글/막심해(莫心海)
[정견망] 현대 우주론은 우주의 기원을 빅뱅 이후 냉각되어 다시 원자가 나타나고 원자가 항성을 형성한 것으로 보고 있다. 그 후 다시 블랙홀이 나타나 대량의 항성이 은하계를 이루고 은하계가 다시 은하단을 형성했다. 이 과정은 아득한 시간이 소요된다.
그러나 최근 발견된 지금까지 가장 멀리 떨어진 퀘이사[Quasar: 역주-극단적으로 밝고 멀리 떨어져 있는 준(準)성체 전파원]는 이 이론에 도전을 제기하고 있다. 이 퀘이사 중앙의 블랙홀은 질량이 무거워 태양의 20억 배이며 지구에서 129억 광년 거리에 있다. 빅뱅 이론에 의하면 이 퀘이사는 우주 빅뱅 후 7억7000만년 경부터 존재한 것으로 추정된다. 한 연구팀은 2011년 6월 30일 “네이처”지에 ULAS J1120+0641로 명명된 이 퀘이사가 매우 밝아 태양의 6조 배 정도의 강한 빛을 발산하고 있다고 발표했다.
연구팀은 영국의 적외선 망원경의 심층 탐사로 이 퀘이사를 발견했는데 당시 탐사 범위는 우주 천체의 5%에 해당했다. 보고서 작성자 중 한 사람인 런던 임페리얼 대학의 다니엘 몰트락(Daniel Mortlock) 교수는 탐색과정을 황금을 찾는 것에 비유했다. “적외선 스펙트럼으로 많은 빛나는 물체를 볼 수 있지만 모두 금덩이는 아니다. 그러나 우리는 이번에 커다란 금괴를 얻었다.” 이런 퀘이사는 천문학자들에게 우주 초기에 대한 실마리를 제공하는 동시에 그들에게 난제를 남겨주었다.
몰트락 교수는 “경이로운 것은 이 퀘이사는 우리가 관찰할 수 있는 가장 먼 우주에 있는 것”이라고 말했다. 그것은 이처럼 매우 멀리 있으며 현재 우주이론에 의하면 빅뱅 이후 7억 7000만년 전에 이미 존재한 것으로 보인다. 이론적으로는 퀘이사가 우주 빅뱅 후 얼마 안 되어 형성된 것으로 추정할 수밖에 없는데, 우주가 생성될 당시에는 이런 거대한 퀘이사가 형성되지 못한다고 보기 때문이다. 미시간(Michigan) 대학 천체물리학자 마르타 볼론테리(Marta Volonteri) 교수는 “이것은 마치 유치원에서 1.8미터 되는 어린이를 발견한 것과 같다”고 표현했다.
최근 이론에 따르면 블랙홀은 조기에 사라진 항성이 남겨놓은 미시적이고 밀도가 높은 물체, 혹은 직접 우주의 부피가 축소해 밀도가 높아짐에 따라 형성된 것이다. 볼론테리 교수는 이 이론에 의하면 일련의 이런 과정에는 아득한 시간이 소요되기 때문에 ULAS J11200641는 마땅히 빅뱅 전에 형성됐어야 한다고 말한다. 이에 따라 천문학자들은 중력붕괴(Gravitational collapse)이론으로 입장을 바꿀 수밖에 없었지만 여전히 많은 의문점을 해결할 수 없었다.
퀘이사의 발견은 사람들을 당혹스럽게 하는데, 캐나다 국립연구이사회의 크리스 윌롯(Chris Willott)은 이렇게 논평했다. “우주 중에는 이렇게 매우 신비로운 곳이 있을 수 있는데, 그곳의 시간은 이곳에 비해 매우 빨리 지나간다. 만일 한 사람이 어떤 한 대상에 대한 인식을 해석할 때 그 사람이 알고 있는 모든 것을 사용하더라도 그것은 매우 위험한 것이다.”
윌롯의 논평은 정곡을 찔렀다. 중국 고대에는 서로 다른 공간에는 서로 다른 시간과 공간의 구조가 있다고 했다. 즉 “천상의 하루는 지상의 1년”이라는 말은 바로 이런 이치를 말한 것이다. 현재의 천문학자들은 태양계 내에서 관측되는 물리 규칙으로 태양계의 수 억만 배에 달하는 우주를 해석하고 있다. 만약 그것들의 운동 규칙이 서로 다르다면 억지나 거짓말로 그럴 듯한 이론을 꾸며내도 해석이 쉽지 않을 것이다.
발표시간: 2011년 7월 6일
정견문장: http://big5.zhengjian.org/articles/2011/7/6/75711.html