지난 11월 24일 전 세계 과학 커뮤니티에 신선한 파장이 하나 일었습니다. 영국의 가디언(The Guardian)지와 CNN은 한 목소리로 우리 은하 너머에서 온 것으로 추정되는 아주 강력한 초고에너지 우주선(Extreme High Energy Cosmic Ray)이 관측되었다는 놀라운 소식을 전했죠. 이 뉴스는 국내에서도 '이론상 존재할 수 없는 입자', '현대물리학의 한계를 시험하는 현상'과 같은 제목으로 생각보다 여러 언론에서 보도되며 큰 관심을 모았습니다.

그러나 정작 미국 사이언스(Science)지에 발표된 논문의 제목은 언론에서 다루고 있는 기사의 놀라운 제목과는 달리 조금은 평이한 제목이었죠. "An Extremely Energetic Cosmic Ray Observed by a Surface Detector Array", 번역하면 "지상 검출기 배열에서 관측된 매우 강력한 우주선"이라는 평범한 제목이었습니다. 이 논문을 주도한 Telescope Array 연구진은 미국 일본 한국 러시아 벨기에 연구진으로 구성이 된, Cosmic Ray와 같은 고 에너지 우주방사선을 연구하는 국제 공동 연구팀입니다.

이번에 관측된 초고에너지 우주 방사선은 일본의 신화 속 태양의 여신을 의미하는 '아마테라스(Amaterasu)'라는 이름이 붙었습니다. 이렇게 공식적인 이름이 붙여질 정도로 강력한 우주 방사선은 이번을 포함해 지난 1991년에 관측된 '오 마이 갓(Oh-My-God)' 입자가 대표적입니다. 여기서 왜 입자라고 부르는지는 잠시 후에 설명드리도록 하죠. 먼저 우주선(Cosmic Ray)이 무엇인지에 간단히 말씀드리도록 하겠습니다.

우주선은 우주에서 지구에 도달하는 매우 큰 에너지를 가진 입...