초기우주 생성과정 '빅뱅후 급팽창' 직접증거 발견

하버드-스미스소니언 천체물리센터 발표

지금으로부터 약 138억년 전 대폭발(Big Bang) 직후 지금과 같은 우주가 생긴 과정인 '우주 인플레이션'(cosmic inflation)에 대한 직접 증거가 사상 최초로 발견됐다.

이는 금세기의 가장 중요한 과학적 발견 중 하나로 꼽힐 전망이다.

이번 연구는 대폭발 직후 극히 짧은 순간에 우주가 엄청난 속도로 팽창하면서 지금과 같이 평탄하고 균일한 우주가 형성됐다는 '인플레이션(급팽창) 이론'을 실험적으로 증명한 사례다.

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

이는 남극에 설치된 일종의 망원경인 '바이셉2'(BICEP2)라는 관측 장비를 이용한 분석 결과다.

바이셉2 프로젝트에 참여하고 있는 연구자들은 우주 배경 복사(cosmic background radiation)의 편광 상태를 분석해 이런 데이터를 얻었다.

우주 배경 복사란 우주 전체에 고르게 퍼져 있는 초단파 영역의 전자기파로, 우리가 알고 있는 우주의 시초인 '대폭발'의 가장 중요한 증거 중 하나다.

연구자들은 우주 배경 복사의 편광 성분을 분석하는 방식으로 초기 우주 급팽창의 흔적인 '중력파'(gravitational wave)의 패턴을 발견했다.

중력에 따른 파동인 중력파는 퍼져 나가면서 시공간에 뒤틀림을 일으키는데, 이런 뒤틀림 때문에 우주 배경 복사에 특별한 패턴이 생기는 것을 탐지했다는 것이다.

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

센터는 지난주부터 이번 기자회견을 널리 예고했으나 "'중대 발견'(major discovery)을 발표할 예정"이라고만 밝히고 구체적 내용에 대해서는 발표 직전까지 비밀을 유지해 왔다.

이날 발표를 전후해 센터 홈페이지는 전세계에서 접속이 폭주하면서 장애 상태에 빠졌다.

아비 로엡 하버드대 교수는 "이번 연구는 '우리가 왜 존재하게 되었는가?'라든지 '우주는 어떻게 시작됐는가?'라는 가장 근본적인 질문에 대해 새로운 통찰을 주는 것"이라고 평가했다.

그는 "이번 연구 결과는 대폭발 직후 초기 우주가 급팽창했다는 증거일 뿐만 아니라, 언제 이런 급팽창이 일어났고 어느 정도로 강력했는지 보여주는 것"이라고 말했다.