서울신문

[서울신문 나우뉴스]

-"수십억 년 내 은하들이 찢어진다" 주장

우주의 붕괴가 예상보다 '임박'해 있다고 과학자들이 주장하고 나섰다.

최근의 새로운 연구에 따르면, 은하들이 수십억 년 내에 갈가리 찢어질 수 있다고 한다. 이는 우주적인 척도로 봤을 때 그리 오래지 않은 시간이다.

과학자들의 이러한 가설이 만약 사실이라면, 암흑 에너지의 존재와 우주의 가속 팽창 원인에 대한 해답을 얻을 수 있을지도 모른다는 예측이 나오고 있다.

미 캘리포니아 대학의 네만자 캘러퍼와 노팅엄 대학의 안토니오 파딜라 교수는 암흑 에너지에서 우주 붕괴의 단서를 찾아냈다고 주장한다. 암흑 에너지는 진공 속에 포함되어 있을 거라고 추정될 뿐, 그 실체를 알 수 없는 수수께끼 같은 에너지로서, 우주를 팽창시키는 척력으로 작용하는 것으로 알려져 있다.

파딜라 교수가 미국 과학뉴스 포털 픽스오그(Phys.org)에 밝힌 바에 따르면 암흑 에너지를 찾는 것은 임박한 우주의 종말 증거를 찾는 것과 같을 수 있다는 것이다. 또한 "이전 데이터는 수십억 년 안에 대붕괴가 시작될 것임을 시사하고 있지만, 아직 적정하게 검증된 것은 아니며, 우리가 제안한 대붕괴의 메커니즘은 아직 물리학이 해결하지 못한 문제들, 곧 우주상수나 우주의 가속팽창 같은 미해결 사항을 해결할 수 있는 실마리를 찾을 수 있게 해줄지도 모른다"고 조심스레 전망했다.

정적인 우주를 선호한 알베르트 아인슈타인은 자신의 중력 방정식이 팽창우주를 기술하자, 그것이 마음에 안 든 나머지 '우주상수'라는 개념을 추가했는데, 이는 팽창하는 우주를 붙잡아두기 위한 것이었다. 그러나 얼마 후 에드윈 허블에 의해 '우주가 팽창한다'는 사실이 밝혀지자 우주상수의 추가가 자신의 일생 최대 실수였다고 말하며 이를 취소했다.

그러나 양자장론에서는 우주상수가 공간 그 자체의 에너지를 나타내기 때문에, 암흑 에너지로 다루어지며 우주의 팽창에 기여한다. 그런데 문제는 1998년 우주의 팽창속도가 점점 더 빨라지고 있다는 관측결과가 나오면서 우주론의 패러다임이 변하기 시작했다는 점이다.

그 결과, 우주상수는 0이 아니라는 것이 확실해졌고, 많은 과학자들은 이 팽창이 우주의 대붕괴로 가는 신호라고 믿기 시작했다. 관측 결과 미세하지만 0이 아닌 작은 값의 우주상수가 관측되었다. 실제로 현재의 우주상수, 곧 진공 에너지의 밀도는 관측된 값보다 훨씬 큰 것으로 밝혀졌다.

최근의 연구에서 과학자들은 대붕괴 이전에 현재와 같은 가속팽창을 가져올 슬로 롤(slow roll·느린 좌우 흔들림) 기간이 있을 거라고 예측하고 있다. 결국 우주는 언젠가 팽창을 멈추고 수축하기 시작해 대함몰(big crunch)로 종말을 맞을 것이라고 한다.

"우주에 있는 물질의 양이 무한대는 아니므로 우주의 수명 역시 무한대는 아니다. 이 유한한 우주 모델이 작은 진공 에너지 값과 유한한 입자들을 설명해줄 것"이라고 캘러퍼 교수가 데일리메일과의 인터뷰에서 밝히면서 마지막 가속팽창 기간이 시작되면 즉시 우주는 대붕괴에 돌입하게 될 것이라고 주장했다.

​이광식 통신원 joand999@naver.com　

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