중력파 직접 검출 어떻게 이뤄졌나

11일(현지시간) 사상 최초로 실제 중력파 검출에 성공한 라이고(LIGO·Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory)는 세계 최대 규모의 중력파 검출기다. 길이가 무려 4㎞에 달하며, 이번 검출에 사용된 라이고는 2세대인 ‘어드밴스드(advanced) 라이고’다.

앞선 1세대 라이고는 2002년부터 2010년까지 검출기 가동과 과학 연구를 마치고 이후 5년 간의 기기 개선 작업을 거쳤다. 이후 2015년 9월부터 어드밴스드 라이고로 탈바꿈해 가동을 시작했다. 어드밴스드 라이고의 설계 가도는 1세대 라이고에 비해 10배 정도 더 민감하다. 이런 감도는 처음부터 가능한 것이 아니고, 점차 가동 횟수가 늘어나면서 증가하는 구조다.

현재 어드밴스드 라이고의 감도는 중성자별 충돌의 경우 약 10억 광년, 블랙홀 충돌이라면 약 30억 광년 거리에서 일어나는 현상을 검출할 정도다. 그리고 어드밴스드 라이고가 가동된 지 얼마 안 된 2015년 9월 14일, 사상 최초로 중력파를 검출하는 데 성공했다.

/조양준기자 [e-mail]

중력파 검출기(라이고·LIGO)의 언리. 레이저를 직각의 두 방향으로 분리시켜 보낸 뒤 반사된 빛을 다시 합성해 두 방향 사이의 경로로 변화를 측정한다. 약 3,000㎞ 떨어진 두 개의 검출기를 동시에 가동해 가짜 신호를 걸러내고, 시차를 이용한 파원의 방향을 추정한다. /사진제공=라이고과학협력단(LSC)