흥미진진 과학스토리 ⑳ 우주의 기운 - 암흑에너지(2)

우주를 파괴할 힘, 암흑에너지? (2)

암흑 에너지가 지배하는 우주의 미래는 어떤 모습일까?

옛날부터 위대한 철학자들이 한결같이 고민하던 문제다. 그리고 대부분은 아인슈타인처럼 우주는 영원히 변치않는 평화로운 ‘정상 우주‘의 모습일 것으로 믿었다. 아름답게 빛나는 우주가 쪼그라들거나 무섭게 확대되어 버리는 일은 상상할 수조차 없었다. 우주는 늘 그렇게 신의 축복아래 영원할 것이라고 믿었다. 

우리가 존경하는 천재과학자 아인슈타인은 자신이 만든 일반상대성이론으로 우주를 계산해 보니 우주는 수축하고 있었다. 큰일이다. 우주가 한점으로 쪼그라들어야만 했다. 그러나 우주의 평화를 위해서 그는 고심 끝에 ‘우주상수 h’를 도입하여 수축을 상쇄시켜버렸다. 아인슈타인에게 우주는 영원히 변치않는 ‘정상 우주’ 였다.

그러나 아인슈타인의 평화는 오래가지 못했다. 천문학자 에드윈 파월 허블(1889 ~1953)은 천체 관측을 통해서 우주가 팽창한다는 것을 밝혀내고 만다. ‘허블의 법칙‘에 따르면 먼 우주일수록 빠르게 팽창한다. 억지로 평화로운 우주를 만들어 냈던 아인슈타인은 ’일생 최대의 실수‘ 라며 우주상수의 도입을 취소해야만 했다.

우리 우주는 점점 빠르게 팽창하고 있었다. 1998년에 확증이 되었고 이 사실을 밝힌 과학자 그룹은 2011년에 노벨상을 받으므로써 우주의 가속팽창은 의문의 여지가 없는 사실이 되었다. 참고로 허블이 우주의 팽창을 밝힌 것은 1929년이다.

▲ 먼 은하 일수록 붉은 색을 보이며 우리로부터 아주 빠르게 멀어지고 있다. (허블 익스트림 딥 필드, 출처: http://hubblesite.org )

우주의 팽창과 암흑에너지는 무슨 관계가 있을까?

돌맹이를 던지면 그 순간부터 속도는 점점 줄거나 적어도 진공에서도 더 빨라지는 일은 반드시 없어야만 한다. 더 빠르게 날아가려면 반드시 에너지가 필요하다. 이처럼 우주를 끊임없이 팽창시키는 힘을 암흑에너지(dark energy)라고 부른다. 암흑에너지는 우리 우주를 점점 빠르게 팽창시켜 종국에는 텅 빈 공간으로 만들어 ‘열적 사망’ 상태로 만들어 버릴 것이다.

허블로부터 출발한 이 비극적 관측은 언제나 영원할 것이라고 믿었던 ‘정상 우주론’에게는 종말을 안기고  ‘빅뱅 우주론’이 현대 우주론 정설로 자리잡게 만들었다. 지금도 과학자들은 암흑에너지의 정체를 파악하고자 노력 중이나 요즘 유행하는 샤머니즘이 말하는 ‘우주의 기운’과는 무관하다. 기껏 설명해 놨더니 샤머니즘으로 빠지면 내가 깊은 자괴감에 빠지지 않겠는가?

그럼에도 파국으로 끝날 우주를 서둘러 걱정할 필요는 없다. 우주의 종말보다 먼저 25억년 후쯤 되면 태양도 수명을 다해서 지구를 삼킬 것이고, 안드로메다 은하와 우리 은하가 충돌하는 장관을 목격하게 될 것이다. 유감스럽지만 우주의 종말보다 태양계의 종말이 훨씬 더 빠르므로 우리는 그 꼴을 보지 않아도 되니 그나마 다행이지 않을까.

- ‘과학책을읽는보통사람들‘ 회원 허심

#54호