우주 가속 팽창

우주는 빠르게 팽창하고 있습니다.이유를 알 수 없던 천문학자들은 암흑에너지라는 것이 있어 우주를 팽창시키고 있다는 이론을 세웠습니다.아직 함흑에너지가 대세긴 하지만 한편에서는 암흑에너지란 없으며 우리가 알고 있는 중력이론을 수정하면 충분하다는 주장도 나옵니다.우주는 약 138억년전 빅뱅에서 시작했습니다.우주는 엄청나게 뜨겁고 밀도가 높은 상태에서 만들어졌습니다.우주에 잇는 모든 물질과 에너지는 하나의 작은 점에 갇혀 있었고 빅뱅과 함께 폭발해 나온 물질과 에너지는현재 우주를 만들었습니다.현대 우줄혼으로 알수 있는 빅뱅 이후의 우주는 10~43초 이후입니다.10~43초에는 우주가 급격하게 팽창하였습니다.이후에도 꾸준히 팽창하여 현재 우주의 지름은 900억 광년이 넘을 것으로 추정하고 있습니다.허블의 우주팽창 발견 이후 과학자들은 우주의 팽창이 이대로 유지될지,혹은 가속되거나 감속될지 의문점을 가졌습니다.1998년 마침내 우주가 약 50억년 전부터 가속팽창하고 있다는 사실이 드러났습니다.우주의 팽창을 가속시키는 원인을 모르는 과학자들은 정체를 모르는 암흑에너지라는 존재가 있다는 아이디어를 내놓았습니다.그리고 지금까지도 암흑에너지의 정체와 성질을 알기 위해 막막한 우주를 헤메고 있습니다.

우주를 바둑판에 비유한다면 빅뱅 이후 우주 팽창은 바둑판이 팽창하면서 각 격자 사시의 간격은 늘어나지만 그 위에 있는 바둑알의 크기는 변하지 않는 것과 동일합니다.은하는 바둑알처럼서로 멀어지지만 크기는 그대로 입니다.천체의 모양을 유지하는 은하 내부의 중력이 팽창하는 힘보다 더 크기 때문입니다.문제는 팽창의 가속도 입니다.인플레이션 이론이 예측한 평평한 우주모형을 가장한다면 중력에 의해 챙창 속도가 조금씩 감소합니다. 우주가 가속팽창한다는 것을 설명하려면 중력과 반대로 작용하는 척력이 필요합니다.이런 척력을 처음 우주론에 도입한 사람은 아인슈타인입니다.우주 팽창이 발견되기 이전에는 정적인 우주를 믿었는데,정적인 안정성을 설명하려면 중력에 의한 대충돌에 조항하는 척력이 필요했습니다.아인슈타인의 우주상수는 우주의 안정성을 유지시켜주는 역할을 합니다.이후 허블은 우주가 정적이지 않고 팽창한다는 것을 발견하였습니다.우주상수가 없이도 대충돌을 피할 수 있는 것입니다.우자가 가속팽창 하고 있다는 사실을 몰랐던 아인슈타인은 자신이 도입한 우주상수를스스로 거두어들입니다.하지만 가속팽창 중인 우주에는 척력이 필요하고 우리는 다시 우주상수를 꺼내었습니다.

우주의 가속팽창을 부정하기는 어렵습니다.그런데 우리가 알고 있는 과학으로는 설명할 길이 없으므로 우리가 모르는 무엇인가를 도입해야합니다.우주상수나 미지의 암흑에너지를 도입하는 것입니다.두번째는 미지의 물질을 도입하는 대신 아인슈타인의 중력을 거시적 공간에서 수정하는 것입니다.세번째 방법은 우주 표준며형이 기반하고 있는 원리 중에서 우주의 균일성을 부정하는 것입니다.이 중에서 암흑에너지를 도입해 우주의 가속팽창을  설명하는 방법이 가장 잘 알려져 있습니다.그래서 흔히 우주가속팽창의 발견을 암흑에너지의 발견이라고 합니다. 이렇게 다양한 가설에 기반한 불완전한 이론을 검증할 수 있는 유일한 방법은 새로운 관측입니다.2006년에는 관측 및 이론 우주론 전문가들이 모여 암흑에너지 전략 회의록을 출간하기도 했습니다.이 모임에서 우주 가속팽창의 원인을 규명하기 위한 미래 관측 계획을 논의했습니다.첫번째는 초신성 이외의 다른 방법으로 우주의 가속팽창을 관측할 수 있어야 한다는 것입니다.두 번째는 최소한 두가지 이상의 다른 관측 방법을 사용해 정확도를 높여야 한다는 것이였습니다.우리가 모르는 새로운 물질을 도입해야 하는지 아니면 아인슈타인의 중력을 거시적으로 수정해야 하는지 결정할 수 있어야 한다는 것입니다.실마리는 은하의 분포에서 나왔습니다.수정중력 이론에서 중력 차단 효과 때문에 암흑에너지 이론에서 볼 수 있는 은하의 분포와 다른 결과가 나온다는 것입니다.만일 거리와 구조를 동시에 관측할 수 있다면 이 우주를 암흑에너지의 창문으로 바라보아야 하는지,혹은 수정중력의 창문으로 바라보아야 하는지 결정할 수 있는 것입니다.그렇다면 우주의 거대구조에 대한 정보를 얻을수 있을까요. 우리는 그 해답을 똑같은 분광시야 관측에서 얻을 수 있었습니다.은하의 적색편이는 우주의 팽창에 의해서 결정되기도 하지만 그 고유속도에 의해서도 결정되니다.초기 우주팽창에만 관심이 있었을 때만 해도 이 고유 속도는 제거해야 하는 귀찮은 존재였습니다.그런데 2009년부터 진행된 연구를 통해 이 고유속도를 우주팽창에서 분리할 수 있다는 사실이 알려졌습니다.적색편이를 측정한 결과를 가지고 우주팽창과 은하의 고유속도를 분리하는 작업은 쉬운 일이 아닙니다.현재까지는 가장 신뢰할수 있는 방법을 제시햇다고 생각하고 있습니다.