d라이브러리 2014년 04월 과학동아

[바이셉2 망원경의 패널에는 우주배경복사 편광성분을 감지할 수 있는 안테나들이 연결돼 있다. 컴퓨터 기판의 집적회로 구성과 비슷하다.]

이번 연구 논문은 현재 ‘네이처’에서 심사 중이다. 그런데 결과가 나오기도 전에 “중력파, 즉 시공간의 물결을 포착한 첫 사례”라고 하버드-스미소니언 천체물리센터가 직접 발표했다. 이에 대해 일반적인 과학연구 발표 관행이 아니라고 비판하는 목소리도 있다. 그러나 의의로 이 분야의 전문가들은 연구팀이 그만큼 확신에 차 있었기 때문이라고 보고 있다. 김승환 포스텍 물리학과 교수는 “연구팀이 하루라도 빨리 대중에게 알리고 싶어 기자회견을 미리 연 것 같고, 네이처 발표도 시기의 문제일 뿐 큰 문제없을 거라고 본다”며 “워낙 우주배경복사에 대해 오랜 시간 연구를 해온 팀이었으니 실험 자체에 대한 신뢰도는 높다”50고 말했다.

연구팀도 이번 실험 결과가 당초 예상했던 것보다 훨씬 확실하게 나왔다고 설명했다. 미국 미네소타대의 클렘 파이크 교수는 “건초 더미에서 바늘을 찾는 것과 같은 작업이었는데, 찾고 보니 쇠지렛대처럼 큰 물건이었다”이라고 말했다. 상관계수는 r=0.2, 오차범위는 +0.07, -0.05이다. 신뢰수준은 5.9 시그마다. 99.999999636%의 정확도를 의미한다. 2012년 유럽입자물리연구소(CERN)가 “힉스 입자를 찾았다”며 밝힌 신뢰수준인 5 시그마보다 높다(정확도 99.999943%). 일반적으로 자연과학에서 5 시그마 정도면 믿을 수 있다고 본다.

하지만 여전히 해결해야 할 과제가 남아 있다. 우선 우주초기 중력파만이 아니고, 우주먼지에서 나오는 편광도 있기 때문에 이러한 노이즈가 정밀하게 제거가 된 것인지 검증해야 한다. 이 작업은 우주배경복사 관측위성 ‘플랑크’에서 나온 자료를 이용할 것이다. 플랑크는 지구 대기권 밖에 있기 때문에 노이즈의 영향이 현저히 적다. 그 때까지는 호흡을 좀 더 가다듬고 기다려 보는 것이 좋을 듯하다. 논문도 통과될 때까지는 기다려볼 필요가 있다.

이 관측이 정말 맞다면 이제 빅뱅이론에서 급팽창의 존재는 검증됐다고 할 수 있다. 하지만 급팽창의 원인은 여전히 물음표다. 현재 추진 중인 라이트버드라는 위성 등의 관측이 실현된다면 아마도 은하와 생명의 기원에 대해 더 정확한 정보를 얻을 수 있을 것이다. 우주 급팽창이론을 만든 앨런 구스 교수는 미국 포브스와의 인터뷰에서 “진실이 드러나는 순간, 정말 감동적이었다”고 말했다. 이 감동이 우리에게도 전해질지 지켜봐야겠다.

중력파 관측, 내년엔 레이저로

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Part 4. “정확도 99.999999636%”