공룡 멸종시킨 혜성 충돌…중력파와 관련이 있다?

공룡 멸종시킨 혜성 충돌…중력파와 관련이 있다?

↑ 중력파/사진=연합뉴스

"중력파가 발견된 이후 과학계에선 암흑물질을 규명하는 데 중력파를 어떻게 활용할지 연구하고 있습니다. 우주에 있는 물질이 지구의 공룡 멸종에도 영향을 미쳤습니다. 서로 전혀 관계없어 보이는 게 사실은 연결돼 있다는 점을 보여줍니다."

6천600만년 전 공룡이 멸종한 이유에 대해서는 견해가 분분하지만 혜성이나 소행성이 지구와 충돌한 탓이라는 설이 유력하다. 리사 랜들(54) 미국 하버드대 물리학과 교수는 나아가 공룡을 멸종시킨 혜성이 지구로 향하게 된 원인을 '암흑물질'(dark matter)의 존재로 설명합니다.

암흑물질은 가시광선 같은 전자기파로 관측되지 않는다. 중력 반응으로만 존재를 알 수 있는 물질입니다. 학계에서는 원자로 구성된 '보통물질'보다 우주에서 차지하는 비중이 5배 이상 크다고 보지만 실체가 뚜렷하게 확인되지는 않았습니다.

랜들 교수의 가설은 이렇습니다. 항성이 밀집한 우리 은하 내의 원반면은 사실 이중으로 돼있습니다. 그 중 하나는 암흑물질로 구성됩니다. 태양은 은하계를 공전하며 이중원반을 3천200만년 주기로 지납니다. 그때 중력이 약하게 작용하는 태양계 끄트머리의 천체들은 암흑물질의 영향으로 궤도를 이탈해 불안정해집니다. 이들 가운데 하나가 혜성이 돼 6천600만년 전 지구와 부딪힌 흔적이 멕시코 유카탄 반도의 칙술루브 충돌구입니다.

랜들 교수는 신간 '암흑 물질과 공룡'에서 이런 가설을 제시했습니다. 아직 입증되지 않은 시나리오에 불과하지만 3천만∼3천500만년 주기로 지구 생태계를 초토화한 5차례 '멸종 사건'을 추적하는 한가지 방법은 됩니다.

지난 14일 고려대에서 기자들과 만난 랜들 교수는 "은하 원반면에 암흑물질로 된 원반만 추가로 들어갈 뿐 기존 이론과 모순되는 점이 없다"며 "암흑물질이 분명히 존재한다고 믿는다"고 말했습니다. 암흑물질 자체가 과거 이론의 맹점을 해결하기 위해 고안된 개념 아니냐는 질문에 대해서입니다.

책 전체를 놓고 보면 공룡 멸종 시나리오는 은하계 구조에서 암흑물질 원반의 영향력을 설명하는 하나의 사례에 불과합니다. 그런데도 공룡 이야기를 전면에 내세운 이유는 멀게만 느껴지는 은하계의 구성과 인류가 생각보다 깊이 관련을 맺고 있음을 강조하기 위해서입니다. 6천600만년 전 공룡이 살아남았다면 지금처럼 인간을 꼭짓점으로 하는 포유류가 득세하지 못했을지도 모릅니다. 책은 '우주의 놀라운 상호연관성'(the astounding interconnectedness of the universe)이라는 부제를 달고 있습니다.

"추상적인, 눈에 보이지 않는 것들이 지구에 주는 영향을 연구하는 건 흥미로운 일입니다." 이론물리학자인 그가 천문학과 지질학·생물학을 오가며 공룡 멸종 연구까지 내놓은 이유입니다.

그는 '천국의 문을 두드리며' 등의 전작에서 일반 독자가 다가가기 어려운 물리학을 쉽게 풀어내 주목받았습니다. 이번 책 역시 은하의 탄생에서 태양계의 구성까지 우주의 역사를 암흑물질을 중심으로 설명한 대중 교양서입니다. 그러면서도 기존에 밝혀진 중력·전자기력·약력·강력 외에 암흑물질들 사이에서만 작용하는 '제5의 힘', 즉 '암흑 전자기력'이 존재한다고 주장하며 이론적으로 한발짝 나아갑니다.

랜들 교수는 대중적 글쓰기에 대해 "퍼즐을 풀어가는 느낌이다. 산발적으로 흩어진 아이디어를 모아 논리를 만들어 전달하는 작업"이라며 "사회의 이슈와 현상들을 끌어와 설명하는 수단으로 사용한다"고 말했습니다.

그는 17일까지 열리는 '새로운 물리학 한국연구소'(NPKI) 주최 학술대회 참석차 방한했습니다. 2012년 설립된 NPKI에는 고려대·한국과학기술원(KAIST)·유럽원자핵공동연구소(CERN) 등의 소장 입자물리학 연구자들이 참여하고 있습니다. 올해 학술대회 주제는 'LHC(대형강입자가속기) 2차 가동에서 나온 첫 번째 결과들에 대한 고찰'입니다.

[MBN 뉴스센터 / mbnreporter01@mbn.co.kr]