‘장주기 쌍성 궤도운동서 뉴턴 역학이 붕괴’ 증거 발견

채규현 세종대 교수 논문
美 천문학회 저널에 게재
“검증땐 상대성이론 수정”

국내 천문학자가 아인슈타인의 일반상대성 이론에 기반한 현대 우주론을 흔들 만한 대발견을 했다. 두 별이 아주 멀어지면 중력이 약해져야 하는데, 예상보다 훨씬 강하다는 계산 값이 나온 것이다. 빅뱅 이론이나 암흑물질 등 현재의 주류 학설이 대폭 수정될 가능성이 커 학계는 흥분하고 있지만 추가 검증 등에는 상당한 시간이 걸릴 것으로 예상된다.

세종대 물리천문학과 채규현(사진) 교수는 25일 장주기(長周期) 쌍성(雙星)의 궤도 운동에서 뉴턴 역학이 붕괴한다는 결정적 증거를 발견했다는 내용을 담은 논문을 미국 천문학회 ‘천체물리학 저널(The Astrophysical Journal)’에 온라인 게재했다.

채 교수는 미국 하버드대 카림 엘바드리 박사의 도움을 받아 650광년 이내의 2만6500여 개의 장주기 쌍성에 대한 유럽항공우주국의 가이아(Gaia) 우주망원경 관측 데이터를 사용해 이 같은 결과를 도출했다.

채 교수는 중력이 가속도임에 주목하고 쌍성의 가속도를 정확하게 계산하는 파이썬 코드(code)를 개발해 이를 계산했는데, 쌍성 간 거리가 멀어질 때 중력의 크기가 뉴턴 예측값의 1.4배나 커진 것. 이는 지난 300여 년 지속돼 온 뉴턴의 만유인력 법칙과 어긋날 뿐 아니라 100년 된 일반상대성 이론도 수정돼야 함을 의미한다고 천문학계는 보고 있다.

또 이는 일반상대성 이론에 근거한 빅뱅, 암흑물질 등 현재의 우주론을 크게 흔들어놓을 수도 있는 연구결과다.

노성열 기자 nosr@munhwa.com