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아인슈타인은 역시 옳았다

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아인슈타인은 역시 옳았다

2016.06.16 07:00
14억 년 전 두 개의 블랙홀이 합쳐지는 과정에서 발생한 중력파가 새로 관측됐다. 사진은 지난 해 9월 관측된 중력파 이미지.  - 라이고 과학협력단(LSC) 제공
14억 년 전 블랙홀 2개가 합쳐지는 과정에서 발생한 중력파가 새로 관측됐다. 사진은 지난해 9월 관측된 중력파 이미지. - 라이고 과학협력단(LSC) 제공

 

태양보다 무거운 두 블랙홀이 충돌하기 직전 발생한 중력파가 14억 년의 시간이 흘러 인류에 의해 관측됐다. 물리학자 알베르트 아인슈타인이 100년 전 예견했던 중력파가 지난해 9월에 이어 다시 한번 관측된 것으로 우주의 신비를 푸는 열쇠가 될 것으로 보인다.
 

한국을 포함해 14개국 1000명으로 구성된 국제 공동연구진인 ‘라이고(LIGO) 과학협력단(LSC)’과 프랑스 등 유럽 5개국 250명으로 구성된 ‘버고(VIRGO)’는 지난해 12월 26일 낮 12시 38분 53초(한국 시간) 미국에 설치된 중력파 검출기 라이고를 통해 1초 동안 중력파를 감지하는 데 성공했다고 16일 밝혔다.

 

이번 관측 성과는 약 5개월간 검증 과정을 거쳐 이날 미국 샌디에이고에서 열린 미국천문학회에서 처음 공개됐다.
 

‘시공간의 물결’로 불리는 중력파는 큰 별이 폭발하거나 블랙홀이 생성될 때 관측된다. 아인슈타인이 1916년 일반상대성이론을 발표하며 중력파의 존재를 처음 주장했다. 
 

가블리엘라 곤살레스 LSC 대변인(미국 루이지애나주립대 교수)은 “이번에 관측된 중력파는 태양보다 각각 14배와 8배 무거운 두 블랙홀이 충돌하면서 태양보다 21배 무거운 블랙홀이 탄생하는 과정에서 발생했다”며 “최초로 감지된 중력파보다 블랙홀의 질량이 가벼워 더 오랜 시간 관측됐다”고 설명했다.

 

지난해 9월 확인된 최초의 중력파는 태양보다 각각 36배와 29배 무거운 두 블랙홀이 충돌하는 과정에서 발생해 0.25초 동안 신호가 포착됐다.
 

연구진은 이번에 관측된 중력파가 14억 년 전 만들어져 두 블랙홀이 합쳐지기 직전 27번째이자 마지막으로 공전하는 과정에서 나온 것으로 추정하고 있다. 연구진은 이번 연구 결과를 국제학술지 ‘피지컬 리뷰 레터스(Physical Review Letters)’에 게재할 예정이다.
 

한국 측 책임자인 이형목 한국중력파연구협력단장(서울대 물리천문학부 교수)은 “그동안 국내 연구진은 블랙홀 충돌에 의한 중력파가 예상보다 훨씬 자주 일어날 수 있다고 예측해 왔다”며 “이번 중력파 관측으로 이런 예측이 사실임이 입증됐다”고 말했다.
 

LSC는 올해 말 라이고의 민감도를 높여 지금보다 1.5~2배 넓은 영역의 우주를 탐사할 계획이다. 한국 연구진은 라이고 실험에서 얻은 데이터 분석과 장비 모니터링을 담당하는 등 기존 임무를 이어간다.

 

이 단장은 “넓은 우주를 뒤지는 만큼 다양한 종류의 블랙홀이나 중성자별을 발견하게 될 것”이라며 “중력파 천문학 시대가 본격적으로 열릴 것”이라고 내다봤다.

 

 

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