Q. 리만가설이 증명되게 되면 세상엔 어떤 변화가 생길까요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.리만은 오일러의 함수를 변형해 입체적인 그래프를 만드는데, 놀랍게도 이 그래프에서 리만이 계산한 4개의 비자명 근이 복소평면 위에서 모두 일직선상에 위치했다. 그래서 그가 '다른 근 역시 모두 일직선상에 있는 것 아닌가'라고 추측한 것이 리만 가설의 대략적인 이야기다.리만이 가설을 내놓은 이후, 많은 유명 수학자들이 이것의 증명에 도전했지만 실패했다. 단지 그 과정에서 얻어진 성과는 리만의 근 뒤로 일직선상에 무수하게 많은 근들이 있다는 것. 하지만 일직선을 벗어난 곳에 근이 있을 가능성을 배제할 수 없기 때문에 증명이라고 할 수 없었다.[3] 쉽게 말해 "일직선상에서 벗어난 곳에 근이 있을 수 있나요?"라는 질문에 대해 그렇다고도, 또는 아니라고도 확답할 수가 없다는 것이다. 천재 수학자인 존 내시가 이것을 연구한 이후에 정신분열증이 생겼기 때문에, 한동안 수학계에 이것에 대해 연구하는 것을 꺼리는 분위기가 생기게 된다는 루머가 있었으나 영화발 유언비어다. 실제로 학계에서는 꾸준히 관련 연구와 논문이 발표되고 있다.오히려 리만 가설이 자연을 이루는 미지의 법칙들과 연결되어 있다는 점들이 밝혀지는 중이다. 역사적으로는 수학자 오일러가 소수와 원주율의 관계를 발견한 사례가 있었고, 현대에는 리만 가설과 양자역학이 서로 완벽히 일치하는 부분이 있다는 사실[4]이 밝혀졌다. 이 발견이 상당히 우연한 계기로 이루어졌는데 리만 가설 쪽을 연구하던 수학자와 친분이 있던 물리학자가 개인적 만남의 자리에서 수학자가 자신이 연구하고 있는 분야라며 식을 보여주었는데 물리학자 역시 자신의 분야인 입자물리학 에서 알고 있는 식과 형태가 완전히 동일해서 놀랐다고 한다. 즉 소수의 비밀과 관련이 있는 연구를 수학자들이 하고 있는데 이것이 알고보니 우주의 근본을 이루는 입자물리학 에서 통용되는 식과 같다는 것이 밝혀진 셈으로 소수의 비밀이 곧 우주를 이루는 근간과 관련이 있는 것이 아닌가 하는 추측이 가능해져 물리학자들도 연구에 참여하고 있다.
Q. 화학 용어 중에 데콘볼루션이 무엇인지 궁금합니다.
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.콘볼루션을 제거하는 연산. 아이소플라나티즘을 충족시키는 결상계에서는 점상(點像) 분포 함수를 h(x, y)라 하면 물체의 강도 분포 o(x, y)와 상의 강도 분포 i(x, y) 사이에는i(x, y)=o(x, y)fh(x, y)라는 관계(ф는 콘볼루션을 나타내는 연산 기호)가 있어 점상 분포 함수가 커지면 상이 선명하지 않게 된다. 선명하지 않은 화상 i(x, y)가 주어지고, h(x, y)를 알고 있는 경우 위의 콘볼루션을 분리하여 물체 o(x, y)를 구하는 화상 처리 연산이 이에 해당한다. 코히어런트 필터링, 광전적 처리, 컴퓨터 처리 등 많은 방법이 고안되어 있다.
Q. 공룡 이전에는 어떤 동물이 살았을 것으로 추정하나요?
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.공룡이 등장하기 훨씬 전인 약 2억4천만년 전에 네발 동물이 판 복잡한 구조의 긴 땅굴이 모로코에서 발견됐다고 디스커버리 뉴스가 13일 보도했다. 독일 프라이베르크 공대 지질학연구소 과학자들은 모로코 중부 아르가나 분지에서 발견된 땅굴의 형태와 규모로 미루어 이 굴의 주인은 몸집이 땅딸막하고 목과 꼬리가 짧은 몸통 길이 20~25㎝의 네발 동물이었던 것으로 보인다고 고생물 및 고지질학 학술지 `팔라이오스' 에 발표했다. 이들은 이 땅굴이 만들어진 연대가 약 2억4천만년 전으로 지금까지 발견된 두 번째로 오래된 공동체 땅굴이라고 밝혔다. 지금까지 최고(最古)의 땅굴은 남아프리카의 적색층(적색셰일이나 적색 사암이 분포하는 열대 지역의 퇴적암층)에서 발견된 이보다 500만년 전의 것인데 연구진은 이 두 땅굴이 모두 비슷한 동물에 의해 만들어졌을 가능성이 있는 것으로 보고 있다. 아르가나 땅굴은 수많은 입구와 출구, 터널, 방들로 이루어져 있는데 연구진은 화석 기록이나 현존 척추동물의 굴 어디서도 이와 비슷한 예를 찾을 수 없다면서 이 땅굴 속 방들은 매우 복잡한 구조로 이루어져 있으며 두 겹 터널은 어디서도 관찰된 적이 없는 구조라고 말했다. 연구진은 이 땅굴이 건설됐을 당시엔 아직 공룡이 없었지만 화석 증거로 보면 긴 다리로 빠르게 움직이는 악어와 오늘날의 도마뱀이나 뱀, 투아타라(도마뱀과 뱀 사이의 고대 파충류)의 가까운 친척들, 새와 공룡의 조상이 주변에 우글거렸던 것으로 보여 땅굴이 이들 포식자를 피하는 피난처로 사용됐을 것으로 추측했다. 연구진은 또 발견지의 지질학적 분석 결과 땅굴의 주인이 뜨거운 한낮의 태양과 추운 밤 기온을 피해 땅속으로 파고들어 온 것으로 보이며 반들반들해진 굴 바닥을 보면 동물들이 땅 위에서 식물이나 뿌리, 곤충 등 먹이를 모아들이며 부지런히 들락거린 것으로 보인다고 말했다. 트라이아스기에 이 지역은 반건조 기후대의 내륙 분지였을 가능성이 크며 어쩌다 비가 온 뒤엔 강물이 느리게 흘러 오랫동안 건조한 강바닥이 형성됐고 강둑엔 식물이 듬성듬성 나 있었던 것으로 추정된다. 연구진은 이 지역의 토질이 땅굴 파기엔 완벽한 조건이었다면서 땅굴 건설에는 강둑의 모래와 범람원의 축축한 진흙이 섞인 재료가 사용됐다고 밝혔다. 물고기 같은 동물들이 만든 땅굴의 역사는 고생대(5억8천만~2억5천만년 전) 초기로 거슬러 올라가는데 땅굴을 파는 이런 행동은 특히 가뭄과 같은 극한 환경을 피하는 데 사용돼 지구에서 복잡한 동물의 삶이 시작되는 데 매우 중요한 역할을 한 것으로 보인다고 연구진은 지적했다. 한편 학계의 전문가들은 이 연구에 대해 "2억년이 넘는 옛날에 혹독한 환경에 대한 반응으로 네발 동물이 복잡한 행동을 발전시켰음을 보여준 놀라운 발견"이라고 논평했다.