중앙일보의 보도에 의하면 미국 국립과학재단(NSF)은 12일 0시30분(한국시간) 미 워싱턴DC에서 기자회견을 열고 중력파 검출에 성공했다고 발표했다. 이번에 확인된 중력파는 지난해 9월 14일 포착됐다.

NSF는 “블랙홀 2개가 짝을 이뤄 자전하면서 하나의 무거운 블랙홀로 합병되는 과정에서 충돌 직전 발생한 중력파로 분석됐다”고 밝혔다.

중력파는 수면 위로 퍼지는 물결파에 비유된다. 별이 수명을 다해 폭발하거나 블랙홀이 만들어질 때 중력이 급격히 변화하면서 나타나는 중력의 파장을 뜻한다.

아인슈타인은 1915년 일반상대성이론을 발표하면서 “중력이 변하면 시공간도 함께 휘어지게 되며 이런 현상이 수면 위 파장처럼 우주 공간을 따라 퍼질 수 있다”고 주장했다.

이후 과학자들은 100년간 중력파를 추적했으나 그 실체를 발견하지 못했다. 이러한 이유에서 과학자들은 중력파를 ‘아인슈타인의 마지막 수수께끼’라고 불렀다.

NSF는 이번에 ‘레이저 간섭계 중력파 천문대(LIGO·라이고)’를 활용해 중력파를 찾아냈다. 미 루이지애나주 리빙스턴 인근에 설치된 라이고는 4㎞ 길이의 진공터널 2개로 만들어진 시설이다. 터널 끝에 거울을 붙여놓고 레이저를 쏴 공간 변화를 측정해 중력파를 검출했다.

강궁원 한국과학기술정보연구원(KISTI) 책임연구원은 “중력파 검출에 성공함에 따라 아인슈타인의 일반상대성이론에 대한 마지막 검증 작업이 끝나게 됐다”고 말했다.

중력파가 발견되기까지의 과정은 지난했다. 이형목 서울대 물리천문학부 교수는 “중력파는 거리에 비례해 신호 크기가 작아지기 때문에 지구에 도달해서는 미약한 신호만 남아 발견이 어려웠다”고 말했다.

예를 들어 지구에서 수억 광년 떨어진 블랙홀에서 발생한 중력파가 몸을 통과한다고 가정할 경우 우리 몸은 수am(아토미터)가 늘어난다. 이는 수소 원자 크기의 수만 분의 일에 불과할 정도로 미세한 거리다.

이런 이유로 중력파 검출에 성공했다고 발표한 이후 철회한 사례도 있다. 미국 하버드·스미스소니언 천체물리센터는 2014년 3월 중력파를 탐지했다고 발표했으나 이후 데이터 해석이 잘못됐다는 사실이 밝혀지면서 발표를 철회했다.

이번 발견으로 당장 일상에서 큰 변화는 없다. 중력파 개념은 대학교에서 배우는 일반물리학 과정에 포함돼 있어 일반인들에겐 여전히 생소한 개념이다. 다만 천체물리학 분야에선 새로운 패러다임이 시작될 것으로 기대되고 있다.

강 책임연구원은 “이번 중력파 발견으로 인류는 중력파 망원경이라는 새로운 관측 장비를 손에 넣게 됐다”며 “우주 관측 역사에 혁명적인 변화가 시작된 것”이라고 평가했다.

중력파 직접 탐지 성공 소식이 전해졌다.

11일 고급레이저간섭계중력파관측소(라이고·LIGO)는 워싱턴D.C. 외신기자클럽에서 기자회견을 열어 공간과 시간을 일그러뜨리는 것으로 믿어지는 ‘중력파’의 존재를 직접 측정 방식으로 탐지했다고 발표했다.

중력파의 간접 증거가 발견된 적은 있었으나 직접 검출이 이뤄진 것은 인류 과학 역사상 이번이 처음이다.

이는 1세기 전인 1915년에 아인슈타인이 이론으로 예측한 바를 관측으로 입증한 것으로, 우주 탄생을 이해하는 데 큰 구멍을 메워 줄 우리 시대의 가장 큰 과학 발견 중 하나로 꼽힐 전망이다.

▲ 중력파 직접 탐지 성공/사진=MBC

이 중력파는 태양 질량의 36배(오차 감안한 범위 32∼41배)와 29배(오차 감안한 범위 25∼33배)인 블랙홀 두 개로 이뤄진 쌍성이 지구로부터 13억 광년(오차 감안한 범위 7억5000∼19억 광년) 떨어진 곳에서 충돌해 합쳐지는 과정에서 나온 것이다.

이 중력파는 두 블랙홀이 중력파를 내면서 점차 접근해 충돌하기 직전 약 0.15초간 방출됐던 것으로 추정된다. 충돌한 두 블랙홀은 태양 질량의 62배인 하나의 블랙홀로 변했는데, 이 과정에서 태양의 3배에 해당하는 막대한 질량이 중력파 에너지로 빠져나가 소멸됐다.

이번 발견은 ▲최초의 중력파 직접 검출 ▲ 최초의 블랙홀 쌍성 관측 ▲ 중력파를 이용한 천체 탐구의 시작 등 역사적 의미를 지닌다고 연구진은 설명했다.