빅뱅 없이 우주 무한팽창하는 ‘레인보우 이론’ 주목

우주의 나이가 138억 살로 생각되는 것도 놀랍지만, 이제 일부 학자들은 우주가 대폭발(빅뱅) 없이 무한 팽창하고 있다고 제안해 주목받고 있다.

11일(현지시간) 영국 일간 데일리메일 등 외신에 따르면 이 같은 이론은 그간 물리학계에서 널리 받아들여지지 않았던 ‘레인보우 그래비티’라는 이론의 결론이다.

이 이론은 우주에서 중력의 영향은 다양한 빛의 파장에 의해 다르게 느껴진다고 제안하는데, 이때 파장에 따라 무지개처럼 보이므로 레인보우 그래비티(무지개 중력)라는 명칭이 붙여졌다. 이 이론은 10년 전 일반상대성이론과 양자역학이론 사이의 차이점을 보완하기 위해 제안됐다.

연구자들은 이 이론이 기존 빅뱅이론에서 138억 년 전 우주가 시작될 때 밀도가 무한해 지는 지점인 특이점의 결함을 강조하는데서 비롯됐다고 밝혔다.

아인슈타인의 일반상대성이론에 따르면 질량이 매우 큰 물체는 주변의 시공간을 왜곡해 빛을 포함한 다른 대상이 주변을 지나갈 때 구부러진 경로를 따라가게 만든다.

빅뱅이론은 1922년 러시아의 우주론자 알렉산드르 프리드만에 의해 공식화됐는데, 그는 아인슈타인의 이론을 통해 우주가 고온·고밀도 상태에서 시작됐다고 풀이했다.

하지만 ‘레인보우 그래비티’ 이론에서 ‘에너지’가 다른 입자는 확실히 서로 다른 시공간과 중력장에 나타난다고 이집트 이론물리학센터의 아델 아와드 교수는 주장했다. 이는 입자가 자신의 에너지 영향을 받지않고 경로를 따라 이동한다는 현재 이론을 반박한다.

교수팀은 ‘레인보우 그래비피’ 이론은 기존 이론과 약간 다른 해석을 기반으로. 우주의 기원에 관한 2가지 시나리오를 제안한다고 말했다.

첫 번째 제안은 시간을 되짚어 보면 우주는 밀집돼 밀도가 무한해지긴 하지만, 결코 대폭발에 도달하지 않았다는 것이다. 또 다른 시나리오에서도 우주는 한정된 초고밀도에 도달했으며, 그런 다음 안정기에 들어섰다.

아와드 교수는 “우주에서 물질과 빛의 경로를 추적하는 두 시나리오에에 따르면 우리가 빅뱅으로 알고 있는 무한히 작은 특이점에 도달할 필요가 없다”고 말했다.

연구팀은 추후 몇 년간 레인보우 그래비티의 영향을 보여주는 감마선 버스트와 같은 다른 우주 현상을 연구할 계획이다.

한편 이번 연구 결과는 ‘우주론과 입자물리학회지’(Journal of Cosmology and Astroparticle Physics) 최신호에 실렸다.

사진=데일리메일 캡처

윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr