진공에너지의 신비

 

진공에너지의 신비

 

 

재작년에 미국 물리학회에서는 개벽이 일어났습니다.

진공에너지에 대한 연구 결과가 최종 발표되었기 때문입니다. 우리 나라 학계에서도 논란이 많이 있었다고 하는데, 관측 결과에 의해서 최종적으로 확정된 것이기 때문에 누구도 이의를 달지 못합니다.

과학자들이 생각하는 이 우주의 진공은 절대 진공이라고 생각했는데, 그게 아니라.. 어느 정도 에너지를 담고 있는 진공이며.. 이 진공이 공간을 밀어내는 척력으로 작용해서 이 우주가 앞으로 무한히 팽창할 전망이라고 합니다. 과거에는 log 곡선을 그리면서 점진적으로 팽창할 것이라고 생각했는데, 진공에너지의 발견으로 무한정하게 기하급수적으로 팽창하게 될 것이라는 것을 발견하게 된 것입니다.

원래 현대 우주론에서는 빅뱅이론의 표준 모형에서 예상하는 우주가 가지고 있는 극한 질량의 크기와 실제로 관측되는 물질의 차이를 암흑물질이라고 이름을 붙였습니다. 관측은 되지 않지만, 현재와 같이 우주를 키워버린 힘을 하나의 물질이라고 생각을 한 것입니다.

그런데 그 암흑물질 중 일부를 발견했는데, 그것이 진공에너지입니다. 우주 배경복사 연구와 초신성에서 날라오는 방사선의 연구를 통해서 현재의 우주를 구성하고 있는 에너지의 65%가 우리가 진공이라고 생각하고 있던 것의 에너지라는 것입니다. 관측할 수 있는 물질이 차지하는 비율의 2배에서 3배가 더 많은 것입니다.

진공에너지의 힘이 우주를 그렇게 크게 만들었다는 것은 참으로 신비스러운 것입니다. 과학자들은 도대체 진공에너지가 왜 있으며, 진공에너지의 역할이 무엇인지 잘 모를 것 같습니다. 저도 생각해보는 중입니다.

　

이번 진공에너지의 연구에서 가장 신비스러운 것을 하나 가르쳐드릴게요.

아래 설명을 읽어보면 진공에너지의 크기가 바뀌었던 것은 아니라고 나옵니다.(그것은 진공에너지가 과거 빅뱅 후 30만년경에 빅뱅의 초기에너지가 우주가 팽창하면서 배경 복사로 남아서 우주상 모든 공간에 퍼져서 생긴 것이기 때문일 겁니다. 진공에너지의 정체는 빅뱅에너지의 유물인 셈입니다.)

앞으로 우주가 몇 십억년쯤 지나면 진공에너지의 비율이 점점 커지면서 우주 공간의 휨도(곡률)이 1보다 커져서 우주를 관측할 수 없는 상황이 벌어집니다. 그러니까... 망원경을 들고 하늘을 보아도 별이 하나도 안 보이는 사태가 벌어지는 것입니다.

또 인간이 몇 십억년 전에 태어났다면 곡률이 너무 작아서 우주를 볼 수 없는 사태가 생겼을거라고 합니다.

이 순간에 우리가 우주를 바라보고 있다는 것은 하나의 기적이라고 하는 것입니다. 이 순간이 아니면 우주를 바라볼 수 있는 기회조차 인류가 가지지 못했을 것이라는 것입니다.

그러니까.. 인류가 지구상에 태어난 것이 필연적이었던 것인가? 아니면 우연적인 것인가하는 것을 우리는 논쟁하고 있어야 하는 것입니다.

현재로서는 거의 정확히 1이라고 합니다. 보통 신비가 아닐 수 없습니다. 혹은 과학자들이 발견하지 못한 우주의 곡률을 항상 1로 유지하는 제3의 힘이 있는지도 모릅니다.

　

그러나.. 이를 너무 민감하게 생각할 필요는 없을 듯합니다. 과학자들이 말하는 급팽창은 몇 천 몇 만년에 걸친 이야기가 아니고, 몇 억년 단위로 생각하기 때문입니다. 너무도 우주적인 이야기이므로 머나먼 뒤의 우주의 실정을 생각하는 것은 기우에 불과할 것입니다.

하여튼 신비로운 것은 우주의 곡률이 우리가 사는 바로 이 때는 정확히 1이라는 사실입니다.(아래 설명을 보면 곡률이 1이면 즉, 우주가 평평하면 빛이 지나갈 때 똑바로 지나간다고 합니다.)

 

                                                                                   - 빛의시대 -