‘빅뱅후 급팽창’ 초기우주 생성과정 흔적 찾았다…세기의 발견

‘빅뱅’을 작은 규모로 재현한 ‘미니빅뱅’. 사진 제공 NASA

‘초기우주 생성과정 증거 역사적 대발견’

미국 과학자들이 138억 년 전 빅뱅 이후 우주가 생긴 과정 '우주 팽창'에 대한 직접 증거를 최초로 발견했다.

17일(현지시간) 스페이스닷컴은 미국 하버드-스미스소니언 천체물리센터가 빅뱅 직후 짧은 순간에 우주가 엄청난 속도로 급하게 팽창하면서 지금과 같이 균일한 우주가 형성됐다는 '팽창 이론'을 실험적으로 증명했다고 밝혔다.

'바이셉2' 프로젝트팀은 우주 배경 복사(Cosmic Microwave Background)의 편광 성분을 분석해, 초기 우주 급팽창의 흔적인 중력파의 패턴을 발견했다.

우주 배경 복사란 우주 전체에 일정하게 퍼져 있는 초단파 영역의 전자기파로, 우주의 시초인 빅뱅의 가장 중요한 증거 중 하나다. 우주 급팽창의 직접 증거인 중력파의 패턴은 중력파가 퍼져 나가면서 나타나는 고유한 뒤틀림 현상에서 착안한 것이다.

급팽창 당시 흔적이 중력파의 형태로 우주 전체에 퍼져 나갔고, 이 우주배경복사에 남겨진 특정한 패턴을 이번 연구팀이 탐지하는 데 성공했다는 것이다.

이번 연구는 남극에 설치된 관측 장비 '바이셉2'로 관측된 자료를 3년 간 분석한 결과를 토대로 나온 것이다.

1979년 앨런 구스 MIT 교수가 주장한 우주 팽창 이론은 빅뱅 우주론과는 약간 다른 이론이다. 빅뱅 이론이 순식간에 생겨나 팽창한 우주의 형성 과정이라면, 인플레이션 이론은 빅뱅이 일어난 직후 작은 우주가 순식간에 팽창했다는 것이다. 이후로도 우주는 급속도로 팽창하고 있지만, 이전에 비해서는 속도가 느리졌다는 것이 학계의 설명이다.

연구를 이끈 존 코박 하버드-스미스소니언 천체물리센터 부교수는 "이는 아마도 중력 웨이브가 우주를 가로질러 가는 직접적인 이미지일 것"이라며 "이 신호를 탐지하는 것은 현재 우주론에서 가장 중요한 목표 중 하나"라고 밝혔다.

아비 로엡 하버드대 천문학과 교수는 "이번 연구가 확인되면 지금까지의 발견 중 가장 중요한 지표가 될 것"이라며 "우주가 어떻게 시작됐고 우리가 왜 존재하게 됐는지 등 근본적인 질문에 대해 새로운 길을 제시해 주는 것이기 때문"이라고 평가했다.

초기우주 생성과정 증거 발견에 누리꾼들은 "이제 우리 초기우주가 어떻게 만들어졌는지 생성과정을 알 수 있는 것인가?", "초기우주 생성과정, 어렵지만 놀라운 발견", "초기우주 생성과정 빅뱅우주론과 다른 것인가?" 등 관심을 보였다.

동아닷컴 디지털뉴스팀 기사제보 dnews@donga.com