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400년 만에 새로운 모양의 다면체가 발견됐다. 영국 일간지 데일리메일은 미국 UCLA 수학과 연구팀이 이론으로만 존재했던 ‘골드버그 다면체’를 확인했다고 2월 17일(현지시간) 보도했다.

눈의 망막을 연구하던 스텐 세인 박사는 망막 세포 안팎으로 에너지를 통과시키는 ‘클라린’ 단백질의 구조를 보고 20세기 수학자 마이클 골드버그가 제시한 다면체와 유사하다고 생각했다. 세밀한 축구공처럼 생긴 이 다면체는 12개의 오각형과 다수의 육각형으로 이뤄져 있다. 원래 골드버그 다면체는 두 점을 연결하는 모서리 위의 어떤 점도 다면체 밖으로 벗어나서는 안 된다는 다면체 규칙을 어기기 때문에 엄밀한 의미에서 다면체가 아니라고 여겨졌다.

연구팀은 이 단백질 구조로부터 영감을 얻어 완벽한 구가 되지 않았던 기존의 골드버그 다면체를 수학적으로 약간 수정해 구 형태의 다면체를 만들었다고 밝혔다. 세인 박사는 “처음 이 형태를 봤을때 다면체가 될 것이라고는 생각하지 않았다”며 “연구가 진행되면서 기존 다면체의 틀을 뛰어 넘는다는 것이 증명됐다”고 설명했다.

수천 년 전 고대 그리스 플라톤 학파가 현재 우리가 흔히 볼 수 있는 정사면체, 정육면체, 정팔면체, 정십이면체, 정이십면체 등 5가지를 정리한 게 다면체의 유래다. 정다면체는 모든 면이 합동인 정다각형으로 이뤄진 볼록한 다면체로, 각 꼭짓점에서 만나는 면의 개수가 모두 같다. 역사상 처음 분류된 이 다면체는 소금 결정이 정육면체인 것처럼 자연에 존재한다. 그 뒤를 이어 아르키메데스는 32개면으로 이뤄진 복잡한 다면체를 발견했고, 독일 천문학자 케플러는 모든 면이 별 모양으로 이뤄지고 볼록하지 않은 ‘케플러-푸앵소 다면체’를 만들었다. 이후 400년 간 새로운 형태의 다면체는 등장하지 않았다. 이번에 확인된 골드버그 다면체는 네 번째 형태인 셈이다.

전문가들은 이번 발견으로 골드버그 다면체와 비슷한 무한개의 다면체가 새롭게 발견될 것으로 기대하고 있다. 이 다면체는 인플루엔자 바이러스와도 유사해 치료법 개발에 도움이 될 것으로 전망된다. 연구 결과는 ‘미국국립과학원회보(PNAS)’ 2월 18일자에 게재됐다.