레이저 간섭계 중력파 관측소(Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory, 이하 ‘라이고 LIGO’ )에는 지름 4Km 짜리 L자형 진공관 터널이 설치되어 있다. LIGO는 협정 세계시간으로 2015년 9월 14일 오전 9시 51분에 중력파를 감지했고, 6개월간 잡음 신호의 제거 및 검토와 토론을 통한 신중한 검증을 마쳤다. 마침내 2016년 2월 12일에 발표한다. 알베르트 아인슈타인이 1915년 일반상대성이론을 발표하면서 예측했던 중력파가 101년 만에 세상에 정체를 드러낸 것이다. 13억 년 전에 충돌한 두 개의 블랙홀이 약 0.15초 간 지구의 시공간 ‘양성자 하나의 크기’로 뒤흔들면서 통과하는 순간이 포착되었다.

 그럼 중력파의 검증은 왜 또 그렇게 중요한 것일까? 발표 책임자인 데이비드 라이츠(LIGO 실험 책임자, 칼텍 교수)는 “이는 400년 전 갈릴레오가 망원경을 발명한 것에 비견할 수 있는 발견” 이라고 말했다. 우리는 전자기파를 통해서 눈앞의 세상과 저 먼 우주를 보게 된다. 천체 망원경의 수퍼스타 ‘허블 망원경’ 은 우주공간에서 가시광선을 관측하여 아름다운 사진을 지구로 보내주고 있다. 여기에 ‘페르미 감마선 망원경’, ‘찬드라 X선 망원경’, ‘갈렉스 자외선 망원경’ 등등 수많은 전자기파를 이용한 망원경들이 지상과 우주에서 활동을 하고 있다.

 그러나 이제는 천문학이 질적으로 달라진다. ‘중력파’를 이용하는 망원경 기술을 인류가 확보하게 되었고 전자기파로는 도저히 보이지 않던 세계를 볼 수 있는 전혀 새로운 천문학인 ‘중력파 천문학’이 생겨나게 된 것이다. 그 증거로는 ‘중력파’의 검출이 블랙홀을 통해서 이뤄진 것이다. 이 말은 중력파와 동시에 ‘블랙홀’의 직접 증거도 확보했다는 말이다. 그동안 블랙홀은 X선을 방출하는 천체를 통해서 간접 증거만을 가지고 있었으나 블랙홀 쌍성계의 병합과정을 목격함으로써 블랙홀의 직접 증거마저 확보한 것이다. 우리가 보지 못했던 것들이 보이기 시작하는 신호탄이다. 전자기파 망원경을 통해서 보는 우주는 전체 우주의 약 4%에 불과하다. 나머지 우주의 96%는 암흑에너지와 암흑물질로 존재하고 있다. 분명히 있다는 사실은 알겠는데 전자기파 망원경으로는 도저히 보이지 않는 영역이다. 그런데 드디어 ‘중력파 망원경’이 그 실마리를 풀게 될 것으로 기대하고 있다.

 라이고과학협력단에 참여하고 있는 한국의 오정근박사(한국중력파연구협력단 총무간사)는 그의 저서 “중력파, 아인슈타인의 마지막 선물(동아시아 출간)”에서 중력파의 검출을 아인슈타인이 인류에게 보내는 마지막 선물이라고 극찬을 한다

글 허심 편집위원

#37호