중력파가 관측됐는데 그게 뭐?

라이고 프로젝트를 통해 드디어 중력파가 관측되었습니다. 아인슈타인이 100년전에 예측한 중력파가 관측된 사실에 많은 사람들이 떠들썩 하게 흥분했는데요..

근데 중력파가 관측 되었다는것은 어떤 의미일까요?

단순히 아인슈타인이 100년전 사고실험으로 예측한 내용의 실질적인 관측이 다일까요?

그럴리가 없죠..

사실 중력파가 관측되었다는 사실 자체는 그렇게 혁명적인 내용은 아닙니다. 단지 관측되지 않았을뿐 중력파는 모두 계산되고 있었고 여타 이론들에 고려 되고 있었기 때문입니다.

그럼 왜 그렇게 주목을 받는 걸까요

우선 중력파가 관측되었다는것은 우리의 측정 기술이 엄청나게 발전했다는 것을 의미 합니다.

이번에 중력파를 검출한 라이고는 고전물리학에서 온 우주가 에테르라는 괴상한 물질로 가득 차 있다는 것을 증명 하려고 고안했던 실험 도구를 그대로 사용한 간섭기를 고도화 한것입니다. 

쉽게 비유해서 말하자면 양쪽에서 동시에 같은 높이에서 물이 한방울씩 떨어진다고 생각해 봅시다. 그러면 물이 떨어진곳에 동글 동글 파장이 일어나고 같은 곳에서 원이 막 겹치는게 관측될겁니다. 동시에 똑같은 높이에서 계속 떨어 트리고 있으니 완전히 똑같은 파장의 모습이 계속 관측이 될텐데 중력파라는 것은 공간을 변화 시키기 때문에 중력파가 지나갈때 물이 떨어지는 길이가 살짝 아주 살짝 변합니다. 그러면 물이 떨어지는 시간도 변하고 결국 파장이 겹쳐진 모양이 변하게 됩니다.

라이고는 앞서 설명한 물방울을 레이저로 바꿔서 동시에 쏜 빛에 대한 파장을 관측해서 중력파를 관측한겁니다. 근데 그 길이가 얼마나 변하냐.. 무려 길이 분에 길이 곱하기 10에 -20승 정도로 미세하게 변화 합니다.

얼마나 작은지 확 와닫지 않으실텐데 명왕성까지 60억키로미터라고 하면 0.006mm 정도 변하는걸 측정한 거네요.. 태양에서 명왕성 까지 거리가  머리카락 굵기 보다 6천배정도 작게 변한걸 측정한 셈..

이렇게 정밀한 측정이 가능해지면 많은 부분이 달라질 수 있을겁니다.

다른 하나는 중력파를 이용한 우주 관측이 가능해 졌다는 것입니다.

지금까지 우주를 관측 하는데 있어서 가시광선 즉 광학 망원경이나 각종 전자파를 이용한 전파 망원경이 전부였습니다. 그런데 이젠 중력파를 통해 우주를 관측할 수 있는 방법이 생겼다는 겁니다. 단순하게 말하자면 우주를 볼 수 있는 눈이 하나 더 생긴 샘입니다.

그럼 이 측정하기도 엄청 어려운 중력파로 우주를 보면 뭐가 달라지냐..

우선 중력파는 빛이나 전파처럼 휘거나 가로 막히거나 하지 않기 때문에 그동안 보지 못했던 부분들을 볼 수가 있습니다. 예를 들어 블랙홀이 만들어 질때의 중력파도 검출 된다면 블랙홀 내부의 특이점에 대한 정보를 더 많이 알 수 있게 되겠죠. 게다가 지금까지는 빅뱅 이후 35억년 후의 상황만 관측이 가능했습니다. 왜냐하면 그때까지는 우주의 밀도가 너무 높아서(우주에 원자들이 너무 조밀조밀해서)빛도 빠져 나갈 수 없었기 때문 입니다. 하지만 중력파는 빅뱅 직후에도 온 우주로 퍼져 나갔고 아주 미약하지만 지금도 퍼저 나가고 있을것으로 생각되기 때문에 향후에 측정 기술이 더 정밀해 진다면 우주 탄생에 대해서도 훨씬 많은 정보를 얻을 수 있게 됩니다.

이번 중력파의 경우도 3000Km 떨어진 두대의 측정 장비를 약간의 시간을 두고 스처간 중력파 분석을 통해 이것이 두개의 블랙홀이 13억광년 떨어진 곳에서 충돌했을때 발생했다는 것을 알아 낸 것입니다. 지금은 2대만으로 측정 되었기 때문에 대략적인 방향만 가늠할 수 있고 오차도 크지만 이런 증력파 망원경이 여러개 설치 된다면 좀 더 확실한 방향과 정보를 얻을 수 있게 됩니다.

중력파 측정은 극도의 정밀성과 함께 노이즈의 제거가 관건이기 때문에 앞으로 지구 괘도 위로 측정기를 올려 보낸다면 훨씬 정밀한 측정이 가능하게 되겠죠

21세기 인간이 만든 정치는 아직도 헤메고 있지만 과학은 한걸음씩 앞으로 나아가고 있습니다. 우리는 그 발걸음에 맞춰 나가고 있는지는 의문이지만요..