‘거품 모양’ 가설 반박 증거 나와

시간과 공간을 합친 시공간(時空間)의 형태는 알버트 아인슈타인이 주장한 것처럼 매끈하다는 사실이 첨단 연구를 통해 확인됐다고 스페이스 닷컴이 10일 보도했다.

아인슈타인은 일반상대성 이론을 통해 시공간이 궁극적으로 매끈하며 에너지와 물질의 영향을 받을 때만 휘어진다고 주장했다.

그러나 일부 양자(量子)이론가들은 시공간이 쉴 새 없이 생겼다가 꺼지는 미세한 입자들의 거품으로 이루어져 있을 것이라는 반론을 제기했다.

미국 미시간 공대 과학자들은 수십 억 년 동안 우주 공간을 지나 지난 2009년 미 항공우주국(NASA)의 페르미 감마선 우주망원경에 포착된 양성자 3개의 여정을 분석해 아인슈타인의 가설이 다시 한 번 옳았음을 확인했다고 미국천문학회 회의에서 발표했다.

이들 양성자는 지구로부터 70억 광년 거리에서 일어난 감마선폭발(GRB)에서 방출된 것으로 1밀리초 간격으로 페르미 망원경에 도착했다.

연구진은 이들 양성자가 이처럼 거의 동시에 도착한 것은 아인슈타인의 ‘매끈한 시공간’을 입증하는 것이라고 밝혔다.

GRB에서 방출된 양성자의 파장은 너무나 작아 양자 이론가들이 제기한 더 작은 ‘거품’과도 상호작용할 수 있음이 확실하다는 것이다.

만일 이런 거품이 정말로 존재한다면 세 개의 양성자는 긴 여정에서 이리저리 떠돌아 다녔겠지만 이런 시나리오에서는 이들 셋이 페르미 망원경에 동시에 도착할 가능성은 거의 없다고 연구진은 지적했다.

따라서 이런 연구 결과는 상상 속 거품의 존재 가능성을 완전히 배제할 정도는 아니더라도 큰 타격을 주는 것이다.

연구진은 “만일 거품 형태가 존재한다면 ‘플랑크 거리(Planck length: 수소 원자 지름의 수억조 분의1)’ 보다도 작은 규모일 것이며 이는 기존 물리학이 아닌 다른 물리학이 작용한다는 것을 시사한다”고 말했다.

이들은 연구 결과가 “통계학 상의 요행일 수도, 시공간 거품이 우리가 상상한 것과는 다른 방식으로 빛과 상호작용했을 가능성도 없진 않지만 장차 또 다시 GRB로 검증될 경우 우주에 관한 매우 근본적인 발견이 될 것”이라고 강조했다.

연합뉴스