세종대학교(총장 엄종화) 물리천문학과 채규현 교수가 3차원 속도 정보를 활용해 장주기 쌍성계 내부 중력을 정밀 측정하는 알고리즘을 개발했다.

27일 세종대에 따르면 이번 연구는 약한 가속도 영역에서 제기되는 중력 이상 현상을 보다 빠르고 정확하게 검증할 수 있는 방법을 제시한 것이 특징이다. 해당 연구 결과는 천문학 분야 학술지 ‘천체물리학저널 레터스(The Astrophysical Journal Letters)’ 1월 19일자에 게재됐다.

약한 가속도 영역의 중력 이상 문제는 뉴턴 역학과 일반상대성이론의 적용 범위와 관련된 주제로 국제 학계에서 논의가 이어지고 있다. 채 교수는 3차원 속도 기반 중력 측정 기법을 장주기 쌍성계 분석에 적용하고 이를 최적화한 알고리즘을 제시했다.

알고리즘은 타원 궤도와 면적속도 일정 법칙을 활용해 쌍성계 운동을 모델링하고 베이지안 추론 방식으로 중력 상수를 계산하는 구조다.

정밀한 3차원 속도가 확보된 장주기 쌍성 32개를 분석한 결과 내부 가속도가 약 1나노미터/초² 이상인 24개 쌍성에서는 추정된 중력 상수가 뉴턴 값과 일치했다. 반면 더 낮은 가속도 영역의 8개 쌍성에서는 약 3.5시그마 수준의 차이가 나타났다.

채 교수는 “기존 2차원 데이터 기반 통계 분석 결과와도 일관된 경향”이라며 “대규모 샘플을 활용한 추가 연구를 진행 중”이라고 밝혔다.