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암흑물질, 암흑에너지
박미용 동아사이언스 객원 기자 pmiyong@gmail.com
공중 높이 공이 던져졌다. 그런데 그 공이 높이 올라갔다가 되돌아오기는커녕 점점 더 빨리 더 멀리 사라져버렸다.
1990년대 후반, 세 명의 젊은 과학자들이 이와 비슷한 반중력 현상을 우주에서 관측했다. 우주가 중력에 의해 팽창속도를 줄이기는커녕 점점 더 빨리 팽창하는 것이었다. 20대 시절부터 우주가 ‘불’로 끝이 날 것인지 ‘얼음’으로 끝이 날 것인지가 궁금해 우주를 관측하던 이 세 명의 젊은이는 너무 놀란 나머지 자신들의 관측결과를 바로 받아들일 수 없었다.
하지만 재차 확인을 해도 우주가 ‘가속팽창한다’는 그들의 발견은 틀림없었다. 우주는 점점 더 빠르게 팽창해 얼음의 세계로 끝이 날 운명인 것이었다.
올해 노벨물리학상을 수상한 미국 로렌스버클리국립연구소의 솔 펄머터(52), 호주국립대 브라이언 슈밋(44), 미국 존스홉킨스대 아담 리스(42) 교수가 바로 1998년에 발견한 사실이 바로 이 점이다.
가속팽창우주는 당시 우주에 대한 이해를 완전히 뒤집어엎어 놓았다. 우주는 빅뱅이라는 대폭발로 탄생해 점점 팽창하다가 중력에 의해 팽창속도가 점점 줄어들 것으로 믿어졌기 때문이었다. 그렇다면 우주에는 물질을 끌어당기는 중력보다 강한 힘이 존재해야 했다.
조사 결과 그 힘을 만들어내는 에너지는 우주 전체의 에너지의 4분의 3을 차지할 정도로 어마어마했다. 정체를 알 수 없는 과학자들은 이를 암흑에너지라고 불렀다. 우주는 과연 무엇으로 이루어져 있는 걸까. 올해 노벨물리학상 수상자들의 발견은 우주에 대한 기존의 생각을 근본적으로 흔들어놓았을 뿐 아니라 현대 물리학의 최대난제를 불러왔다.
우주에 대한 이런 저런 생각들은 오랜 세월 동안 검증 자체가 불가능했다. 하늘은 평평한 2차원 이미지로만 보일 뿐 깊이를 도통 알 수 없었기 때문이다.
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