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2016년 6월 30일 목요일

라데온 RX 480 벤치 공개




(출처: AMD) 


 여러 IT 웹사이트를 통해서 라데온 RX 480의 공식 리뷰와 벤치마크 결과들이 공개되었습니다. 가격은 4GB 버전이 199달러 8GB 버전이 239달러로 확정되었습니다. 다만 국내에 초기 수입된 물량은 물론 풀린 물량 자체가 적어서 매우 고가에 거래되고 있습니다. 이 문제는 좀 시간이 지나고 가격이 안정화되면 해결될 것으로 보입니다. 


 라데온 RX 480의 성능은 대략 GTX 970이나 R9 390 사이에 위치하는 것으로 보이는데, 이는 어느 정도 예상할 수 있는 부분이지만, 레퍼런스 제품의 소비 전력이나 발열이 생각보다 다소 큰 것으로 보입니다. 더구나 아직 가격이 꽤 비싸므로 구매를 고려하고 있는 경우 비레퍼 제품이 충분히 나오고 가격이 떨어진 후 구매를 고려하는 것이 좋을 것으로 생각됩니다. 


 벤치 결과 모음 








 가격만 199달러에 근접하게 떨어진다면 RX 480은 달러 당 성능비 면에서 가장 우수한 제품이 될 것입니다. 물론 초기에는 물량이 극히 부족할 것이므로 가격 안정화에는 몇 달 정도 시간이 필요할지 모릅니다. 다만 오버클럭 잠재력은 생각보다 작은 편이 아닌가하는 생각도 드는데, 과연 비레퍼 제품은 어떨지 궁금하네요. 


 아무튼 10nm 급 차세대 GPU들이 이제 막 등장했으므로 더 강력한 제품들이 하나씩 나오는 것은 이제 시간 문제입니다. 처음 등장한 선수들도 흥미롭겠지만, 제 생각에는 28nm GPU에서도 그랬듯이 더 진보된 아키텍처를 지닌 다음 주력 제품들 역시 주목해야할 이유가 있다고 봅니다. 만약 GTX 970이나 R9 390 같이 전세대 주력 제품을 가진 유저라면 이 제품들보다 이후에 나오는 제품에 더 큰 기대를 걸어보는 것이 유리할 것입니다. 



인류에 의해 새로운 모기가 진화했다?



(The London Underground Mosquito (Culex pipiens molestus) has been found in underground systems around the world. It is believed to have evolved from the common house mosquito through a subterranean population. Credit: Walkabout12 via Wikimedia Commons)



 인류의 등장은 대부분의 지구 생명체에게 큰 재앙이라고 할 수 있습니다. 수많은 생물종이 인간때문에 멸종되었거나 현재 멸종 위기로 내몰리고 있으니까요. 하지만 반대로 인간이 의도적으로 만들거나 혹은 의도하지 않았지만 인류에 의해 새롭게 진화된 종도 존재합니다.


 전자의 대표적인 사례는 우리가 매일 먹는 곡물과 야채, 과일 등입니다. 우리는 GMO 농작물을 꺼려하지만, 사실 우리가 먹는 음식은 대부분 (양식되지 않는 어류는 제외) 상당한 유전자 변형을 거친 것으로 본래 야생종과는 너무 달라진 것들입니다. 


 40종의 주요 작물 가운데 적어도 6종은 이제 새로운 종이라고 봐도 무방한 수준입니다. 우연히 나타나는 돌연변이와 인간에 의한 선택의 조합으로 유전적으로 완전히 다른 신종이 탄생한 것이죠. 


 후자의 대표적인 사례는 우리가 박멸하려고 아무리 애써도 살아남는 각종 해충과 기생충을 예로 들 수 있을 것입니다. LA의 도시환경에서 다양하게 진화된 파리의 사례는 앞서 설명한 바 있는데, ( http://blog.naver.com/jjy0501/220311409540 참조) 기존의 야생종과는 교배가 불가능한 독립적인 모기종이 도시 지하에서 발견되었습니다. 


 코펜하겐 대학과 퀸즈랜드 대학의 연구자들이 발견한 이 신종 모기는 런던 지하 모기 (London Underground Mosquito (Culex pipiens molestus))라고 명명되었습니다. 다만 인간에게는 불행하게도 런던 지하에서만 발견되는 것이 아니라 다른 나라의 지하에서도 서식하는 것이 확인되었습니다. 도시의 삶이 모기에도 팍팍하긴 하겠지만, 인간이라는 거대한 식량 공급원이 있어 외롭지는 않을 것입니다. 


 하지만 동시에 연구팀은 이것이 인간이 생물 다양성을 늘리고 있다는 이야기는 아니라고 설명했습니다. 사실 멸종되는 동식물이 압도적으로 더 많기 때문입니다. 인간으로 인해서 생기는 새로운 종은 끊임없이 일어나는 진화의 증거이지만, 동시에 기존의 생태계를 파괴하고 인간이 그 자리를 차지하면서 생기는 변화이기도 합니다.


 참고 

How humans drive speciation as well as extinction, Proceedings of the Royal Society B, rspb.royalsocietypublishing.org/lookup/doi/10.1098/rspb.2016.0600 


순조로운 지상 테스트를 마친 고체 로켓 부스터




(The second and final qualification motor (QM-2) test for the Space Launch System’s booster is seen, Tuesday, June 28, 2016, at Orbital ATK Propulsion Systems test facilities in Promontory, Utah. During the Space Launch System flight the boosters will provide more than 75 percent of the thrust needed to escape the gravitational pull of the Earth, the first step on NASA’s Journey to Mars. 
Photo Credit: (NASA/Bill Ingalls))


 나사의 차세대 발사체인 SLS는 2개의 개량형 고체 로켓 부스터를 사용합니다. 이 고체 로켓 부스터는 우주 왕복선의 유산으로 사실은 오리온 우주선을 발사하기 위해 개발되었던 아레스 I 로켓의 1단이기도 합니다. 4단에서 5단으로 확장된 로켓 부스터는 무게가 590톤에서 더 무거워지면서 25%더 많은 추력을 제공할 수 있게 되었습니다. 


 각 로켓 부스터는 초당 6톤의 연료를 연소시키면서 발사 처음 2분간 필요한 추력의 75%를 제공합니다. 수천톤에 달하는 거대한 SLS나 우주 왕복선이 하늘로 날아오를 수 있는 것은 이 고체 로켓 부스터 덕분이죠. 다만 무게 당 추력이 낮기 때문에 순수하게 고체로켓만으로 로켓을 구성하지 않고 부스터로 사용하는 것입니다.


 하지만 연료가 증가한 만큼 로켓 엔진이 이를 견딜 수 있는지도 새로 테스트가 필요합니다. qualification motor (QM-2) 연소 테스트는 실제 발사시와 동일한 테스트를 진행한 것으로 실제 SLS 코어 스테이지에 장착하기 전 최종 테스트라고 할 수 있습니다. 현지 시각 6월 28일 진행된 테스트는 성공적으로 마무리되었습니다.   




(인포그래픽.  출처: NASA) 


 아직 더 가야할 길이 남았지만, SLS의 각 파트가 하나씩 조립되거나 테스트를 통과하고 있어 조만간 SLS가 발사될 수 있을 것으로 보입니다. 2018년까지 마감 기한을 마출 수 있을지 그리고 첫 번째 테스트에서 성공할지 여부는 지금 장담하기 어렵지만, 화성을 향한 인류의 꿈을 실현시키기 위해 순조롭게 개발과 발사가 진행되기를 기대해봅니다. 


 참고 





우주 이야기 522 - 저 멀리 희미한 은하를 보다



(An image of a small section (0.4%) of the UDS field. Most of the objects in the image are very distant galaxies, observed as they were over 9 billion years ago. In the full image, 250,000 galaxies have been detected over an area of sky four times the size of the full Moon. Credit: Omar Almaini, University of Nottingham)


 과학자들은 멀리 떨어진 천체를 관측하므로써 우주 초기의 모습을 알 수 있습니다. 멀리 떨어진 천체일수록 빛이 도달하는데 걸리는 시간이 길어지기 때문입니다. 100억 광년 떨어진 천체를 보면 100억년 전의 천체를 관측하는 셈이죠. 문제는 이 정도 거리에서는 은하도 희미한 점으로 밖에 보이지 않는다는 점입니다. 하지만 관측 기술의 발전으로 인해 이제 아주 멀리 떨어진 은하에 대한 관측 기술도 나날이 발전하고 있습니다. 


 영국 왕립 천문학회는 울트라 딥 서베이 Ultra-Deep Survey (UDS)의 최종 관측 자료를 공개했습니다. 이 데이터는 중간에 가리는 천체나 가스와 먼지가 없는 좁은 창을 통해 관측한 멀리 떨어진 은하 25만 개의 데이터를 포함하고 있습니다. 이를 분석하면 과학자들은 초기 은하의 진화에 대해서 더 많은 것을 알아낼 수 있을 것입니다. 


 이 데이터를 수집하기 위해서 영국은 하와이에 설치한 영국 적외선 망원경 United Kingdom Infrared Telescope (UKIRT)을 이용해 2005년부터 관측을 진행해 왔습니다. UDS는 10여년 간의 관측 데이터를 모은 것으로 망원경의 노출 시간만 1000시간 이상이라고 하네요. 


 사실 UDS는 UKIRT Infrared Deep Sky Survey (UKIDSS) 데이터의 5%에 해당하는 더 먼 은하의 데이터로 대규모 관측 프로젝트의 일부입니다. 아무튼 이렇게 오랜 세월에 걸친 대규모 데이터를 공개했으므로 앞으로 초기 우주를 연구하는데 큰 기여를 할 것으로 기대되고 있습니다.


 예를 들어 초기 은하의 분포를 연구하면 100억년 전 우주 초기에 우주에 있는 중력의 대부분을 행사하는 암흑물질의 분포를 추정할 수 있습니다. 암흑물질은 이름처럼 눈에 보이지 않지만 보이는 물질 보다 몇 배가 많기 때문에 그 중력을 통해서 은하, 은하군, 은하단, 초은하단의 분포에 결정적인 영향을 미쳤습니다. 


 이외에도 앞으로 많은 연구가 진행될 수 있겠죠. 여기에 더해 차세대 망원경이 더 먼 우주에 대한 데이터를 추가한다면 우리는 우주가 초창기에 어떻게 진화되어 지금에 이르렀는지 더 잘 알게 될 것입니다. 


 참고 





2016년 6월 29일 수요일

바이오 잉크를 이용한 3D 프린터



(A plug of 3-D bioprinted cartilage on top of a plug of osteocondral material -- bone and cartilage. The bone sits in a bath of nutrient media. Credit: Ozbolat, Penn State)

(A multiarmed bioprinter used to 3-D print cartilage. A special nozzle for printing bioink composed of strands of cartilage can be seen. Credit: Ozbolat, Penn State)


 3D 프린터를 이용해서 연골 조직을 만드려는 시도가 한창입니다. 사실 간이나 콩팥 같은 복잡한 장기는 어떤 방법을 사용해도 만들기가 쉽지 않습니다. 따라서 이보다는 더 간단하고 쉬운 연골 조직이나 뼈조직을 만들어서 이를 환자에게 이식하는 연구가 진행중입니다. 


 사실 세포를 배양하는 것 자체도 간단하지는 않지만, 배양된 세포 덩어리는 조직이라고 부르기 애매한 존재입니다. 이는 벽돌을 무더기로 쌓아놓는다고 해서 건물이 되지 않는 것과 같은 이치죠. 특히 조직 세포를 3차원적으로 배열해서 실제 조직처럼 만드는 일은 오랜 세월 넘기 힘든 벽이었습니다. 


 최근 연구자들은 바이오 3D 프린터를 이용해서 이 문제를 극복하는 연구를 진행 중에 있습니다. 목표는 진짜 같은 연골 조직을 만드는 것입니다. 펜실베니아 주립대학의 이브라힘 오즈볼랏 교수(Ibrahim T. Ozbolat, associate professor of engineering science and mechanics)가 이끄는 연구팀은 목적도 그것입니다. 


 이들은 조류(algae)를 기반으로 만든 바이오 잉크에 연골 세포를 넣어 원하는 모양의 연골 조직을 만드려고 연구중입니다. 일단 출력하면 연골 세포가 자라서 조직을 만드는데는 수주 간의 시간이 필요합니다. 현재는 작은 연골 조직을 만들 수 있는 수준입니다.  




(동영상) 


 연골은 주로 한 가지 종류의 세포 (연골세포)로 구성된데다 혈관 등 복잡한 구조물이 거의 없어서 바이오 3D 프린터로 출력하기에 가장 이상적인 조직이라고 할 수 있습니다. 특히 같은 이유로 한번 손상된 연골은 쉽게 복구되지 않기 때문에 이를 치료하는 방법 역시 필요한 상황입니다. 


 앞으로 이런 바이오 3D 프린터가 원하는 형태의 연골을 자유롭게 출력할 수 있게 되면 의료 부분에서 큰 혁신이 일어날 것으로 기대됩니다. 당장에는 어렵겠지만, 10년, 20년 후 미래에는 이것이 현실이 되기를 기대합니다. 


참고 



태양계 이야기 514 - 불타는 목성?



In preparation for the imminent arrival of NASA’s Juno spacecraft in July 2016, astronomers used ESO’s Very Large Telescope to obtain spectacular new infrared images of Jupiter using the VISIR instrument. They are part of a campaign to create high-resolution maps of the giant planet to inform the work to be undertaken by Juno over the following months, helping astronomers to better understand the gas giant. This false-colour image was created by selecting and combining the best images obtained from many short VISIR exposures at a wavelength of 5 micrometres. Credit: ESO/L. Fletcher)


 나사의 주노 탐사선의 목성 진입을 압두고 유럽 남방 천문대(ESO)의 VLT가 목성의 놀라운 사진을 공개했습니다. 마치 불길에 휩싸인 듯한 이 사진은 VLT의 VISIR를 이용해서 촬영한 적외선 영역 이미지입니다. 적외선은 파장이 길기 때문에 목성의 대기 아래층을 보기에 적합하지만, 목성까지의 거리와 더불어 지구 대기의 산란으로 인해 이렇게 선명한 모습은 쉽게 촬영하기 어렵습니다. 


 연구를 이끄는 영국 레스터 대학의 레이 플레처(Leigh Fletcher of the University of Leicester)에 의하면 이는 매우 운좋게 찍은 이미지라고 합니다. 연구팀은 여기에 럭키 프레임(Lucky Frame)이라는 명칭을 붙였습니다. 


 사실 갈릴레오 탐사선이 퇴역한 후 오랜 세월 목성을 관측하는 방법은 지구와 지구 근방 궤도에 있는 망원경을 이용한 것뿐이었습니다. 하지만 주노 탐사선이 이제 목성에 거의 도달한 상태로 진입을 앞두고 있기 때문에 모든 일이 순조롭게 풀린다면 과학자들은 근접 거리에서 목성의 모습을 들여다볼 수 있는 기회를 얻을 것입니다.


(This view compares a lucky imaging view of Jupiter from VISIR (left) at infrared wavelengths with a very sharp amateur image in visible light from about the same time (right). Credit: ESO/L.N. Fletcher/Damian Peach)


 목성은 빠른 속도로 움직이는 여러 층의 구름과 가스를 가지고 있습니다. 주노는 전례 없이 생생한 이미지를 지구로 전송해줄 것으로 기대합니다. 동시에 목성이 풀리지 않은 여러 가지 비밀 역시 모습을 드러내게 될 것입니다. 


 참고 




우주 이야기 521 - 엄청난 속도로 자전하는 갈색왜성



(An artist's impression of a star classified as a "brown dwarf." Credit: R. Hurt/NASA)


 갈색왜성은 태양질량의 대략 0.08배에서 0.013배 정도에 해당하는 천체입니다. 다른 말로 목성 질량의 대략 13배 정도 되는 가스 천체라고 할 수 있습니다. 안정적인 수소 핵융합 반응을 유지하기에는 중심부의 압력과 열이 낮지만, 대신 드문 동위원소인 중수소를 태울 수 있어 미약하게나마 에너지를 만들 수 있습니다. 물론 항성에 비해 매우 어두워서 별보다는 별과 행성 사이의 천체로 분류합니다.


 당연히 우주에는 크기가 작은 천체인 갈색왜성이 매우 많지만, 너무 어둡기 때문에 관측은 쉽지 않았습니다. 그러나 관측 기술의 발전으로 갈색왜성에 대한 관측이 점차 정확해지면서 여러 가지 사실들이 밝혀지고 있습니다. 


 천문학자들은 305m 구경의 아레시보 전파 망원경을 이용해서 갈색왜성 J1122+25(WISEPC J112254.73+255021.5)를 관측했습니다. 이들이 관측한 것은 갈색왜성의 플레어와 이에 따르는 자기장의 변화였습니다. 55광년이나 떨어진 갈색왜성에서 이를 측정한다는 것은 사실 매우 어려운 일이지만, 연구팀은 신기술을 활용해서 아레시보 전파 망원경의 성능을 한계까지 끌어 올렸습니다. 


 그 결과는 놀라운 것이었습니다. 관측된 플레어의 주기는 17,34,51분에 불과했기 때문입니다. 이 플레어의 주기가 자전에 의한 것이라면 자전속도는 최대 51분에 불과합니다. 물론 과학자들은 이와 같은 강도 변화가 정말 자전에 의한 것인지를 좀 더 확인해 보겠지만, 만약 자전에 의한 것이라면 역대 가장 빠른 자전주기를 지닌 갈색왜성으로 기록될 것입니다.


 연구팀은 이번에 사용된 새로운 관측 기술이 앞으로 작은 천체 - 매우 작은 별이나 갈색왜성,그리고 심지어는 큰 행성까지 - 의 자기장을 확인하는데 사용될 수 있을 것으로 기대하고 있습니다. 사실 이 부분이 더 흥미로운 이야기인데, 자기장은 종종 행성의 대기를 보호하는 역할을 하기 때문이죠. 


 앞으로 이 관측 기술을 이용해서 여러 가지 새로운 사실이 밝혀지기를 기대합니다. 


 참고 


2016년 6월 28일 화요일

바다에 프로토타입을 띄우는 오션 클린업







(Credit: Ocean Cleanup)


 현재 바다는 인간이 버린 쓰레기로 몸살을 앓고 있습니다. 인간이 만든 모든 물건들이 강과 배수로를 따라 결국 바다로 흘러들어가고 있는데, 이로 인해 해양 생태계 위협은 물론 궁극적으로는 바다에서 식량을 얻는 인간에게까지 위협이 될 가능성이 있습니다. 


 해양 쓰레기 문제에서 한 가지 심각한 이슈는 태평양 바다 한가운데 존재하는 거대한 쓰레기 바다인 Great Pacific Garbage Patch 입니다. 해류를 따라 모인 거대한 쓰레기들의 집합으로 면적이 워낙 넓기 때문에 이를 일일이 수거하는 일은 불가능에 가깝습니다. 


 이 문제에 대한 해결책으로 제시된 것이 오션 클린업이 제시한 거대한 부유식 청소 장치입니다. 해류의 흐름에 따라서 떠다니는 플라스틱 쓰레기만이라도 처리하자는 개념이죠. 실제로 얼마나 유용할지는 알 수 없지만, 이렇게라도 해결을 해보겠다는 민간 주도의 움직입니다. 


 오션 클린업은 최근 북해에 약 100m 급 프로토타입 (사진)을 띄웠습니다. 풍선같이 생긴 배리어가 과연 북해의 거친 바다를 얼마나 오래 버틸 수 있는지 테스트하기 위해서입니다. 사실 이 배리어가 터지거나 찟겨 나간다면 새로운 해양 쓰레기가 되는 셈이므로 이와 같은 내구성 및 성능 테스트는 반드시 거쳐야합니다. 


 오션 클린업 프로젝트는 빠르면 2017년에 2km에 달하는 부유식 배리어를 해류가 빠른 한국과 일본 사이 바다에 설치하고 궁극적으로는 2020년에 100km에 달하는 초대형 부유식 수거장치를 태평양 한 가운데 설치한다는 야심찬 목표를 가지고 있습니다. 하지만 이는 민간에서 추진하기에는 너무 막대한 비용과 여러 가지 정치적 문제가 달린 문제여서 과연 순조롭게 진행될지는 다소 의문이기도 합니다. 


 해양 쓰레기 문제의 심각성을 생각하면 이제 국제 사회가 좀 더 적극적으로 나서야 하는 것이 아닌가 하는 생각입니다. 


 참고 


0.1mm 지름 렌즈를 지닌 카메라 - 초미세 내시경 등장하나?



(Image of a multi-lens system with a diameter of 600 µm next to a doublet lenses with a diameter of 120 µm. Credit: Timo Gissibl)

(Colored SEM-image of a miniature triplet lens directly fabricated on an optical fiber. Credit: Timo Gissibl)


 카메라는 작아지는 데 한계가 있습니다. 이미지 센서는 물론이고 초미세 렌즈를 만드는 일도 매우 어렵기 때문입니다. 하지만 마이크로 로봇이나 초미세 내시경, 그리고 몸 안을 움직이는 로봇처럼 새로운 영역에 도전하기 위해 초미세 카메라에 대한 연구가 계속되고 있습니다. 


 독일 슈튜트가르트 대학 (University of Stuttgart)의 연구자들은 저널 네이처 포토닉스에 이들이 개발한 초미세 렌즈와 카메라의 프로토타입을 공개했습니다. 이들은 3D 프린터 기술을 이용해서 과거에는 불가능한 렌즈 시스템을 만들었습니다. 렌즈 자체의 크기는 0.1mm, 케이스에 담았을 때 크기는 0.12mm에 불과해 초미세 카메라는 물론 주사기로 인체에 삽입할 수 있는 크기까지 줄일 수 있다는 것입니다. (복합 렌즈의 경우 0.6mm) 


 이 렌즈 기술을 이용해서 연구팀은 대략 3mm 앞의 물체에 초점을 맞출 수 있는 1.7m 길이의 내시경을 개발하고 있습니다. 성공한다면 과거에는 불가능했던 좁은 공간에 내시경을 넣고 검사할 수 있어 각종 비파괴 검사는 물론 질병의 진단 및 치료에도 응용할 수 있을 것으로 기대됩니다.


 물론 신기술이 항상 그렇듯이 상용화 여부는 기다려봐야 알 수 있겠지만, 이렇게 작은 렌즈를 3D프린터로 만들 수 있다는 것만으로도 놀라운 일인 것 같습니다. 


 참고

Two-photon direct laser writing of ultracompact multi-lens objectives, Nature Photonics, nature.com/articles/doi:10.1038/nphoton.2016.121 




   

우주 이야기 520 - 블랙홀 가까이 다가간 별을 관측하는 GRAVITY



(This artist's impression shows stars orbiting the supermassive black hole at the center of the Milky Way. In 2018 one of these stars, S2, will pass very close to the black hole and this event will be the best opportunity to study the effects of very strong gravity and test the predictions of Einstein's general relativity in the near future. The GRAVITY instrument on the ESO Very Large Telescope Interferometer is the most powerful tool for measuring the positions of these stars in existence and it was successfully tested on the S2 star in the summer of 2016. The orbit of S2 is shown in red and the position of the central black hole is marked with a red cross. Credit: ESO/L. Calçada )

  우리 은하 중심에는 태양 질량의 약 400만 배에 달하는 거대 질량 블랙홀이 있습니다. 지난 수십 년간 많은 관측으로 그 실체가 점차 드러난 이 거대 질량 블랙홀은 우리가 가장 가까이에서 관측할 수 있는 거대 질량 블랙홀이기도 합니다.


 하지만 그 관측은 쉽지 않았습니다. 일단 수만 광년에 달하는 거리는 물론이고 은하 중심부와 블랙홀 주변에 대량으로 존재하는 가스와 별 때문에 직접 관측이 매우 어렵기 때문입니다. 물론 블랙홀 자체가 사실 좁은 공간에 많은 질량이 밀집한 천체이다보니 블랙홀과 그 주변 구조물 자체가 작다는 문제도 있습니다.


 이를 극복하기 위해서는 엄청나게 거대한 망원경이 필요합니다. 단일 망원경으로는 한계가 있기 때문에 여러 개의 큰 망원경을 간섭계로 묶는 방법이 필요합니다. 전파 망원경 가운데는 이전에 설명드린 바 있는 EHT (Event Horizon Telescope, http://blog.naver.com/jjy0501/220730802404 참조)가 그런 대표적 사례입니다.


 광학 망원경 간섭계로는 오늘 소개드릴 GRAVITY가 존재합니다. 이 장치는 2세대 거대 간섭계로 유럽 남방 천문대 (ESO)의 8.2m 지름 VLT에 설치됩니다. 4개의 망원경에 설치된 GRAVITY는 마치 130m 급 단일 망원경같은 분해능으로 은하 중심 블랙홀을 관측할 것입니다.


 다만 GRAVITY로도 블랙홀의 본체 자체를 볼 수 있는 것은 아닙니다. 보려는 것은 S2라고 알려진 블랙홀 주변의 별입니다. 이 별은 16년 주기로 블랙홀 주변을 공전하는데, 2018년에는 가장 가까운 점을 지나게 됩니다. 이 때 블랙홀에 강력한 중력이 영향이 별의 궤도는 물론 빛의 경로에도 영향을 주게 됩니다.


 이 때 과학자들은 역대 가장 정확한 정밀도로 S2의 이동을 관측해서 아인슈타인의 일반 상대성 이론을 검증하는 것은 물론 실제로 블랙홀의 강력한 중력장에서 천체의 변화를 감지할 것입니다. 블랙홀의 강력한 중력장은 과학 이론이나 영화에서는 자주 등장하지만, 여기에 근접해서 지나가는 천체를 실제로 관측하는 일은 매우 예외적인 경우입니다.


 S2는 근일점에서 블랙홀에서 17광시(light hour)에 불과한 거리를 지나게 됩니다. 이 때 속도가 매우 빨라져 별의 상대 속도가 광속의 2.5%에 달할 것입니다. GRAVITY가 이를 실제로 관측하면 과연 어떤 사실이 밝혀질지 궁금합니다.


 참고     



칩 위에 뇌를 만들다



(Top view of the sieve, zooming in on the inverted pyramids. Credit: University of Twente)


(One cell captured. Credit: University of Twente)

(First connections between the cells in pyramids . Credit: University of Twente)


 뇌는 작은 우주라고 불릴만큼 복잡한 장기입니다. 뇌가 어떤 방식으로 작동하는지 많은 연구가 진행되어 일부 비밀이 풀리기도 했지만, 사실 아직 알지 못하는 부분이 훨씬 많습니다. 뇌세포 자체도 복잡하지만, 이 뇌세포들이 모여서 어떻게 사고 기능을 하는지 알기는 더 어렵기 때문입니다. 


 트웬테 대학의 바트 슈린크(Bart Schurink, researcher at University of Twente's )와 그의 동료들은 신경 세포 하나하나를 작은 역피라미드 모양의 격자에 담은 후 살아있는 상태로 배양해 신경 세포간의 신호 전달과 작용기전을 이해할 수 있는 실험모델을 만들었습니다. 이는 마치 칩 위의 뇌 (Brain on a chip)이라고 부를 만한 장치입니다. (사진 참조) 


 이 칩의 크기는 2x2mm 정도이며 여기에 수백개의 작은 역삼각형 모양의 격자가 있어 여기에 살아있는 세포 하나씩을 가두는 방식입니다. 각 격자 내부에는 전극과 센서가 있어 세포를 모니터링 할 수 있습니다. 격자간의 거리가 멀어 세포간의 연결이 가능할지 궁금하지만, 실제로 이들은 신경 세포간의 연결이 살아있는 상태에서 진행되는 것을 확인했습니다. 


 물론 이런 실험 모델을 만들었다고해서 이제 뇌세포를 이용한 컴퓨터가 가능한 것은 아닙니다. 그것보다는 뇌의 구조와 작동 기전을 밝히는 것이 연구의 주된 목적이죠. 사실 2차원적으로 배열한 수백 개의 뇌세포로 인간 같은 고도의 사고 능력을 구현하는 것은 무리입니다. 


 그럼에도 이렇게 세포 하나씩 배양해서 살아있는 상태에서 연구를 할 수 있다는 것은 참으로 놀라운 과학의 경이같습니다. 연구팀 역시 이렇게 살아있는 상태에서 세포를 배양한 후 격자 안으로 하나씩 밀어넣고 나서 서로 연결하는 과정까지 도달한 것은 결코 쉽지 않은 일이었다고 하네요.


 과연 어떤 비밀이 밝혀지게 될지 궁금합니다. 


 참고 






2016년 6월 27일 월요일

레일건의 경쟁자 HVP



(USS Millinocket (JHSV 3)에 탑재된 레일건 프로토타입. One of the two electromagnetic railgun prototypes on display aboard the joint high speed vessel USS Millinocket (JHSV 3) in port at Naval Base San Diego. The railguns are being displayed in San Diego as part of the Electromagnetic Launch Symposium, which brought together representatives from the US and allied navies, industry and academia to discuss directed energy technologies. Credit: Mass Communication Specialist 2nd Class Kristopher Kirsop/Released ) 


 현재 미 해군은 레일건의 실전 배치를 위해 노력하고 있습니다. 전자기력의 힘을 이용해서 탄두를 발사하는 레일건은 속도면에서 기존의 화포의 몇 배나 빠른 (마하 7.5) 속도를 가지고 있으며 사거리 역시 훨씬 길어서 장거리 목표물 타격은 물론 적의 탄도 미사일 같이 아주 빠르게 움직이는 물체를 요격하는 용도로 제격입니다. 




 하지만 동시에 레일건 기술은 아직 완전히 신뢰성을 확보하지 못했고 개발에는 시간이 더 필요할 것입니다. 사실 이것보다 더 큰 문제는 가격입니다. 레일건을 안정적으로 운용하려면 25MW 급 전력을 갖춘 함선이 있어야 하는데, 새로 건조되는 줌왈트급을 제외하면 미 해군조차도 이런 배는 얼마 되지 않는 상황입니다. 미래에는 기술발전으로 더 적은 출력으로도 같은 성능을 낼 수 있을지 모르지만, 그것이 언제 가능할지는 모르는 상태죠. 더구나 레일건은 비싼 무기입니다. 


 모든 점을 고려할 때 국방 예산 감축으로 인해 줌왈트급 건조 척수도 3척으로 감소한 상황에서 언제 될지 모르는 저가형 레일건 시스템을 기다리는 것보다는 저렴하고 당장에 사용가능한 새로운 대안을 찾는 것이 더 합리적인 방법일 것입니다.


 미 해군이 생각중인 대안은 바로 고속 발사체 (HVP, High Velocity Projectile) 입니다. 이 무기는 기존의 해군이 가지고 있는 5인치 함포 및 155mm 포에 사용할 수 있는 새로운 형태의 포탄입니다. 다만 기존의 포탄과는 달리 운동에너지만으로 목표를 타격하는 특징을 지니고 있습니다. 화학 에너지를 이용해서 100% 운동 에너지를 가진 고속 발사체를 날리는 것이죠. 



(동영상) 


 테스트 영상에서 볼 수 있듯이 기존의 함포와 동일한 방식으로 발사되나 내부에 날카로운 송곳처럼 생긴 발사체가 나간다는 점이 다릅니다. HVP는 공기 역학적인 구조와 에너지 집중의 힘을 이용해서 포구속도를 매우 빠르게 만든 것으로 (마치 작은 송곳에 에너지를 모두 집중시킨 형태의 포라고 생각할 수 있음) 레일건만큼 빠르지는 않지만, 기존의 함포 대비 긴 사거리와 속도를 자랑합니다. 


 레일건 대비 떨어지는 성능은 기존의 함포를 개조없이 사용할 수 있다는 점과 1발당 5만 달러라는 비교적 저렴한 가격으로 얼마든지 상쇄가 가능합니다. 다만 아직은 개발 중이므로 만족스러운 성능을 낼 수 있는지, 실제 배치로 이어질 것인지는 좀 더 기다려봐야 알 수 있을 것으로 보입니다.




 레일건 소식은 아니지만 그분 이야기가 빠지면 섭섭하신 분들이 있을까봐 하나 올립니다. 




 참고 



북극권을 붉게 물든인 조류



(Red pigmented snow algae darken the surface of snow and ice in the Arctic. Credit: Liane G. Benning/GFZ)


 조류(Algae)는 보통 녹색이지만, 종종 갈색이나 붉은 색 계통을 띄는 경우도 있습니다. 그리고 종종 물속이 아니라 눈위에서도 살아갈 수 있습니다. 실제로 북극권에는 빙하를 붉은 색에서 핑크색으로 물들이는 빙하를 볼 수 있습니다. 이 추운 곳에서도 표면에 약간 녹은 눈에서 광합성을 하면서 번성하는 생명체가 있는 것입니다. 이는 생명의 경이라고 할 수 있습니다. 


 하지만 최근 과학자들은 이 붉은 색 조류에 더 중요한 의미가 있다는 사실을 밝혀냈습니다. 독일 지질학 연구소 및 리즈 대학의 스테파니 루츠(Stefanie Lutz, postdoc at the German Research Centre for Geosciences GFZ and at the University of Leeds)와 그녀의 동료들은 저널 네이처 커뮤니케이션즈에 이 조류가 사실 생각보다 더 많은 태양에너지를 흡수해서 빙하를 녹이는데 기여한다고 발표했습니다. 


 흰색으로 빛나는 설원은 사실 많은 태양빛을 반사합니다. 이 사실은 스키장이나 설원이 펼쳐진 지역에서 쉽게 확인할 수 있죠. 빙하는 80%는 정도까지 태양빛을 반사해서 지구의 기온을 낮추는데 일조합니다. 하지만 붉은 색 조류는 알베도를 최대 13%정도까지 낮추는 것으로 나타났습니다.


 연구팀은 그린란드, 아이슬란드, 스발바르드 제도 등 북극권 21곳에서 40개의 샘플을 얻어 조사했으며 북극권에 서식하는 박테리아와 조류의 다양성을 확인했습니다. 동시에 이전에 생각했던 것보다 이들이 더 많은 햇빛을 흡수하는 것으로 조사되었습니다. 사실 더 많은 햇빛을 흡수해서 눈 표면의 온도를 높이면 이들에게는 생존에 더 유리한 조건이 형성되는 것이므로 이는 매우 타당한 이야기입니다. 아마도 그렇게 진화된 것이겠죠. 


(Researchers from GFZ took samples of red snow algae from multiple sites in the Arctic. Credit: Liane G. Benning/GFZ)


(The red pigmented snow algae cause a darkening of the surface of ice and snow in the Arctic. GFZ researchers analyzed the biodiversity of the algae and estimated how much they contribute to the darkening of the surface. Credit: Stefanie Lutz/GFZ)


 물론 문제는 이들이 빙하의 소실과 지구 온난화를 증폭하는 방향으로 작용한다는 점이겠죠. 이와 같은 바이오 알베도(bio-albedo)는 더 정확한 기후 모델과 예측을 위해서 충분히 연구될 필요가 있습니다. 


 지구 생태계는 대단히 복잡해서 여러 가지 방향으로 동시에 작용할 수 있습니다. 북극권의 기온이 상승하는 것은 식생의 북방한계를 더 높여서 북극권 주변의 식물이 더 잘 자라게 만들 수 있습니다. 이는 지구 온난화를 억제하는 방향으로 작용하죠. 하지만 동시에 반대로 이렇게 상승된 온도가 지구 온난화를 더 가속할수도 있습니다. 


 이와 같은 지구 생태계의 복잡한 반응은 기후 예측을 어렵게 만드는 요소 가운데 하나입니다. 분명한 것은 우리가 지구 대기중에 막대한 온실 가스를 이미 배출했고 지금도 배출 중이라는 것입니다. 이것이 지구 생태계에 미칠 영향은 이제까지 우리의 상상을 넘어설수도 있습니다. 


 참고 


  Nature Communications, DOI: 10.1038/NCOMMS11968