우주는 이미 속도가 느려지기 시작했을 수도 있습니다.

획기적인 새로운 연구에 따르면 우주는 더 이상 가속 팽창하는 것이 아니라 오히려 팽창 속도가 느려지기 시작했다고 합니다. 출처: AI/ScienceDaily.com

우주의 속도가 전혀 빨라지고 있지 않을지도 모릅니다. 새로운 연구에 따르면, 우주의 팽창 속도가 오히려 느려지고 있을 수 있으며, 이는 현대 우주론의 가장 근본적인 개념 중 하나에 의문을 제기합니다.

11월 6일자 왕립 천문학회 월간지(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society) 에 발표된 이 연구 결과는 "암흑 에너지"라는 신비로운 힘이 은하계를 점점 더 빠른 속도로 밀어내고 있다는 오랫동안 받아들여져 온 믿음에 의문을 제기합니다. 하지만 연구진은 우주가 여전히 가속되고 있다는 설득력 있는 증거를 찾지 못했습니다.

이 결과가 확인된다면, 과학자들의 암흑 에너지에 대한 이해를 바꾸고, 오랫동안 지속되어 온 "허블 긴장"을 해소하는 데 도움이 되며, 우주의 과거와 미래에 대한 이론을 바꿀 수 있습니다.

우주의 감속을 위한 증거

연세대학교의 이영욱 교수는 "우리의 연구는 우주가 현재 시점에서 이미 감속 팽창 단계에 들어섰으며, 암흑 에너지는 이전에 생각했던 것보다 훨씬 더 빠르게 시간에 따라 진화한다는 것을 보여줍니다.

"이러한 결과가 확인된다면, 27년 전 암흑 에너지가 발견된 이래 우주론에 큰 패러다임 전환이 일어날 것입니다."

거의 30년 동안 천문학자들은 우주의 팽창이 일종의 "반중력"으로 작용하는 신비한 힘인 암흑 에너지 때문에 가속화되고 있다고 믿어 왔습니다. 이러한 결론은 원래 멀리 떨어진 Ia형 초신성 측정 결과에 기반한 것이었는데, 이 발견으로 2011년 노벨 물리학상을 수상했습니다.

우주의 "표준 캔들"에 대한 재고

연세대학교의 새로운 연구는 이러한 기존 주장에 의문을 제기합니다. 오랫동안 우주의 거리를 측정하는 데 신뢰할 수 있는 "표준촉광"으로 여겨져 온 Ia형 초신성은 이를 생성하는 별의 나이에 영향을 받는 것으로 보입니다.

연구팀은 밝기를 표준화한 후에도, 어린 별에서 발생한 초신성은 더 희미해 보이는 반면, 늙은 별에서 발생한 초신성은 더 밝게 보인다는 사실을 발견했습니다. 300개의 모은하 데이터를 분석한 결과, 연구진은 이러한 연령 효과를 놀라운 신뢰도(99.999%)로 확인했습니다.

이는 한때 우주의 가속으로 인한 것으로 여겨졌던 밝기 감소의 일부가 실제로는 우주의 팽창보다는 별의 인구 차이로 인해 발생할 수 있음을 의미합니다.

새로운 모델이 등장하다

연구팀이 이러한 연령 관련 편향을 보정했을 때, 초신성 데이터는 암흑 에너지가 일정한 형태를 가정하는 표준 ΛCDM 모델에 더 이상 부합하지 않았습니다. 대신, 암흑 에너지 분광기(DESI) 프로젝트가 지원하는 새로운 모델과 더욱 밀접하게 일치했습니다.

이 대안 모델은 빅뱅의 고대 음파인 바리온 음향 진동(BAO)과 우주 마이크로파 배경 복사(CMB) 데이터를 활용합니다. 두 자료 모두 암흑 에너지가 일정하지 않고 시간이 지남에 따라 약화되고 변화한다고 시사합니다.

연구자들이 수정된 초신성 데이터를 BAO와 CMB 결과와 결합했을 때, 그 증거는 압도적이었습니다. 우주는 더 이상 가속되지 않는 것으로 보이지만, 오히려 감속 팽창 단계에 들어선 것으로 나타났습니다.

이미 느려지고 있는 우주

이 교수는 "DESI 프로젝트에서 주요 결과는 보정되지 않은 초신성 데이터와 중입자 음향 진동 측정값을 결합하여 얻었으며, 우주가 미래에는 감속하겠지만 현재는 여전히 가속되고 있다는 결론을 내렸습니다.

"반대로, 연령 편향 보정을 적용한 저희 분석은 우주가 이미 오늘날 감속 단계에 접어들었음을 보여줍니다. 놀랍게도 이는 BAO 단독 분석이나 BAO+CMB 분석에서 독립적으로 예측된 ​​결과와 일치하지만, 이 사실은 지금까지 거의 주목받지 못했습니다."

결과 테스트

연세대 연구팀은 결론을 강화하기 위해 "진화 없는 실험"이라고 부르는 실험을 진행하고 있습니다. 이 방법은 적색편이 범위 전체에 걸쳐, 비슷한 나이의 별을 가진 젊은 동시 은하의 초신성만을 분석합니다. 초기 결과는 이미 주요 발견을 뒷받침합니다.

"베라 C. 루빈 천문대가 향후 5년 안에 2만 개가 넘는 새로운 초신성 모은하를 발견하면 정확한 연대 측정을 통해 초신성 우주론에 대한 훨씬 더 확실하고 확실한 검증이 가능해질 것입니다."라고 이 연구의 공동 주저자인 정철 연구교수와 박사과정생 손준혁이 말했습니다.

베라 C. 루빈 천문대와 우주론의 미래

칠레 안데스 산맥 고지대에 위치한 베라 C. 루빈 천문대는 세계에서 가장 강력한 디지털 카메라를 보유하고 있습니다. 올해부터 과학 연구를 시작한 이 천문대는 태양계와 더 넓은 우주에 대한 우리의 이해에 혁명을 일으킬 것으로 기대됩니다.

약 138억 년 전 빅뱅 이후, 우주는 중력에 의해 속도가 느려지기 전까지 빠르게 팽창했습니다. 그러다가 우주 탄생 후 약 90억 년이 지나자 과학자들은 팽창 속도가 다시 빨라지기 시작했다는 사실을 발견했습니다. 이는 우주의 약 70%를 구성하는 것으로 추정되는 암흑 에너지 때문이었습니다.

암흑 에너지의 미스터리가 깊어지다

수십 년간의 연구에도 불구하고 암흑 에너지는 여전히 과학계에서 가장 난해한 수수께끼 중 하나로 남아 있습니다. 작년 애리조나주 투산에 있는 DESI의 데이터는 암흑 에너지의 영향력이 시간이 지남에 따라 변했을 가능성을 시사했는데, 이 아이디어는 연세대학교 연구팀의 새로운 연구 결과를 통해 더욱 주목을 받고 있습니다.

DESI와 베라 C. 루빈 천문대와 같은 첨단 장비를 통해 천문학자들은 암흑 에너지가 실제로 무엇인지, 그리고 그것이 우주의 운명에 어떻게 영향을 미치는지 마침내 밝혀낼 수 있기를 바라고 있습니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2025/11/251106003209.htm