상대성 이론 진위 첫 검증

아인슈타인의 일반 상대성 이론이 맞는지 검증하기 위해 '중력 속도'를 측정하는 천체물리학계 최초의 관측이 실시된다.

미국립전파천문대(NRAO)는 8일 카리브해의 버진 아일랜드, 하와이, 독일의 전파망원경을 연결해 중력 속도 측정에 나선다고 영국의 BBC 인터넷판이 6일 보도했다.

일반상대성이론은 우주의 천체와 물질이 서로 잡아당기는 것은 중력파가 작용하기 때문이라고 보고 있다. 이 이론은 중력파의 속도가 빛과 같다고 가정하고 있지만 중력파가 실제로 얼마나 빠른지는 아직 아무도 직접 측정하지 못했다.

미국 미주리-컬럼비아대학의 러시아 출신 천문학자인 세르게이 코페이킨 박사는 지구와 강한 전파를 방출하는 별인 퀘이사(준성) 그리고 목성이 일직선상에 놓이는 8일 중력의 속도를 측정하면 일반상대성이론을 검증할 수 있다는 아이디어를 내놓았다. 이 때 질량이 무거운 목성의 중력장이 퀘이사에서 지구로 오는 전파를 휘게 만든다는 것. 천문학자들은 이 전파가 얼마나 휘는지 밝혀냄으로써 중력의 속도를 추론해 낼 수 있게 된다.

코페이킨 박사는 "이 관측을 통해 중력의 속도는 빛의 속도와 같다는 일반상대성이론을 증명할 수 있을 것으로 기대된다"고 말했다. 이번 관측을 위해서는 10억분의 3도보다 낮은 각 오차로 관측을 해야 하는 데, 천문학자들은 이보다 100배나 더 정밀한 장치를 개발했다. 이번 관측 결과는 두달 뒤 발표될 예정이다.

미국 국립전파천문대 에드 포멀론트 연구원은 "만약 이번 관측서 중력 속도가 광속도보다 더 빠른 것으로 나타난다면 아인슈타인의 일반상대성 이론은 무너지게 될 것"이라고 말했다.

아인슈타인은 지난 1916년 중력장이란 새로운 개념을 제시하면서 물질이 만든 중력장이 공간과 시간의 구조를 변형시킨다는 일반상대성이론을 발표한 바 있다.

신동호동아사이언스기자 dongho@donga.com