[전문의의 세계 - 이명현의 별별 천문학](34)별 좋구만

천문학의 비법론의 응용

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천체로부터 오는 빛을 모으는 것, 분산시켜 분석하는 것이 천문학 관측 조사의 중요한 포인트입니다. 천문학 관측 기술은 의학은 물론 데이터 처리, 지구온난화 조사, 고화질 영상 등에 응용되고 있다. 사진은 MRI, 디지털 X선 기기, 적외선 체온계, 내비게이션 등 천문학 기술을 응용한 기기. [경향신문 자료사진]대기업으로 조사영역을 넓히는 천문학자들의 별 탄생 관측을 응용한 암 진단...데이터 처리, GPS 원천기술 등 천문학 기술이 의학에서 경제 사회적 활용까지 인류 발전의 '첫 병' 역할인 '암흑물질'과 같은 조사가 또 어떤 기여를 하는지 누구나 알 수 있을지, 같은 학교에서 자신보다 먼저 천문학 박사학위를 취득한 친구들이 학문적 경력을 이어가지 않고 즉석회사에 취직했습니다. 박사학위 논문을 준비하던 자신은 당시 약간의 문화적 충격을 받았다. 천문학을 전공하고 박사 학위를 받으면 그냥 학교든 조사소든 들어가서 조사를 계속하는 게 당직이라고 생각했나봐요. 네덜란드 국적의 칭구는 전파망원경으로 자기은하를 관측해 물리적 특성을 찾아내는 작업을 하고 있었다. 그 과정에서 관측한 데이터를 분석하는 프로그램을 직접 만들어 쓰는 첫 번째가 많았다. 프로그래밍에도 능하고 앞선 프로세싱에도 능했습니다. 그 칭구가 취업한 회사는 네덜란드의 기업 필립스였다. 제 기억이 맞다면 의료 기기를 만드는 곳에 취직하고 있었을 것입니다. 관측한 천체를 분석하는 기술에 정통했기 때문에 그 기술을 기업으로부터 갖고 싶어 한 것입니다. 순수 학문 분야인 천문학에서 사용되는 기법이 영리를 목적으로 하는 기업에 도움이 되는 형태였다. 그 후에도, 같이 공부했던 많은 동료들이 회사에 취직했습니다. 현미경 소프트웨어를 만드는 회사에 취업한 칭구도 있었다. 앞서 프로세싱에 정통한 덕분이에요. 친한 친구 중 한 명은 병원 조사소에 취직했어요. 천체를 관측한 데이터를 선점 프로세싱 기법으로 분석하면서 진짜 신호를 찾는 소프트웨어를 개발했는데 그 비결을 암세포를 찾는 데 활용할 수 있을 것이라는 이 이야기를 남긴 기억이 있다. 소견하자면 잡소음 속에서 고립된 천체를 찾는 비결이 자신, 정상 세포 속에서 암세포를 찾아내는 비결에 공통점이 있을 것 같았다. 그 칭구의 후 초담은 듣지 못했지만 소견보다 많은 칭구가 기업현장으로 몰려가는 것을 목격한 것은 신선한 충격이었다. 친했던 후배 한 명이 천문학 박사 학위를 받고 병원에 취직했어요. 네덜란드가 아니라 한국에서 최근 처음 나온 겁니다. 제가 오래 전에 네덜란드에서 목격한 첫 번째가 바로 제 자신라의 첫 번째 마자신발입니다. 천문학을 전공했지만 다른 분야에서 그 비결을 응용하는 모습을 유심히 봤다. 얼마 전 후배가 관심 있는 사연을 페이스북에 올렸다. ​ 2019년 6월 30쵸쯔브토 7월 4최초의 사이에 영국의 렌 캐스트 대학에서 열린 영국 왕립 천문 학회 2019년 정기 학회(National Astronomy Meeting 2019)발표 논문에서 일부를 소개한 사진이었다. 여러분과 안의 자신이었던 것 같습니다. 분과 주제가 Impact of astronomy : ideas, inventions and people이었다. Astro-ecology: using astrophysics to help save the world라는 발표가 돋보였다. 천문생태학이란! 국내 언론 보도를 살펴보면 이 학회의 발표가 이 이야기와 관련해 동아사이언스 이정아 기자가 쓴 별 관측 기술로 암세포를 찾아낸다는 제목의 기사가 눈에 들어왔다. 영국 엑소터대 찰리 제인스 박사 조사팀이 발표한 Applying anastrophysics modeling to improve the diagnosis and treatment of cancersusing theranosticles라는 논문이 소개된 기사였다. 천문학에서 사용하는 비결을 유방암이나 피부암의 조기 발견에 활용할 수 있다는 취지의 이 이야기입니다. 천문학은 빛 의존이 강한 학문 분야다. 천체로부터 오는 빛을 모으는 것, 분산시켜 분석하는 것이 천문학 관측 조사의 중요한 포인트입니다. 가스와 먼지로 이루어진 별이 탄생하는 성운을 조사할 때에도 빛의 산란, 흡수, 숨겨서 재방출 관측을 하여 분석을 실시하여 성운의 내부 구조를 파악합니다. 인체는 성운과 비교할 수 없는 작은 크기지만 이런 비결론을 적용하면 신체 내부에 대한 정보를 얻을 수 있다. 찰리 제인스 조사팀은 천체 관측에 사용하는 비결을 인체에 적용해 암을 조기 진단할 수 있는 소음을 보여준 겁니다. 이정아 기자가 여러 사례를 정리한 대로 천문학 기술이 다른 분야의 자신의 첫 상에 활용되는 것은 드문 일이 아니다. ​ 어쨌든 매년 영국에서만 만명의 유방 암 환자가 발생하고 만 2000명 정도가 사망하는 현실을 소견하면 이번 발표가 기쁜 일이 사실 이프니다니다. ​'천문 우주 과학이 인류 사회에 기여한 중요한 성과와 창조 경제를 위한 역할의 가능성과 투자의 타당성'이라는 문서가 있다(http://policy.kasi.re.kr/_prog/_board/common/download.php?code=insight&ntt_no=246&fbclid=IwAR2_bNm2CfYzJUdTZQhsjI87bKJSXvVyQx9P1S8EukYvgSYdNpv9_fTQOdo). ​ 2013년 한국 천문 연구원 정책 전략실이 만든 문서이다. 당시 요구되던 '창조경제'라는 단어를 제목으로 내건 부분이 씁쓸했는데, 천문학이 어떻게 실제생활에 기여하는지를 정리해 놓은 중요한 문서라고 소견할 것입니다. 물론 이 문서의 여러 목적 중 이 내용은 기초과학인 천문학의 중요성을 알리고 더 많은 관심과 투자를 촉진하는 것이라고 이해한다. 이 같은 전략적 부분을 제외하더라도 이 문서는 그 자체로도 관심이 있다. 기초과학인 천문학이 경제 사회적으로 활용된 사례를 다양하게 정리했다.앞에서도 잠깐 언급했지만 천문학은 천체에서다가올 빛에 크게 의존하는 학문입니다. 빛은 전문적인 이 말로는 전자기파라고 부른다. 빛은 파장의 크기에 따라 다른 이름으로 불린다. 우리 눈에 보이는 파장 영역의 빛을 가시광선이라고 하죠. 가시광역보다 짧은 파장역 쪽이 자외선입니다. 이보다 파장이 짧으면 X선 영역이 된다. 더 짧은 파장 영역의 빛을 감마선이라고 부른다. 가시광선 영역보다 파장이 긴 즉석 외 영역은 적외선입니다. 파장이 더 긴 영역을 전파영역이라고 하죠. 천체는 거의 모든 파장 영역에서 빛을 발하지만 특성에 따라 특정 파장 영역에서의 활동이 활발하다. 천체의 다양한 특성을 확실히 파악하기 위해서는 각 파장 영역의 빛을 관측할 수 있는 관측기기가 필요하다. 가시광선 영역을 관측하기 위해서는 빛을 모으는 장치가 필요하다. 그것이 즉석 광학 망원경입니다. 천체에서 오는 적외선 영역의 빛을 감지하려면 그 영역에 민감한 관측기기가 필요하다. 적외선 망원경이 그거예요. 전파망원경은 천체에서 오는 전파를 수신할 수 있는 장비다. 이렇게 다양한 파장영역의 빛을 모아 분석하는 것이 천문학관측의 핵심입니다. 그래서 천문학에서 개발한 관측기기가 대상을 다르게 응용하고 적용되는 것은 너무나 자신 있어 보인다. 실제로 이 문서에 정리해 놓은 것처럼 정밀한 전자파 포착이 목적인 산업에 천문학으로 개발된 기술이 많이 사용되고 있다.천문학은 매우 약한 빛의 신호를 받아 분석해야 하기 때문에 매우 민감한 기기가 요구된다. 빛을 관측한 후 분석할 수 있는 데이터로 만드는 작업도 천문학에서는 첫 상입니다. 이 과정에서 선점이나 프로세싱 같은 작업이 발달할 수밖에 없다. X 선 영상 촬영이나 분석 기기 등도 대부분 천체 관측 기술에서 온 것입니다. 천문학적인 비결론으로 유방암과 피부암을 조기에 진단할 수 있다는 논문 발표가 있었지만 사실 X선으로 유방 구조를 스캔해 암을 진단하는 기술은 먼저 보편화돼 있다. ​ 국제 천문 연맹이 2019년 4월 발행한 'From Medicine to Wi-Fi:Technical Applications of Astronomy to Society'이라는 문서가 있다(https://www.iau.org/static/archives/announcements/pdf/ann19022a.pdf?fbclid=IwAR164CydhCuf4LnPqt9zq-913nCyBdJ2dsbAm_XNSmmJecOvb7Gus5IhYvk).이 문서에서도 천문학에서 사용하는 기술이 사회에 큰 영향을 미치고 있음을 보여준다. 최초 처소음의학 분야에서 적극 활용한다는 서술이 자신 있는 것은 우연이 아니다. 천체라는 멀리 떨어진 지렁이적 대상 내부를 관통해 파악할 수 있는 기술은 곧 인체의 내부를 겉에서 손상시키지 않고 들여다볼 수 있다. 이번에 발표된 기법처럼 어느 정도 검토를 거치면 직접 의료분야에 응용할 수 있는 것이 많다. 이 문서는 금성의 대기조사에서 지구온난화에 대한 이해를 얻었음을 지적했다. 천문학자인 칼 세이건의 금성 대기조사에서 시작된 온실가스 조사가 이제 지구상의 가장 중요한 기후변화 사건으로 확대됐다. 천문학은 그런 인식을 갖게 한 데 있다. 매우 곤란한 천체관측 데이터를 처리하는 과정에서 습득된 데이터 처리 기술은 제 1상의 많은 데이터 처리 기술의 원천이 되었다. GPS 위성의 발전은 정확한 시시각각 위치를 기반으로 한 산업시대를 열었다. 고화질 영상시대를 연 데도 천문학의 선점 및 분석 과정에서 얻은 기술의 기여가 컸다. 전파천문학의 발전은 인터넷 시대에 전파간섭을 효율적으로 차단해 질 높은 인터넷을 사용할 수 있는 원천이 됐다. 우리의 초상의 삶과는 별 상관이 없을 것 같은 순수 기초과학인 천문학 관측기기의 발달이 어느새 거의 모든 현대인의 삶과 얽힌 시대가 온 것입니다.천문학이 사회에 미친 영향을 생각하면 관측기술의 발달보다 더 중요한 것이 있다. 천문학에서 파생된 기술이 사회에 매우 중요한 영향을 미치게 된 것은 결과론적인 이야기다. 조사를 하다 보니 이런 공헌을 하게 되었습니다. 천문학은 인간과 우주의 근원에 대해 소견을 하게 해주는 역할을 하는 학문입니다. 첫 번째 상속으로 바쁜 삶을 살면서 문득 근원적인 질문을 할 때 그에 대한 당대의 과학적 답을 전하는 것이 천문학입니다. 갈수록 천문학적인 조사가 사회적으로 직접 영향을 미치는 정도가 심화되고 있는데, 사실 이것만으로도 천문학이 사회에 미치는 영향에 대한 평가에서 높은 점수를 받아야 합니다.한국천문조사원 문건에 명시된 것처럼 암흑물질이 자신의 암흑에너지 같은 것에 대한 조사가 어느 날의 초상에서 중요한 역할을 하게 될지 누가 알겠는가. ​​

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[저자인 이명현: 과학저작가, 천문학자/경향신문](과학서점 '가다' 대표) 초등학생 때부터 천문잡지 아이독자이며, 고등학생 때 유리구슬을 닦아 직접 망원경을 만들었다. 연세대 천문기상학과를 본인과 네덜란드 플로닝겐대에서 박사학위를 받았다. 네덜란드 シェ테인 천문학연구소 연구원, 한국천문연구원 연구원, 연세대 천문대책다연구원 등을 지냈다. 외계의 지성체를 탐색하는 세티(SETI)연구소의 한국 책자이기도 하다. <이명현의 별을 세는 밤> <스페이스> <빅 히스토리> 등 다수의 저서와 역서가 있다. ​​​