우주 팽창속도, 생각보다 빨랐다

138억년 전, 우주 대폭발(빅뱅) 이후 쉼없이 팽창하고 있는 우주가 기존에 알려진 것보다 더 빠르게 팽창하고 있다는 연구결과가 나왔다. 현재 물리학으로 설명할 수 없는 속도다.
애덤 리스 미국 존스홉킨스대 교수와 미국항공우주국(NASA), 유럽우주국(ESA) 공동 연구진은 3일 19개의 은하에 있는 2400여개의 별을 관측한 결과 우주는 우리가 알고 있는 것보다 9%가량 빠른 속도로 팽창하고 있다고 밝혔다. 연구결과는 국제학술지인 ‘천체물리학 저널’에 게재될 예정이다.
연구진은 별부터 지구 사이의 거리를 측정한 뒤, 별에서 지구로 도달하는 빛의 파장을 분석했다. 우주는 계속 팽창하고 있기 때문에 빛이 갖고 있는 파장을 분석하면 별이 지구로부터 얼마나 더 멀어지고 있는지를 알아낼 수 있다. 연구진은 326만 광년(1광년은 빛이 1년 동안 이동하는 거리) 떨어진 별이 초당 73.2㎞ 씩 멀어지고 있다는 사실을 새롭게 관측하는데 성공했다. 이전에는 326만 광년 당 초속 67.8㎞ 전후로 알려져왔다. 새롭게 관측한 속도는 현재 우리가 알고 있는 우주 팽창 속도보다 5~9% 빠른 속도에 해당한다. 관측 결과가 맞으면 인간이 모르고 있는 ‘어떤 힘’이 우주 팽창에 영향을 미치고 있다는 뜻이다.
우리 우주는 138억년 빅뱅 이후 팽창하고 있다. 이것이 ‘감속팽창’인지, ‘가속팽창’인지를 두고 논란이 있었지만 1998년, 이번 연구를 발표한 리스 교수가 초신성 관측을 통해
우주가 가속팽창하고 있음을 밝혀냈다. 리스 교수는 2011년 이 업적을 인정받아 노벨 물리학상을 수상했다.
과학자들은 우주의 팽창을 이야기하며 ‘진공에너지’를 도입했다. 진공에너지란 우주를 구성하고 있는 65%는 물질이 아닌 에너지로 존재하고 있다는 것이다. 진공에너지의 정체는 아직 밝혀지지 않았지만 우주 곳곳에 퍼져 있어 ‘척력(밀어내는 힘)’으로 작용한다.
하지만 이번에 연구진이 발표한 결과가 맞다면, 진공에너지 외에 우주 속에는 ‘새로운 입자’가 존재한다는 의미가 된다. 지금까지 쌓아왔던 물리학 이론에 대대적인 수정이 이뤄질수도 있는 것이다. 송용선 한국천문연구원 선임연구원은 “척력을 일으키는 힘이 이론적으로 상상해왔던 ‘유령입자’가 발견된 것일 수 있다”고 설명했다. 하지만 그는 “새로운 연구결과로 기대가 커지고 있지만 아직 검증 절차가 남아있다”며 “연구진의 데이터가 공개된 뒤 면밀한 검증을 통해 이번 측정이 맞는지 확인하는 작업을 거쳐야만 한다”고 덧붙였다.
[원호섭 기자]