국내 연구진, 우주생성 비밀 '끈'으로 풀었다

국내 연구진이 우주가 1차원의 '끈'에서 시작됐다는 가설을 국제 물리학계에 내놓아 주목받고 있다.

교육과학기술부는 1일 조용승, 홍순태 이화여자대학교 교수의 새로운 우주 생성 이론이 미국물리학회가 발행하는 '피지컬 리뷰(Physical Review D)' 5월 20일자에 실렸다고 밝혔다.

'조-홍 이론'은 세상의 기본 단위를 0차원의 점(입자)이 아닌 1차원의 끈으로 가정한 '끈 이론(string theory)'을 바탕으로 우주의 탄생을 설명하는 가설이다.

두 교수가 5년에 걸쳐 완성한 이론 수식은 '부피가 0인 아주 작은 한 점(특이점)이 폭발하면서 우주가 생성됐다'는 익히 잘 알려진 우주 생성 모델인 기존의 '빅뱅(Big Bang)' 이론에 비해 좀 더 구체적으로 우주 생성 과정을 설명할 수 있다.

빅뱅 이론(호킹-펜로즈 이론)을 뒷받침하는 수식에서는 우주의 회전 값을 '0'으로 놓고 무시하지만, 조-홍 이론 수식은 우주의 회전을 가정해도 성립한다는 얘기다.

조-홍 이론은 우주의 회전 속도가 시간이 갈수록 떨어질 것으로도 예견하고 있다.

또 빅뱅 이론을 설명하려면 우주 탄생 초기에 빛(에너지)이 먼저 생긴 뒤 점차 질량을 지닌 입자가 등장하는 '위상 전환(phase transition)' 과정이 꼭 필요하지만, 조-홍 이론은 위상 전환을 가정하지 않고 빛과 질량입자가 동시에 나타났을 가능성까지 제시하고 있다.

조용승 교수는 "우리의 이론이 호킹-펜로즈 이론까지 포함하는 더 일반적인 것"이라며 "앞으로 이 이론을 활용해 초기 우주 모형도를 완성하고 우주에 존재하는 암흑 에너지, 암흑 물질에 대한 연구를 진행할 예정"이라고 말했다.

한경닷컴 김동훈 기자 dhk@hankyung.com