DESI 프로젝트 첫 成果로 史上 最大 3D宇宙地圖 公開
銀河보다 밝은 '퀘이사'의 빛을 觀測하는 想像도. DESI 提供
國際共同硏究팀이 史上 最大 規模의 3次元(3D) 宇宙 地圖를 公開하고 旣存 宇宙論에 疑問을 提起했다.
韓國天文硏究院이 參與한 國際共同硏究팀이 暗黑에너지分光裝備(DESI) 프로젝트 첫 成果로 史上 最大 規模의 3D 宇宙 地圖를 公開했다. 旣存 宇宙論에서 提示한 暗黑에너지가 固定값이 아니라 時間에 따라 變할 수 있다는 分析 結果도 함께 提示했다.
暗黑에너지分光裝備(DESI) 프로젝트는 宇宙 全體 에너지의 大部分을 차지하는 暗黑 에너지의 正體를 밝히기 위해 分光器로 3D 宇宙 地圖를 만드는 大規模 國際共同 프로젝트다. 韓國을 包含해 11個 國家, 70個 機關 硏究者 約 900名이 參與했다.
美國 애리조나주 키트피크 山꼭대기에 位置한 5000個의 작은 光纖維 로봇들은 多채널分光器를 裝着한 望遠鏡으로 먼 銀河에서 나온 빛의 스펙트럼을 精密하게 觀測해 暗黑에너지 硏究 데이터를 모은다. 지난 1年間 이렇게 모은 데이터를 活用한 DESI 프로젝트의 첫 成果는 史上 最大 規模의 3D 宇宙 指導다.
蓮못에 돌을 던지면 波動이 생기는 것처럼 宇宙 初期 플라즈마는 音響파를 만들었다. 硏究팀은 音響派가 공 模樣의 表面을 따라 高密度 領域을 만드는 '重粒子 音響 振動(BAO)' 패턴이 宇宙와 함께 膨脹한다는 事實에 注目했다. BAO 半지름이 變化하는 모습을 7個 時期에 測定하고 宇宙 進化의 歷史를 再構成해 地圖를 構成했다.
가까운 宇宙에서는 銀河를, 먼 宇宙에서는 銀河보다 밝은 퀘이사 데이터를 主로 活用해 宇宙가 얼마나 빨리 膨脹했는지 測定했다. 퀘이사는 中心에 存在하는 巨大質量 블랙홀에 依해 莫大한 에너지를 電波 領域에서 發生시키는 매우 밝은 天體다.
硏究팀은 全體 宇宙의 膨脹 歷史를 誤差 範圍 0.5%로 測定했다. 只今으로부터 80~110億年 前 사이의 初期 宇宙의 歷史는 1% 誤差 以內로 正確하게 測定해 地圖로 만들어졌다.
DESI 硏究팀은 追加 데이터를 모아 銀河 3700萬 個와 퀘이사 300萬 個가 包含된 宇宙 地圖를 만들 計劃이다.
約 600萬 個의 銀河와 퀘이사의 거리와 方向이 찍혀 있는 3次元 宇宙 地圖. 敵境 190度, 赤緯 14度에 이르는 하늘의 좁은 부채꼴 模樣의 觀測 資料로서 우리銀河가 中心에 있다. DESI 提供
硏究팀은 現代 宇宙論에도 疑問을 提起했다. 旣存 宇宙論인 '람다 차가운 暗黑物質(LCDM)'에 따르면 宇宙에는 物質과 暗黑物質, 暗黑에너지가 存在한다. DESI 觀測 資料, 플랑크 衛星의 마이크로파 宇宙背景輻射 資料, 第 Ia型 超新星 資料 等을 結合瑕疵 暗黑에너지가 固定된 값이 아니라 時間에 따라 變할 可能性이 95% 以上이라는 結果가 導出됐다.
데이터 分析에는 韓國天文硏究院의 샤피엘壘 알만 敎授, 로드리고 칼데론 博士後硏究員, 쿠샬 로드下 博士課程 學生을 包含한 200餘 名의 硏究者가 參與했다.
重力波宇宙硏究團長인 李珩睦 서울대 物理天文學部 敎授는 "이番 結果는 初期 宇宙의 歷史를 3次元으로 가장 正確하게 分析한 結果"라며 "허블 葛藤은 如前히 重力波 活用 等 다른 方法으로 解決해야 한다는 課題가 남아 있다"고 밝혔다. 허블 葛藤은 허블 상수가 測定 方法에 따라 一致하지 않는 現象을 말한다.
샤피엘壘 알만 敎授는 "DESI 프로젝트를 통해 時間에 따라 暗黑에너지의 特性이 變할 可能性이 매우 높다는 것을 發見했다"며 "觀測 데이터가 宇宙의 膨脹 過程과 重力에 關한 다양한 理論들을 檢證하고 暗黑에너지 本質을 糾明하는 데 重要한 役割을 할 것"이라고 期待했다.
