[과학 이야기] 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 지난달 23일 보도했다.

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

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 국내 실험에서 핵충돌로 형성된 뜨거운 불덩어리가 액체처럼 행동하는 것으로 나타났음에도 불구하고 많은 학자들은 보다 큰 에너지 상태에서는 쿼크-글루온 플라즈마가 기체처럼 행동할 것으로 예측했다.

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.