[한겨레 유레카] '암흑물질은 없다', K-천문학의 대논쟁 / 손원제 논설위원

암흑물질은 현대 천문학의 가장 뜨거운 주제다. 우리가 아는 물질과는 전혀 다른 성질을 갖고 있을 것이라는 가정만 난무한다. 이름 자체가 알 수 없는 물질이라는 뜻을 담고 있다. 일반적 방법으로는 탐지조차 할 수 없는 이 미지의 존재가 우주 전체에 지구나 태양 같은 보통 물질보다 훨씬 많이 존재한다고 보는 천문학자들이 다수다. 우주의 물질 총량 중 암흑물질이 70%, 물질이 30%라고 한다.

 

이 희한한 존재를 가정하는 것은 우주가 ‘가속팽창’을 한다는 관측 때문이다. 1998년 미국 버클리 캘리포니아대 솔 펄머터 교수와 하버드대 브라이언 슈밋, 애덤 리스 교수팀이 우주가 시간이 갈수록 더 빨리 커지고 있다는 관측 결과를 발표했다. 이들은 우주가 가속팽창을 하려면 우리가 아는 것보다 훨씬 많은 물질-에너지가 필요하다고 전제하고, 이를 암흑물질-암흑에너지로 규정했다. 이후 실체 규명을 위해 전세계 과학자 수천명이 수조원의 연구비를 쏟아붓고 있지만, 아직껏 흔적조차 찾지 못하고 있다.

 

그런데 암흑물질 열풍을 불러온 미국 연구팀의 관측 결과가 잘못된 전제 위에 서 있으며, 오류를 보정하면 오히려 암흑물질은 없다는 결론에 이른다는 반박을 이영욱 연세대 천문우주학과 교수가 이끄는 연구팀이 내놨다. 미국의 세 교수가 2011년 노벨물리학상을 받는 등 학계 정설로 자리잡은 ‘암흑물질-가속팽창 패러다임’의 전환을 세계 천문학의 변방쯤으로 인식돼온 한국 연구팀이 시도하고 나선 것이다.

 

이 교수팀은 미국 노벨상 수상자들이 쓴 것과 같은 방식의 ‘초신성 관측’을 통해 정반대 결론을 이끌어냈다. 미국 연구팀은 멀리 떨어진 초신성일수록 더 어둡다는 관측에 근거해, 우주 먼 곳일수록 더 빨리 팽창하기 때문에 별빛도 어둡게 보인다고 봤다. 그러나 이 교수팀은 먼 곳의 초신성이 더 어두운 건, 더 빨리 멀어져서가 아니라 애초에 더 어린 별이어서 더 어두울 뿐이라고 반박한다.

 

물론 여전히 가속팽창을 지지하는 다른 근거들이 남아 있다. 하지만 가장 직접적인 증거가 흔들리는 만큼 우주론의 재점검은 불가피해 보인다. 21세기 학문적 대논쟁이 한국에서 발화하는 모습을 보는 일은 케이-팝, 케이-방역만큼이나 왠지 뿌듯하다. 유튜브 ‘카오스재단’ 채널에서 이 대논쟁을 찾아볼 수 있다.

 

---

출처
https://www.hani.co.kr/arti/opinion/column/998323.html#csidxf88b362bdd21ebbade6893ccc58e9bc