스위스 블랙홀 실험… 지구가 통째로 사라질수도
9월 10일(한국시간) 우주대폭발의 순간을 재연해 우주탄생의 비밀을 밝히려는 과학실험이 시작된다.
스위스와 프랑스 국경 부근 지하 100m 깊이에 길이 27km의 거대한 터널에 설치된
이 과학 장치는 한국을 포함한 전 세계 과학자 1만여 명이 참여해
지난 14년간 10조 원을 투입해 만들어 낸 강입자 가속기다.
유럽입자물리연구소가 10부터 시작하는 이번 실험은 영하 271도로 냉각시킨
가속기 터널에 양성자를 무더기로 넣은 뒤 빛의 속도로 가속, 양성자를 서로 충돌시키게 된다.
이를 통해 우주 탄생 순간의 ´빅뱅´이 재연되면
태초의 빅뱅 순간에 잠시 존재했다가 지금은 완전히 사라져버렸다고
이론상으로만 얘기되는 힉스 입자의 존재규명이 가능해진다.
힉스 입자의 존재가 확인된다면 현대 물리학계의 지배적 이론인
´입자의 표준모형´이 실험으로 입증돼 우주탄생 비밀과 만물의 구성원리가 설명된다.
일부에서는 이번 블랙홀 실험이 블랙홀을 만들어내
지구 전체를 삼켜버릴 지도 모른다는 우려의 목소리도 높아지고 있다.
하지만 과학자들은 이는 기우일 뿐이라며,
실험의 성과가 나오는 3~4년 뒤에는 현대물리학의 지각변동이 일어날 것으로 기대하고 있다.
블랙홀과 호킹복사
과학자들이 LHC 실험을 통해 밝히고자 하는 두번째 목표는 블랙홀이다.
아인슈타인은 상대성이론을 통해 빛보다 빠른 물질은 존재할 수 없다고 정의했다.
이는 어떤 물질이 빛의 속도에 가까워질수록 질량은 급격히 증가하게 되고
무거워진 질량의 속도를 유지하면서 빛의 속도에 가까워지기 위해서는
무한대에 가까운 에너지가 필요하기 때문에 빛보다 빠른 물질은 존재할 수 없다는 것이다.
시간과 공간, 그리고 중력이 하나의 틀 안에서 서로 다르게 표출되는 것이라는
상대성이론을 역(逆)으로 해석하면 엄청난 중력을 가진 고밀도의 별이 존재한다는 것이며
이 별의 주위에서는 시간과 공간이 왜곡된다는 것이다. 이것이 곧 블랙홀이다.
물론 아인슈타인은 이론적으로 블랙홀의 존재를 예측했다.
하지만 1913년 미국의 천문학자 러셀은 '40에리다니 B'라는 별을 발견했는데
이 별은 1㎤의 무게가 1톤 이상이나 되는 백색 왜성이었다.
1969년 미국의 물리학자 호일러는 블랙홀이라는 이름을 처음으로 사용하기 시작했으며
천체물리학자들은 블랙홀이 엄청난 중력의 힘으로 시간과 공간,
그리고 빛을 빨아들이며 왜곡시킨다고 추정했다.
거대강입자가속기(LHC) 실험에서는
빛의 속도로 달려온 양자가 반대 방향에서 돌진해온
또 다른 양자와 충돌, 힉스입자나 블랙홀을 만들어낼 것으로 전망된다.
과학자들은 LHC 실험에서 빛의 속도에 가깝게 가속된 양자는
막대한 에너지와 질량을 가지며 충돌하는 순간 시공간을
왜곡하는 블랙홀을 생성할 수 있다고 본다.
물론 이 블랙홀이 생성되는 순간 지구는 블랙홀 속으로 빨려들며 붕괴될 것이라는 우려도 나온다.
하지만 LHC 실험을 주도하고 있는 과학자들은 호킹복사에 의해
블랙홀이 생성되더라도 아무런 문제가 없다고 설명한다.
호킹복사란 블랙홀이 모든 것을 빨아들이기만 하는 것이 아니라는 것이다.
양자역학에 따라 블랙홀의 주변부에서는 대칭성에 따라
흡수된 입자만큼의 반(反)입자가 방출되고 이로 인해 급격히 세력이 약화된
블랙홀은 순식간에 증발하게 된다는 것이다. 출처: http://blog.daum.net/skcoskc
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