흥미진진 과학스토리<57> 우주론(6) 대단원, 빅뱅 우주론  

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우주론 (6) 

대단원, 빅뱅 우주론

 

이렇게 등장한 우주팽창설은 필름을 되돌리듯 시간을 거슬러 올라가면 결국 우주가 한 점에모일 것이라는 어처구니 없는 상상과 만나게 된다. 그 어처구니없는 상상이 결국 ‘빅뱅 우주론’이다. 

현재는 ‘빅뱅우주론’이 정설로 인정받고 있다. 빅뱅(Big Bang)이라는 우스갯 말이 우주론의 이름으로 자리잡는 이야기도 흥미진진하지만 우주론에 대한 이야기의 끝은 아인슈타인이 명예를 회복하는 것으로 맺고 싶다.

빅뱅우주론의 가장 핵심적인 증거가 ‘우주배경복사’다. 우주가 한 점에서 폭발을 하고 그무렵 시공간이 급팽창을 한다. 그때 초기의 빛들은 작은 공간에 아주 고르게 퍼져있을 것이라는 가설이 1930년대에 이미 제시되었다. 급팽창을 했지만 여전히 우주에 고르게 퍼져있을 것이라고 믿었고 실제로 그 빛이 1964년에 발견되면서 빅뱅 우주론은 확고부동한 지위를 차지한다.

2013년, 유럽우주국(ESA)은 우주배경복사를 아주 정밀하게 촬영하기 위하셔 플랑크 위성을 발사한다. 이미 밝혀졌지만 아주 정밀한 재측정을 통해서 다음과 같은 결론을 얻는다. 우주의 나이는 138억 살이며, 이 우주의 에너지 구성은 보이는 물질이 4.9%, 보이지 않는 암흑물질이 26.8%, 그리고 보이지 않는 암흑에너지가 68.3%를 차지하고 있다는 사실을 밝혀낸다. 이 말을 해석하면 서로를 잡아당기는 힘, 즉 증력을 가진 물질은 암흑물질을 포함하여 31.7%를 차지하며 물질들이 가진 중력 덕분에 태양계와 은하같은 별무리들이 묶여서 밤하늘에 빛나게 된다. 반면에 68.3%를 차지하는 에너지는 서로를 밀어내는 척력으로 작용한다. 다시말해 우주를 팽창시키는 힘으로 작용하고 있는 것이다. 그런데 기가막히게도 아인슈타인이 말했던 ‘우주상수’가 바로 이 값에 해당했던 것이다. 안정된 우주의 유지를 위해서 억지로 만들어 냈던 우주상수가 실제로는 팽창하는 우주의 숨은 힘이었던 것이다.

그럼에도 아인슈타인의 희망대로 우주의 미래는 평화롭지 않다. 불행하게도 최근의 관측에 의하면 우주의 암흑에너지는 점점 증가하고 우주는 점점 더 빠르게 가속 팽창하고 있다고 한다. 결국 우주의 모든 물질들이 서로로부터 멀어져서 외롭게 죽음을 맞이하게 될 운명이라고 한다. 그렇다고 좌절하지는 말자. 지금까지 알아낸 바가 그렇다는 것이지 반드시 그렇게 된다는 것이 아니다. 이상 우주론에 대한 개략적인 이야기를 정리한다. 이 이야기는 칼 세이건의 <코스모스>, 사이먼 싱의 <우주의 기원 빅뱅> 그리고 짐 배것의 <기원의 탐구>를 주로 참고로 하였다. 잘못이 있다면 나의 이해능력의 부족이라고 여겨주시기 바란다.

 

(에드윈 허블, 미국의 천문학자. 그는 우리은하 외에도 외부에 은하가 많다는 사실과 우주가

팽창하고 있다는 사실을 이론이 아닌 관측을 통해서 증명했다)

 

과학하는 사람들 허심

 

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