아인슈타인 이론 증명됐다…초기우주서 5배 느린 '시간지연' 확인

초거대질량 블랙홀인 빛나는 퀘이사가 있는 은하를 묘사한 상상도 〈사진=NASA〉

시간의 흐름이 속도와 중력의 크기에 따라 다르게 흐른다는 아인슈타인의 상대성 이론이 초기 우주에서 실제로 관찰됐습니다.

호주와 뉴질랜드 연구진이 20년 동안 거대한 블랙홀을 에너지원으로 삼는 준항성 천체, 퀘이사(Quasar) 관측 데이터 190개를 분석한 결과 우주의 나이가 10억 년이었던 초기 우주에서 시간이 지금보다 느리다는 사실을 발견했습니다.

과학자들에 따르면 138억 년 전 우주의 시초인 빅뱅이 발생한 뒤 10억 년이 흐른 우주에서는 시간이 현재보다 5배 가량 느리게 흐르는 것으로 확인됐습니다.

이는 아인슈타인의 특수상대성 이론과 일반상대성 이론이 지적한 '시간 지연'(time dilation) 현상이 발생했기 때문으로 풀이됩니다.

'시간 지연' 현상은 운동 속도가 빛의 속도와 가까워질수록 또는 중력이 클수록 시간이 느려지는 현상입니다.

영화 인터스텔라에서 나온 초거대블랙홀 가르강튀아와 밀러행성 〈출처=인터스텔라〉

이런 현상은 영화 '인터스텔라'에서 주인공이 초거대 블랙홀에 가까이 있던 '밀러 행성'에서 보낸 몇 시간이 멀리 떨어져 있던 우주선에서는 지구 시간으로 20년 이상이 흐른 것으로 표현되기도 했습니다.

연구에 참여한 호주 시드니대 제라인트 루이스 교수는 “아인슈타인 덕분에 우리는 시간과 공간이 서로 얽혀 있고, 빅뱅이 시작된 특이점으로부터 우주가 계속 팽창하고 있다는 것을 안다”며 “이런 공간 팽창은 우리가 초기 우주를 관측하면 현재보다 시간이 훨씬 느리게 흐르는 것으로 보일 것임을 의미한다”고 말했습니다.

이번 연구결과는 현지시간 3일 국제학술지인 '네이처 천문학'(Nature Astronomy)에 실렸습니다.