[과학 이야기] 빅뱅 직후 온도 실험실서 도달

'빅 뱅' 직후 우주를 가득 채웠을 것으로 생각되는 '쿼크-글루온 플라즈마(QGP)'를 탄생시키고도 남을만큼 뜨거운 온도가 실험실에서 만들어진 것으로 측정됐다고 사이언스 데일리가 보도했다.

미국 에너지부 산하 브룩헤이븐 국립실험소 과학자들은 둘레 4㎞의 입자가속기인 '상대론적 중이온충돌기'(RHIC)에서 광속에 가깝게 일어난 금 이온 충돌 당시 온도가 섭씨 4조도에 도달한 것으로 측정됐다고 물리학 리뷰 레터스 최신호에 발표했다.

이는 태양 중심부 온도보다 25만배나 높은 것으로 양성자와 중성자를 녹여 '쿼크 수프'로 불리기도 하는 QGP를 만들어내는 데 필요한 것보다 더 높은 온도이다.

RHIC에서 측정된 이런 초고온 상태는 빛이 양성자 한 개를 통과하는 시간보다 더 짧은 찰나에 금 입자끼리 충돌하면서 쿼크와 글루온으로 구성된 액체가 형성됐음을 시사하는 것이다.

쿼크는 양성자ㆍ중성자와 같은 소립자를 구성하고 있다고 생각되는 기본적인 입자를 가리키며 글루온은 쿼크 사이의 상호작용을 매개하는 입자를 뜻한다.

과학자들은 우주의 이론적 탄생 기원인 빅 뱅 직후 수백만분의 1초 만에 QGP가 우주를 채웠으며 이것이 식으면서 응축돼 만물을 구성하는 양성자와 중성자를 만들었을 것으로 생각하고 있다.

RHIC에서 생성된 물질은 수억조분의 1초 동안만 존재하고 소멸됐지만 찰나 동안 방출된 수천개의 입자가 RHIC의 최첨단 감지기에 의해 그 특성이 포착된 것이다.

학자들은 지난 2000년 RHIC를 처음 가동하면서 QGP가 기체 상태로 존재할 것으로 예상했었으나 지난 2005년 발표된 연구 보고서에 따르면 이것은 액체 운동을 하는 것으로 나타났다.