지구와 우주, 어디서 더 빨리 늙나…'쌍둥이 형제 실험' 주목

2015년 3월 28일 미국 우주비행사 스콧 켈리가 우주왕복선 소유스호를 타고 국제우주정거장, ISS에 도달했습니다.

ISS에 머물면서 그는 사람이 장기간 우주여행을 하면 신체에 어떤 변화가 나타나는지를 살펴보기 위해 정기적으로 신체 각 부위와 감정의 변화를 측정했습니다.

그리고 같은 시간 350㎞ 떨어진 지구에서는 은퇴한 우주비행사이자 스콧의 일란성 쌍둥이 형인 마크 켈리가 동생과 똑같은 검사를 받았습니다.

우주에서의 인체 변화를 확인하기 위한 적절한 실험으로 주목 받았던 미국 항공우주국, NASA의 이 '쌍둥이 연구'가 중요한 전환점을 맞고 있습니다.

미국인으로서 우주 최장 체류 기록을 세운 스콧이 1년가량의 우주 생활을 마치고 다음 달 1일 지구로 귀환합니다.

우주에서 머문 340일 동안 스콧에게 어떤 변화가 있는지를 정밀히 살펴보고 그 결과를 그와 유전자를 공유한 마크의 변화와 비교하면 우주 공간이 사람에게 어떤 영향을 미치는지를 알 수 있게 됩니다.

그러면 앞으로 지금보다 더 오랜 시간 우주비행을 하는 상황과 앞으로 화성에 인류가 살 수 있는 조건을 만드는 데 귀중한 정보를 얻을 수 있습니다.

NASA 외에 스탠퍼드대, 콜로라도주립대, 존스홉킨스대, 코넬대 연구진 등이 참여한 이번 연구는 전세계 유일의 쌍둥이 우주인인 켈리 형제의 제안으로 이뤄졌습니다.

스콧의 이번 네 번째 우주비행을 앞두고, 우주왕복선 엔데버호의 마지막 선장이던 마크가 또 다른 피험자를 자청하고 나섰습니다.

마크는 지난 2011년 애리조나주 총기 난사 사건으로 중상을 입었다가 기적적으로 살아난 개브리엘 기퍼즈 전 하원의원의 남편으로, 아내를 간호하기 위해 NASA에서 은퇴했습니다.

두 형제가 우주와 지구에서 받는 검사의 종류는 매우 다양합니다.

체중, 근육량, 골밀도는 물론 눈동자의 모양까지 관찰하고, 뇌와 심장 등 각 장기에는 어떤 변화가 생기는지 검사합니다.

장기간의 우주 체류가 인지와 추론능력, 판단력에 어떤 영향을 미치는지도 살펴봅니다.

노화의 속도를 보여주는 텔로미어, 즉 염색체 말단의 염기서열 부위 길이를 우주여행 전후로 두 형제의 것을 비교하면 우주공간과 지구에서 누가 더 빨리 늙는지도 알 수 있습니다.

신체변화를 무시하고 이론적으로만 보면 스콧이 마크보다 덜 늙는 것이 맞지만 그 차이는 극히 미미합니다.

속도가 빠르면 시간이 더 느리게 가는 아인슈타인의 일반상대성이론에 따른 '시간 지연' 덕분에 시속 2만 7천 740km로 지구를 도는 ISS에 6개월 머물면 지구에 있는 것보다 0.007초 덜 늙는 것이 됩니다.

그러나 운동량이 극히 제한되는 밀폐된 무중력 공간에서 장기간 방사선에 노출된 데다 사실상 24시간 근무 체계인 스콧의 신체 나이가 더 들었을 것이라는 추론도 가능합니다.

스콧이 지구에 돌아온다고 해도 연구가 바로 끝나는 것은 아닙니다.

우주 생활로 인한 신체 영향이 서서히 나타날 수도 있고, 우주에서의 신체 변화를 살펴보는 것 못지않게 귀환한 후 나타나는 신체 변화를 추적하는 것도 중요하기 때문입니다.

NASA의 ISS 책임자인 줄리 로빈슨은 미국 CNN방송에 "쌍둥이 연구를 위한 자료 수집은 총 3년 동안 진행된다"며 "가령 골밀도 변화는 곧바로 나타나지 않기 때문에 우주 체류가 골밀도에 미치는 영향을 당장은 확인할 수 없다"고 말했습니다.