우주창조의 신비가 밝혀지나?

 

 

물리학자들이 우주가 탄생할 때 물질과 함께 만들어졌다가 사라진 반(反)물질을 16분 넘게 잡아두는 실험에 성공했다. 지금까지 반물질을 잡아둔 가장 긴 시간은 이번 실험의 5000분의 1 수준인 0.2초였다. 반물질을 연구할 수 있는 시간이 5000배나 늘어난 것이다.

스위스 제네바의 유럽원자핵공동연구소(CERN)는 5일 "가장 기초적인 반물질인 반수소 309개를 1000초 이상 잡아두는 데 성공해 불가사의로 남아 있는 반물질의 성질을 연구하기 위한 충분한 시간이 확보됐다"고 밝혔다. 연구 결과는 영국에서 발행하는 물리학 저널 '네이처 피직스' 6일자 인터넷판에 게재됐다.

물리학자들은 137억년 전 빅뱅(big bang·대폭발)으로 우주가 탄생한 직후 물질과 반물질이 같은 양으로 존재했다가, 반물질이 순식간에 사라지면서 물질만 남게 됐다고 추정한다. 아직 그 이유는 모른다. 우주 탄생의 비밀을 풀 열쇠가 반물질에 있는 셈이다. 물질과 반물질이 만나면 강력한 에너지를 내고 둘 다 사라진다. 댄 브라운의 소설 '천사와 악마'는 이를 이용한 폭탄 개발을 모티브로 하고 있다.

CERN 연구팀은 2002년 11월 양성자가속기를 사용해 가장 간단한 반물질인 반수소를 만들어냈다. 이후 수백만 개의 반수소를 만들어냈지만, 반수소가 순식간에 소멸해 특성을 연구하지는 못했다. 이번에는 조금 더 부드럽게 충돌시켜 오랜 시간 동안 안정적인 상태를 유지하는 반수소를 얻어냈다고 연구진은 밝혔다.

연구진은 "반물질을 1000초 이상 잡아두면 레이저나 마이크로파 분광학 등 초정밀 관측 기술을 통해 반물질의 특성을 관찰하고, 이를 물질과 비교·대조하는 것이 가능해진다"고 말했다.

☞반(反)물질

물질과 반대되는 극(極)을 지닌 소립자로 구성됐다. 물질의 기본 단위인 원자는 마이너스 성질의 전자, 플러스 성질의 양성자, 자기장의 방향만 지녔고 극(極)이 없는 중성자로 구성돼 있다. 반물질은 이와 정반대인 플러스 성질의 양(陽)전자, 마이너스 성질의 반양성자, 중성자와 자기 흐림이 반대인 반중성자로 구성된다. 우주의 탄생인 빅뱅 직후 함께 만들어진 물질과 반물질 중 왜 물질만 남아서 우주를 구성하고 있는지, 어딘가 반물질로만 이뤄진 또 다른 세계가 존재하는지 물리학계는 아직 밝혀내지 못했다.

 

 

 

인류가 137억 년 우주 진화의 비밀에 또 한 걸음 다가섰다. 세계 최대 입자가속기인 거대강입자가속기(LHC)를 운용 중인 유럽입자물리연구소(CERN)의 알파(ALPHA) 실험팀은 6일 오전 2시 우주 탄생(빅뱅) 이후 사라져버린 반(反)물질을 만들어 1000초(16분) 동안 잡아두는 데 성공했다고 밝혔다. 세계적 권위의 물리학 전문지 '네이처 피직스'를 통해서다. 이 연구팀은 지난해 11월 반수소 원자를 약 0.172초간 포착했다고 발표한 바 있다. 이어 불과 6개월여 만에 포착 시간을 1만 배 가까이 연장한 것이다.

　빅뱅 이론에 따르면 반물질은 '태초의 순간'에 물질과 같은 수로 만들어졌다. 하지만 현재 지구가 속한 은하계엔 물질뿐이다.

명확한 이유는 규명되지 않았지만 쌍소멸(물질과 반물질이 만나면 빛을 내며 함께 소멸하는 것) 현상 탓으로 추측되고 있다. 2008년 국내에 번역 출간된 미국 작가 댄 브라운의 소설 『천사와 악마』는 이를 이용한 테러 음모를 소재로 했다. 과학자들은 우주 어딘가에 반물질로만 이뤄진 별이나 은하계가 존재하며, 반물질의 특성을 규명하면 이 같은 우주 진화의 수수께끼를 풀 수 있을 것으로 기대하고 있다.

 

　CERN 알파 연구팀은 이번에 LHC의 일부인 반양성자감속기(AD)를 이용해 감속시킨 반양자 1만5000개를 강력한 자기장 속에 가둬두고, 양전자와 결합시켰다. 그 결과 반수소 원자 6000개가 만들어졌는데, 이들 중 일부가 1000초간 쌍소멸하지 않고 버텼다는 것이다.

　민동필 기초기술연구회 이사장은 "10억분의 1초 만에 사라지기도 하는 반물질을 1000초나 잡아둔 것은 대단한 진보"라며 "이를 이용해 앞으로 다양한 반물질 실험을 할 수 있게 됐다. 뉴턴이 사과가 떨어지는 것을 보고 중력을 발견했다고 하듯, 새로운 현상을 발견할 수 있는 가능성이 열렸다는 점에서 대단히 의미 있는 결과"라고 평가했다.

김한별 기자 < idstarjoongang.co.kr > 

◆반물질(Antimatter)=

우리 주변 물질과 질량은 동일하지만 전하값은 반대인 물질. 양성자(+)의 반대인 반양성자(-), 전자(-)의 반대인 양전자(+) 등이 있다.

 

(제네바=연합뉴스) 맹찬형 특파원 = 유럽 입자물리연구소(CERN)는 5일 우주 탄생과 관련한 가장 근본적인 의문 가운데 하나였던 반(反)물질(Antimatter)을 1천 초 동안 포착하는 데 성공했다고 밝혔다.

세계 최대의 강입자가속기(LHC)를 운영하는 CERN은 최고 권위의 물리학 전문잡지 네이처 피직스(Nature Physics)에 발표한 논문에서 알파(ALPHA)연구소가 반물질 원자를 약 16분여 동안 포착함으로써 반물질의 성질을 구체적으로 연구하는 데 필요한 충분한 시간을 확보했다고 밝혔다.

우주 탄생 이론에 따르면 최초의 빅뱅(Big Bang) 직후 물질과 반물질은 똑같은 양으로 생성됐지만, 그 균형이 깨지면서 현재 우리가 살고 있는 물질로 가득 찬 세계가 형성됐고 우주의 절반인 반물질은 어디론가 사라졌다.

따라서 빅뱅 직후 어떤 일이 있었는지를 설명해내는 것은 물리학자들의 오랜 연구 목표였다.

알파연구소의 제프리 행스트 대변인은 "반(反)수소(antihydrogen) 원자를 1천 초 동안 붙잡아둘 수 있게 됐다"며 "우리가 포착할 수 있는 반수소 원자의 수는 적지만, 1천 초는 연구를 시작하기에는 충분히 긴 시간"이라고 말했다.

CERN은 논문에서 지금까지 약 300여 개의 반원자(antiatom)를 포착해 연구했다고 밝혔다.

반원자를 포착하면 레이저나 초단파 분광기를 이용해 반수소의 구조를 더 정확히 그려낼 수 있고, 이를 통해 수소 원자와 비교하는 것이 가능해진다.

 

 

 

 

또 반물질에 중력이 미치는 영향을 측정하는 데 필요한 접근법을 확보할 수 있게 된다.

반수소를 장시간 포착함으로써 기대할 수 있는 또 하나의 중요한 이점은 반원자가 초기 상태로 안정화될 시간을 갖게 돼 연구팀이 우주물리학에서 CPT로 알려진 대칭구조를 조사하는 데 필수적인 정교한 측정을 가능케 한다는 점이다.

행스트 대변인은 "CPT 대칭구조가 깨지게 되는 과정에 대한 단서를 찾게 되면 자연에 대한 우리의 이해를 심각하게 재고해야 한다"고 말했다.

알파연구소는 다음 연구 단계로 포착된 반수소에 대한 측정을 실시할 예정이며, 이는 올해 하반기에 진행된다.

행스트 대변인은 "만약 포착된 반수소 원자를 정확한 초단파 주파수에 충돌시킬 경우 원자는 포착 상태에서 탈출하게 되는데, 이때 우리는 소멸 과정을 추적할 수 있게 된다"며 "이를 통해 우리는 반(反) 주기표의 1번 요소인 반수소의 내부 구조를 최초로 들여다볼 수 있게 될 것"이라고 설명했다.

앞서 CERN은 지난해 11월 반수소 원자를 생성해내고 나서 약 10분의 1초 동안 포착하는 데 성공했다고 발표한 바 있다.
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< 개인적인 의견 >

 

우움이다..참으로 물리학적 이론이지만 이보다 심오한 철학이나 사상을 찾아 보기 힘들 정도로

정교하면서도 道의 근원에 가장 근접한 논리이며, 여간해서는 이해하기 쉽지 않은 난해함도

포함하고 있다.

 

동양사상에서는 이미 수천 년 전부터 음양사상이라는 절묘한 우주의 구성원리와 오행이라는

운행원리를 찾았고 이를 생활의 지침이나 방편으로 활용하여 왔는 바, 근세 그것도 최근

몇 십년에 걸친 서양과학적 발견들이 마치 그 것을 뒷받침 하듯이 부지런히 여러 가지 이론들을

양산하고 있다.

 

개인적으로 생각하는 물질,반물질이라는 원리는 이러하다..

 

첫 째, 사람이 무언가를 실행할 때

      ' 과연 이 것이 잘 진행될까?' VS ' 잘 되어야 할텐데..'라는 생각을 가지게 마련이다.

       긍정적인 생각과 실패했을 경우의 부정적인 결과.

둘 째, 남여가 암컷,수컷이 만나는 원리

셋 째, 작용과 반작용의 법칙

넷 째, 밀고 당기는 인력과 척력

다섯째, 우주 전반에 존재하는 중력과 전자기력,

        작은 핵력,강한 핵력 그리고 암흑에너지(Dark Energy)

여섯째, 물질 VS 암흑물질(Dark Matter)

 

지금 이 우주의 질량은 숫자로 표현하기 힘든 수해경조톤이다. 하지만 이런 밸런싱을 유지하는 것은

그 질량을 가지고는 설명하기 힘들다. 뭔가 추가로 더 있어야 한다는 것인데 그것이 암흑물질이며

우주가 지금 팽창의 단계에 있는데 지금 그 속도는 계속 가속되고 있는 과학적 관측결과를 보면

중력과 다른 세가지 힘을 능가하는 밀어내는 힘, 어디론가 끌어 당기는 힘이 존재한다는 것인데,

그것이 바로 암흑에너지이다.

 

최초 우주의 Big Bang에서 물질과 반물질이 쌍으로 존재했으나 어디론가 사라져 버렸다는 논리는

Big Bang의 개념을 과학자들이 잘 못 이해하고 있는 것이다.

 

범우주 차원의 빅뱅이 아니라 우리가 지금도 관측하고 있는 SuperNova(초신성) 폭발과 마찬가지로

지금 우리가 관측하고 있는 우주에 국한된 폭발이 있었을 뿐, 우리가 관측하지 못하는,

즉 멀어져 가는 속도나 빛이 도달하지 못할 정도로 머나 먼 거리의 우주를 포함하는 범우주적 차원은

이미 137억년이 아닌 수천조년 이전부터 있어 왔던 현상임을 지금의 물리학자, 천체물리학자들은

상상도 하지 못하고 있는 것이다.

 

원래부터 존재하고 지금도 우리 주변에 존재하지만 발견방법을 알 지 못하여 신비의 대상으로 분류되어 있을 뿐 반물질과 물질의 끊임없는 공존은 아주 오래 전 우주의 기원시대부터 존재하여 오던 것

이다.

 

평행우주론이 그래서 지금의 여러 가지 과학적 우주적 Scale이나 미시적 차원의 미해결된 딜레마들을

풀어줄 수 있는 강력한 대안논리라는 것이 그러한 이유이다.

 

평행우주론의 실상은 다음 기회에 상세하게 풀어보고자 한다.