이건희 기증관이 건립될 예정인 서울 종로구 송현동 부지 용도가 문화공원으로 변경됐다.
서울시는 지난달 30일 제5차 도시·건축공동위원회에서 북촌 지구단위계획 결정(변경)(안)을 수정 가결했다고 1일 밝혔다. 이에 따라 3만6903.3㎡ 규모의 송현동 부지(48-9번지 일대)는 ‘미대사관직원숙소 특별계획구역’이 폐지되고 문화공원과 주차장·문화시설로 결정됐다.
경복궁과 창덕궁 사이 송현동 부지는 동서로는 서촌~경복궁~창덕궁이, 남북으로는 북촌~인사동 등이 이어지는 도심 주요 역사·문화관광 축에 위치한다. 수십년 간 4m 높이 담장으로 둘러싸여 공터로 단절됐다가 110년 만에 시민에게 공개됐다.
이 부지는 한국의 근현대사를 담고 있는 공간이다. 조선시대 왕족과 명문 세도가들이 살았던 터로 구한말 친일파 윤덕영·윤택영 형제가 땅을 소유해 집을 짓기도 했다. ‘경술국적’ 8인 중 한 사람인 윤덕영의 집은 일제강점기였던 1938년부터 조선식산은행의 사택이 됐다. 해방 후에는 미국에 양도돼 1940~1990년 미 대사관 직원 숙소가 들어섰다.
미국이 부지를 반환하면서 삼성이 국방부로부터 1400억원에 땅을 사들여 민간 소유가 됐다. 이후 미술관과 한옥 호텔 등 수익성을 목적으로 추진된 몇 차례 대규모 민간 개발 계획은 법적 제재 등으로 무산됐다. 2010년 서울시가 해당 부지를 미대사관직원숙소 특별계획구역으로 지정해 용도·높이 등 규제 완화로 개발 가능성이 커지기도 했으나 2020년 공원 부지로 지구단위계획 변경하면서 공적 활용으로 방향을 틀었다.
2019년 한진그룹이 매각 공고를 낸 후 서울시가 이 같은 ‘공원화 선언’을 하면서 갈등을 빚다가 국민권익위원회 중재로 대한항공이 한국토지주택공사(LH)에 땅을 매각하고, LH와 서울시가 부지를 맞교환하는 제3자 매입 계약이 체결됐다.
이후 공공 소유가 된 부지는 2022년 11월 담장을 철거하고 도심 녹지로 조성돼 시민에게 공개됐다.
임창수 미래공간기획관은 송현동의 역사·문화적 가치 등을 고려하여 이건희 기증관(가칭)과 함께 시민 모두를 위한 녹지공간으로 조성할 계획이라며 도심 주차난 해소를 위한 인프라 확충하고 문화가 어우러진 열린 복합문화공간으로 탄생할 것이라고 말했다.
국내에 서식하는 천연기념물 산양이 떼죽음을 당한 뒤에야 정부가 폐사의 주 원인으로 꼽히는 아프리카돼지열병(ASF) 울타리의 부분 개방을 추진한다.
환경부는 30일 오후 서울 광화문 정부서울청사에서 열리는 제4차 사회관계장관회의에 아프리카돼지열병 울타리를 부분 개방하는 내용을 포함한 ‘야생멧돼지 아프리카돼지열병(ASF) 대응관리 개선방안’ 안건을 상정한다고 이날 밝혔다.
환경부는 아프리카돼지열병 차단 울타리를 효율적으로 운영할 수 있도록 강원 인제·양구 등 아프리카돼지열병이 수년째 소강 상태를 보이고 있는 지역의 울타리 일부를 개방하는 내용의 ‘부분개방 시범사업’을 다음달부터 내년 5월까지 추진한다고 설명했다. 시범사업에는 산양 등 야생동물의 이동유형과 빈도 등을 모니터링하는 내용도 포함됐다. 환경부는 아프리카돼지열병 울타리 설치의 비용·효과 분석 결과를 바탕으로 중장기 울타리 관리 이행방안(로드맵)을 내년까지 마련할 계획이다.
정부 집계에 따르면 지난해 11월부터 지난 11일까지 겨울 동안 아프리카돼지열병 울타리와 폭설 등의 영향으로 폐사한 산양은 750마리에 달한다. 2021년에는 46마리, 2022년에는 50마리, 2023년에는 85마리의 폐사가 확인된 바 있다. 아프리카돼지열병 울타리가 본격적으로 설치된 2019년 이후 폐사가 확인된 산양은 931마리에 달한다. 국내에 서식하는 것으로 추정되는 전체 개체 수 2000마리의 절반 가까이가 최근 수년간 죽어간 것이다.
환경부는 야생 멧돼지 위주로만 실시됐던 아프리카돼지열병 검사를 수렵인(총기, 차량 등)과 엽견 등 인위적 전파 요인까지 확대할 예정이다. 또 사체창고 설치를 의무화하고, 멧돼지 사체의 이동을 금지하는 등 포획·수색과 사체 처리의 전 과정에서 아프리카돼지열병 관리를 강화한다.
정인철 국립공원을지키는시민의모임 사무국장은 산양 등 야생동물의 이동을 위해 아프리카돼지열병 울타리를 개방하려면 산양이 구조된 위치와 폐사체 위치, 배설물 위치 등을 종합해 이동이 잦은 곳을 선정해야 한다며 개방 실효성을 높이기 위해서는 몇m 정도의 점 단위 개방이 아닌 중요 지역들을 통으로 개방하는 구간 단위 개방이 필요하다고 지적했다.
만물의 ‘근원’ 탐구하는 역사고대 그리스에서부터 이어져19세기 과학자들 답은 ‘원자’
양성자·쿼크 등 17종 입자 등장‘게이지 대칭성’으로 질량 부재물질 구성 기본 원리 설명 안 돼
1964년 논문서 예견 ‘힉스 입자’2012년 발견돼 ‘표준모형’ 완성20세기 인류가 내놓은 모범답안‘암흑물질’ 과학계 질문은 계속
이 세상은 대체 무엇으로 만들어졌을까? 호모 사피엔스라는 종이 이 행성에 출현한 이후 가졌을 법한 가장 궁금한 질문의 순위를 매긴다면 이 질문이 적어도 상위 3위 안에는 들지 않았을까 싶다. 내 말이 빈말이 아님은 철학의 아버지라 불렸던 고대 그리스의 탈레스가 보증한다.
탈레스는 만물의 근원은 물이라는 명제를 남긴 것으로 유명하다. 여기서 중요한 것은 ‘물’이라는 답이 아니라 ‘만물의 근원’이라는 질문이다. 신화와 주술이 횡행하던 시절에 탈레스는 자연의 궁극적인 근원을 따져 물었다.
탈레스 이후의 철학자들은 충실하게 탈레스의 기획에 따라 자기만의 답을 제시했다. 엠페도클레스는 물에다 흙과 불, 공기를 더해 그 유명한 4원소설을 제시했다. 데모크리토스와 레우키포스는 고대 원자론을 제시했고 피타고라스는 숫자가 만물의 근원이라고 했다.
현대의 관점에서 보자면 이들의 대답이 우습게 보일 수도 있지만, 만물의 근원을 추구했던 탈레스의 기획은 아직까지 늠름하게 살아 있다. 만물의 근원이 무엇인지를 가장 진지하게 추구하는 분야가 바로 입자물리학이다. 이런 맥락에서 탈레스는 입자물리학의 원조라 할 수 있으며, 입자물리학은 역사가 가장 오래된 학문이라고도 할 수 있다.
탈레스의 오랜 질문에 19~20세기의 과학자들이 제시하는 1차적인 답은 바로 원자이다. 원자는 이 세상 만물을 구성하는 기본 단위 중 하나이다. 미국의 유명한 물리학자인 리처드 파인만은 인류가 파멸에 이르러 모든 과학지식이 날아가게 생긴 상황에서 후대에 단 하나의 문장만 넘겨준다면 최소 단어로 가장 많은 정보를 담은 진술로 원자론을 꼽았다.
애초에 더 이상 쪼개지지 않는다는 의미를 가졌던 원자(atom)는 20세기 전후에 내부구조를 갖고 있음이 밝혀졌다. 원자 안에는 음의 전기를 가진 전자와 양의 전기를 가진 원자핵이 있다. 원자 질량의 대부분을 차지하는 원자핵은 다시 양의 전기를 가진 양성자와 전기를 띠지 않는 중성자로 구성돼 있다. 양성자나 중성자는 통칭해서 핵자라 부른다.
한동안은 핵자들이 물질을 구성하는 최소단위로 여겨졌으나 1960년대에 쿼크(quark)라는 개념이 도입되어 이들의 조합으로 핵자들을 이해하기 시작했다. 이후 쿼크가 실험적으로 검증되면서 쿼크는 현재까지도 만물을 구성하는 가장 기본적인 단위로 자리매김하고 있다. 쿼크에는 u(up), d(down), c(charm), s(strange), t(top), b(bottom) 등 총 6종류가 있다.
한편 전자에게도 자신과 비슷한 형제 입자들이 있음이 밝혀졌다. 뮤온(muon)과 타우온(tauon)이 그들이다. 뮤온과 타우온은 음의 전기를 띠는 등 전자와 물리적 성질이 비슷하지만 질량이 훨씬 더 무겁다. 한편 이들 ‘전자 3형제’에게는 각각의 짝이 있다. 이들 짝은 모두 전기적으로 중성이며 질량이 굉장히 작은 입자들로, 중성미자(neutrino)라 불린다. ‘전자 3형제’와 이들의 짝인 3종의 중성미자를 합쳐 경입자(lepton)라 부른다. 그러니까, 이 우주는 기본적으로 쿼크와 경입자로 구성돼 있다. 쿼크와 경입자는 물질을 직접 구성하는 입자들이다.
이밖에도 입자들 사이의 힘을 매개하는 입자가 있다. 빛, 즉 광자(photon)가 대표적인 사례로서, 빛은 전자기력을 매개한다. 우리 우주에는 전자기력 말고도 중력과 약한 상호작용(또는 약력)과 강한 상호작용(또는 강력)이 존재한다. 약한 상호작용은 원자핵의 붕괴에서처럼 입자의 종류를 바꿀 수 있는 힘이고 강한 상호작용은 쿼크들을 묶어 핵자를 형성하게 하는 힘이다.
이들 입자들 사이의 관계를 이해하는 한 가지 방식은 게이지 대칭성(gauge symmetry)이라고 하는 추상적인 수학적 대칭성을 도입하는 것이다. 게이지 대칭성이란 우리가 이들 입자를 기술하는 장(field)에 어떤 특정한 변화(‘게이지 변환’)를 주더라도 전체 이론이나 법칙에는 변화가 없는 성질이다. 간단한 예를 들자면, 우리가 광화문 광장에서 북쪽을 바라보고 서울을 설명하든 남쪽을 바라보고 서울을 설명하든 서울이라는 실체에는 변함이 없다.
다만 어떤 이론이 게이지 대칭성을 유지하려면 게이지 입자라는 새로운 요소를 도입해야만 한다. 게이지 입자는 그 이론 속에서 등장하는 불필요한 변화의 요소들을 자동적으로 제거하는 역할을 수행한다. 서울을 기술할 때 어떤 방향을 바라보든지 그 각도와 전혀 상관이 없다면, 서울을 기술하는 이론에 특정한 방향을 바라보는 각도가 등장할 때마다 그걸 모두 없애주는 역할을 하는 존재가 반드시 있어야 할 것이다. 그것이 게이지 입자이다. 빛은 대표적인 게이지 입자이다.
문제는 게이지 대칭성이 입자들의 질량을 허용하지 않는다는 점이다. 쿼크든 경입자든 다른 게이지 입자든 질량을 가지지 않는다면 실험적 결과와 맞지 않으므로 현실적인 이론이 될 수가 없다. 현실적인 이론을 만들 수 있는 한 가지 방법은 대칭성을 깨는 것이다. 애초에 대칭성 자체가 없는 것과 대칭성이 있다가 깨진 것은 크게 다르다. 후자의 경우 대칭성의 흔적이 곳곳에 남아 있기 때문이다.
1964년 35세의 피터 힉스는 두 편의 논문을 통해 대칭성이 깨지면서 어떻게 게이지 입자가 질량을 가질 수 있는지를 보였다. 이 과정에서 힉스는 훗날 자신의 이름이 붙은 새로운 장, 즉 힉스장(Higgs field)을 도입했다. 힉스가 제시한 방법은 이후 힉스 메커니즘으로 알려지게 된다. 대칭성 깨짐으로 질량을 만들 수 있다는 아이디어는 초전도성을 설명하면서 이미 도입되었으나 상대론적인 이론에 적용한 것은 힉스가 처음이었다.
이 무렵 거의 같은 시기에 프랑수아 앙글레르와 로버트 브라우트, 제랄드 구랄니크와 리처드 하겐과 톰 키블이 비슷한 아이디어의 논문을 제출했다. 그중에서도 힉스만이 힉스 메커니즘의 결과로 새로운 입자가 존재할 것임을 명시적으로 적시했다. 이 입자에는 힉스 입자(Higgs particle)라는 이름이 붙었다. 힉스 입자라는 작명은 이휘소 박사(벤자민 리)에서 유래했다는 설이 유력하다. 정작 힉스 자신은 다른 여러 기여자들을 빼고 자신의 이름만 붙은 것에 불만이었다고 한다.
1967년에는 미국의 스티븐 와인버그가 특정한 게이지 대칭성을 도입해 약한 핵력과 전자기력을 하나로 통합하는 이론을 제시했다. 와인버그는 힉스 메커니즘을 적용해 새로운 게이지 입자들 중 하나는 질량이 없는 전통적인 광자로서 전자기력을 매개하고 나머지 게이지 입자들은 상당히 무거운 질량을 가지면서 약한 상호작용을 매개할 것임을 보였다. 이들 새로운 입자가 W와 Z입자이다. 또한 이 과정을 통해 전자도 질량을 가짐을 보였다. 와인버그 모형은 지금 우리가 입자물리학의 ‘표준모형(standard model)’이라 부르는 이론의 근간을 세우게 된다.
표준모형은 말하자면 세상은 무엇으로 만들어졌을까?라는 질문에 대한 20세기 인류의 모범답안이다. 여기에는 6종의 쿼크와 6종의 경입자, 그리고 전자기력을 매개하는 광자와 약력을 매개하는 W 및 Z 입자, 그리고 자세히 소개하지는 않았지만 강력을 매개하는 접착자가 있다. 그리고 이들 입자에 적절하게 질량을 부여하는 힉스 메커니즘과 관련된 입자인 힉스 입자가 있다. 만물의 근원이 물이라고 했던 탈레스나 4원소설을 제기했던 엠페도클레스에 비하면 17종의 입자가 상당히 많기는 하다. 표준모형은 이들 입자들에 대한 양자역학적인 장론(field theory)이다.
표준모형에서 예측한 입자들은 힉스 입자를 제외하고 모두 20세기에 발견되었다. 오직 힉스 입자만이 여전히 베일에 싸여 있었으나 과학자들은 힉스 입자의 존재를 믿어 의심치 않았다. 왜냐하면 표준모형은 지금도 수많은 실험적 검증을 성공적으로 통과했기 때문이다.
마침내 2012년 유럽원자핵연구소의 거대한 입자가속기인 대형강입자충돌기(LHC)에서 힉스 입자가 발견되었다. 힉스가 그 존재를 예견한 지 거의 반세기 만의 일이었다. 힉스 입자의 발견은 실험적으로 표준모형을 완성했다는 점에서 과학적으로 큰 의의가 있다. 이듬해에 힉스와 앙글레르는 처음 그 입자의 존재를 예견한 공로로 함께 노벨 물리학상을 수상했다. 앙글레르의 공저자였던 브라우트는 안타깝게도 2011년 힉스 입자의 발견을 보지 못한 채 세상을 떠났다. 힉스는 노벨상을 받은 지 10년여 지난 올해 4월8일 94세를 일기로 타계했다.
힉스 입자의 별칭은 ‘신의 입자(God particle)’이다. 미국의 실험물리학자인 리언 레더먼이 인스타 팔로워 늘리기 힉스 입자와 관련된 책을 쓰면서 제목을 ‘빌어먹을 입자(Goddamn particle)’라고 했다가 출판사에서 ‘damn’을 빼고 ‘God particle’로 제목을 확정하면서 붙은 이름이다.
힉스는 ‘힉스 입자’라는 명칭을 불편해했을 정도로 겸손하면서도 소박했으면서도 다른 젊은 과학자들에게 영감을 불러일으키는 과학자였다. 2021년에는 와인버그가 88세를 일기로 세상을 떠났다. 이들이 살아 있을 때 힉스 입자가 발견되면서 표준모형이 실험적으로 완성된 것은 참으로 다행스러운 일이었다. 이제는 힉스마저 세상을 떠났으니, 입자물리학 역사의 한 장이 마무리되는 느낌이다.
민족정기 끊으려 쇠말뚝 박았다? 일제 주목적은 ‘과학적 수탈’
부당함에 스스로 ‘입틀막’한 지식인들이 완성한 ‘멋들어진 구조’
‘쓸모없는 것들의 쓸모’를 아는 지도자가 필요하다
표준모형이 그토록 성공적이긴 하지만, 이것만으로 우리 우주를 모두 설명하기에는 턱없이 부족한 점이 많다. 당장 표준모형으로는 중력을 설명할 수 없다. 또한 우주에는 우리가 알고 있는 보통의 물질보다 5배 정도 더 많은 정체불명의 암흑물질(dark matter)이 존재하는 것으로 과학자들이 확신하고 있다. 불행히도 표준모형에는 암흑물질의 후보가 하나도 없다. 이와 함께 많은 다른 이유로 과학자들은 표준모형을 넘어서는 새로운 물리학이 존재하리라 믿어 의심치 않는다.
안타깝게도 아직은 그 새로운 물리학의 모습이 어떠할지 잘 알지 못한다. 베일에 싸인 새로운 물리학의 실체를 밝혀내는 것이 21세기 물리학의 가장 중요한 과제이다. 이제는 천상의 별이 된 힉스는 아마 그 실체가 뭔지 먼저 봤을지도 모르겠다.