[우주를 보다] 중력이 만든 빛의 마술 ‘아인슈타인 고리’ 포착

입력 : ㅣ 수정 : 2018-04-14 16:46

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중력이 만들어 낸 신비로운 ‘빛의 마술’이 허블 우주망원경에 포착됐다.
ESA/Hubble & NASA; Acknowledgment: Judy Schmidt
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▲ ESA/Hubble & NASA; Acknowledgment: Judy Schmidt

지난 6일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 허블 우주망원경이 찾아낸 ‘아인슈타인 고리’를 사진으로 공개했다.


●상대성이론 발표 때 중력 ‘렌즈 역할’ 예언

사진 속 붉은빛으로 동그랗게 보이는 것이 바로 아인슈타인 고리, 그리고 그 안에서 노랗게 빛나는 천체들은 수많은 은하들이 중력으로 뭉쳐진 ‘SDSS J0146-0929’라는 이름의 은하단이다. 고리처럼 보이는 현상에 인류 최고의 이론물리학자 이름이 붙어 있는 이유가 있다. 아인슈타인은 103년 전 발표한 일반상대성이론에서 강한 중력은 빛도 휘게 해서 렌즈 역할을 할 수 있다고 예언했다. 이후 전 세계 천문학자들은 개기일식 때 태양 주변을 지나는 별빛의 경로가 변하는 것을 관측하면서 아인슈타인의 이론이 맞다는 것을 확인했다.

●은하서 온 빛 왜곡… 고리 모양으로 보여

아인슈타인 고리가 만들어지는 과정은 이렇다. 먼저 영겁의 세월만큼이나 떨어진 머나먼 은하에서 지구를 향해 빛이 날아오고 이 빛은 은하단 SDSS J0146-0929에 도달해 거대 중력의 영향으로 확대되고 왜곡돼 고리 모양 등으로 관측된다. 곧 SDSS J0146-0929가 ‘우주의 돋보기’인 중력렌즈 역할을 한 셈이다. 중력렌즈는 사물을 확대하는 점에서는 돋보기와 유사해 아주 멀리 떨어진 은하를 보다 밝게 보이게 만든다. 다만 초점이 없기 때문에 빛이 한 곳에 모이지 않고 여러 개의 상을 만든다.

이처럼 중력렌즈에 의해 확대된 천체들이 고리 모양으로 보일 때는 아인슈타인 고리, 물체가 4개로 복사돼 보이는 경우도 있는데 이때는 ‘아인슈타인 십자가’라고 부른다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr
2018-04-14 20면
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