[사이언스 플러스] '끈이론'으로 우주 생성 원리 밝혀

梨大 조용승·홍순태 교수팀

국내 연구진이 끈이론을 통해 우주 생성을 새롭게 설명하는 이론을 제시했다.

이화여대 수학과 조용승 교수 · 과학교육과 홍순태 교수 연구팀은 기존 빅뱅이론에 끈(string)이론을 적용,대폭발(빅뱅)로 우주가 생성됐을 당시 질량(mass) 입자와 무질량(massless) 입자가 위상전환(물질의 상태 변화) 없이 동시에 나타났다는 점을 입증해냈다고 1일 발표했다. 이번 연구 성과는 미국 물리학 분야 학술지 '피지컬 리뷰' 온라인판에 실렸다.

1970년 스티븐 호킹과 로저 펜로즈가 발표한 빅뱅에 관한 이론은 물질의 기본단위를 영(0)차원인 점입자(particle)로 규정하고 입자(양성자와 중성자)는 회전 운동을 하지 않는다고 가정했기 때문에 실제로 천체와 입자가 회전하는 현상을 설명할 수 없었다. 또 대폭발시 물질의 상태 변화에 따라 수증기처럼 질량이 없는 입자와 물처럼 질량이 있는 입자가 순차적으로 나타난다고 봤기 때문에 각 단계를 설명하는 서로 다른 식을 적용해야 하는 한계가 있었다.

연구진은 물질의 기본 단위를 1차원의 '끈'으로 가정하는 끈이론을 통해 질량 입자와 무질량 입자가 위상 전환 없이 동시에 생성되며 우주에 존재하는 물질이 회전한다는 점을 밝혀냈다. 조 교수는 "이번 연구 성과로 우주 생성을 보다 자연스럽게 설명할 수 있다"고 말했다.

하헌형 기자 hhh@hankyung.com