아인슈타인의 간과된 아이디어는 우주가 실제로 어떻게 시작되었는지 설명할 수 있다.

스페인과 이탈리아 연구진이 진행한 새로운 연구는 우주의 초기 순간을 재구성하여, 인플레이션이 아닌 중력파가 우주의 탄생을 촉발했다고 주장합니다. 연구팀은 고급 컴퓨터 시뮬레이션을 사용하여 일반 상대성 이론과 양자역학을 연결하여 드 시터 공간에 기반한 간단하고 검증 가능한 모델을 제시했습니다. 출처: AI/ScienceDaily.com

우주는 어떻게 존재했으며, 그 이후의 모든 것을 형성한 초기 과정은 무엇이었을까요? Physical Review Research 에 발표된 새로운 연구는 이 근본적인 질문에 대한 답을 제시합니다. 스페인과 이탈리아 과학자들은 우주 탄생 직후에 일어났던 일들을 재구성하는 모델을 제시했습니다. 이들의 접근 방식은 우주의 초기 진화를 지배했던 힘과 사건들에 대한 오랜 생각들을 뒤집을 수 있습니다.

이러한 기원을 탐구하기 위해 연구진은 전통적인 "인플레이션" 이론에 의문을 제기하는 고급 컴퓨터 시뮬레이션을 실행했습니다. 이 이론에 따르면, 우주는 생성 후 1초도 채 되지 않는 짧은 시간 안에 엄청난 속도로 팽창했습니다. 인플레이션 모델은 여러 상호 연결된 변수에 의존하는데, 이 변수들이 모두 일치해야 이론이 성립합니다.

새롭게 제안된 모델은 더 간단한 설명을 제공합니다. 일반 상대성 이론에서 예측되는 중력파가 우주 형성의 진정한 원동력일 수 있으며, 은하, 별, 행성, 그리고 궁극적으로 지구 생명체의 기원을 설명할 수 있다는 것입니다. 연구진은 이 아이디어를 1920년대 알베르트 아인슈타인과 함께 우주의 구조를 이해하기 위해 협력했던 네덜란드 수학자 빌럼 더 지터의 이름을 딴 '더 지터 공간'이라는 수학적 개념과 연관시킵니다.

스페인 ICREA에서 실험 과학 및 수학을 연구하고 이 연구의 공동 저자인 라울 히메네스 박사는 "수십 년 동안 우리는 관측되지 않은 원소에 기반한 모델을 사용하여 우주의 초기 순간을 이해하려고 노력해 왔습니다."라고 말했습니다. "이 제안을 흥미롭게 만드는 것은 그 단순성과 검증 가능성입니다. 우리는 추측적인 요소를 추가하는 것이 아니라, 중력과 양자역학만으로도 우주의 구조가 어떻게 생겨났는지 설명하기에 충분할 수 있음을 보여주고 있습니다."

중력파라는 개념은 올리버 헤비사이드와 앙리 푸앵카레가 관련 개념을 처음 제안했던 1893년과 1905년으로 거슬러 올라갑니다. 알베르트 아인슈타인은 1916년 일반 상대성 이론에서 중력파를 시공간의 물결로 설명하며 이를 확장했습니다. 이러한 파동은 초신성 폭발, 블랙홀 병합, 중성자별 충돌과 같은 강력한 우주적 사건에서 발생할 수 있습니다. 중력파는 매우 약하기 때문에 이를 감지하려면 매우 민감한 장비가 필요합니다. 워싱턴과 루이지애나에 위치한 레이저 간섭계 중력파 관측소(LIGO)의 과학자들이 2015년 9월에야 최초로 중력파 검출을 확인했습니다.

우주의 탄생은 여전히 ​​과학의 가장 큰 수수께끼 중 하나입니다. 빅뱅 이론이 여전히 우세한 설명이지만, 많은 의문이 남아 있습니다. 특히 그 폭발적인 시작 이전에 무슨 일이 일어났을지에 대한 의문이 더욱 그렇습니다.

칼 세이건은 한때 인간과 우주의 깊은 연결에 대해 이렇게 말했습니다. "우주는 우리 안에 있습니다. 우리는 별들로 이루어져 있습니다. 우리는 우주가 스스로를 알 수 있도록 하는 수단입니다."

우리는 우주가 어떻게 시작되었는지, 그리고 지금 이 글을 읽고 있는 당신이 어떤 과정을 겪고 있는지 정확히 알지 못할 수도 있습니다. 하지만 이 연구가 보여주는 단순함처럼, 어쩌면 이 연구는 우리가 우주 자체를 조금 더 잘 알 수 있는 방법일지도 모릅니다.

앞으로 몇 년, 그리고 수십 년 동안 연구자들은 우주의 기원에 대해 어떤 새로운 발견을 하게 될까요? 오직 시간만이 알려줄 것이고, 이것이 바로 우리가 과학을 하는 이유입니다!

언제나 그렇듯이, 과학을 계속 연구하고, 계속해서 위를 바라보세요!

원래 Universe Today에 게재된 기사를 바탕으로 작성되었습니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2025/10/251018102132.htm