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[카드뉴스] 우주의 비밀 품은 검은 존재, ‘암흑물질’
  • 보도본부 | 김병용 기자
  • 승인 2017.12.04 12:59
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[시선뉴스 김병용 / 디자인 최지민] 수 세기를 통한 연구에도 여전히 우주는 비밀에 싸여있다. 우리는 오랜 기간에 걸친 연구 끝에 우주에 대한 가상의 이론을 정립할 뿐이다. 그중 우주 속 현존하는 모든 별과 은하가 생성되는데 결정적인 역할을 했을 것이라 추론되는 정체불명의 물질이 존재한다. 바로 ‘암흑물질’이다.

암흑물질이란, 눈에 보이지 않고 전자기파로도 관측되지 않으며 오로지 중력을 통해서만 존재를 인식할 수 있는 우주를 구성하는 총 물질의 23%를 차지하는 우주 물질을 말한다. 과학자들은 아직까지 이 물질의 정체는 모르지만, 그 존재만은 확신하고 있다. 이 물질이 행사하는 중력 때문이다.

암흑물질은 1933년 스위스 물리학자 프리츠 츠비키(Friz Zwicky)에 의해 처음으로 존재가 제기되었다. 츠비키는 은하들의 운동을 관측하다가 기존 이론으로 설명할 수 없는 현상을 발견했다. 기존의 이론대로라면 은하의 공전 속도는 은하계 중심으로부터 가까운 은하일수록 빠르고 먼 은하일수록 느려야 한다. 

하지만 츠비키는 실제 관측된 은하들의 공전 속도가 이론상 계산 값보다 빠르다는 것을 알게 된 것이다. 은하계 중심과 각 은하 사이가 이론상 중력보다 커지기 위해서는 관측된 질량 외에 추가 질량이 있어야 한다. 이러한 연구결과를 토대로 츠비키는 은하계 내에는 실재하는 은하 외에 관측되지 않은 질량을 가진 무언가가 존재한다고 주장하였다.

하지만 당시 츠비키의 주장은 학계에서 인정받지 못하고 무시받았다. 이후 미국 천문학자 싱클레어 스미스(Sinclair Smith)와 네덜란드의 천문학자 얀 오르트(Jan Oort)의 연구에서 암흑물질의 존재가 제기되었지만, 이 역시도 천문학계의 큰 주목을 받지는 못했다. 

그러나 미국의 천문학자 베라 루빈(Vera Rubin)이 나선은하의 회전속도를 관측함으로써 암흑물질의 존재 근거를 입증하며 학계의 주목을 받았고, 현재까지 그 실체를 확인하기 위해 세계 각국에서 연구가 진행 중이다. 

지난 2013년, 가설로만 존재하던 신의 입자 ‘힉스 입자(Higgs boson)’가 증명되면서 이를 예견한 과학자들은 노벨상 수상의 영광을 안았다. 학계에서는 힉스 입자와 같이 암흑물질의 실체를 증명하는 과학자도 노벨상 수상의 영광을 품을 것으로 예견하고 있다.

우주는 여전히 신비를 품은 미지의 세계이다. 과학계 학자들은 인류가 우주에 대해 알고 있는 사실은 기껏해야 4% 정도라고 평가한다. 나머지 96%의 우주는 아직 비밀에 싸여있는 것이다. 언젠가 암흑물질의 정체가 밝혀져 우주의 비밀을 풀어줄 열쇠가 될지 기대해본다.

김병용 기자  ibidemby@sisunnews.co.kr

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