국내 연구진, 끈 이론으로 우주생성 비밀 규명

[아시아경제 김수진 기자]국내 연구진이 세계 최초로 끈 이론을 통해 우주 생성의 비밀을 규명하는 새로운 이론을 제시했다.

홍순태 이화여대 과학교육과 교수

1일 교육과학기술부에 따르면 이화여자대학교 조용승 교수와 홍순태 교수는 빅뱅 우주론에 끈 이론을 세계 최초로 적용해 진일보한 이론을 이끌어내는 성과를 올렸다.

지금까지 우주의 생성 기원에 대한 이론은 수학에서 '특이점'이라고 부르는, 부피가 0인 아주 작은 한 점의 거대한 폭발(Big Bang)로 인해 생성됐다는 빅뱅이론이 일반적이다.

이론 물리학자이자 수학자인 스티븐 호킹과 로저 펜로즈가 이론적으로 밝혀낸 이 빅뱅 이론은 '입자(particle)이론에 기반해 있다. 반면 조 교수와 홍 교수는 빅뱅에 끈 이론을 적용했다.

조용승 이화여대 수학과 교수

끈 이론은 세상을 이루는 기본 단위가 0차원의 '점'으로 표현되는 '입자'라는 가정과 달리 물질의 기본단위를 1차원의 '끈'으로 가정한다. 조용승-홍순태 교수의 이론은 기존의 호킹-펜로즈 이론보다 더 일반적이고 자연스럽게 우주 생성을 설명할 수 있는 것으로 주목받고 있다.

호킹-펜로즈의 이론은 우주 생성 과정에서 물질의 회전을 0으로 가정해 우주에 존재하는 물질들의 회전을 설명할 수 없었다. 또한 대폭발 이후에 빛과 같이 ‘질량이 없는 입자’들이 먼저 출현하고, 뒤이어 ‘질량이 있는 입자’들이 출현하는 상태가 나타나는 등 각 상태를 설명하기 위해 서로 다른 식이 필요했다.

그러나 이번 조용승-홍순태 교수의 이론은 물질의 회전을 포함하고 있으며 대폭발 이후에 질량이 없는 입자와 질량이 있는 입자가 함께 존재하는 상태를 서로 다른 식이나 순차적인 상태전환을 도입하지 않고 설명해냈다. 호킹-펜로즈의 결과를 포함하는 더 일반적 이론을 도출해낸 것이다.

이번 연구 결과는 미국물리학회에서발행하는 '피지칼 리뷰'지 5월 20일지 온라인판에 게재됐다.

김수진 기자 sjkim@