地上望遠鏡 CMB 觀測資料 利用 側政治, 플랑크衛星 값과 一致
地上望遠鏡 CMB 觀測資料 利用 側政治, 플랑크衛星 값과 一致
[Debra Kellner/사이몬스財團 提供/ 再販賣 및 DB 禁止]
칠레 北部 沙漠의 '아타카마 宇宙 望遠鏡'(ACT)으로 '빅뱅'이 남긴 殘光人 '宇宙마이크로파背景'(CMB) 複寫 地圖를 만들어온 硏究팀이 宇宙의 나이를 137億7千萬年으로 算出한 硏究 結果를 내놨다. 誤差 範圍는 ±4千萬年.
外部銀河의 後退 速度와 地球에서의 距離 關係를 나타내는 比例 常數, 卽 宇宙膨脹率을 보여주는 허블 상수는 67.6㎞/s/Mpc로 提示했다. 地球에서 1메가파섹(Mpc·326萬光年) 멀어질 때마다 秒當 67.6㎞씩 더 빠르게 膨脹한다는 意味다.
이는 유럽宇宙局(ESA)의 플랑크 衛星이 觀測한 CMB 資料로 算出한 값과 거의 一致하는 것으로, 허블 常數를 둘러싸고 벌어져 온 論爭에서 CMB 測定 方式에 힘을 실어주는 것이다.
CMB 代身 셰페이드 變光星이나 超新星을 標準燭光(standard candle)으로 活用해 産出한 허블 상수는 74㎞/s/Mpc로, 10% 가까이 差異가 난다.
美國 프린스턴대학과 네이처닷컴 等에 따르면 프린스턴대학 出身을 中心으로 7個國 41個 機關에서 140名의 科學者가 參與한 國際 硏究팀은 지난 2013~2016年에 ACT로 觀測한 資料로 CMB 複寫 地圖를 만들어 分析한 硏究 結果를 두 篇의 論文으로 整理해 온라인 저널 '아카이브'(arXiv.org)를 통해 發表했다.
CMB는 빅뱅 以後 38萬年이 흘러 뜨거웠던 宇宙의 溫度가 充分히 내려가면서 光子(빛)의 運動을 妨害하던 自由電子가 水素나 헬륨 原子核에 붙잡히면서 퍼져나가게 된 가장 오래된 빛이다. CMB 複寫는 宇宙 全體에 均一하게 퍼져있고 溫度가 2.7K(켈빈)로 거의 같지만 地域에 따라 0.03K 未滿의 差異가 있는데 이를 利用해 宇宙의 나이나 密度 等을 包含한 宇宙의 構造와 進化, 膨脹率 等을 計算해 왔다.
지난 2009~2013年에 플랑크 衛星이 觀測한 資料로 作成된 CMB 複寫 地圖는 類例없는 精密度로 이를 담아내 CMB 宇宙論의 標準이 돼왔다.
硏究팀은 플랑크 衛星보다 더 높은 解像度를 가진 ACT를 活用해 地上望遠鏡으로는 처음으로 CMB 地圖 作成에 나섰다.
結果에 따라 CMB 測定 方式에 挑戰하는 模樣새가 될 뻔했으나 0.3%밖에 差異 나지 않는 값을 導出함으로써 CMB 方式에 對한 信賴度를 더 높이게 됐다.
이番 硏究에서 資料 分析을 이끈 英國 카디프大學의 宇宙學者 에르미니아 칼라브리시 博士는 "처음으로 獨立的으로 測定된 두 個의 資料를 갖게 돼 充分한 正確性을 갖고 比較를 할 수 있게 됐다"면서 "두 資料의 허블 常數 豫測 差異가 0.3% 以內에서 이뤄져 多幸"이라고 했다.
一角에서는 ACT 結果가 測定方式 差異에 따른 허블 常數 差異를 줄이는 契機가 될 수 있다고 期待하기도 했으나 오히려 두 方式 間의 差異를 더 固着化하는 結果가 됐다. 이는 두 方式 中 어느 한쪽이나 兩쪽 모두 틀렸거나 둘 다 놓치고 있는 새로운 物理學이 存在할 수 있다는 意味다.
[ESA and the Planck Collaboration 提供/ 再販賣 및 DB 禁止]
프린스턴대학 理論物理學者 폴 스타인하트 博士는 ACT와 플랑크 衛星 資料로 導出한 허블 常數 값이 一致한 것은 "眞짜로 重要한 劃期的 事件"이라면서 標準燭光法을 利用해온 側에서 方法을 改善해 一致되는 값이 導出될 수 있을 것으로 믿고있다고 했다.
그러나 標準燭光法을 主導해온 존스홉킨스대학의 天文學者 애덤 리스 博士는 誤謬가 있는 쪽은 CMB 方式일 수 있다면서 "內 直感으로 그쪽에서 무언가 흥미로운 일이 進行되고 있는 것같다"고 應酬했다.
/연합뉴스