"허블 갈등 해소 실마리 초기 우주서 찾아야"

천문연 국제연구팀 "허블 갈등 검증 이론·수식 개발"

다양한 관측자료로 예측한 허블상수(가로축) 값과 다른 물리량(세로축)의 허용 범위 [한국천문연구원 제공. 재판매 및 DB 금지]

(대전=연합뉴스) 정찬욱 기자 = 우주는 현재도 매 순간 팽창하고 있으며 팽창 속도도 점점 더 빨라지고 있다. 그러나 아직 우주를 가속 팽창시키는 이 에너지를 명확히 규명하지 못해 천문학자들은 '암흑에너지'(Dark energy)라는 이름을 붙여 연구하고 있다.

우주 전체 에너지의 약 68%를 차지하는 암흑에너지의 정체를 밝히려면 가장 먼저 풀어야 할 난제가 있다.

허블 상수(우주의 현재 팽창비율)를 정밀하게 측정해 그 오차를 해결하는 것이다.

허블 상수를 측정하는 방법은 크게 두 가지로 변광성 및 초신성 관측을 통한 측정과 우주배경복사 및 표준우주 모형을 바탕으로 한 측정이다.

최근 연구에서는 두 가지 방법으로 계산된 허블 상수에 큰 차이(1Mpc 당 초속 73㎞와 68㎞)가 있으며, 이를 '허블 갈등'이라 부른다.

한국천문연구원은 샤피엘루 알만 책임연구원이 이끄는 국제연구팀이 표준우주 모형에서 발생하는 허블 갈등을 검증하는 이론과 수식을 개발했다고 19일 밝혔다.

허블 갈등 해소를 위해 초기 우주에 수정된 물리 법칙을 도입해야 한다는 현대 우주론 위기 해법을 제시했다고 연구원 측은 설명했다.

연구팀은 '플랑크' 인공위성에서 측정한 우주배경복사, '슬로운디지털천구측량'(SDSS)에서 측정한 우주 3차원 지도, 초신성 관측자료인 '판테온+'와 '슈즈'(SH0ES)를 활용해 허블 갈등을 해소할 수 있는지 검증하는 방법론을 개발했다.

연구팀은 후기 우주, 즉 가까운 우주의 물리법칙 수정을 통해서는 허블 갈등을 해소할 수 없음을 밝혀냈다.

초기 우주의 물리법칙을 수정하거나, 기존 허블 상수 측정 방법 외에 중력파 등을 이용한 측정이 절대적으로 필요함을 의미한다.

중력파우주연구단이 칠레 안데스 산맥에 건설중인 7차원적 망원경 조감도 [한국천문연구원 제공. 재판매 및 DB 금지]

샤피엘루 알만 박사는 "이번 연구 결과는 후기 우주에 새로운 물리학을 도입하려는 시도는 더 이상 효과가 없다는 것을 의미한다"며 "이제부터는 허블 갈등을 해소하기 위해 관측 데이터에 존재할 수 있는 오차를 좀 더 깊이 분석하거나 초기 우주의 새로운 물리법칙을 찾아야 한다"고 밝혔다.

이번 연구 결과는 천문학 및 물리학 분야 국제학술지인 PRL(Physical Review Letters)에 게재됐다. PRL은 지난 40년간 노벨 물리학상 수상 연구의 65% 이상이 실린 저널로, 노벨물리학상이 가장 많이 나온 저널로 알려졌다.

jchu2000@yna.co.kr

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