올해 노벨 물리학상은 알베르트 아인슈타인이 1916년 일반상대성이론을 통해 주장한 중력파 이론을 실제로 입증해낸 과학자 3명에게 돌아갔다.

독일에서 태어난 미국 물리학자 라이너 바이스(85)매사추세츠공대 명예교수, 미국 물리학자 배리 배리시(81) 캘리포니아주립대 공대 명예교수, 미국 물리학자 킵 손(77) 캘리포니아주립대 명예교수가 바로 그 주인공들이다.

이들은 물리학계의 오랜 의문이자 숙원이었던 중력파를 실제로 입증해냄으로써 우주의 원리와 신비를 규명해낸 업적을 인정받아 노벨상의 영예를 안게 됐다.

중력파란 움직이는 물체(질량)에 의하여 스페이스타임(시공간) 중력장의 곡률(뒤틀림)에 발생한 요동이 광속으로 진행하는 파동을 말한다. 중력파에 의해 전달되는 에너지를 중력복사라고 한다. 중력파를 방출하는 계(system)의 대표적인 예는 백색 왜성, 또는 중성자별이나 블랙홀을 포함한 쌍성계이다.

아인슈타인은 물체의 가속운동에 의해 빛이 이동하는 공간이 휘어지고 시간도 느려진다고 주장했다. 즉 질량(중력)을 가진 물체는 주변의 시공간에 영향을 미치고 이 영향력이 거리에 따라 세기가 변하면서 다른 물체에까지 미치게 된다고 본 것이다. 실제로 영국 천문학자 아서 에딩턴은 1919년 5월 29일 발생한 일식 전후의 별의 위치를 관측해서 빛의 경로가 휘어진 것을 확인했다.

하지만 이후 중력파를 실제로 입증하려는 학자들의 노력은 별다른 진전을 이루지 못했다.그러다가 세계를 깜짝 놀라게 만든 획기적인 연구가 지난 2016년 2월 11일 발표됐다. 아인슈타인이 이론적으로 제시했던 중력파를 실험적으로 관측했다는 소식이었다.

미국의 중력파 연구소인 '레이저 간섭계 중력파 관측소(Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory ·LIGO)'는 기자회견을 열어 아인슈타인이 일반 상대성 이론으로 예측했던 중력파를 직접 관측하는데 성공했다고 발표했다. 같은 시간 이탈리아 피사 인근 카시나에서는 유럽중력관측소(EGO)와 프랑스-이탈리아 합동연구팀인 비르고(VIRGO)가 같은 내용을 발표했다.

발표에 따르면, LIGO는 2015년 9월14일 국제 표준시 9시51분(한국시간 2015년 9월14일 오후 6시51분)에 중력파를 관측하는데 성공했다. 관측된 중력파는 블랙홀 2개가 자전을 하는 하나의 무거운 블랙홀로 합병되는 과정에서 충돌 직전 1초도 못 되는 순간 방출됐다. 연구팀은 2016년 2월 사상최초로 중력파를 검출하는데 성공한지 불과 4개월만에 또다시 중력파 검출 쾌거를 이뤄내기도 했다.

이 연구에는 한국중력파연구협력단도 중력파 데이터 분석과 중력파원의 모델링에 참여했다. 한국중력파연구협력단장인 이형목 서울대 교수는 "역사적인 발견으로 이제 우리는 우주를 이해하는 새로운 도약을 하게 될 것"이라고 중력파 발견의 가치를 평가한 바있다.

<뉴시스>