[과학 이야기] 아인슈타인 예측 100년만에 탐지된 '중력파' 매일 관측한다

지난 2015년 알베르트 아인슈타인이 예측한 중력파를 100년 만에 처음으로 직접 탐지한 '레이저간섭계중력파관측소(라이고.LIGO)'가 퀀텀급으로 성능이 개선된다.

미국국립과학재단은 캘리포니아공대(Caltech)와 매사추세츠공대(MIT)가 운용하는 라이고의 성능 개선에 총 2040만달러를 투입할 것이라고 밝혔다. 영국 연구혁신(R&I)과 호주 연구위원회도 2024년 가동을 목표로 진행될 성능개선 프로젝트에 비용을 지원할 계획이다.

현재 운용되고 있는 '어드밴스트(Advanced) 라이고'는 2015년 첫 중력파 탐지이후 지금까지 모두 10차례의 블랙홀 충돌과 한 차례의 중성자별 충돌을 관측했지만, 성능 개선 프로젝트를 거쳐 '어드밴스트 라이고 플러스(ALIGO+)'가 가동되면 이런 우주 현상을 매일 3차례 이상 더 자세하게 관측할 수 있을 것으로 전해졌다.

이는 호수에 돌을 던졌을 때 동심원을 그리며 물결이 퍼져나가는 것처럼 갑작스러운 중력 변화로 주변에 파동을 일으키며 시공간까지 뒤틀리게 하는 중력파를 통해서 관측할 수 있다.

라이고는 이런 중력파 검출을 위해 만든 특수 장치로 한 변의 길이가 4㎞인 L자형의 '정밀한 자'라고 할 수 있다. 두 변의 끝에는 거울이 설치돼 레이저로 쏜 빛이 반사돼 돌아오는 데 빛이 돌아오는 시간을 측정해 중력파를 검출하게 된다.

이번 성능 개선 프로젝트는 반사 거울의 안정성과 정밀도를 높이고, 퀀텀 단위에서 레이저 광선의 흐릿함을 줄이는데 목표를 두고 있다.

라이고 사무국장을 맡은 캘텍의 데이비드 레이체 교수는 보도자료를 통해 "ALIGO+가 가동되면 블랙홀 병합에서 나오는 중력파를 매일 탐지해 암흑으로 남아있는 이 분야에 대한 이해를 크게 높일 것으로 기대된다"고 했다. 또 "극히 드문 중성자별 충돌에 따른 중력파 관측도 훨씬 더 자주 이뤄져 중성자별의 구조도 깊이 연구할 수 있을 것"이라고 밝혔다.