아인슈타인 예측 ‘중력파’ 101년 만에 직접 탐지 성공…우주의 비밀 풀릴까?

아인슈타인 ‘상대성 이론’ 중력파 101년 만에 직접 탐지 성공

알베르트 아인슈타인이 일반 상대성 이론에서 제기한 중력파의 존재가 101년 만에 첫 확인됐다.

지난 11일(현지시간) 미국 고급 레이저 간섭계 중력파 관측소, 라이고(LIGO)는 중력파의 존재를 직접 측정하는 방식으로 처음 확인하는데 성공했다고 공식 발표했다.

중력파는 급격한 천체의 운동으로 4차원 시공에서 블랙홀이나 중성자성끼리의 상성합체 과정에서 나온 거대한 에너지에 의해 시공간의 일그러짐이 잔물결처럼 전달돼 우주 공간에 파장을 일으키는 현상이다. 이 파장은 블랙홀의 충돌지점에서 멀어질수록 약해진다.

지난 1915년 아인슈타인이 일반 상대성 이론에서 처음한 후 많은 과학자들이 입증을 위해 노력했으나 증거를 찾지 못했었다.

그러나 중력파가 101년만에 라이고에 의해 확인됐다. 이번에 검출된 중력파는 블랙홀 두 개가 자전도중 하나의 무거운 블랙홀로 합체되는 과정에서 충돌 직전의 채 1초도 못되는 짧은 시간동안 방출된 것이다. 지금까지 두 블랙홀의 충돌은 이론적인 예측만 있었을 뿐 관측된 적은 없었다.

라이고 연구진은 레이저를 서로 수직인 두 방향으로 나눠서 보낸 뒤 반사된 빛을 다시 합성해 경로 변화를 측정하는 방식으로 시공간의 뒤틀림을 측정했다고 밝혔다.

학계는 이번 중력파 확인 성공으로 138억 년 전 발생한 빅뱅 이후 우주가 급격히 팽창하면서 생긴 초신성 폭발, 블랙홀 생성, 중성자별의 병합 등 그동안 천체망원경이나 전파망원경으로 확인할 수 없었던 현상들의 비밀을 설명할 과학적인 토대가 마련됐다.

라이고 책임자인 데이비드 라이츠 캘리포니아 공대 교수는 “이 발견은 400년 전 갈릴레오가 망원경을 발명한 것에 비견할 정도로 의미가 크다”라고 밝혔다.

한편, 라이고는 1997년부터 한국, 미국, 독일, 영국 등 15개국 1000여명의 연구진이 참여해 진행된 대규모 공동연구 과학협련단으로 약 22조원 들인 전 세계적인 프로젝트 작업이다.

동아닷컴 윤우열 인턴기자 star@donga.com
사진｜나사(NASA), 라이고(LIGO) 홈페이지