우주가 생긴 과정인 ‘우주 인플레이션’(cosmic inflation)의 직접 증거를 최초로 발견했다는 미국 하버드-스미스소니언 천체물리센터의 발표에 국내 학계도 기쁘고 놀랍다는 반응을 나타냈다.

하버드-스미스소니언 천체물리센터는 17일(현지시간) 약 138억년 전 대폭발(Big Bang) 직후 지금과 같은 우주가 생긴 과정인 우주 인플레이션에 대한 직접 증거를 남극에 설치된 관측 장비 ‘바이셉2’(BICEP2)로 분석해 발견했다고 밝혔다.

우주 배경 복사의 편광 성분을 분석하는 방식으로 초기 우주 급팽창의 흔적인 ‘중력파’(gravitational wave)의 패턴을 발견한 것.

이번 연구성과는 우주 초기 이론을 연구하는 국내 학자들에게 특히 큰 의미를 던졌다.

한국천문연구원 송용선 박사는 18일 “해외에 있는 동료로부터 중력파 관련 연구결과가 발표된다는 얘기를 듣고 예의주시하고 있었고, 어젯밤에 바이셉 학술지에 게재된 논문 자료를 보고 최종적으로 알았다”며 “학자로서 정말 ‘어마어마한 발견’이라고 표현할 수밖에 없다”며 높게 평가했다.

이어 “독일 막스 플랑크 연구소에서 비슷한 실험을 진행하는 만큼 올해 안에 관측 내용을 발표하지 않을까 기대하고 있다”며 “당연히 노벨상감”이라고 말했다.

송 박사는 “우리가 기대한 것보다 물결파가 더 강해 더 놀랍다”며 “기존 우주 인플레이션 가설은 물결파의 강도를 예측하지 못했다. 이번 연구 결과가 우주 초기 분야를 연구하는 학자들에게 새로운 계기가 될 것”이라고 설명했다.

중력파 패턴을 발견한 의의에 대해서는 “인문학자들이 역사에 관심을 두는 것처럼, 천문학자들은 우주가 어디에서 왔는가를 연구한다”며 “우주 초기의 모습에 대한 가장 결정적인 증거가 나왔기 때문에 관련 연구가 급물살을 탈 것”이라고 강조했다.

그는 “국내에서는 우주 초기에 대한 연구 분야가 관측보다는 이론 부분에 집중돼 있었다”며 “우주 초기 조건이 더이상 가설이 아니고 관측 장비 분야로 들어왔다. 이번 연구 결과를 기반으로 관련 연구들이 활발해질 것으로 기대한다”고 말했다.

중력파를 연구하는 ‘한국중력파연구협력단’(KGWG)의 이형목(서울대 교수) 연구단장은 “이번 연구성과는 우주 초기 급팽창 시기에 나온 중력파의 영향이 예상보다 훨씬 크며, 급팽창이 생각보다 매우 빨리 시작한 것을 보여준다”고 설명했다.

이어 “이는 그 자체로 중요한 의미가 있지만, 어떤 점에서 예상된 상한치 이상의 효과가 나왔는지를 검증해야 하기 때문에 이게 끝은 아니다”라고 말했다.

이 단장은 “이번 연구성과는 중력파에 의한 영향을 발견한 것으로 중력파를 직접 측정하려는 우리의 연구와 다르다”며 “천체의 정보를 갖고 오는 중력파를 발견함으로써 우주에 대한 새로운 정보를 알려는 게 우리의 목적”이라고 소개했다.

하버드-스미스소니언 천체물리센터가 망원경의 일종인 바이셉2를 사용한 것과 달리 한국중력파연구협력단은 검출기로 중력파를 찾는다. 이를 위해 협력단은 미국의 중력파 검출장치 라이고(LIGO)와 독일-영국의 지오600(GEO600) 검출기로 중력파를 찾는 연구에 동참하고 있다.

협력단의 강궁원(한국과학기술정보연구원 책임연구원) 대변인은 “중력파는 굉장히 약한 힘이어서 실험장치가 매우 정밀해야 한다”며 “2015년에는 원하는 정밀도를 갖춰 중력파를 검출할 것으로 전망되며, 이를 통해 ‘중력파 천문학’이 성립될 수 있을 것”이라고 기대했다.

연합뉴스