중력파, 101년 만에 직접 탐지 성공… 우주의 비밀 풀릴까?

사진 출처= 나사(NASA) 홈페이지

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

지난 11일(현지시각) 미국 고급 레이저 간섭계 중력파 관측소인 라이고(LIGO)는 "중력파의 존재를 직접 측정하는 방식으로 첫 확인하는데 성공했다"고 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 못한 바 있다.

사진= 라이고(LIGO) 홈페이지

하지만 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.

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