`우주 생성과정 밝힌` 급팽창 이론 직접 증거 찾았다

[이데일리 김유성 기자] 138억년전 대폭발(빅뱅·Big Bang) 직후 지금과 같은 우주가 생기는 과정인 ‘우주 팽창(cosmic inflation)’에 대한 직접 증거가 최초로 발견됐다.

이는 21세기의 가장 중요한 과학적 발견 중 하나로 꼽힐 전망이다.

이번 발견은 대폭발 직후 극히 짧은 순간에 우주가 빛보다 빠르게 팽창하면서 지금과 같이 균일한 우주가 형성됐다는 인플레이션(급팽창) 이론을 실험적으로 증명한 사례다.

인플레이션 이론에 따르면 우주는 대폭발 후 ‘1억분의 1억분의 1억분의 1억분의 1초’보다 더 짧은 시간에 ‘1억배의 1억배의 1만배’ 내지 ‘1억배의 1억배의 1억배의 1백만배’로 커지는 급팽창을 겪었다. 그 후로도 우주가 계속 매우 빠른 속도로 팽창하고 있으나 급팽창 시기에 비해 속도가 느리다는 것이 과학자들의 설명이다.

미국 하버드-스미스소니언 천체물리센터는 17일(현지시간) 전세계에 인터넷으로 생중계된 기자회견을 통해 이같은 내용을 발표했다.

이는 남극에 설치된 일종의 망원경인 ‘바이셉2(BICEP2)’라는 관측 장비를 이용해 분석한 결과다. 바이셉2 프로젝트에 참여하고 있는 연구자들은 우주 배경 복사(cosmic background radiation)의 편광 상태를 분석해 이같은 데이터를 얻었다. 우주 배경 복사는 우주 전체에 고르게 퍼져 있는 초단파 영역의 전자기파로 우리가 알고 있는 우주 시초인 ‘대폭발’의 가장 중요한 증거 중 하나다.

연구자들은 우주 배경 복사의 편광 분석을 분석하는 방식으로 초기 우주 급팽창의 흔적인 ‘중력파(gravitational wave)’의 패턴을 발견했다.

중력에 따른 파동인 중력파는 퍼져 나가면서 시공간에 뒤틀림을 일으킨다. 이런 뒤틀림 때문에 우주 배경 복사에 특별한 패턴이 생기는 것을 탐지했다.

연구단장인 존 코백 하버드-스미스소니언 천체물리센터 부교수는 “이 신호를 탐지하는 것은 오늘날 우주론에서 가장 중요한 목표 중 하나”라며 “수많은 사람의 엄청난 노력으로 이 지점까지 도달했다”고 발견의 의의를 설명했다.

△‘바이셉2’(BICEP2)망원경