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2029년에는 우주에서 직접 중력파 탐지한다

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2029년에는 우주에서 직접 중력파 탐지한다

2016.04.20 18:00

유럽우주국(ESA)이 구상 중인 ‘레이저간섭계우주안테나(LISA·리사)’ 프로젝트의 중력파 탐사용 우주망원경 상상도. - 유럽우주국(ESA) 제공

유럽우주국(ESA)이 구상 중인 ‘레이저간섭계우주안테나(LISA·리사)’ 프로젝트의 중력파 탐사용 우주망원경 상상도. - 유럽우주국(ESA) 제공

 

올해 2월 아인슈타인이 100년 전 예측했던 중력파가 최초로 관측되면서 중력파 탐사 시대가 활짝 열렸다. 이런 가운데 유럽우주국(ESA)이 우주에서 중력파를 탐사하기 위한 ‘레이저 간섭계 우주 안테나(LISA·리사)’ 프로젝트에 본격적으로 나설 계획이다.

 

18일(이하 현지시간) BBC는 ESA가 이르면 2029년 리사 프로젝트의 중력파 탐사 전용 우주망원경을 쏘아 올릴 것이라고 보도했다. 이 프로젝트가 최근 ESA의 ‘중력파 탐사 자문 팀(GOAT·고트)’의 성공 가능성 평가에 통과했기 때문이다. 고트는 2034년으로 예정한 발사 일정을  5년 정도 앞당길 것을 권고했다.

 

고트의 의장을 맡고 있는 미셸 페리만 아일랜드 유니버시티칼리지더블린 물리학과 교수는 “리사 프로젝트에 대한 첫 평가 보고서에서는 13억 달러(약 1조4736억 원)에 이르는 비용 때문에 성공 가능성이 불투명하다고 평가했지만, 투자 금액을 배제하고 평가해 달라는 요청에 기술적으로는 충분히 가능하다는 결론을 얻었다”고 말했다.

 

‘시공간의 잔물결’로 불리는 중력파는 질량이 있는 물체가 급격한 가속 운동을 할 때 발생하는 에너지 파동으로, 빛의 속도로 전파되면서 주변 시공간을 순간적으로 휘게 만든다.

 

지난해 9월 ‘레이저 간섭계 중력파 관측소(라이고·LIGO)’에서는 직각으로 놓인 4㎞ 길이의 두 진공 파이프 속을 오가는 레이저의 위상 변화를 통해 중력파를 탐지했다.

 

리사 프로젝트는 라이고 연구진이 이용한 레이저 간섭계를 우주공간에서 구현하는 것을 목표로 한다. 작동 원리는 같지만 리사의 레이저 간섭계는 진공 상태인 우주공간에서 구현되므로 파이프가 필요 없다. 대신 우주선 3대를 삼각형 편대로 띄워 레이저를 주고받으면서 중력파 영향으로 발생하는 위상차를 기록한다.

 

지난해 12월 발사된 리사 프로젝트 기술 검증용 인공위성 ‘리사 패스파인더’. - 유럽우주국(ESA) 제공
지난해 12월 발사된 리사 프로젝트 기술 검증용 인공위성 ‘리사 패스파인더’. - 유럽우주국(ESA) 제공

ESA가 우주에 레이저 간섭계를 설치하려는 이유는 지상에서 관측할 수 없는, 태양 질량의 수백 배에 이르는 거대 블랙홀에서 발생하는 중력파를 관측하기 위해서다. 은하 단위의 큰 천체가 서로 충돌하거나 붕괴할 때 나오는 중력파를 측정해 우주의 기원에 한 걸음 더 다가가겠다는 계획이다. 라이고는 질량이 태양 수준이거나 이보다 약간 큰 블랙홀을 관측 대상으로 하고 있다.

 

한편 지난해 12월 발사된 기술 검증용 인공위성 ‘리사 패스파인더’는 중력파를 직접 탐사하지는 않지만 중력파 임무와 관련된 실험 장비들을 우주 공간에서 시험하고 있다.

 

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