주메뉴바로가기.. 본문바로가기

“우주공간에서 중력파 탐지 가능하다”

카카오스토리 네이버밴드 구글플러스

2016년 06월 08일 18:00 프린트하기

유럽우주국(ESA)의 중력파 탐지 기술 검증용 인공위성 ‘리사(LISA) 패스파인더’가 우주에 떠 있는 모습을 그린 상상도. - ESA 제공
유럽우주국(ESA)의 중력파 탐지 기술 검증용 인공위성 ‘리사(LISA) 패스파인더’가 우주에 떠 있는 모습을 그린 상상도. - ESA 제공

 

올해 2월 아인슈타인이 100년 전 예측했던 중력파가 최초로 관측되면서 중력파 탐사 시대가 새롭게 열린 가운데, 우주 공간에서 중력파를 탐사할 수 있을지 검증하기 위해 우주로 떠난 인공위성 ‘리사(LISA) 패스파인더’가 긍정적인 결과를 처음 내놨다.

 

● 진공상태인 우주 공간서 심(深)우주 중력파 정밀 탐지

 

미셸 아르마노 유럽우주국(ESA) 연구원 팀은 독일 막스플랑크중력파물리학연구소, 프랑스 파리디드호대, 영국 임페리얼 칼리지 런던 등 27개 연구기관과 공동으로 ‘리사(eLISA)’ 프로젝트의 기술 검증용 위성인 리사 패스파인더로 시험한 결과 우주 공간에서 기술적으로 충분히 중력파를 탐지할 수 있다는 내용의 연구 결과를 국제 학술지 ‘피지컬 리뷰 레터스(Physical Review Letters)’ 7일자에 발표했다.

 

리사 프로젝트는 직접 우주에 나가 거대 블랙홀 등 심(深)우주에서 오는 중력파를 탐지하는 임무다. ESA는 2034년 안에 중력파 탐사 전용 우주망원경을 발사할 예정이다. 지난해 9월 중력파를 탐지하는 데 처음으로 성공한 ‘레이저 간섭계 중력파 관측소(라이고·LIGO)’ 연구진의 레이저 간섭계를 우주 공간에서 구현하겠다는 것이다.

 

라이고 연구진은 직각으로 놓인 4㎞ 길이의 두 진공 파이프 속을 오가는 레이저의 위상 변화를 통해 중력파를 탐지했다. 오로지 중력파만 작용하는 상태로 만든 것이다.

 

진공상태인 우주에 놓일 리사의 레이저 간섭계는 작동 원리는 라이고와 같지만 진공 파이프가 필요 없다. 대신 우주선 3대를 삼각 편대로 띄워 레이저를 주고받으면서 중력파 영향으로 발생하는 위상차를 기록한다. 우주 공간에서는 지구에서 나타나는 지진파 등이 없어 방해 요인도 상대적으로 적다.

 

● “목표 기준 충족시켜 성공적”

 

ESA는 리사 프로젝트의 성공 가능성을 가늠하기 위해 지난해 12월 리사의 축소판으로 볼 수 있는 리사 패스파인더 위성을 발사했다. 우주 공간과 통하는 진공 상태의 리사 패스파인더 내부에는 금-백금 합금으로 만든, 한 변이 35㎝인 큐브 2개를 띄웠다. 이 큐브들은 레이저 빔을 반사시키는 거울 역할을 한다.

 

연구진은 두 큐브 사이의 거리를 측정하는 등 외력에 영향을 받지 않고 얼마나 안정적으로 큐브가 떠 있을 수 있는지 시험한 끝에 당초 목표했던 수준보다 더 안정적인 결과를 얻는 데 성공했다.

 

리사 패스파인더 임무의 총괄책임자인 스테파노 비탈레 이탈리아 트렌토대 교수는 7일(현지시간) 스페인 마드리드에서 열린 기자회견에서 “시험과 보정을 반복하면서 점차 안정적인 상태로 접어들었다”며 “한 달이 지난 시점에 이미 리사 프로젝트에 필요한 목표 수준에 근접해 있었다”고 말했다.

 

폴 맥나마라 ESA 연구원은 “믿을 수 없을 정도로 안정적인 리사 패스파인더 시험 결과로 보아 리사 프로젝트의 성공 가능성도 높을 것으로 보고 있다”며 “리사는 우주를 이해하는 새로운 장을 열어 줄 것”이라고 말했다.

 

한편 10억 유로(약 1조3161억 원) 규모로 추진 중인 리사 프로젝트는 아직 공식 승인을 받지 못한 상태지만, 최근 ESA의 ‘중력파 탐사 자문팀(GOAT·고트)’의 성공 가능성 평가에 통과하면서 프로젝트 시작에 한발 더 다가갔다. 고트는 2034년으로 예정돼 있는 리사 프로젝트의 발사 일정을 5년 정도 앞당길 것을 권고했다.

  


송경은 기자

kyungeun@donga.com

카카오스토리 네이버밴드 구글플러스

2016년 06월 08일 18:00 프린트하기

 

혼자보기 아까운 기사
친구들에게 공유해 보세요

네이버밴드 구글플러스

이 기사가 괜찮으셨나요? 메일로 더 많은 기사를 받아보세요!

13 + 9 = 새로고침
###
과학기술과 관련된 분야에서 소개할 만한 재미있는 이야기, 고발 소재 등이 있으면 주저하지 마시고, 알려주세요. 제보하기

관련 태그뉴스