지금으로부터 138억년 전 우주 빅뱅(대폭발·Big Bang) 직후 우주가 단시간에 뻥튀기처럼 급팽창해 지금과 같은 우주가 생긴 과정인 ‘우주 인플레이션(cosmic inflation)’에 대한 직접 증거가 사상 최초로 발견됐다. 금세기의 가장 중요한 과학적 발견 중 하나로 꼽히는 것은 물론 노벨상 후보에 오를 것으로 전망되면서 과학계는 흥분을 감추지 못하고 있다.

미국 하버드-스미스소니언 천체물리센터는 17일(현지시간) 언론 간담회에서 “남극에 설치된 망원경 일종인 바이셉2(BICEP2)를 통해 대폭발 직후 찰나의 순간에 우주가 엄청난 속도로 팽창하면서 지금과 같이 평탄하고 균일한 우주가 형성됐다는 ‘인플레이션(급팽창) 이론’을 실험적으로 증명했다”고 밝혔다.

인플레이션(급팽창) 이론에 따르면, 급팽창은 대폭발 후 ‘10의 36승분의 1’초에 시작돼 ‘10의 33승분의 1’ 내지 ‘10의 32승분의 1’초만에 그친 것으로 추정된다. ‘찰나’보다 더 짧은 이 기간에 우주는 ‘10의 20승’ 내지 ‘10의 30승’ 배로 커진 것으로 추정된다. 그 후로도 우주는 계속 매우 빠른 속도로 팽창하고 있으나, 급팽창 시기에 비해서는 팽창 속도가 느리다.

연구진은 ‘바이셉2’(BICEP2)라는 관측 장비를 설치해 우주 배경 복사(cosmic background radiation)의 편광 상태를 분석해왔다. 우주 배경 복사란 우주 전체에 고르게 퍼져 있는 초단파 영역의 전자기파로, 우리가 알고 있는 우주의 시초인 ‘대폭발’의 중요한 증거다. 연구자들은 우주 배경 복사의 편광 성분을 분석하는 방식으로 초기 우주 급팽창의 흔적인 ‘중력파’(gravitational wave) 패턴을 발견했다.

연구단장인 존 코백 하버드-스미스소니언 천체물리센터 부교수는 “이 신호를 탐지하는 것은 오늘날 우주론에서 가장 중요한 목표 중 하나”라며 “수많은 사람들의 엄청난 노력으로 이 지점까지 도달했다”고 발견의 의의를 설명했다.

센터는 지난주부터 이번 기자회견을 널리 예고했으나 “중대 발견(major discovery)을 발표할 예정”이라고만 밝히고 구체적 내용은 발표 직전까지 비밀을 유지해 왔다.