 수정>

보기 드문 쌍무지개가 떴다. 주 무지개와 부 무지개의 색 배열은 반대가 된다. (김토년 '쌍무지개 뜨는 언덕', 장려)

비구름이 채 사라지지 않은 산 정상에 쌍무지개가 떴다 (김영석 '쌍무지개', 장려)

무지개는 물방울의 모양 때문에 둥근 형태를 띤다. (고수경 '쌍무지개', 입선)

대기 중에 있는 얼음입자들이 빛을 반사하거나 굴절하면 해 주변에 동그란 햇무리가 생긴다. (이재신 '햇무리', 입선)

해가 질 때 대기층에서 색이 선택적으로 흡수·산란돼 붉은색 계통의 여러 가지 색채가 하늘을 물들인다. (최창혁 '천지창조', 입선)

여름철 늦은 오후 햇빛이 구름에 산란되며 주황색 노을이 졌다. (최낙민 '핵우산같은 노을', 입선)

떠오르는 해의 빛이 비스듬하게 들어오며 붉은 아침 노을을 만들었다. (김정희 '아침의 적운', 입선)

붉은색에서 푸른색으로 색이 번지는 저녁 하늘에 회색용 같은 구름이 떴다. (김시중 '쌍룡이 웅비하는 두루마리 구름', 입선)

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개구리의 사랑 노래, 잘 부르면 죽는다?

낮말은 새가 밤말은 쥐가 개구리 울음은 포식자가

2007년 03월 20일

| 글 | 전동혁 기자ㆍjermes@donga.com |

퉁가라 개구리

개구리가 깨어난다는 경칩. 그러나 함부로 울면 안된다.

미국 텍사스대의 지메나 버넬, 레이첼 페이지, 마이클 라이언과 스미소니언 열대 연구기관의 스탠리 랜드로 이뤄진 공동 연구팀은 “퉁가라 개구리(Physalaemus pustulosus)의 천적은 수컷 퉁가라 개구리 특유의 복잡한 울음소리를 듣고 사냥터를 찾는다”고 생태학회지인 ‘미국 내추럴리스트’ 3월호에 발표했다.

수컷 퉁가라 개구리는 ‘단순한 울음소리’와 ‘복잡한 울음소리’를 낸다. 복잡한 울음소리는 광대역 주파수이기 때문에 경쟁자가 많은 지역에서 암컷을 유혹하기 좋다. 그런데 박쥐나 흡혈 파리 같은 포식자도 복잡한 울음소리를 내는 개구리를 좋아한다는 사실이 지난해 5월 텍사스대 라이언 박사에 의해 알려졌다.

연구팀은 복잡한 울음소리와 수컷 퉁가라 개구리 사이의 연관성을 두 방향으로 추적했다. 연구팀은 수컷 퉁가라 개구리를 몸길이, 체중, 몸상태로 분류해 울음소리를 분석했지만 울음소리와 퉁가라 개구리의 신체조건은 아무런 관련이 없었다.

그러나 한 지역에 사는 개체수가 증가할수록 수컷 퉁가라 개구리의 울음소리는 더욱 복잡해졌다. 이에 대해 연구팀은 “포식자가 듣는 복잡한 울음소리는 개체 수가 많은 좋은 사냥터가 있음을 의미한다”고 말했다.

퉁가라 개구리는 길이가 4~5cm에 불과하지만 크기에 비해 큰 울음소리를 낸다. 수컷은 볼의 주머니를 빵빵하게 부풀려 ‘단순한 울음소리’라고 불리는 “뚱- 뚱-” 하는 소리와 ‘복잡한 울음소리’라고 불리는 “크릭- 크릭-”하는 소리를 낸다. 단순한 울음소리는 FM 방송처럼 주파수를 변조해 소리를 내고 복잡한 울음소리는 단순한 울음소리를 잘게 쪼개 광대역의 소리를 낸다.

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태양계의 식구들

2007년 03월 19일

| 글 | 편집부ㆍ |

지구는 우리 태양계에서 3번째로 작은 행성이다. 8개의 행성과 이에 딸린 달과 같은 위성, 그리고 수많은 소행성과 혜성이 작은 항성 태양을 중심으로 가족을 구성하고 있다. 이들은 때로 태양의 영향을 받고 때로 서로에게 영향을 끼치며 태양계라는 작은 '우주'를 만들어간다.

일식은 지구-달-태양이 일직선으로 위치했을 때 발생한다. 달이 태양을 완전히 가리는 개기일식이 일어나면 평소에 볼 수 없는 태양의 코로나를 관찰할 수 있다. (김기환 '지중해의 흑양', 은상)

달은 약 29일 주기로 공전하며 모습을 바꾼다. 달의 자전과 공전 주기가 같기 때문에 지구에서는 달의 한쪽 면만을 볼 수 있다. (김민규 '하현', 은상)

달의 표면에는 많은 크레이터들이 있다. 태양계 초창기에 운석 충돌로 인해 만들어진 것으로 추측된다. (현철환 '달의 크레이터', 장려상)

목성과 토성은 각각 태양계에서 첫번째, 두번째로 큰 행성으로 밤하늘에서 유달리 밝게 빛난다. (이재용 '밤하늘의 밝음 - 달, 목성, 토성', 동상)

작년 11월 9일 새벽, 수성이 태양 앞면을 통과했다. 수성은 태양계에서 가장 작고 태양에 가장 가까이 있는 행성이다. (한종진 '수성 일면 통과', 입선)

혜성은 평소 태양계 외곽을 떠돌다 태양의 인력에 끌려 우리 곁을 찾아온다. 혜성이 태양에 가까워지면 혜성의 핵에 있는 물질이 증발하며 긴 꼬리를 만든다. (성대환 '스완혜성', 입선)

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따로 또 같이, 항성과 성단

2007년 03월 19일

| 글 | 편집부ㆍ |

우주에서 빛나는 항성들은 때로 무리를 이룬다. 별이 모인 성단에는 듬성듬성한 산개성단과 구형인 구상성단이 있다. 이들 별무리는 맨눈으로 봐서는 하나의 별처럼 보인다. 우리 은하 안에 있는 이들 성단의 건너편에는 수천억 개의 별이 모인 또 다른 은하들이 있다.

지구가 자전하기 때문에 북반구에서는 별이 북극성을 중심으로 돌고 있는 것처럼 보인다. (백승민 '수피령 북천하늘 일주', 금상)

북극성으로부터 거리에 따라 별 궤적의 길이도 달라진다. (김철중 '하루의 반', 장려상)

해가 질 때 서쪽 하늘의 별도 같이 진다. (유한성 '산정의 노을과 별', 장려상)

별의 궤적은 별의 온도와 밝기에 따라 서로 다른 색과 두께를 나타낸다. (김형구 '궤적', 입선)

산개성단은 수많은 별들이 약간 흩어진 것처럼 보이는 성단이다. 이중성단은 이런 산개성단이 2개 모여있는 것이다. (신범영 '페르세우스 이중성단', 동상)

페르세우스 이중성단은 페르세우스자리와 카시오페이아자리의 중간에 위치한다. (정태영 '페르세우스이중성단', 입선)

플레이아데스 성단은 맨눈으로 볼 수 있는 가장 아름다운 산개성단이다. (김승현, '플레이아데스 성단', 입선)

구상성단은 산개성단보다 많은 별들이 구형으로 모여있는 성단이다. 멀리서는 하나의 별처럼 보이지만 사실 50만개 이상의 별이 몰려있다. (조창우 'M13 구상성단', 동상)

안드로메다은하는 우리나라에서 볼 수 있는 은하들 중 가장 밝고 크다. (최훈옥 '안드로메다 은하', 입선)

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빛나는 가스는 별의 요람

2007년 03월 19일

| 글 | 편집부ㆍ |

성운은 성간가스와 성간먼지가 어우러진 성간구름이다. 초신성 폭발 등 별의 죽음으로 인해 우주 속에 흩뿌려진 물질들이 새로운 별의 재료가 된다. 성운 안에서는 가스와 먼지가 뭉쳐 아기별이 탄생한다. 성운은 우주를 낳는 요람인 셈이다.

초신성 폭발의 잔해. 별을 이루고 있는 물질들이 우주로 퍼져나가 새로운 별을 만들 재료가 된다. (고창균 'NSH2-240', 대상)

장미와 꼭 닮은 장미성운은 겨울철 은하수 가장자리에서 찾을 수 있다. (이건호 '장미성운', 금상)

장미성운 안에는 글로뷸이라는 새 항성의 모체가 많이 존재한다. (전영준 '장미성운', 입선)

날개를 펼치고 날아가는 한 마리의 새와 같은 오리온 대성운. 겨울철 밤하늘에서 쉽게 찾아볼 수 있다. (오준택 '겨울새의 비상', 은상)

행성상 성운은 수명을 다한 별이 뿜어낸 가스가 우주 공간으로 퍼지는 것이다. (김일순 '쌍가락지 성운', 동상)

하늘 위에 북아메리카 대륙이 그대로 옮겨갔다. (강문기 '북아메리카 성운', 장려상)

별 사이를 가로지르는 새 안에서도 새로운 별이 탄생을 준비하고 있다. (변성식 '갈매기 성운', 장려상)

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제15회 천체사진 공모전에서 대상을 차지한 고창균 씨의 작품. 고 씨는 2월 중순 강원 철원군에서 황소자리 초신성 잔해 ‘SH2-240’을 촬영했다. 사진 제공 한국천문연구원

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34-24-34 ‘사이즈’보다 실룩실룩 엉덩이 각도?

남자는 어깨 흔들며 당당하게 걸어야 '몸짓짱'

2007년 03월 16일

| 글 | 박근태 기자 ㆍkunta@donga.com |

골반을 좌우로 흔드는 워킹으로 여성성을 강조하는 여성 모델. 비슷한 체형이라도 여성성(남성성)을 드러내는 행동에 따라 상대에게 풍기는 매력의 깊이가 다르다는 연구결과가 나왔다. 동아일보 자료 사진

키 170cm에 체중 70kg의 ‘원통형’ 몸매를 지닌 남자친구. 요즘 기준으로 몸매는 ‘꽝’이지만 당당하게 걷는 그가 멋있어 보이는 이유는 뭘까. 최근 미국 뉴욕대 심리학과 연구팀은 체형과 걸음걸이 간의 관계를 통해 남성과 여성이 신체 치수만이 아니라 거기에 걸맞은 자세를 취했을 때 실제 매력을 느낀다는 연구 결과를 내놨다.

체형만으론 매력을 느끼지 못해

흔히 심리학에선 허리 대 엉덩이 비율(WHR)과 몸무게에 따른 체형을 기준으로 매력을 느끼는 정도를 측정해 왔다. WHR가 0.7일 때 여성의 몸이 가장 매력적으로 인식된다는 것. 이를테면 허리가 가는 ‘모래시계형’ 몸매다.

그러나 체형만 강조하던 기존 이론이 흔들리기 시작했다. 허리는 가늘지만 몸무게가 많이 나가 매력이 떨어질 수도 있다는 주장 때문이다.

또 최근 남성 사이에서도 마른 체형이 유행하면서 WHR이 0.7인 남성이 늘어나고 있다는 것. 뉴욕대 케리 존슨 박사팀의 실험 결과 WHR가 0.7인 실루엣을 보여 줬을 때 42%가 여성을 남성으로 오해했다.

존슨 박사는 “몸매가 매력을 측정하는 유일한 기준이 아니다”라며 “젠더(사회적인 성)가 드러나는 몸짓을 판단 기준에 새로 포함시켜야 한다”고 말했다.

어깨 흔드는 여성은 매력 떨어져

연구팀은 사람의 몸매가 드러나는 동영상과 정지 그림을 활용해 실험했다. 먼저 연구팀은 실험 참가자 366명에게 남성인지 여성인지 알 수 없는 실루엣 애니메이션을 보여 줬다. 조사 결과 실험 참가자 대부분은 WHR가 작은(허리가 가는) 사람을 여성스럽다고 판단했다. 이 중 여성처럼 엉덩이를 더 많이 흔들며 걸을수록 매력적이라고 대답했다. 같은 WHR라도 어깨를 많이 흔들며 선머슴처럼 걸을 경우 매력이 떨어지는 것으로 나타났다. 존슨 박사는 “사람들은 같은 체형이라도 남자는 어깨를 흔들며 당당하게 걸을 때, 여자는 골반을 좌우로 흔들며 걸을 때 더 매력적으로 느낀다”고 말했다.

몸짓과 체형의 조화가 매력 결정

실제로 성별을 아는 경우 WHR와 몸짓은 매력을 판단하는 강력한 기준으로 활용된다. 연구팀은 여성이 어깨를 흔들며 씩씩하게 걷도록 한 장면과 엉덩이를 좌우로 크게 흔들며 걷도록 한 장면을 실험 참가자들에게 보여 줬다. 또 남성도 같은 방식으로 걷게 한 모습을 비교해 보여 줬다.

그 결과는 역시 여성은 엉덩이를 많이 흔들며 발랄하게 걸을 때가 매력적이라는 대답이 높았다. 반면 씩씩하게 걸어가는 뒷모습에 대해선 별로 매력을 느끼지 못한다는 대답이 많았다.

존슨 박사는 “생물학적 성은 여전히 가장 주요한 매력의 판단 기준”이지만 “몸짓과 체형이 조화를 이룰 때 매력을 느끼는 수준이 최종 결정된다”고 말했다. 이번 연구는 ‘미국립과학원회보(PNAS)’ 최신호에 소개됐다.

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美 ‘위성 생포 위성’ 발사

다른 위성 접근해 로봇팔로 수리

2007년 03월 15일

| 글 | 주성하 동아일보 기자 ㆍzsh75@donga.com |

미국 플로리다 주 케이프커내버럴 우주기지에서 8일 6개의 인공위성을 실은 아틀라스 운반로켓이 발사됐다. 언론의 주목을 받지 못한 조용한 발사였다. 그러나 내용을 한 꺼풀 들춰 보면 이들 위성에는 새로운 우주 시대를 여는 획기적인 기술이 담겨 있었다. 핵심은 한마디로 위성이 다른 위성에 ‘손을 댈’ 수 있는 기술이다. 일명 ‘궤도급행(Orbital Express)미션’으로 명명된 이번 실험이 성공하면 미국은 미래의 우주전쟁에서 러시아나 중국 같은 가상의 적을 확실하게 제압하는 길을 열게 될 것으로 보인다. 미 국방부 산하 고등연구기획국(DARPA)이 3억 달러(약 2842억 원)를 들여 공군우주기술프로그램(SPT)의 1단계로 실시하는 이번 실험은 6월까지 91일간 이어진다.

▽위성과 위성의 첫 만남=6개의 인공위성 모두 군사적 용도로 쓰이지만 특히 주목되는 것은 약칭 애스트로(ASTRO)로 불리는 자율우주운반 로봇 위성과 넥스트샛(NextSat)으로 불리는 시험 위성.

이 두 위성은 우주에서 위성끼리의 도킹 및 조립, 해체 작업을 사상 처음으로 진행한다.

미 스페이스닷컴이 밝힌 시험 과정은 다음과 같다. 애스트로와 넥스트샛은 한 덩어리로 조립돼 우주에 발사된 뒤 분리된다. 그 뒤 무게 952kg, 높이와 폭이 각각 1.8m인 원형형태의 애스트로는 다른 궤도에서 도는 무게 226kg, 높이와 폭이 각각 1m인 넥스트샛을 추적한다.

추적이 순조롭게 진행되면 애스트로는 싣고 있는 136kg의 추진연료를 가동해 넥스트샛에 천천히 접근한다. 이어 애스트로의 로봇 팔이 작동해 두 위성은 단단히 결합되며 애스트로는 넥스트샛의 연료를 재충전하고 소프트웨어를 교체한 뒤 수리까지 하게 된다.

▽획기적인 기술 진보=지금까지 인공위성은 싣고 간 연료가 다 소비되거나 고장 나면 버려지는 일회용품에 불과했다. 특히 연료 소모가 많은 정찰위성은 수명이 1년 내외로 짧다.

그러나 애스트로가 성공하게 되면 연료 주입은 물론 수리까지 가능해져 위성의 수명이 크게 늘어나며 새 위성을 쏘아 올리는 데 드는 막대한 비용을 절약할 수도 있다.

장점은 여기에 그치지 않는다. 지금까지 인공위성은 입력한 대상물에 대한 감시가 필요 없어져도 프로그램된 궤도를 벗어날 수 없었다. 그러나 애스트로가 도입되면 용도 폐기된 위성을 끌어다 새 궤도로 이동시키는 것이 가능해진다. 또 로봇 팔을 이용해 소프트웨어를 교체함으로써 다른 임무를 수행하게 할 수도 있다.

▽중국의 경계=미국의 이번 시험에 가장 긴장하는 국가는 뒤늦게 우주 개척에 뛰어든 중국. 중국 셴다이콰이(現代快)보는 13일 이번 시험이 미국 측 발표 이상의 목적을 가진 극비 우주계획의 일환으로 시험이 성공하면 미국의 우주전쟁 능력은 획기적인 수준으로 향상된다고 보도했다.

이 신문은 위성 간 도킹을 ‘별을 사로잡는 기술’로 표현하면서 우주전쟁의 핵심인 인공위성을 자유자재로 다룰 수 있는 기술이 가져올 무한한 가능성에 주목했다. 적국의 위성들을 ‘생포’해 파괴하지 않고도 기능을 마비시키거나 궤도를 이탈시켜 쓸모없게 만들 수 있다는 것. 나아가 기술이 향상되면 상대편 위성의 시스템을 바꾸어 자국 위성으로 만들거나 역정보를 제공하는 ‘이중간첩 위성’으로 삼을 수도 있다는 것.

애스트로는 스스로 궤도를 수정하기 때문에 요격하기도 힘들다. 미 항공우주국(NASA) 대신 미 국방부가 주관하는 이번 시험은 우주를 미국이 지배하는 세상으로 만들 능력을 보여 주는 것이라고 이 신문은 분석했다.

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