"블랙홀 발견으로 극단적 중력에서 일반상대성 이론 입증"

[이데일리 이연호 기자] “M87 블랙홀의 발견은 극단적인 중력에서 아인슈타인의 일반상대성이론을 입증을 했다는 의미가 있습니다”

인류 역사상 최초로 관측·공개된 초대질량 블랙홀 M87의 모습. 사진=EHT 공식 홈페이지.

정태현 한국천문연구원 전파천문본부 박사는 11일 서울 중림동 LW컨벤션에서 열린 지난 10일 밤(한국 시각) 인류 역사상 첫 블랙홀 발견에 관한 언론설명회에서 ‘블랙홀 발견의 의의’에 대해 “사진 상의 작은 고리 하나가 전 세계 사람들을 들뜨게 만들었다”며 이 같이 밝혔다. 정 박사는 이날 설명회에 참석한 다른 연구원들과 함께 이번에 블랙홀을 관측한 사건지평선망원경(Event Horizon Telescope·이하 EHT) 국제공동연구진의 일원으로 직접 참여했다. 김재영 독일 막스플랑크전파연구소 박사는 “100년 전 영국의 천문학자 아서 에딩턴이 개기일식 때 중력렌즈효과를 관측해 일반상대성이론을 검증했지만 상대적으로 중력이 약한 태양이었다”며 “하지만 빛까지 빨아 들이는 강한 중력을 가진 블랙홀 그 중에서도 가장 중력이 강할 것으로 생각되는 M87에서 중력렌즈효과를 검증했다는 데 의미가 크다”고 말했다.

초대질량 블랙홀 관측에 성공한 비결은 전 세계 협력에 기반한 8개의 전파망원경으로 구성된 지구만한 크기의 EHT다. EHT는 전 세계에 흩어져 있는 전파망원경을 연결해 지구 크기의 가상 망원경을 만들고 이를 통해 블랙홀의 영상을 포착하려는 국제 협력 프로젝트 이름인 동시에 이 가상망원경의 이름이다.

조일제 한국천문연구원 연구원은 EHT의 크기에 대해 “전 세계 전파망원경 여러 대를 동기화하는 방식을 쓰는데 망원경 사이의 거리가 망원경의 크기가 된다”며 “남극을 포함한 세계 각지에 있는 8대의 망원경을 사용했기 때문에 지구 크기만한 망원경을 만들었다고 볼 수 있다”고 설명했다. 정 박사는 “EHT의 해상도를 따지자면 한라산에서 백두산에 있는 사람의 머리카락 한 올 한 올을 분간할 수 있는 정도의 분해능”이라고 덧붙였다.

이번 M87 블랙홀 관측에 활용된 전 세계 8개 전파망원경. 사진=EHT공동연구진

EHT 국제공동연구진은 지구에서 5500만 광년 떨어진 처녀자리 은하단의 중심부에 존재하는 거대은하 M87 블랙홀에 이어 우리은하 중심의 궁수자리 A별(Sagittarius A*) 블랙홀도 관측을 마치고 분석 작업을 진행하고 있다.

김종수 천문연 전파천문본부장은 “EHT가 M87 블랙홀과 함께 상대적으로 질량이 작은 궁수자리 블랙홀도 관측했고 현재 분석 작업 중”이라고 언급했다. 자오 광야오(Guangyao Zhao) 천문연구원 연구원은“우리은하 중심의 궁수자리 블랙홀은 M87보다 더 작고 더 가깝기 때문에 그것과는 매우 다른 도전”이라며 “우리 은하면을 통과해 관측하고 해석해야 하기 때문에 자료 해석하는 일이 굉장히 어렵고 그 때문에 좀 더 도전적인 과제다”라고 얘기했다. 1단계 목표인 블랙홀의 사진을 얻는 데 성공한 EHT는 2단계 목표로 동영상을 얻기 위한 노력도 진행 중이다.

국내 천문학계에서는 우리나라의 전파망원경을 EHT에 포함시키는 계획을 추진하고 있다. 손봉원 한국천문연구원 박사는 “서울대의 전파망원경을 EHT에 포함하기 위해 노력 중”이라며 “잘되면 한국 망원경도 블랙홀 관측에 참여하게 될 것”이라고 전망했다.

이번 성과로 노벨상을 수상할 수 있을 것인지에 대해 손 박사는 “연구를 주도한 사람들은 노벨상을 받을 자격이 충분하다”고 강조했다. 정 박사는 “유치원생들까지도 호기심을 갖는 주제가 블랙홀인 만큼 이런 호기심을 해결했다는 측면에서 지켜볼 필요가 있다”고 기대감을 나타냈다.