지금까지 발견된 중력파는 무려 390건! 이 많은 신호는 대체 우주의 어떤 비밀을 알려주는 걸까요? 최근 공개된 사건 목록을 함께 들여다봐요.

 

중력파로 밝힌 블랙홀의 대물림

 

지난 5월 26일(현지시각) 중력파를 연구하는 국제 협력 네트워크 ‘라이고-비르고-카그라(LVK)’는 2015년 첫 관측 이후 지금까지 발견한 중력파 사건 390건을 정리한 목록을 공개했어요. 목록에는 중력파가 날아온 위치와 신호의 선명도, 각 중력파로 새롭게 알게 된 사실들이 함께 담겼어요.

 

중력파 사건 목록에 따르면 중력파는 그간 직접 관측하기 어려웠던 블랙홀의 충돌과 진화 과정을 밝히는 데 큰 역할을 하고 있어요. 이화여자대학교 물리학과 김정리 교수는 “블랙홀을 연구하는 가장 강력한 방법이 중력파”라고 강조했어요.

 

블랙홀은 거대한 별이 붕괴하면서 만들어져요. 블랙홀끼리 가까워지다 충돌하면 더 큰 블랙홀이 만들어져요. 이를 ‘2세대 블랙홀’이라 불러요. 그간 2세대 블랙홀은 이론으로만 검증됐고 명확한 증거는 발견되지 않았어요.

 

그런데 2024년 10월과 11월에 탐지된 중력파 GW241011과 GW241110을 분석하니 두 신호를 만든 블랙홀은 일반적인 블랙홀보다 훨씬 무겁고 더 빠르게 회전했어요. 과학자들은 2세대 블랙홀일 가능성이 크다고 봅니다. 한국천문연구원 이성호 책임연구원은 “2세대 블랙홀의 흔적은 블랙홀이 자라는 여러 방식을 이해하는 데 중요한 단서가 된다”고 설명했어요.

 

사건 목록에는 역대 가장 선명한 중력파와 중력파가 만들어진 천구상 위치를 가장 정확히 밝혀낸 사례도 담겼어요. 이런 정보들은 알베르트 아인슈타인과 스티븐 호킹 등 과학자들이 발표한 이론을 검증하고 초기 우주의 발전 과정을 밝히는 데 도움이 돼요.

 

중력파는 일상과는 조금 멀게 느껴질 수도 있어요. 새로운 중력파가 발견됐다고 해서 당장 생활이 편리해지는 기술이 만들어지는 건 아니거든요. 다만 기자가 취재하며 만난 연구자들은 한목소리로 중력파 연구가 우주를 해석하고 인류의 기원을 이해하는 데 도움이 된다고 말했어요. 김정리 교수는 “중력파를 통해 지구에서 멀리 떨어진 우주의 현상과 초기 우주의 생성 과정을 알게 되면 결국 우리가 어디에서 왔고 어떻게 만들어졌는지에 대한 단서를 얻을 수 있다”고 강조했어요.

 

중력파를 비롯한 기초 과학 연구는 오랜 시간이 지난 뒤에야 실생활에 영향을 주기도 해요. 아인슈타인의 상대성 이론이 오늘날 위성위치확인시스템(GPS)으로 정확한 위치를 계산하는 데 쓰였듯 지금의 중력파 연구도 앞으로 어떤 기술의 출발점이 될지는 아무도 몰라요.

 

성균관대학교 물리학과 이경하 교수는 “당장 쓰임새가 명확하지 않아도 기초 과학은 새로운 기술을 만드는 실마리가 된다”고 설명했어요.

 

그러면서 이경하 교수는 어과동 독자들에게 일상에서 중력파와 함께하는 방법도 알려줬어요. “가끔 하늘을 올려다보세요. 지금 이 순간에도 중력파는 여러분 곁을 지나가고 있을지도 몰라요!”  

➊ 2세대 블랙홀 단서 발견 중력파 GW241011과 GW241110은 이론으로만 검증했던 2세대 블랙홀의 가장 강력한 증거이자 단서로 여겨져요.

➋ 역대 가장 선명한 신호 검출 중력파 GW250114는 지금까지 관측된 중력파 중 신호 대비 잡음의 비율이 가장 낮아요.

➌ 중력파의 정확한 위치 분석 중력파 GW240615는 세 대의 검출기에서 거의 동시에 포착됐어요. 덕분에 발생한 위치를 정확히 특정할 수 있죠.