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우주 ‘빅뱅 후 급팽창’ 증거 찾았다

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입력 :ㅣ 수정 : 2014-03-19 04:21 과학 섹션 목록 확대 축소 인쇄

美스미스소니언 천체센터 중력파 흔적 사상 첫 관측

우주 생성 초기의 신비 일부가 풀렸다. 138억년 전 빅뱅(대폭발) 직후 우주가 만들어지는 과정인 ‘우주 인플레이션(급팽창)’ 이론에 대한 직접 증거가 사상 처음 관측됐기 때문이다.

남극 아문센 스콧 기지에 설치된 우주망원경 ‘바이셉2’가 138억년 전 우주의 빅뱅과 급팽창의 증거인 중력파 패턴을 관측했다고 미국 하버드 스미스소니언 천체물리센터가 17일(현지시간) 발표했다. 아래 사진은 불규칙하게 뒤틀린 중력파 패턴을 시각화한 모습.  미국 국립과학재단 제공

▲ 남극 아문센 스콧 기지에 설치된 우주망원경 ‘바이셉2’가 138억년 전 우주의 빅뱅과 급팽창의 증거인 중력파 패턴을 관측했다고 미국 하버드 스미스소니언 천체물리센터가 17일(현지시간) 발표했다. 아래 사진은 불규칙하게 뒤틀린 중력파 패턴을 시각화한 모습.

미국 국립과학재단 제공

미국 하버드 스미스소니언 천체물리센터는 17일(현지시간) 전 세계에 인터넷으로 생중계된 기자회견에서 빅뱅 직후 극히 짧은 순간에 우주가 급속도로 팽창하면서 지금과 같은 균일한 우주가 형성됐다는 인플레이션 가설의 근거를 발견했다고 밝혔다. 이는 남극에 설치한 우주망원경 ‘바이셉2’를 이용해 우주 배경 복사의 편광 성분을 3년간 분석한 결과 ‘중력파 패턴’을 관측한 데 따른 것이다. 바이셉2가 관측한 중력파 패턴은 빅뱅 후 38만년에 생성된 것으로, 우주 초기 인플레이션이 존재했다는 거의 유일한 증거로 꼽힌다.

1983년 세상에 나온 빅뱅 이론에 따르면 138억년 전 소립자보다 작은 우주가 대폭발로 10의 32승분의1초라는 극히 짧은 시간에 빛보다 더 빠르게 급팽창했다. 빅뱅의 근거는 우주 전체에 고르게 퍼져 있는 초단파 영역의 전자기파인 우주 배경 복사이다. 중력에 의해 생긴 중력파도 우주로 퍼져나가면서 시간과 공간에 고유한 뒤틀림을 일으키는데, 이 뒤틀림이 우주 배경 복사에 특별한 패턴의 흔적을 남겼다.

연구팀은 “남극에 설치한 망원경을 이용해 지금도 우주의 모든 방향에서 쏟아지는 우주 배경 복사에서 원시 중력파의 영향으로 일어난 특징적인 패턴을 확인했다”고 밝혔다. 빅뱅 후 38만년은 인류가 관측할 수 있는 가장 오래된 시점이다. 중력파의 이론적 근거는 1916년 알베르트 아인슈타인이 발표한 일반상대성이론에서 나왔다.

이번 발견은 인류가 우주의 초기부터 현대까지 우주 생성 과정을 보다 명확히 이해할 수 있어 21세기의 가장 중요한 과학적 성과 가운데 하나로 꼽힌다. 검증되면 노벨상 수상이 확실시된다고 AFP 등 외신이 전했다.

이기철 기자 chuli@seoul.co.kr
2014-03-19 1면
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