우리 우주가 138억년 전 대폭발(빅뱅) 직후 급격히 부풀어 올랐다는 직접적인 증거가 발견됐다. 이론으로 머물던 '우주 인플레이션 이론'을 증명해줄 실마리가 발견됨에 따라 우주와 물질의 기원에 대한 해답에 한 발짝 더 가까이 다가서게 됐다.
파이낸셜타임스(FT)는 17일(현지시간) 미국 하버드.스미스소니언 천체물리센터가 남극에 설치된 '바이셉2'란 전파망원경을 이용해 우주인플레이션의 증거인 '중력파'를 발견했다고 전했다.
중력파는 중력장의 파동을 말한다. 알베르트 아인슈타인 박사의 일반상대성이론에 따르면 질량을 가진 물체가 새로 태어나거나 파괴되면 이에 따른 파동이 생겨나고 시공간을 일그러뜨려 흔적을 남긴다.
당초 연구진은 중력파의 신호가 매우 약할 것으로 예상했으나 실제 발견된 파장은 상당히 강한 것으로 알려졌다. 미국 미네소타대학의 클렘 프라이크 교수는 "건초더미에서 바늘을 찾는 줄 알았는데 지렛대를 찾아낸 셈"이라고 밝혔다.
연구를 이끈 존 코박 하버드.스미스소니언 천체물리센터 부교수는 "이 신호를 찾아내는 것은 현대 우주론에서 가장 중대한 목표"라고 밝혔으며 영국 포츠머스대학의 데이비드 완즈 교수는 "우주론 분야에서 금세기 최고의 발견"이라고 칭송했다.
FT는 현재 관련 과학자들이 올해 말 발표될 유럽우주국(ESA)의 플랑크 위성 자료를 기다리고 있다며 플랑크 위성이 분석한 우주배경복사 분석자료를 통해 이번 발견 내용을 확인할 수 있을 것이라고 설명했다.
이번 연구성과는 우주 초기 이론을 연구하는 국내 학자들에게도 의미가 크다.
한국천문연구원 송용선 박사는 18일 "어젯밤에 바이셉 학술지에 게재된 논문 자료를 보고 최종적으로 알았다"며 "후속 연구가 이어진다면 존 코박 교수는 노벨상을 타게 될 것"이라며 높게 평가했다.
또 송 박사는 "이번 중력파 발견을 계기로 우주 급팽창의 초기 조건을 알게 됐다"며 "앞으로의 관측 결과를 해석하는 데 탄력을 받을 것"이라고 예상했다.
최기영 한국천문연구원 박사는 "우주인플레이션이 일어날 때의 에너지를 계산할 수 있게 됐다"면서 "그때 당시에 우주가 얼마나 빨리 팽창했는가 등을 알아볼 수 있는 단서가 될 것"이라고 말했다.
최 박사는 중력파 패턴이 당초 예상했던 것보다 훨씬 강하게 나타난 것에 대해 "기존에 과학자들이 기대했던 에너지 값보다 더 크다는 것을 의미한다"고 설명했다.
이로써 우주인플레이션이 일어나는 시간 동안 에너지의 변형 유무와 정도를 계산하는 등 이론을 구체화할 있는 후속 연구가 가능해졌다.
최 박사는 "우주인플레이션 모델은 1980년대 초반에 제시됐고 이후 30년 만에 중력파가 발견돼 이론의 조각들이 맞춰진 셈"이라며 "앨런 구스·안드레이 린데 등의 초기연구가 재조명되고 있다"고 전했다.
또 우주의 모형을 제시하기 위한 다른 독립적인 관측실험에도 긍정적인 영향을 미칠 것으로 기대된다.
그는 "벌써부터 발견된 값을 적용한 연구가 전 세계적으로 활발하다"면서 "천문연에서도 이를 적용한 우주 모형을 제시하기 위한 연구가 진행될 예정"이라고 밝혔다.bbrex@fnnews.com 김혜민 박종원 기자
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