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천문 신발견: 우리는 거대한 우주 거품(Giant Cosmic Bubble) 속에 살고 있는가?

작자:맹륜(孟倫)


찬드라 X선으로 촬영한 카시오페이아 A–은하계에서 가장 젊은 초신성의 잔해 (사진출처:NASA/CXC/MIT/UMass Amherst/M.D.Stage et al)

9월 30일 스페이스닷컴(Space.com)에 “우리는 거대한 우주 거품 속에 살고 있는가?(Do We Live in a Giant Cosmic Bubble?)”라는 제목의 최신 천문발견이 발표되었다. 이 연구 결과는 “피지컬 리뷰 레터(Physical Review Letters)” 최신호에 실릴 예정이다.

우주 중의 암흑에너지(Dark energy)에 대해서는 이미 많은 사람들이 알고 있지만 과학자들은 최근 보다 놀라운 개념을 제출했다.

바로 지구가 물질이 텅 빈 비정상적인 우주 거품에 갇혀 있을지도 모른다는 것이다. 과학자들은 이 이론이 어쩌면 우주가 가속으로 팽창되고 있는 상태에 대한 설명을 할 수 있다고 본다. 현재 주류 물리학계에서는 우리 우주가 가속으로 팽창되고 있다고 인정한다.

문제는 우주 팽창설을 주장하려면 현재까지 알려진 일반 물질만으로는 설명할 수 없다는 점이다. 때문에 만유인력의 작용을 상쇄해 우주의 가속 팽창을 추동할 수 있는 암흑에너지라는 가상적인 힘이 등장한 것이다. 현재 우주 전체 에너지의 74%이상이 암흑에너지로 되어 있고 그 외 암흑물질(Dark matter)이 21%를 차지하며 일반 물질은 나머지 5%에 불과하다고 한다.

나사 스위프트 위성에서 촬영한 24장의 초신성 폭발 장면(사진: 나사)

과학자들은 아직까지 우주팽창이 암흑에너지 때문인지 아니면 진공의 우주 거품 때문인지 결론을 내리지 못하고 있다. 하지만 최신 연구결과 거품 가설에 관한 실험이 가능하다고 한다. 만약 지구가 우주 중에서 비교적 물질이 희소한 지역에 있다면 다른 물체들이 실제보다 더 멀리 떨어진 것으로 보이게 된다. 이 이론이 입증된다면 우주팽창을 설명하기 위해 암흑물질을 도입할 필요가 없다.

영국 옥스퍼드 대학의 티모시 클리프턴(Timothy Clifton) 연구원은 “우리가 만약 보다 크고 밀도가 작은 공간에서 생활하고 있다면 시공 자체가 가속하지 않을 것이다. 하지만 관측결과에 대해 일반적으로 해석한다면 우주가 가속되는 것으로 보일 수 있다.”라고 했다.

과학자들이 우주가 가속도로 팽창한다는 것을 최초로 발견한 계기는 멀리 떨어진 초신성이 마치 더 빠른 속도로 멀어지는 것처럼 관측되었기 때문이다. 폭발 시 일정한 광도를 유지하는 Ia 타입의 초신성이 흔히 유용한 거리 지표로 사용된다. 관측 결과 멀리서 온 빛일수록 더 어둡고 가까운 곳에서 온 빛일수록 더 밝았다. 이는 초신성의 밝기가 희미할수록 더 멀리 떨어져있다는 것을 의미한다.

하지만 만약 지구가 다른 곳보다 물질 밀도가 상대적으로 적은 위치에 있다면 우리를 둘러싼 시공은 외부와 달라질 수 있다. 왜냐하면 물질이 시공을 휘게 할 수 있기 때문이다. 이 경우 진공 거품 밖에 있는 초신성에서 오는 빛은 원래 기대했던 것보다 더 희미해질 수 있다. 빛이 거품을 통과하면서 분산효과가 발생하기 때문이다.

이 이론의 한 가지 문제점은 바로 천문학자들이 지난 450년간 지켜온 원리를 위반한다는 것이다. 다시 말해 우주에서 지구의 위치는 특별하지 않다는 코페르니쿠스의 주장이 그것이다. 코페르니쿠스가 주장한 지동설은 당시 과학자들에게는 혁명적인 충격을 주었다. 그 이후 다수의 우주 이론들이 모두 코페르니쿠스의 학설과 부합했다. 하지만 만약 지구가 아주 특수한 위치에 있다면 꼭 이런 관점을 유지할 필요가 없다.

“우리가 진공의 공간에 있다는 이런 아이디어는 우리가 특별한 곳에 살고 있다는 것을 의미합니다.” 클리프턴은 이렇게 말했다. “일반적인 우주모델은 우리가 사는 곳이 우주의 가장 전형적인 곳에 있다는 가정하에 만들어진 것입니다. 때문에 텅 빈 우주 거품이란 아이디어는 코페르니쿠스의 원리와는 모순됩니다.”

클리프턴과 옥스퍼드 대학의 다른 연구자인 페드로 페레이라(Pedro G. Ferreira)와 케이트 랜드(Kate Land)는 앞으로 수년 내에 암흑 에너지와 진공을 구별할 수 있게 될 거라고 했다. 이들은 미국 우주항공국(NASA)와 미국 에너지부에서 2014년과 2015년에 “암흑에너지 연합임무”를 수행할 예정이라고 밝혔다. 이 위성계획의 목표는 약 2300개의 초신성 폭발을 관측해 우주 팽창에 대해 측정하는 것이다.

과학자들은 우주의 특정 지역에서 대량의 초신성을 관측하게 되면 물체가 정말 가속도로 멀어지는지 아니면 단지 빛이 진공 중에서 휘어져 발생한 것인지 판단할 수 있다고 한다.

사실 얼마 전에 천문학자들은 태양이 원래 위치에서 떨어져 나왔으며, 우리 은하에서 2개의 나선 팔이 소실되었음을 발견했다. 이외에도 대량의 항성(恒星)이 탄생하고 초신성이 폭발하고 있으며 우리 은하가 마치 우주 중에서 홀로 떠돌아다니는 미아처럼 되었다고 한다.

이런 것들은 모두 세인(世人)들에게 우주에 거대한 변화가 발생하고 있으며 이 거대한 변화는 이미 아득히 먼 별에서 우리가 사는 지구까지 다가왔다는 것을 알려준다.

별자리를 관측해 인간세상의 변화를 미리 예측했던 고대인들에게 있어 이런 변화는 이미 깜짝 놀랄만한 큰 사건이 되었을 것이다. 과거에 초신성의 폭발은 종종 재앙의 징조로 여겨져 왔다.

오늘날 지구는 이미 특수한 진공 상태의 거품 속에 빠져 우주로부터 점점 멀어지고 있다. 이런 천상(天象)은 인간 세상에 사상 유례 없는 거대한 변화가 발생하고 있다는 것을 보여준다. 이런 천상의 변화가 발생하는 원인은 현대과학으로는 설명하기 어려우며 오직 불법(佛法)만이 제대로 설명할 수 있다.

파룬궁(法輪功) 창시인 리훙쯔(李洪志) 선생은 일찍이 2004년 11월 21일 뉴욕국제법회설법 중에서 이런 우주현상이 발생하는 원인에 대해 다음과 같이 언급하신 적이 있다.

“천문학자들도 우주 천체(天體)의 모든 것이 초기의 천체가 아니며, 초기 은하계가 존재하던 위치 주위의 기타 항성계(星系)들도 지금과 다르다는 것을 보았는데, 이는 삼계가 우주 중에서 이탈되었기 때문이다. 이동하는 과정에서 과학자들은 우주가 팽창하고 있다고 말한다. 사실은 천체가 삼계에서 이탈되고 있으며 또한 삼계가 원래의 위치에서 점점 멀어지고 있다. 삼계는 이 십 몇 년간 줄곧 끊임없이 우주 중에서 걸어 나왔다. 이 과정 중에서 과학자들은 천체의 변화가 너무나 큰 것을 발견하였다. 원래 없던 성체(星體)들이 나타났고, 원래 없던 천체가 나타났으며, 원래 없던 항성계들이 나타났는데, 원래의 그런 성체(星體), 항성계는 어디로 갔는가? 우주는 어떻게 이런 큰 변화가 발생할 수 있는가? 사실은 삼계가 우주와 이탈되는 이동과정 중에서 나타난 표현이다.”(《2004년 뉴욕국제법회설법》)

참고자료: http://www.space.com/scienceastronomy/080930-st-universe-void.html

발표시간:2008년 10월 4일
정견문장:http://www.zhengjian.org/zj/articles/2008/10/4/55189.html