황금이 하늘에서 떨어졌다고?

부의 상징으로 한 때 사람들이 목숨을 걸고 찾았던 금이 우주의 생성과 깊은 관련을 맺고 있다는 주장이 나왔다.

영국 레스터 대학의 천문학자 스테판 로스보그는 최근 "빅 뱅(Big Bang) 이후 우주에서 중성자 별의 충돌로 생긴 물질이 금과 백금"이라는 가설을 주장, 천문학계의 관심을 끌고 있다. 그는 "자신의 실험실에서 이를 검증했다"며 캠브리지에서 열린 천문학회에서 자신의 가설을 설명했다.

로스보그의 가설에서 처음 등장하는 것은 빅 뱅 직후의 우주. 우주 공간을 채우고 있는 수소와 헬륨 등 가벼운 성분들이 먼저 별을 형성했고 큰 별들이 충돌, 폭발하면서 마치 원자로와 같은 역할을 하면서 탄소와 산소 등 무거운 성분들을 만들어냈다는 것. 이 과정에서 생긴 부스러기 물질이 다른 별과 행성들이 있는 우주 공간속으로 날아가 금이 만들어졌다는 것이 로스보그의 가설이다.

하지만 상당수 천문학자들은 초신성(超新星:별의 진화과정에서 마지막으로 대폭발을 일으켜 태양의 천만 배에서 수억 배까지 밝아지는 별)에 의한 금 형성설을 신뢰하지 않고 있다.

로스보그는 그러나 금과 백금이 일종의 '핵 반응'으로 형성됐다며 이를 'r-프로세스'로 이름붙여 설명하고 있다. 'r-프로세스'는 중성자 별들이 충돌하는 과정에서 별의 핵심에 해당하는 물질만 남고 이 물질이 거대한 폭발과 함께 융합되면서 융합된 이 물질이 지구에 떨어져 금과 백금이 됐다는 것이다. 이러한 융합현상은 10만년에 한 번 일어날 정도로 매우 드물어 금이 희귀하다는 설명이다.

로스보그는 대학 실험실에서 아인시타인의 일반 상대성 이론에 따른 양자 물리학의 법칙을 고려, 슈퍼컴퓨터로 중성자 별의 충돌을 시뮬레이션했다. 실험 결과 융합된 별의 핵심물질이 블랙 홀을 형성하기 위해 부서지면서 매우 뜨겁고 밀도가 높은 중성자 재를 쏟아내는 것을 확인하고 자신의 가설을 발표했다.

로스보그의 가설은 중성자 별들의 융합을 측정하는 새로운 계산법이 매력적이어서 천문학계의 관심을 끌고 있다. 하지만 'r-프로세스'라는 것이 어디서 어떻게 일어나는지 모르겠다는 반응도 만만찮다.

김지석기자 jiseok@imaeil.com