삼중성계 PSR J0337+1715의 궤도 (자료=네이처 논문 캡처)
[디지털머니=문영진 기자] 네덜란드의 한 연구팀이 중력이 극도로 큰 천체들의 상호작용 속에서도 일반상대성이론(general theory of relativity)이 정확히 작동한다는 사실을 확인했다.
네덜란드 전파천문학연구소 앤 아치볼드 박사가 이끄는 국제공동연구팀은 지구에서 4200광년 떨어진 곳에 있는 중성자별과 백색왜성 2개로 이루어진 삼중성계(PSR J0337+1715)를 정밀 관측해 이같은 사실을 확인했다고 5일 국제학술지 '네이처'(Nature)에 밝혔다.
일반상대성이론의 등가원리는 피사의 사탑에서 포탄과 사과를 떨어뜨리면 동시에 땅에 떨어지는 것처럼 모든 낙하하는 물체는 자체 질량이나 구성, 외부 중력의 영향 등과 관계없이 똑같이 가속도를 받는다고 설명한다.
학계에서는 이 원리가 대부분 성립한다고 보고 있지만 일부에서는 중력이 극도로 큰 극한 중력장 속에서는 일반상대성이론과 다른 중력이론이 작동할 수 있다는 가설들도 제기하고 있다.
이 삼중성계 중심에는 초당 366회 회전하는 중성자별이 있고 그 주위를 백색왜성이 1.6일에 한 바퀴씩 돌고 있다.
바깥쪽 먼 곳에서는 또 하나의 백색왜성이 가운데 두 별을 327일에 한 바퀴씩 회전하고 있다. 바깥쪽 백색왜성이 안쪽의 중성자별과 백색왜성에 미치는 중력의 영향 차이가 최대 260만분의 1 이하로 거의 차이가 없었다.
연구진은 지구에서 4200광년 떨어진 곳에 있는 삼중성계를 6년 여에 걸쳐 정밀 관측해 극한 중력장 속에서도 일반상대성이론이 정확히 적용된다는 결과를 얻었다.
네이처는 "이 결과는 이전에 수행된 등가원리 검증을 1000배 정도 향상함으로써 아인슈타인의 일반상대성 이론이 옳다는 것을 뒷받침하고 있다"고 설명했다.