와우! 과학

[와우! 과학] 태양 중력렌즈로 외계인 신호 들을 수 있을까?

작성 2022.07.18 09:54 ㅣ 수정 2022.07.18 15:32
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▲ 태양 중력 렌즈의 개념도
최근 첫 컬러 이미지를 지구로 전송한 제임스 웹 우주망원경은 중력렌즈 효과를 이용해 빅뱅 직후 태어난 초기 은하의 모습을 확인했다. 46억 광년 떨어진 은하단인 SMACS 0723의 사진에는 더 훨씬 더 멀리 떨어진 은하의 모습이 같이 찍혀 있다.

중력렌즈는 아인슈타인의 상대성 이론에서 예측된 현상으로 은하나 은하단처럼 큰 질량을 지닌 천체의 옆을 지나는 빛이 렌즈처럼 굴절되어 증폭되는 현상을 의미한다. 중력렌즈는 멀리 떨어진 천체를 관측하는 데 없어서는 도구로 현재 천문학에서 큰 역할을 하고 있다.

그런데 사실 중력렌즈 효과는 멀리 떨어진 은하단이 아니라 가장 가까운 별인 태양에서도 나타날 수 있다. 다만 멀리 떨어진 희미한 천체의 빛을 강력한 태양광과 분리해 재구성하는 일이 너무 어려워 지금까지 잘 사용되지 않을 뿐이다. 물론 중력렌즈 효과를 이용할 수 있다면 가장 가까운 렌즈인 태양이 가장 유용한 관측 수단이 될 수 있기 때문에 천문학자들은 다양한 프로젝트를 제안하고 있다.

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▲ 제임스웹 우주망원경이 촬영한 은하단 SMACS 0723. 사진=NASA, ESA, CSA, and STScI
미국 펜실베이니아 주립대학 과학자들은 태양중력렌즈가 전파 증폭기의 역할도 할 수 있다는 연구결과를 발표했다. 연구팀은 외계 문명의 전파 신호가 사실 지구까지 도달하는 과정에서 매우 약해지기 때문에 지구에서 관측하기가 매우 어렵다는 점을 지적했다. 사실 미 항공우주국(NASA)도 멀리 떨어진 탐사선과 교신을 위해 현재도 지름 70m급 대형 안테나를 사용하고 있다.

그런데 전파 역시 중력렌즈 효과의 영향을 받기 때문에 강력한 태양 전파의 간섭을 피해 먼 우주에서 신호를 수집할 수 있는 대형 안테나만 있다면 전파 신호를 증폭해 확인할 수 있다. 예를 들어 지구-태양 거리의 550배 정도 되는 장소에 안테나를 설치하면 알파 센타우리 같은 가까운 별에서 온 전파 신호를 태양 중력 렌즈의 힘을 빌려 증폭할 수 있다. (사진 참조)


물론 당장에 기술적으로 가능한 일은 아니지만, 연구팀은 이렇게 별을 중력렌즈로 활용해 전파 신호를 증폭시키는 방법이 일종의 우주 통신 중계기 같은 역할을 할 수 있다고 보고 있다. 별과 별 사이 공간에 항성 중력렌즈 효과를 이용한 중계기를 만들면 수십 광년 떨어진 먼 거리에서도 전파 신호를 수신하거나 발신할 수 있다는 이야기다. 물론 오랜 시간이 걸리는 일은 피할 수 없지만, 항성 중력렌즈를 통신에 활용하면 아주 멀리 떨어진 별과의 통신도 이론적으로 가능하다. 외계인의 신호를 듣는 것은 물론 우리가 신호를 지정된 별로 보낼 수 있는 셈이다. 과연 그런 미래가 올 수 있을지 궁금하다.
 


고든 정 과학 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

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