2018년 아직도 해결되지 않은 6가지의 과학계 수수께끼

과학은 눈부시게 발전했습니다.

우주와 우리가 살고 있는 지구, 인간의 근본적인 수수께끼들이 해명되어 왔는데요.

하지만 모든 것이 해결된 것은 아닙니다.

지금까지 수십 년 혹은 수세기 동안 이어져온 많은 질문에 인류는 답을 찾아냈지만, 아직까지도 과학자들의 머리를 아프게 하는 수수께끼들이 있습니다.

이번에는 아직도 해명되지 않은 과학계의 수수께끼 6가지를 소개합니다.

1. 왜 자야하는 걸까?

왜 잠을 자지 않으면 안되는 걸까?

왠지 쉽게 답을 내릴 수 있을 것 같아 보이지만, 답은 생각보다 복잡합니다.

수면 과학은 수면과 뇌의 활동 관계를 통해 어느정도 밝혀내긴 했지만, 그것은 퍼즐 조각 몇 개를 맞춘 것에 불과합니다.

인간과 동떨어진 수면 패턴을 가지고 있는 동물이 존재한다는 것도 이러한 수수께끼를 더욱 깊게 만들고 있습니다.

UCLA 대학의 정신 의학 교수인 제리 시겔 박사는 동물의 수면을 연구하면서 왜 인간은 매일 동면과 같은 상태가 되지 않으면 안되는지 연구하고 있습니다.

"인간과 동물의 수면이 다른 것은 우리는 하루 24시간 동안 깨어있고 싶다는 점입니다.

하지만 자연계에서 큰 에너지를 소비하는 동물은 오래 살아남을 수 없습니다." (시겔 박사)

자연은 게으름을 중요시 합니다.

예를 들어 동면은 에너지가 필요없는 시기에 잠을 통해 그것을 절약하고 회복하는 수단입니다.

수많은 종에게 에너지 절약이야말로 잠을 진화시킨 주요 동기입니다.(시겔 박사)

이러한 에너지 절약 가설은 많은 과학자들이 우리의 수면을 설명하기 위한 방법으로 사용되고 있습니다.

최근에는 수면 중의 뇌를 관찰하는 기술이 등장함으로써 수면의 수수께끼에 한발 더 다가서고 있습니다.

또한 수면 중인 뇌에는 불필요한 정보를 배제하는 메커니즘이 있다고 합니다.

위스콘신 메디슨 대학의 줄리오 토노니 교수는 "수면은 학습의 대가"라고 설명합니다.

수면 중인 쥐의 뇌를 관찰한 결과 잠들기 전보다 담든 후의 시냅스가 더 작아졌다는 점을 발견했는데요.

이것은 깨어있을 때 수집한 정보를 고착시키기 위해 뇌의 활동을 저하시키지 않으면 안되는 것이라고 토노니 교수는 결론 내렸습니다.

하루 동안 뇌는 방대한 정보에 노출되기 때문에 그것을 강력한 신경 결합으로 강화시켜야만 합니다.

그러나 오래된 정보와 새로운 정보를 통합하려면 그러한 결합을 약화시키고 그것을 흡수하지 않으면 안됩니다.

즉, 뇌는 수면을 통해 새로운 정보를 가공하기 쉽게 만들고 오래된 정보와 통합하려고 한다는 것입니다.

설득력이 있어보이는 가설이지만, 정말 이것 때문에 잠이 필요한 것인지는 아직 증명되지 않았습니다.

수면의 미스테리를 해명하기 위해서는, 각성시와 수면시의 뇌 활동에 대한 더욱 큰 이해가 필요합니다.
지금 시점에서 가장 확실한 것은 사람은 잠을 자야 제대로 기능한다는 점입니다.

2. 암흑 물질의 정체는?

알려진 바로는 우주의 26% 이상을 차지하고 있는 물질이라고 하는데요.

하지만 그 모습은 우리에게 보이지 않습니다.

1922년에 그 존재가 제창되었으며, 관측 가능한 물질과의 상호 작용을 통해 이것이 있다는 것을 알 수 있었습니다.

하지만 보이지 않는 것은 여전합니다.

우리가 볼 수 있는 물질의 대부분은 중성자, 양성자, 전자로 구성되어 있는데요.

그러나 암흑 물질은 그렇지 않습니다.

현재는 분류 할 수 없는 입자로 구성되어 있으며, 빛의 작용도 다르다고 합니다.

빛을 흡수하지도, 방출하지도 않는다고 합니다.

하지만 그 중력은 주위를 통과하는 불빛을 휘게 만드는데요, 암흑 물질의 존재를 엿볼 수 있는 것은 이 덕분이라고 합니다.

최근에는 CERN의 대형 강입자 충돌기에서 작은 입자들을 가속 충돌시킨 후 발생되는 에너지와 운동을 연구하여 보이지 않는 물질을 파악하고자 노력하고 있습니다.

또한 중력파 검출기를 통해 암흑 물질을 볼 수 있게되지 않을까 기대되고 있습니다.

3. 우주는 어떻게 탄생된 걸까?

우주 탄생의 수수께끼에 과학자들은 조금씩 다가서고 있지만 여전히 수수께끼로 남아있습니다.

"탄생 순간의 이론이나 모델은 모두 추측에 불과합니다."라고 오하이오 주립 대학의 우주 물리학자 폴 셔터 박사는 말합니다.

가장 유명한 "빅뱅 이론"은 약 138억 년 전에 극단적으로 뜨거운 고밀도의 특이점에서 우주가 팽창되었다고 설명합니다.

그러나 그 구체적인 프로세스나 그 이전에 그곳이 어떠한 상태였는지는 불분명합니다.

탄생 후 30만 년 밖에 지나지 않은 우주의 모습을 예상할 수는 있었지만, 첫 순간에 발생한 극한의 힘에 대해서는 여전히 알 수 없습니다.

최근의 입자 물리학의 표준 모델에서는 빅뱅이 만들어낸 생성 물질의 대부분을 설명할 수 없기 때문에, 이러한 이론이 뒤집힐 가능성이 있음을 인정하고 있습니다.

4. 플래닛 나인은 어디에 있을까?

카이퍼 벨트 저편에는 수수께끼의 천체 군이 태양을 공전하고 있습니다.

그들은 해왕성 너머에서 돌고 있는데, 예측된 패턴과 일치하지는 않는 것으로 보입니다.

그 대부분은 해왕성의 중력에 사로잡혀 그 주위를 돌고 있습니다.

그러나 일부는 매우 큰 질량을 가진 무언가에 의해 밖으로 끌려가고 있는 것처럼 보이기도 하는데요.

캘리포니아 공과 대학의 콘스탄틴 바티긴 박사는 이러한 현상이 "플래닛 나인"이라는 태양계 9번째 행성에 의해 발생된다고 생각하고 있습니다.

문제의 이상한 행동을 보이는 천체는 태양계라는 원반의 바깥쪽에서 영향을 주고 있는 것처럼 보입니다.

이러한 영향을 주려면 플래닛 나인은 지구보다 더 큰 질량을 가질 필요가 있습니다.

이렇게 뚜렷한 질량이 관찰되고 있음에도 그 존재는 아직 증명되지 않고 있는데요.

어쩌면 아직 관측되지 않았기 때문일지도 모릅니다.

플래닛 나인의 반사하는 빛은 태양계 맨 끝에 있는 행성들의 방해를 받게 되고, 또한 매우 먼 장거리를 이동하는 동안 감쇠하게 됩니다.

이러한 점이 이 행성의 발견을 막고 있을 것으로 생각되고 있습니다.

하지만 미래에 등장하게될 망원경이라면 그것을 포착하게 될지도 모르겠습니다.

또한 전문가들은 컴퓨터 시뮬레이션으로 그 궤도를 분석하여 관측이 가능한 장소와 시기를 특정하기 위해 노력하고 있습니다.

5. 특정소리에 기분이 좋아지는 것은 왜일까?

부드러운 목소리로 속삭이는 ASMR 유튜브 영상을 보고 있으면, 부드러운 천으로 마사지를 받고 있는 느낌과 머리에 희미한 진동이 느껴지는 것은 왜일까?

특수한 마이크가 주는 이러한 감각을 ASMR이라고 합니다.

무려 90%의 사람들이 이러한 감각을 느낄 수 있다고 하는데요,

그 중에는 이러한 소리가 머리를 마사지 해주고 마음이 치유되는 느낌을 받는 사람도 있다고 합니다.

셰난도아 대학에서 생물학을 가르치고 있는 크레이그 리처드 교수는 2013년부터 이 감각에 대한 연구를 시작했으며, ASMR 유니버시티를 설립했습니다.

"ASMR의 과학 수준은 초급 수준입니다." 라고 말하는 리처드 교수.

지금까지의 연구에서 ASMR을 느낀느 사람과 못 느끼는 사람은 뇌의 기능적 결합이 다른 것으로 알려져 있습니다.

그렇다면 왜 느끼는 사람이 있고 못느끼는 사람이 있는 걸까? 또한 왜 이러한 감각이 있는 걸까?

이것을 납득시킬 수 있는 설명은 앞으로도 등장하지 않을 수도 있습니다라고 리처드 교수는 말하고 있습니다.

6. 지적 생명체는 어디 있을까?

138억년이라는 우주의 나이와 그 넓이를 감안하면 그동안 그동안 생명체의 단서조차 발견되지 않고 있는 현실이 이상하게 느껴지기도 합니다.

만약 생명체가 태양계 내에 존재한다면, 그것은 지성이 없는 미생물일 가능성이 높다고 추측되고 있습니다.

현재 그러한 생명체가 있을지도 모른다고 예상되는 곳은 토성이나 목성의 위성같은 작은 얼음 행성 뿐입니다.

NASA는 풍부한 물이 있으면, 지구 밖에서도 생명체가 탄생할 가능성이 있다고 전제하고 있으며, 그러한 위성의 바다와 생태를 조사하고 있습니다.

지금까지 갈릴레오 탐사선의 정보 등을 통해 추론할 수 밖에 없었지만, 앞으로의 10년동안 목성의 얼음 위성인 에우로파에서도 조사가 진행될 예정입니다.

하지만 만약 정말 외계 생명체를 발견된다고 해도 우리는 그것을 인식할 수 있을까?

탄소를 기초로, 생명 유지에 물을 사용하는 우리에게 친숙한 생명체만 찾는다면, 이것은 새로운 가능성을 제한하는 것일지도 모릅니다.

또한 외게인이 보내고 있는 메시지와 우주에서 생기는 단순한 노이즈도 제대로 구별할 수 있어야 합니다.

하지만 이것은 말처럼 쉬운 일이 아닙니다.

또한 그들이 스스로 발견되기를 원치 않을 수도 있습니다.

어쨋든, 탐구는 아직 초기 단계이므로 더 지켜봐야 할 것 같습니다.

혹시 모르죠, 여러분들이 죽기 전에 외계 생명체를 발견했다라는 놀라운 뉴스를 만나게 될지도...

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