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[IT뉴스]“암흑물질 기존 가정을 바꿔 봤더니”…새로운 우주팽창 모형 제시

온카뱅크관리자

2026-10-28 16:37:25

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> 천문연, 암흑물질 ‘압력’ 줬더니 우주팽창 관측 결과 설명 가능 암흑에너지 복잡한 변화 없이 암흑물질 성질만 바꿔 가정해 검증 
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 암흑물질의 새로운 성질로 우주 팽창을 설명하는 연구 개념도. 천문연 제공.
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 국내 연구진이 우주 탄생과 진화를 풀어낼 암흑물질에 대한 기존 가정을 바꿔 우주 팽창 관측 결과를 설명할 수 있는 새로운 가능성을 제시했다.
 한국천문연구원은 샤피엘루 알만 박사와 장준첸 연박사 연구팀이 암흑물질의 기존 가정을 바꿔 최근 우주팽창 관측 결과를 설명할 수 있는 새로운 모형을 내놨다고 28일 밝혔다.
 현재 널리 받아들여지는 표준 우주론에 따르면 우주를 구성하는 에너지의 약 95%는 암흑물질과 암흑에너지가 차지한다.
 암흑물질은 빛을 내거나 반사하지 않아 직접 관측하기 어렵지만, 중력을 통해 은하의 움직임과 구조 형성에 영향을 미친다. 암흑에너지 역시 그 정체와 물리적 성질은 아직 밝혀지지 않았다.
 1998년 초신성 관측을 통해 우주 팽창이 점점 빨라지고 있다는 사실이 밝혀지면서 과학자들은 우주 팽창을 가속하는 정체불명의 에너지를 ‘암흑에너지’라고 이름 붙였다.
 우주의 팽창이 점점 빨라지는 현상을 설명하기 위해 암흑에너지 개념을 도입한 것이다.
 그로부터 약 25년이 지나 미국 암흑에너지분광장치(DESI)의 관측을 통해 암흑에너지가 영원히 일정한 상수가 아니라 시간에 따라 약해지고 있을 가능성을 제기돼 이를 둘러싼 천문학계의 논쟁이 다시 시작됐다.
 DESI 관측 결과에 대한 일부 해석에 따르면 암흑에너지는 기존 이론으로 설명하기 어려울 정도로 복잡하게 변화해야 한다.
 연구팀은 암흑에너지 대신 암흑물질의 기존 전제에 의문을 던졌다.
 표준 우주론에서 암흑물질은 압력이 없는 물질처럼 행동한다고 가정한다. 즉 우주가 팽창할 때 암흑물질의 밀도가 일반적인 물질과 같은 방식으로 줄어든다는 것이다.
 암흑물질의 정체가 밝혀지지 않은 만큼 기존 가정이 반드시 옳다고 단정할 수 없다고 연구팀은 봤다.
 연구팀은 이를 검증하기 위해 DESI의 은하와 퀘이사 관측으로 확보한 우주의 거리 측정 자료, 5년 간의 초신성 관측자료, 초기 우주의 정보를 담은 우주배경복사(CMB) 관측자료를 종합적으로 분석했다.
 그 결과, 우주가 팽창하는 동안 암흑물질이 아주 작은 압력이 생겨 우주 팽창에 따라 밀도가 일반적인 물질보다 조금 더빠르게 감소한다고 가정하면 최근 관측 결과를 설명할 수 있는 것으로 나타났다.
 암흑물질의 성질을 조금만 바꾸면 암흑에너지가 팬텀 경계를 넘어 복잡하게 변화한다고 가정하지 않고도 기존 이론으로 설명 가능함을 입증했다.
 연구팀은 내년부터 관측과 시뮬레이션, 이론을 융합한 암흑물질 연구 프로젝트 ‘K-코스모스’ 사업을 통해 연구를 이어갈 계획이다.
 샤피엘루 알만 박사는 “이번 연구는 암흑에너지의 복잡한 변화를 가정하지 않고도 최근 우주 관측 결과를 설명할 수 있는 새로운을 제시했다는 데 의미가 있다”며 “암흑물질이 보통 물질과 같은 방식으로 행동한다는 오랜 가정에서 벗어나 암흑물질의 물리적 성질을 새롭게 살펴볼 필요성을 보여준다”고 말했다.
 김진호 천문연 우주진화센터장은 “이번 연구는 우주 팽창 역사라는 큰 그림에서 암흑물질의 성질을 거꾸로 추적한 것”이라고 평가했다.
 연구결과는 국제 학술지 ‘천체물리학 저널 레터스’ 지난 7일에 실렸다.
 이준기 기자 bongchu@dt.co.kr
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