우주 팽창 이론 근거 초기우주 중력파 검출

아주경제 이한선 기자 = 초기우주 중력파가 검출되면서 가설로만 존재하던 우주팽창 이론이 증명됐다.

18일 하버드 스미소니언 천체물리센터는 남극에 설치된 관측 장비 바이셉2를 통해 중력파를 검출했다고 밝혔다.

현대우주론에서 일반적으로 인정받는 생성 이론인 빅뱅 이론은 현재 관측되는 서로 다른 우주공간이 초기에는 인과적으로 분리돼 있었기 때문에 우주 전 공간에 걸친 균일성을 설명하기 어려웠다.

이를 보완하기 위해 1980년대 인플레이션 모델이 제시됐고, 빅뱅 이후에 가속팽창을 하는 이 이론을 가정하면 현재 관측되는 우주의 인과성 문제가 해결됐다.

인류가 우주를 이해하는 표준모형의 시작단계가 가설의 수준에 머무르고 있어 35년에 걸친 노력에도 불구하고 간접적인 증거 외에 인플레이션이 정말 존재했는지의 여부가 관측되지 않았었다.

우주 초기 중력파는 인플레이션이 존재했다는 거의 유일한 직접적인 증거로 알려져 최근 10여년간 많은 관측 노력들이 있었다.

인플레이션 이론은 현재 관측가능한, 은하 등의 씨앗이 되는 초기 중력을 생성하면서 초기의 요동으로 인한 중력파도 발생시킨다는 가설이다.

이번 발표는 이 인플레이션 우주론의 직접적인 증거가 되는 초기우주가 만들어낸 중력파를 검출한 것으로, 빅뱅부터 현대우주까지의 인과관계를 잘 설명하는 직접적인 관측 증거다.

발표에 따라 인류는 우주 초기부터 현대까지의 우주 생성 이론을 명확히 이해하게 됐다.

올해 말 독일 막스플랑크 연구소가 이번에 나온 결과를 검증할 예정으로, 향후 라이트버드 등 미래 실험이 보다 구체적인 우주초기 조건을 알려줄 계획이다.

전자가 진동을 할 때, 전자기파를 방출하는 것처럼 중력도 요동을 하면 중력파를 발생한다.

일반적으로 쌍으로 발견되는 두 천체의 운동도 중력파를 발생시키지만 우주 초기 중력파는 특정한 천체가 아닌 전 공간에 걸쳐 동일한 크기를 가지는 중력요동을 일으킨다.

가설에 불과했던 인플레이션 이론이 검증되면서 인류가 우주를 이해하고자 도입했던 가정이 정설이라는 것이 밝혀졌다.

천문연구원은 생각했던 것보다 높은 에너지 영역에서 관측되면서 단순한 인플레이션의 크기만이 아닌, 구체적인 역사를 검증할 수 있는 길을 열게 됐고 복잡하게 전개되던 인플레이션 이론 모델 중에서 가장 단순한 모델이 관측값을 가장 잘 설명하는 것으로 판명되면서 가장 단순한 것이 진리라는 격언을 일깨워줬다고 설명했다.