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블랙홀 「마지막 소리」 직접파 첫 포착…사건의 지평선 드러났다

우주에서 가장 극단적인 천체이자 모든 것을 삼키는 블랙홀. 그 미스터리의 핵심인 '사건의 지평선'이 마침내 인류에게 직접적인 신호를 보냈다. 국제 연구팀이 역대 가장 강력한 블랙홀 충돌 중력파 신호 「GW250114」를 정밀 분석, 사건의 지평선 특성을 직접 반영하는 '직접파'를 세계 최초로 검출하며 블랙홀 연구의 새 지평을 열었다.

2026년 6월 25일, 호주국립대(ANU) 링 쑨 박사가 이끄는 국제 연구팀은 과학 저널 네이처(Nature)에 논문을 게재하고 이 같은 충격적인 발견을 공식 발표했다. 이번 연구의 핵심인 「GW250114」 신호는 2025년 1월 미국 고급레이저간섭계중력파관측소(라이고·LIGO)가 검출했으며, 신호대잡음비(SNR) 약 80에 달하는 역대 최고 기록을 세운 바 있다.

사건의 지평선은 블랙홀의 중력이 너무 강해 빛조차 탈출할 수 없는 경계면을 말한다. 이 때문에 초대질량 블랙홀의 그림자 관측이나 주변 물질의 X선 방출 등 간접적인 방식으로만 그 존재를 유추해왔을 뿐, 사건의 지평선 자체의 물리적 특성을 직접 관측하는 것은 불가능한 영역으로 여겨졌다.

블랙홀 「마지막 소리」 직접파 첫 포착…사건의 지평선 드러났다
[사진=연합뉴스]

연구팀이 분석한 「GW250114」 사건은 질량이 태양의 33.6배와 32.2배인 두 블랙홀이 충돌해 태양 질량 약 62.7배 크기의 새로운 블랙홀이 생성된 엄청난 규모의 병합이었다. 연구팀은 이 신호에서 기존 중력파 성분을 정교하게 제거한 후, 이론적으로만 존재가 예측되던 '직접파'를 찾아냈다. 논문 제1 저자인 닐 루 연구원(박사과정)은 「블랙홀들이 충돌할 때 만들어낸 마지막 소리(중력파 신호)를 측정했다」며 「그 신호 속에 숨어 있던 직접파를 해독, 사건의 지평선 바로 근처에서 나오는 정보를 얻을 수 있었다」고 설명했다.

'직접파'의 검출은 아인슈타인의 일반상대성이론 검증과 블랙홀 물리학 연구에 혁명적인 전환점을 마련했다는 평가를 받는다. 직접파 분석을 통해 병합 후 생성된 블랙홀의 회전 속도와 사건의 지평선 표면 중력 정보를 직접 얻을 수 있었기 때문이다. 이는 '기준틀 끌림'(frame dragging) 현상과 같이 블랙홀 사건의 지평선 부근에서 일어나는 복잡한 시공간 물리 현상들을 인류가 직접 측정할 수 있는 새로운 길이 열렸음을 의미한다.

이번 '직접파' 검출은 블랙홀 연구에 '새 창'을 열었다. 앞으로 더 많은 블랙홀 충돌 신호에서 직접파를 찾아내 아인슈타인의 일반상대성이론을 더욱 엄격하게 검증하고, 미지의 영역이었던 사건의 지평선 부근의 물리 현상에 대한 인류의 이해를 획기적으로 높일 수 있을 것으로 기대된다. 우주 심연의 비밀이 한 꺼풀 더 벗겨질 미래에 대한 기대감이 커지고 있다.

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