초기 우주는 액체 상태였다

유럽입자물리학연구소(CERN)의 강입자가속기(LHC)에서 실시된 납핵 충돌 실험에 참여한 과학자들은 탄생 직후 우주가 초고온.초고밀도 상태였을  뿐 아니라 뜨거운 액체처럼 활동했음을 발견했다고 사이언스 데일리가 23일 보도했다. 

LHC 안에 설치된 4개의 검출기 중 하나인 ALICE(A Large Ion Collider Experime nt)의 실험은 납핵을 가능한 최고의 에너지 상태에서 가속시켜 충돌시킨 것으로 실험 결과 믿을 수 없을만큼 뜨겁고 밀도가 높은 원자보다 작은 불덩어리들을  만들어 냄으로써 빅뱅 직후 몇 초 사이에 벌어졌을 상황을 재현했다. 

과학자들은 이 미니 빅뱅으로 10조도가 넘는 초고온이 형성됐다면서 이런  고온에서 정상적인 물질은 녹아서 '쿼크-글루온 플라즈마'로 알려진 특이한 원시 '수프' 가 된다고 말했다. 

납 이온 충돌 실험에서 나온 최초의 결과에 따르면 쿼크-글루온 플라즈마가 기체처럼 행동할 것이라는 예측을 비롯, 많은 이론물리학 모델은 유효하지 않은  것으로 밝혀졌다. 

이보다 낮은 수준의 에너지 상태에서 실시된 미국의 실험에서 핵충돌로 형성된 뜨거운 불덩어리가 액체처럼 행동하는 것으로 나타났음에도 불구하고 많은 학자들은 보다 큰 에너지 상태에서는 쿼크-글루온 플라즈마가 기체처럼 행동할 것으로 예측했 다. 

고에너지 상태에서 양성자 충돌 실험을 7개월간 성공적으로 해 온 LHC의 주역인 영국 버밍엄대학 연구진은 "아직은 실험의 초기 단계에 불과하지만 우리는 이미 초기 우주에 관해 많은 것을 배우고 있다"면서 "초기 실험 결과는 빅뱅 직후 우주가 초고온의 액체처럼 행동했을 것임을 시사한다"고 밝혔다. 

이들은 또 납이온 충돌에서 원자보다 작은 입자들이 일부 이론 모델이 예측했던 것보다 많이 생성된다는 것을 발견했다. 

충돌실험에서 만들어진 불덩어리는 극히 짧은 시간동안만 존재했지만 원시 '수프'가 식은 뒤에는 수천개의 입자들이 불덩어리로부터 방출돼 나오는 것을 볼 수 있었으며 학자들은 바로 이런 파편들을 통해 '수프'의 행동에 관한 결론을 내렸다.

(서울=연합뉴스)