태초에 하나님이 천지를 창조하시니라 (창세기 1:1)

LIBRARY

KOREA  ASSOCIATION FOR CREATION RESEARCH

천문학

Russell Humphreys
2017-08-17

양자화 된 적색편이 값은 우리 은하가 우주의 중심부에 위치함을 가리킨다. 1

(Our galaxy is the centre of the universe, ‘quantized’ redshifts show)


   지난 수십 년 동안, 사람이 살고 있는 위치가 하나님이 창조하신 우주의 중심부 근처임을 가리키는 놀라운 새로운 증거들이 발견되어 왔다. 천문학자들은 은하들의 적색편이 값이 '양자화(quantized, 정수배의 값으로 나뉘어져 있는)'되어 있어서, 은하들이 각 그룹으로 분류되는 경향이 있음을 확인해왔다. 허블의 법칙에 따르면, 적색편이(redshifts)는 은하들의 거리와 비례한다. 따라서 그것은 은하들이 떨어져있는 거리가 될 것이다. 적색편이의 양자화 현상은 은하들이 우리 은하(Milky Way) 주위의 동심원의 구형 껍집(spherical shells)들 위에 일정한 배율로 간격을 두고 그룹화 되어 있는 경향이 있음을 의미한다. 그 껍질은 백만 광년 단위의 스케일로 나타나고 있었다. 적색편이의 그룹화 경향은 우리의 시야 위치가 우주의 중심으로부터 1백만 광년 이내에 위치할 경우에만 서로 구별되어 나타난다. 지구의 위치가 우주에서 우연히 그러한 독특한 위치를 가질 확률은 1조 분의 1도 되지 않는다. 빅뱅 이론가들은 우주는 자연주의적 기원을 가지고 있으므로, 독특한 중심을 가질 수 없다는 것을 전제로 하고 있기 때문에, 지금까지 주목할 만한 성공 없이, 다른 설명들을 찾아왔다. 따라서 적색편이의 양자화 현상은 (1)빅뱅 이론에 반대되는 증거이며, (2)로버트 젠트리(Robert Gentry)나, 나의 책 ‘별빛과 시간(Starlight and Time)’에서 주장했던 것과 같이, 은하들은 중심을 가지고 있다는 우주론을 찬성하는 증거이다.


1. 서론

베스토 슬리퍼(Vesto Slipher)는 자신이 반-코페르니쿠스 혁명을 시작했다는 것을 알지 못했다. 거의 1세기 전에 로웰 관측소(Lowell observatory)에서 그는 밤하늘에 '백색 성운'(white nebulae, 라틴어로 '구름'이라는 뜻)이라는 희미한 타원형의 조각에서 빛의 파장을 조사하기 시작했다. 이제 우리는 그것을 '은하들(galaxies)'이라고 부른다. 그가 관측할 수 있었던 가장 크고 밝은 성운은 안드로메다(Andromeda) 자리에 위치한 'M31'이라고 불리는 성운이었다. 그림 1은 그것과 비슷한 은하계를 보여준다. 그 이전에 다른 천문학자들처럼[1], 슬리퍼는 M31의 파장 스펙트럼이 수소(그림 2), 칼슘 및 다른 원소들에 의해 생성된 스펙트럼 선의 특징적인 패턴을 포함하여, 별들의 스펙트럼과 유사하다는 것을 발견했다.

그림 1. NGC 4414는 전형적인 나선은하(spiral galaxy)이다. 그것은 약 6천만 광년 떨어져 있으며, 직경은 약 10만 광년이고, 우리 은하인 은하수(Milky Way)와 마찬가지로 수천억 개의 별들을 가지고 있다. 또한 북반구에서 가장 가까운 은하인 안드로메다의 M31(약 2백만 광년 떨어져 있음)과 매우 흡사하다.

슬리퍼는 이전에 가능했던 것보다, 더 선명한 스펙트럼 사진을 찍는 방법을 발견했다. 새로운 방법으로, 스펙트럼선의 파장을 보다 정확하게 측정할 수 있었다. 그는 M31의 파장이 모두 정상 값보다 0.1% 줄어들었다는 것을 발견했다.[2] 즉, 선의 패턴이 스펙트럼의 파란색 끝 쪽으로 약간 이동했다. 천문학자들은 다른 성운의 파장 이동을 측정했고, 1925년까지 45개를 측정했다.[3] 결과는 –0.1%에서 +0.6%의 범위를 가졌고, 평균은 +0.2%였다. 양의 값은 파장의 증가를 나타내며, 그림 2와 같이 스펙트럼이 빨간색 쪽으로 치우쳐 이동한 것을 뜻한다. 이것이 앞에서 언급한 적색편이(redshifts)이다. 적색편이는 이 논문 주제의 주요한 부분이다.

그림 2. 흡수된 빛의 수소 원자에 의해 만들어지는 전형적인 '흡수' 선(‘absorption’ lines, 무지개 색 배경에서 검은 선)을 보여주는 이상적인 은하 스펙트럼. 은하가 멀리 떨어져 있을수록 그 선은 스펙트럼의 붉은색 쪽으로 더 많이 치우쳐 이동된다. (로그 스케일).


2. 허블의 법칙

1924년에 이르러 대부분의 천문학자들은 '백색 성운'이 우리 은하 밖에 있다고 결정했다. 윌슨 산 천문대(Mount Wilson observatory)에서 에드윈 허블(Edwin Hubble)은 100인치 반사망원경을 사용하여, 보다 정확한 새로운 기술로 '은하 밖의 성운'까지의 거리를 계산하기 시작했다. 그는 그렇게 하면서, 멀리 있는 성운일수록 더 큰 적색편이를 갖는다는 일반적인 경향(trend)을 확인하기 시작했다. 1929년에 그는 그 결과를 발표했는데, 그림 3에 요약되었다. 그림에서 경향선(trend line)은 스펙트럼선의 파장 λ와 그 이동 δλ가 지구에서 각 성운까지의 거리 r과 관계되어 있다.

           


여기서 c는 빛의 속도(약 30만 km/s)이며, H는 우리가 오늘날 허블상수(Hubble constant)라고 부르는 숫자이다. 이것은 유명한 허블법칙(Hubble law)으로, 어떤 우주적 현상으로 인해서, 거리에 비례하여 적색편이가 증가하는 경향을 말한다.

허블의 거리 계산은 우주에 대한 우리의 생각에 혁명을 일으켰다. '백색 성운'은 우리 은하와 같은, 수천억 개의 별들로 이루어진 천체인 것으로 밝혀졌다. 각 성단(clusters)은 직경이 대략 10만 광년이었다. 천문학자들은 그것들을 은하라고 부르기 시작했다. 평균적으로, 각 은하는 가장 가까운 이웃으로부터 1천만 광년 정도 떨어져있다. 그의 이름이 붙여진 허블 우주망원경은 이제 150억 광년 떨어진 은하도 촬영할 수 있다. 그와 같은 거리 내에 수천억 개의 은하들이 있는 것이다.


3. 도플러 이동이 아닌, 확장(팽창)에 의한 적색편이

슬리퍼와 다른 연구자들의 뒤를 이어, 허블은 파장의 치우침이 도플러 이동(Doppler shifts)으로서, 지구에 대한 광원의 속도 v에 의해서 전적으로 만들어졌다고 해석했다. v가 c보다 훨씬 작을 경우에, 파장 이동은 대체로 일어날 것이다.

          


그러면 식 (1)에 따라, 그림 3의 경향선(trend line)은 거리 r에 비례하는 속도 v로서 우리에게서 멀어지는 은하에 해당한다.

          


그러나 다른 것들이 적색편이를 일으킬 수도 있다. 예를 들어, 아인슈타인의 일반상대성 이론에 따르면, 확장(expansion, 팽창)되는 공간에서 빛의 파동 길이는, 통과해야하는 매체(medium)의 늘어남과 함께 늘어날 것이다. 멀리 있는 천체에서 오는 빛은 가까운 천체에서 나오는 빛보다 더 많은 늘어남(stretching)을 경험했기 때문에, 이러한 적색편이는 거리에 따라 증가할 것이다.



그림 3. 1929년 허블의 논문[4] 표 1에서 가져온, 허블의 원래 데이터는 적색편이가 거리에 따라 증가하는 경향을 보여준다. 각 점은 은하의 적색편이와 떨어진 거리를 나타낸다. 나는 그 논문에서 사용됐던 단위를 이 글에서 사용하는 단위를 변환했다. 1929년 이래로, 천문학자들은 거리 스케일을 재조정했기 때문에, 현재 사용되는 거리는 이 거리에 비해 5~10배 정도 더 클 것이다.



그림 4. 최근 데이터는[7] 허블법칙을 더 먼 거리까지 지원한다. 수평 막대는 사용된 ‘툴리-피셔(Tully-Fisher)’ 거리 평가 방법의 오차를 나타낸다. 필자는 저자들이 '매우 매력적인 영역의 성단(clusters in the Great Attractor region)'이라고 이름 붙였던, 경향의 왼쪽에 있는 9개의 점들을 생략했다. 다시 말하지만, 본 글에서는 논문에서 사용됐던 단위를 이 글에서 사용하는 단위로 변환했다. 참고문헌 8의 84-91쪽은 허블법칙을 지지하는 다른 종류의 데이터들을 보여준다.

오늘날 대부분의 우주론자들은 그림 3과 그림 4의 경향선(trend line)이 도플러 이동에 기인한 것이 아니라, 확장(expansion)에 기인하여 발생한 적색편이를 나타내는 것이라고생각하고 있다.[5, 6] 그러나 천문학자들은 아직도 적색편이를 도플러 이동에 의해서 원인된 것처럼, 마치 '속도에 의해 기인한 것'으로 설명하는 것이 편리하다고 생각한다. 불행하게도, 그러한 관행은 대중, 언론매체, 심지어 천문학과 학생들에게까지, 적색편이가 주로 속도에 의해 야기된 것으로 생각하도록 혼란스럽게 만들어 놓았다.

그림 4는 최근 데이터들에 의한, 훨씬 더 먼 거리에 있는 은하들의 적색편이-거리 관계를 보여주고 있다.[7] 경향선의 좌우 편차는 도플러 효과와 같은 다른 현상에 기인할 수도 있다. 예를 들어, 단지 2백만 광년 떨어져 있는 안드로메다의 은하 M31은 우리 은하쪽으로 약 100km/s의 속도로 '국소적'으로 움직이고 있는 것으로 보이는데[8], 근처의 천체에서 예상되는 작은 팽창에 의한 적색편이보다, 도플러효과에 의한 청색편이(blue shift)가 더 클 경우에 만들어진다.

수십 년에 걸쳐, 이론가들은 우주론적 적색편이 경향에 대한 다른 설명들을 제시해왔다.[9~14] 나는 수십 년 동안 나 자신을 만족시키는 이론을 발견하지 못한 채, 그러한 이론들을 살펴보아왔었다. 그러나 나는 우주 공간이 확장되었음을 지지하는 것으로 보이는 성경 구절을 발견한 후에, 대안적인 적색편이 모델들에 관심을 갖지 않게 되었다. 이사야 40:22절이 한 예이다 :

”...그가 하늘을 차일 같이 펴셨으며 거주할 천막 같이 치셨고 (... stretcheth out the heavens as a curtain, and spreadeth them out as a tent to dwell in)”

그러한 구절이 구약성경에는 17 군데나 있는데[15], ”펼치셨다(stretching out or spreading out)”라는 뜻을 전달하는 히브리어 동사로 네 개가 사용되고 있었다. 내가 ‘별빛과 시간(Starlight and Time)’ 책에서 분명히 밝혔던 것처럼, 성경에서 '하늘(the heavens)'은 우주에 있는 천체(태양, 달, 별...)들 만이 아니라, 공간 자체를 가리키는 것처럼 보인다. 그래서 우리가 이 구절들을 기록된 그대로의 직설적인 뜻을 취하면, 하나님은 공간(우주) 자체의 '천(fabric)'을 펼치셨거나, 치셨다고 말씀하고 있는 것이다. 이것은 팽창하는 우주라는 일반적인 상대주의적 개념과 매우 가까운 것이다. 몇 가지 작은 논리적 단계를 거쳐, 교과서는 그러한 확장이 적색편이를 일으킨다는 것을 보여주고 있다.[17] 그래서 나는 확장(expansion, 팽창)이 적색편이의 주된 원인이라고 생각한다.

그러나 그 원인이 무엇인지와는 관계없이, 이 논문에서 중요한 점은 허블법칙이 방정식(1)에서 주장하는 것처럼, 은하들의 적색편이 값이 거리에 따라 대략적으로 비례한다는 것이다.


4. 티프트는 양자화 된 적색편이 값을 관측하다.

천문학자들은 적색편이의 값은 무차원적 수로서, 파장의 변화를 분수로 나타낸, z로서 표현한다.

          


은하들의 적색편이 z 값에 대한 원 데이터들에는 분명히 선호하는 값을 가질 수 없다. 그러나 1970년대 초 미국 아리조나 투손에 있는 스튜어드 천문대(Steward Observatory)의 윌리엄 티프트(William Tifft)는 적색편이 데이터들이 자주 다양한 간격들을 가지고 나타난다는 것을 발견했고, 그것을 보여주기 위해서 데이터를 '파워 스펙트럼'으로 변환하기 시작했다. 이 표준 통계 기법은 무작위적인 노이즈(noise) 이상으로 상승하는 피크와 같은, 그것을 사용하지 않는다면 보기 어려운 규칙성을 보여주었다. 이 경우에서, 그러한 노이즈의 한 근원은 은하들의 '국지적' 또는 '특이한' 움직임일 것이다.[18] 티프트는 놀랍게도 z 값이 약 0.00024 또는 0.024%라는 하나의 간격을 두고, 강한 피크가 발생함을 발견했다. 즉, 적색편이 z 값이 은하들 사이에 동일한 간격을 두고, 어떤 특정한 값을 가지고 있는 경향이 있다는 것을 발견했다.

0.00000,  0.00024,  0.00048,  0.00072,  0.00096, …

도플러 이동의 관점에서 볼 때, 일반적으로 그룹 사이의 간격 δz는 약 72km/s의 '상응하는 속도' 간격 δv에 해당한다.[19] 후에 티프트는 약 36km/s의 작은 간격으로 그룹화 되어 있는 또 다른 패턴을 발견했다. 더 많은 관측들과 논문들은 이 현상을 계속 지지했다. 1984년 티프트와 그의 동료 칵(W. J. Cocke)은 1981년 피셔-툴리의 적색편이(스펙트럼의 가시광선이 아닌 라디오파에서) 서베이를 조사했다. 그 서베이는 은하들의 수소로부터 유래한 현저한 21-㎝ 파장 선에서 적색편이를 나열해 놓았다. 티프트와 칵은 72.45km/s의 약수(1/3과 1/2)에서 날카로운 주기성을 발견했다.[20] 그들은 이렇게 말했다 :

”은하들의 적색편이가 72km/s 근처에서 1차적으로 간격을 가지며 양자화 되어 있는 매우 확고한 증거가 있다.”[21]

그러나 티프트가 그의 사례에서 단점을 보강하는 (동료 검토된) 논문들을 꾸준히 발표했음에도 불구하고, 그 결론에 대한 회의론은 그 후 10년 동안이나 계속되었다.[23] 그리고 1997년에 윌리엄 네피어(William Napier)와 브루스 구스리(Bruce Guthrie)는 250개 은하들의 적색편이 값에 대한 독립적인 연구를 실시했고, 티프트의 기본 관측을 확인해 주었다. 그들은 이렇게 말했다 :

”... 참고문헌의 은하 중심성 틀(galactocentric frame)로부터 은하들의 적색편이가 강하게 양자화 되어있다는 것이 발견되어 왔다. 이 현상은 눈으로 쉽게 볼 수 있으며, 통계적 오류, 선택 오류, 또는 기술적 결함에 기인한 것으로 볼 수 없다. 두 은하중심성 주기성(two galactocentric periodicities)이, 처녀자리 은하단(Virgo cluster)에서는 ~71.5km/s에서, 그리고 ~2600km/s(약 1억 광년) 이내에 다른 모든 나선은하들에서는 ~37.5km/s에서 발견되었다. 이 결과와 관련된 신뢰수준은 매우 높다.”[24]

'은하 중심성 틀'은 태양을 도는 지구의 운동과 은하 내를 이동하는 태양의 운동을 상쇄하는, 우리 은하의 중심과 관련된 정지상태에서의 틀을 의미한다. 그것은 양자화를 보다 명확하게 보여준다. 7번 섹션에서 'galactocentric(은하 중심성)'의 의미를 그 이상으로 확장할 것이다.

네피어와 구스리의 결과는 적어도 1억 광년 거리 이내의 중간 거리에서는, 은하들의 적색편이가 양자화 되어있다는 것을 보여주었다. 허블 우주망원경의 다른 관측 증거는 수십억 광년 거리에 있는 은하들의 적색편이 값도 비슷한 군집을 보여주고 있었다.[25]



그림 5. 허블법칙에 의해서, 적색편이 그룹을 거리 그룹으로 변환시켰다. 데이터는 그룹들 사이에 관측된 간격들 중 하나만 표시되었다.

1996년 티프트는 우주배경복사(CMB)에 대해 은하의 움직임을 설명함으로써, 은하 중심성 적색편이(galactocentric redshifts)를 보정하는 것이 중요하다는 것을 보여주었다.[26, 27] 마이크로파의 도플러 이동은 우리 은하가 바다뱀자리(constellation Hydra) 남쪽 방향으로 약 560km/s로 이동하고 있음을 가리킨다.[28] 그 움직임에 상응하여 은하 중심성 적색편이를 CMB와 관련하여 정지되어 있는 기준 틀로 전환시켰고, 따라서 전체 우주와 관련하여 정지된 상태로 가정하였다. 그 프레임에서, 적색편이 그룹들은 서로 더욱 뚜렷하게 구분되었다. 그리고 어떤 주기성, 가령 2.6, 9.15, 18.3 km/s와 같은 주기성은 덜 뚜렷함이 분명해졌다.

아마도 이러한 명확성 때문에, 그리고 다른 천문학자들의 연구에서도 확인되었기 때문에, 비판가들은 데이터의 유효성에 의문을 갖지 않는 것처럼 보인다. 적색편이 양자화 현상(이것을 설명하려는 이론이 아니라, 그 현상 자체)은 25년 동안의 동료 검토에서도 살아남았다.


5. 양자화에 대한 간단한 설명

이 섹션과 다음 섹션에서는 나는 다음과 같은 것을 보여주려고 한다. (a)은하들의 적색편이 그룹화는 거리 그룹화와 관련이 있고, (b)거리 그룹화는 은하들이 우리 은하 둘레의 동심원 껍질에 있음을 의미하며, (c)그러한 배열은 우연한 사건으로 발생하지 않는다는 것이다. 당신이 수학적 세부 사항을 건너뛰고 싶다면, 14번 공식 이후에 있는, 그림 5 ~ 8을 보고 그 결과에 대한 나의 의견을 읽어보라.

허블법칙에 따르면, 각 은하의 적색편이 z는 특정 거리 r에 비례한다. 그 거리에 대한 방정식 (1)을 풀면 다음과 같다 :

          


적색편이 그룹화에 대한 가장 간단한 설명은 그림 5와 같이, 해당 거리가 그룹화 된 것이다. 식 (5)를 미분하면, 적색편이 그룹 간의 간격 δz에 해당하는 거리 간격 δr이 구해진다.

          


적색편이 그룹 간의 '등가 속도(equivalent velocity)' 간격 δv의 관점에서, 거리 간격은 다음과 같다.

          


허블상수 H의 첫 번째 추정치는 약 500(km/s)/Megaparsec (1 파섹 = 3.2616 광년, 1 메가파섹은 326만 광년)이었지만, 천문학자가 거리 스케일을 재조정함에 따라, 그 수는 급격히 감소했다. 몇 십 년 전에 H 값은 Mpc(메가파섹) 당 50~100 km/s 사이에 있었다. 지난 10년간의 정확한 공간-기반 거리 측정으로, Mpc 당 약 70~80 km/s 사이로 좁혀진 것처럼 보인다.[29] 작업을 위해 다음의 값으로 추정하여 사용하면,

          


메가파섹 보다 친숙한 거리 단위로 변환하면, H는 백만 광년 당 약 23±1.5 km/s가 될 것이므로, 방정식 (7)은 다음과 같이 바꿀 수 있다.

          


그러면 네피어와 구스리가 보고한 두 개의 적색편이 간격인 37.5와 71.5 km/s은, 두 개의 거리 간격인 160만 광년과, 310만 광년에 해당된다.



그림 6. 은하계는 우리 은하 주변의 동심원의 구형 껍질로 그룹화 되는 경향이 있다. 껍질 사이의 거리 간격은 백만 광년 단위의 크기이지만, 몇 가지 다른 간격이 있기 때문에, 실제 그림은 여기에서 이상적으로 그려진 것보다 더 복잡하다.



그림 7. 섹션 6에서 사용된 좌표계. 거리 r'은 변위 축 주변의 먼 은하의 방위각 f와 독립적이다. 우리 은하가 우주의 중심에서 크게 벗어나 있다면, 우리가 보고 있는 적색편이 값의 거리 그룹화는 서로 겹쳐져서 구별할 수 없게 된다.


6. 거리 그룹화에 함축되어 있는 의미

은하수에 의해 가려진 방향을 제외하고, 은하들은 우리에게로부터 모든 방향으로 동등한 수로 있음을 천문학자들은 관측하고 있다. 한 특정한 적색편이 그룹은 우리 은하로부터 평균 거리 r1 의 거리에 떨어져서 주위를 둘러싸고 있는 은하 군을 나타낸다. 우리는 이들 은하들이 반지름 r1을 가지는 (개념적) 구형 외피에 우리 은하 주변에 대략 균등하게 분포되어 있음을 예상하는 것이다. 거리의 두 번째 그룹인 r2 = r1 + δr의 평균을 가지므로, 이 은하들은 첫 번째 껍질 바깥쪽으로 거리 δr 만큼 떨어져서, 두 번째 구형 껍질에 존재하는 경향을 가지는 은하들이다. 그림 6은 그러한 은하들 배열을 보여준다.[30]

이제 나는 우리의 위치가 중심으로부터 약 1백만 광년 정도 벗어나더라도, 그러한 패턴이 즉 거리에 따른 은하들의 그룹화 현상이 나타나는지를 보고 싶었다. 우리 은하가 중심으로부터 거리 a만큼 옮겨졌다고 상상해보자.(그림 7 참조). 코사인의 법칙에 따르면, 은하에서 다른 은하까지의 거리 r'은 다음과 같을 것이다 :

          


여기서 r은 중심에서 다른 은하의 거리이고, θ는 그것의 여위도(colatitude)로, 중심에서 보여지는 변위 축과의 각도이다. 거리 r'은 먼 은하계의 방위각 φ (0~2π 라디안 사이에서 변위 축을 중심으로 측정)과는 독립적이다. 따라서 세 번째 좌표가 없더라도, 이 분석은 3차원에서 유효하다. a가 r보다 훨씬 작으면, 식(10)은 간단한 근사치로 감소한다 :

          


한 은하에 대한 여위도 θ는 0~π 라디안까지 무작위로 변할 수 있기 때문에, 반경이 r인 어떤 주어진 껍질에 대한 r'의 값은 r-a와 r+a 사이에서 변할 것이다. a가 너무 크면, 적색편이 그룹이 희미해져서, 두 그룹의 구분이 흐려진다. r'의 분포의 각도 의존 부분에 대한 표준편차 σθ는 다음과 같음을 간단한 통계 분석은[31] 보여준다 :

          


어떤 주어진 껍질에 있는 한 은하의 반지름 r의 값은, 또한 각 껍질의 두께를 나타내는 표준편차 σr를 갖는 통계적 분포를 갖는다. 그런 다음, 통계에 따르면[32], r'의 분포에 대한 총 표준편차 σ는 다음과 같다 :

          


적색편이 그룹은 σ가 껍질 사이의 간격 δr보다 상당히 클 경우, 중첩되어 구별할 수 없게 된다. 만약 σθ이 σr보다 크다면, 그 그룹은 구별할 수 없다.

그림 8. 거리 간격을 두고 보여지는 은하 그룹들에 대한 컴퓨터 시뮬레이션. (a)우리에게 보여지는 은하 그룹들은 160만 광년(표준편차 10만 광년)의 간격을 두고 나타난다. (b)중심으로부터 200만 광년 벗어나 있는 곳에서 보여지는 동일한 은하 그룹들. (b)에서 최고치와 최저치는 그룹에서 통계적 변동으로 발생하는 은하들이다. 따라서 그곳에서는 간격을 노이즈와 구별할 수 없게 된다.

그림 8은 거리 그룹에 따른 컴퓨터 시뮬레이션을 보여주는데, 이 번짐 현상(smearing)을 보여준다. 좌측 그림은 처음에 정확한 중심에서 보여지는 것이고, 우측은 중심으로부터 200만 광년 떨어진 지점에서 보여지는 것이다. 나는 피크를 쉽게 볼 수 있도록 다소 작게 선택했다. 중심으로부터 벗어나면 피크들이 낮아지고, 간격 사이에서 피크들이 생겨난다. 이것은 통계적 변동과 구별하기 어렵게 된다.

이것은 적색편이 값들이 분명한 그룹들로 나뉘어져 관측된다는 것을 의미하며, 우리가 구형 껍질의 은하들 패턴의 중심부 근처에 있음에 틀림없다는 것을 의미한다. 방정식 (13)과 그 추론에 따르면, 우리가 중심에서 벗어나(떨어져)있는 거리인 변위 a는 관측된 가장 작은 δr 보다도 현저히 작음에 틀림없다 :

          


따라서 우리의 은하인 은하수는 섹션 5에서 인용한 간격 δr (즉 160만 광년) 보다 중심에 더 가까움에 틀림없다. 관측된 가장 작은 간격을 사용하면[33], 우리 은하의 직경인 약 10만 광년 이내로, 우리가 우주의 중심에 가깝게 위치하게 된다.

우리 은하가 우주에서 그러한 독특한 위치에 우연히 위치할 확률 P를 계산해 보면,

          


여기서 R은 관측에 의해 추정되는 우주의 최소 반경(약 200억 광년)이고, 거리 간격 δr을 160만 광년으로 사용하면, P는 5.12×10^-13 미만의 값을 얻는다. 즉, 우리 은하가 우연히 우주의 중심에 가깝게 위치할 확률은 1조 분의 1보다도 작다.

요약하면, 관측된 적색편이의 양자화(정수배의 간격을 가지고 나타나는 현상)은 우주가 하나의 중심을 가지고 있음을 강하게 암시하며, 우리 은하는 그 중심에서 매우 가깝게 위치하고 있다는 것이다!

<다음에 계속됩니다>


*양자화 된 적색편이 값은 우리 은하가 우주의 중심부에 위치함을 가리킨다. 2
http://www.kacr.or.kr/library/itemview.asp?no=6667

*우리는 우주의 어디에 위치하는가? : 우리 은하는 우주의 중심부 근처에 위치하는 것으로 보인다.
http://www.kacr.or.kr/library/itemview.asp?no=6672



번역 - 미디어위원회

링크 - http://creation.com/our-galaxy-is-the-centre-of-the-universe-quantized-redshifts-show ,

출처 - Journal of Creation 16(2):95–104, August 2002

구분 - 5

옛 주소 - http://www.kacr.or.kr/library/itemview.asp?no=6666

참고 : 4614|914|6581|2464|3365|6265|6577|6188|4428|4429|3937|4006|6154|6046|5805|5570|6139|3933|3941|5829|6658|6654|6616|6631|6667

Brian Thomas
2017-08-16

청색별이 없는, 빠르게 회전하는 나선은하의 발견

(New, Distant 'Dead' Galaxy Perplexes)


   새로 발견된 멀리 떨어진 은하의 주요한 특성은 자연적 과정의 기원만을 주장하는 사람들에게는 하나의 수수께끼가 되고 있었다.

NASA의 허블 우주망원경(Hubble Space Telescope)은 MACS2129-1로 이름 붙여진 이상한 은하의 사진을 촬영했다. 코펜하겐 대학 닐스보어 연구소(Niels Bohr Institute)의 수네 토프트(Sune Toft)가 이끄는 연구팀은 허블망원경을 사용하여, 이 엉뚱한 은하를 조사했다. 연구팀은 Nature 지에 그 은하에 대한 세부 사항을 발표했다.[2]

은하단의 내부와 은하단 사이에서의 중력은 MACS2129-1의 빛을 사실상 (4.6 배로) 확대시켰다. 이 자연적 배율은 예상치 못했던 특성들의 혼합을 드러내기에 충분할 정도로 은하의 사진을 왜곡시켰지만, 확대시켰다.

이  MACS2129-1 은하는 회전하고 있는 나선은하(spiral galaxy)이지만, 나선은하에 전형적으로 존재하고 있는 청색별(blue stars, 매우 빠르게 연료를 태우고 있는 별)이 거의 없었다. 세속적 물리학자들은 수십억 년의 우주를 가정하고 있기 때문에, 수명이 짧은 청색별은 최근에 자연적으로 형성된 것으로 간주하고 있다. 그러나 지금까지 별 형성을 실제로 관측한 사람은 없다. 대조적으로, 창세기 1장은 하나님이 4일째에 별들을 만드시고, 며칠 후에 이 세계의 창조를 마치셨다고 말씀한다.

나선은하의 팔에는 많은 청색별들이 있지만, 둥근 타원은하(elliptical galaxies)에는 청색별들이 거의 없다. 따라서 별들의 활발한 탄생을 믿고 있는 과학자들은, 비청색인 둥근 타원은하에서는 별들이 거의 탄생되지 않는다고 가정하고 있다. 닐스보어 연구소 뉴스에서 토프트는 말했다 : ”여기 나선은하의 별들은 모든 방향으로 움직이는 것처럼 보인다. 그리고 청색별들은 우리가 MACS2129-1을 자세히 관찰했을 때, 우리가 발견할 것으로 예상했던 것이다.” 그러나 대신 그들은 제일 먼저 발견한 것은 청색별이 거의 없는 나선은하, 즉 죽은 (나선)은하를 발견했던 것이다.

그리고 이 죽은 은하는 이상하게 빠르게 회전하고 있었다. 연구팀은 우리 은하계와 비교했을 때 질량이 3배, 크기는 절반이고, 초당 500km 이상의 속도로, 2배 이상 빠르게 회전한다는 증거를 보여주었다.[1]

어떻게 우주의 동일한 자연 환경이 근본적으로 다른 은하들을 만들어내고 있는 것일까? 닐스보어 연구소의 뉴스는 말하고 있었다 : ”이 발견은 놀라운 것이다. 죽은 은하에서 이러한 빠른 성간 회전 패턴은 137억 년 전 빅뱅 직후 타원은하의 형성에 관한 유행하는 천체물리학 이론과 강력하게 모순된다.”

천문학적 발견들은 얼마나 자주 유행하고 있는 천체물리학 이론과 심하게 모순되는가? ICR 기사에서 나열되고 있는 간단한 목록을 살펴보라. ”우주는 강력하게 창조되었다(The Universe Was Created Powerfully)” 글은 우주에서 세속적 이론과 모순되는 많은 관측들 중 일부를 보여주고 있다.[3]

세속적 과학자들은 천체들의 파괴적인 충돌이 행성과 위성들을 만들었다고(충돌가설로 알려져 있음) 주장한다. 보이지 않는 (오르트) 구름이 우리가 오늘날 보는 혜성들을 공급하고 있다고 주장한다. 가설적인 밀도파(density waves)가 나선은하의 팔을 형성했다고 주장한다. 관측되지 않은 다이나모(dynamos, 발전기)가 지구와 다른 행성의 자기장을 장구한 시간 동안 재생성시키고 있다고 주장한다. 관측되지 않은, 붕괴하는 가스구름이 태양계와 청색별을 형성했다고 주장하며, 우주는 무에서부터 나왔다고 주장한다. 그러나 주장되는 이 모든 진화론적 빅뱅 우주론은 새로운 많은 발견들과 충돌한다. MACS2129-1 은하는 하나님의 명백하고 기발하신 창조성을 보여주는 최신 발견들 중 하나인 것이다.

어떻게 멀리에, 빠르게 감겨지고 있는, 청색별이 없는, 나선은하가 존재하는 것일까? 어떻게 목적도 없고, 지성도 없고, 의도하지 않은, 무작위적인, 자연적 과정으로, 다양한 천체들로 가득한 우주가 생겨날 수 있었던 것일까? 어떻게 빅뱅으로 물리법칙들이 생겨날 수 있었던 것일까? 어떻게 우주의 모든 상수들은 극히 미세하게 조정되어 있는 것일까? 이것은 전능하신 창조주 하나님의 설계와 지혜를 나타내고 있는 것이 아닌가?


References

1. Larsen, H. Unexpected rotation in a stone-dead galaxy. Niels Bohr Institute News. Posted on nbi.ku.dk June 20, 2017, accessed June 26, 2017.
2. Toft, S., et al. 2017. A massive, dead disk galaxy in the early Universe. Nature. 546(7659): 510-513.
3. The Universe Was Created Powerfully. Posted on ICR.org, accessed June 26, 2017.


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번역 - 미디어위원회

링크 - http://www.icr.org/article/10086 ,

출처 - ICR News, 2017. 7. 10.

구분 - 4

옛 주소 - http://www.kacr.or.kr/library/itemview.asp?no=6665

참고 : 5213|5078|2607|2731|3365|3933|3983|3941|4006|4009|4042|4045|4255|4291|4370|4427|4595|4727|5079|5080|5106|5141|5156|5201|5221|5289|5290|5302|5236|5324|5325|5449|5487|5543|5552|5570|5630|5677|5781|5805|5807|5829|5849|5868|5871|5881|5887|5908|5921|5953|6005|6014|6019|6046|6084|6086|6101|6117|6130|6139|6154|6155|6185|6219|6259|6262|6279|6281|6294|6301|6334|6339|6344|6348|6359|6367|6375|6377|6395|6404|6427|6428|6478|6498|6502|6518|6565|6577|6578|6596|6601|6616|6631|6651|6654|6656|6658|6662


John G. Hartnett
2017-08-04

우주 모든 곳에 암흑물질을 가정하는 이유는? 

(Why is Dark Matter everywhere in the cosmos?)


      왜 우주에 암흑물질(dark matter)이 존재한다고 가정되고 있는 것일까? 언론매체에서 가끔씩 보도되고 있는 뉴스의 제목을 읽다보면, 당신은 암흑물질이 사실로 밝혀지고 있다고 생각할 것이다. 그리고 이제 이 알기 어려운 물질에 대해, 과학자들이 많은 지식을 축적했을 것이라고 생각할 것이다. 그러나 암흑물질은 40년 이상 여러 실험실 실험에서 연구되었지만, 결코 발견되지 않았다. 왜 천문학자들은 그것이 우주에 있다고 확신하는 것일까? 나는 그 이유를 이 글에서 살펴보려고 한다. 그리고 여러분도 그것에 대해 확실히 알기를 바란다.



솜브레로 은하(Sombrero Galaxy). NASA/ESA and The Hubble Heritage Team (STScI/AURA)


두 가지 유형의 물리학

물리학 분야에는 두 가지 유형의 과학자들이 있다.

1. 실험실에서 실험을 수행하는 실험물리학자(experimental physicists)
2. 우주를 '실험실'로 이용하는 천체물리학자 또는 우주론자(astrophysicists or cosmologists).

두 그룹 모두 그들의 관측을 설명하기 위해서, 수학적 모델을 구축한다. 두 모델 모두 그들의 관측치를 가지고 그 모델을 테스트한다.

그러나 실험물리학자(유형 1)들은 천체물리학자들이 할 수 없는 방식으로, 그들의 실험과 상호 작용을 할 수 있다. 예를 들어, 그들은 가벼운 신호를 보내고, 시스템에서 반응을 측정할 수 있다. 즉, 무엇이 나오는 지를 보는 것이다. 그러나 천체물리학자(유형 2)들은 우주에서 관찰하고 있는 것과 상호 작용을 할 수 없다. 우주는 너무 커서 그렇게 할 수가 없는 것이다.

오늘날 과학자들은 태양계 내를 관측하기 위해서 관측위성(probes)을 내보낼 수 있게 되었다. 예를 들어, NASA의 딥 임팩트(Deep Impact) 탐측기는[1] 혜성에 370kg의 구리 탄환을 발사하고[2], 방출된 물질의 스펙트럼을 측정했다.[3] 그리고 ESA의 로제타(Rosetta) 우주선은 혜성에 로봇 착륙선인 필레(Philae)를 착륙시켰으며, 처음으로 혜성표면의 성분들을 직접 측정할 수 있었다. 이러한 유형의 측정은 실험자가 실험실에서 수행하는 것과 매우 유사하다고 말할 수 있다. 그러나 ESA 웹사이트에서 발췌한, 그 미션의 목표는 어떤 과학 유형인지를 알 수 있게 해준다 :

로제타의 주요 목적은 태양계의 기원과 진화를 이해하는 것이다. 혜성의 구성 성분은 46억 년 전 태양과 태양계 행성들이 형성됐던, 태양 이전의 가스구름의 구성을 반영하는 것이다. 그러므로 로제타와 그 착륙선에 의한, 혜성 67P/추류모프-게라시멘코 (comet 67P/Churyumov-Gerasimenko)에 대한 심층적인 분석은 태양계가 어떻게 형성되었는지를 이해하는데 필수적인 정보를 제공할 것이다.[5]

거기에는 기본적인 가정(assumptions)들이 깔려 있다. 위의 말은 그 미션을 수행하는 과학자들은 태양계는 46억 년 이상 전부터 있었던 가스구름으로부터 진화되었다고 믿고 있음을 분명히 나타내고 있는 것이다. 그것은 실험해볼 수 없는 기본 가정이다. 그들은 혜성의 표면을 파헤쳐 물질들을 측정하는 것이, 그들의 원래 가정인 태양계의 진화적 기원을 이해하는 데에 도움이 될 것이라고 믿고 있다.

아무리 많은 증거들이 축적된다 하더라도, 과거를 직접 관측할 수는 없다. 가정 없이 어떠한 것도 확실히 말할 수 없다. 그들은 그 혜성에서 파헤쳐서 분석한 물질적 증거에 대해, 항상 해석을 해야 하는 것이다.

천체물리학의 경우에서도, 당신은 천문학자들이 과거를 관측하고 있다고 생각할 수 있다. 왜냐하면 그의 망원경으로 들어오는 빛이 광대한 우주를 가로질러 지구로 오는 데에 수백만 년 또는 수십억 년이 걸렸다고 추정하고 있기 때문이다. 그러나 이것조차도 우리가 알 수 있는 것에 한계가 있다.

천문학자들은 지구상의 망원경으로 별빛을 볼 때, 빛이 지난 수백만 년 또는 수십억 년 동안 항상 일정한 속도(약 30만 km/s)로 지구로 이동하여 도달했다는 동일과정설적 가정을 해야만 한다. 상대론적인 시간 팽창(time dilation, 시간의 지연, 또는 시간의 느려짐) 효과는 없었다고 말이다. 그 가정을 한 후에야, 그는 그가 관측한 빛이 과거 수백만 년 또는 수십억 년 전의 빛이라고 추정할 수 있는 것이다. 그러나 어떻게 그 가정을 테스트해볼 수 있는가? 할 수 없다! 이러한 이유로, 천체물리학/우주론(astrophysics/cosmology)에서 사용되는 이러한 가정들은 경험적 실험에 의해 직접 증명될 수 없다.

태양계 밖의 모든 관측들에 대해서, 그 문제는 논의를 넘어서는, 가정에 기초한 추정인 것이다. 당신은 거기로 갈 수 없다. 은하계와 다른 우주 천체들의 크기, 거리, 나이 등은 너무 커서, 우리가 측정하는 것조차도 마치 하나의 스틸 사진을 찍는 정도인 것이다. 그것은 단지 잠시의 시간인 것이다.

천문학자들은 실험실의 실험물리학자가 할 수 있는 것처럼, 실험을 통해 상호 작용할 수 없는 사실들을 관측한다. 그리고 천체물리학자나 우주론자에게 문제를 더욱 어렵게 만드는 이유는 동일한 관측에 대해 가능한 많은 설명들이 있다는 것이다. 그러나 그들이 조사 중인 천체와 상호 작용을 할 수 없기 때문에, 그들의 과학은 정말로 매우 취약하다. 슬로안 디지털 스카이 서베이(Sloan Digital Sky Survey, SDSS)의 공동설립자인 제임스 건(James Gunn)은 바로 이 이유 때문에 다음과 같이 말했다 :

”우주론은 과학처럼 보일 수도 있지만, 과학이 아니다. ... 과학의 기본 교리는 반복적인 실험을 할 수 있어야 하는 것이다. 그러나 우주론에서는 그렇게 할 수 없다.”[6]


중력에 대해 우리가 알고 있는 것은?

이제 다음의 문장을 살펴보자.

”우주에 있는 어떤 두 물체 사이에 인력이 존재한다.”

이 말은 입증될 수 있는가? 그렇다. 입증될 수 있다. 국지적으로 중력을 시험해볼 수 있고, 작동한다. 실제로 매우 잘 작동되며, 심지어 1cm 이하의 거리에서도 실험적으로 증명되었다.[7] 과학자들은 실험실 실험에서도 강력한 증거를 찾아냈다. 사실, 새로운 물리학은 이 보다 작은 거리 규모에서도 찾고 있다. 왜냐하면 양자 이론(quantum theory)과 아인슈타인의 중력이론(gravitational theory)은 근본적으로 양립할 수 없기 때문에, 궁극적으로 중력법칙을 깨뜨려야한다고 믿어지고 있기 때문이다. 그러나 이러한 모든 조사들은 반복 가능한 실험물리학을 통해 수행된 것이다. 다른 이론들도 실험자들에 의해서 실험해볼 수 있고, 실험 중이다.

한 실험자가 실험실에서 실험한 중력에 대한 그의 결론을 우주 전체에 안전하게 외삽할 수 있을까?

중력의 법칙을 지지하는 증거들이 축적되어 왔다. 어쨌든 아인슈타인의 공식은 반복적으로 실험되었고, 모순은 발견되지 않았다. 이것이 이제 법칙이라고 불리는 이유이다. 그 법칙은 흔히 만유인력의 법칙이라고 불린다.

한 실험자가 실험실에서 실험한 중력에 대한 그의 결론을 우주 전체에 안전하게 외삽할 수 있을까? 아니다. 그것은 어떤 가정(assumptions)들을 하지 않고는 외삽할 수 없다. 거기에 문제가 있는 것이다.

다음으로, 우리는 '증거'가 의미하는 바를 결정해야한다. 일반적으로 증거는 수집된 데이터이다. 그러나 그 데이터들은 반드시 해석되어야만 한다. 그리고 예측을 할 수 있도록 모델이 구축된다. 실험실에서 실험자들은 그러한 예측을 실험해볼 수 있다. 그러나 우주에서 이것은 가능하기는 하지만, 어렵다. 모델은 특정 행동의 존재를 예측할 수 있으며, 천체물리학자는 이것을 찾는다. 그러나 그것은 실험실 과학보다 '우표 수집'에 가깝다. 그는 실험을 할 수 없기 때문에, 가급적 많은 관측들을 축적하고, 그 결과들을 분류하려고 한다. 그는 그가 관측한 천체들을 그룹으로 나누고, 그룹 내의 공통적 특성을 가진 계열들을 확인한다. 그러한 많은 데이터들을 축적함으로써, 그는 자신의 모델에 대해 주장할 수 있다. 그러나 그는 경험적 실험을 통해 결론을 내릴 수 없기 때문에, 필연적으로 언제나 취약하다.

자, 당신이 ”우리 은하 내부의 암흑물질에 대한 증거”라는 제목의 기사를 읽었다면[8], 어떻겠는가? 이것과 관련된 무슨 증거가 나왔다는 것인가? 그리고 암흑물질이 존재한다는 것을 어떻게 알았다는 것일까? 그러한 제목을 가진 2015년 기사는 다음과 같이 말했다 :

”우리 은하(Milky Way) 바깥 부분에 암흑물질의 존재는 잘 확립되어 있다. 그러나 태양계가 있는 가장 깊은 지역에 암흑물질의 존재를 확인하는 것은 지금까지 매우 어렵다는 것이 입증되었다. 이것은 은하계 내의 우리의 위치에서 가스와 별의 회전을 필요한 정밀도로 측정하는 것이 어렵기 때문이다.”

”우리는 새로운 연구에서, 우리 은하의 가장 안쪽 부분에 있는 암흑물질의 존재에 대한 직접적인 관측 증거를 처음으로 얻었다. 우리 은하에서 가스와 별의 움직임에 대한 발표된 측정치들 중 가장 완벽한 수집을 했고, 측정된 회전속도를 은하계에서 단지 빛을 내는 물질만이 존재한다는 가정 하에 예상되는 회전속도와 비교했다. 관측된 회전속도는 많은 양의 암흑물질이 우리 주위에 존재하지 않는다면, 그리고 우리와 은하계 사이에 존재하지 않는다면 설명될 수 없다”라고 스톡홀름 대학 물리학과의 미구엘 파토(Miguel Pato)는 말한다.[9]

중력에 대한 물리학을 상세하게 언급하지 않고, 항성(별)과 같은 천체들이 왜 은하계의 중심을 돌고 있는 이유는 무엇일까? 이러한 의문에 대한 비판적 검토는 많은 것을 학습할 수 있게 해준다.

암흑물질 입자는 40년 이상의 탐색에도 불구하고, 실험실 실험에서 관찰된 적이 없다.

암흑물질(dark matter)은 그것을 볼 수 없기 때문에, 암흑이라고 불린다. 암흑물질 입자는 40년 이상의 탐색에도 불구하고 실험실 실험에서 관찰된 적이 없다. 나 자신도 심지어 몇 년 동안 WISPs로 분류되는, 추정되는 암흑 영역의 입자인 ‘paraphotons’를 찾기 위한 시간을 보냈었다.

소위 암흑물질 입자가 빛, 또는 X-선, 또는 다른 전자기파에 의해 관측될 수 있다면, 그 식별은 쉬울 것이다. 그러나 위 기사의 저자는 어떻게 ”직접적인 관측 증거”라고 주장할 수 있는 것일까? 어떻게 ”은하 바깥 부분에 암흑물질의 존재는 잘 확립되어 있다”고 주장할 수 있는 것일까? 그들은 암흑물질을 관측하지 못했으며, 어떤 방사선을 가스구름으로 내보내고, 그 반응을 되돌려 받는 것과 같은 실험을 하지 않았다.

실험자는 다른 방법으로는 볼 수 없는 입자를 탐지하는 것과 같은, 어떤 실험을 해야만 할 것이다. 그래서 어떤 방사선에 대한 반응이 나타난다면, 그것은 존재한다는 것을 의미한다. 그것은 사람이 자신의 눈으로 볼 수 있어야만 한다는 것을 의미하지는 않는다. 예를 들어 전자가 존재한다는 것을 알 수 있다. 그것은 논란이 되지 않으며, 많은 실험들에 의해서 그 존재가 반복적으로 확인되었다. (흥미롭게도, 우리는 그들이 얼마나 작은지 알지 못한다. 그것은 여전히 공개된 질문이다.)

보이지 않는 다량의 암흑물질을 가정하지 않는다면, 은하계에서 일어나는 관측은 설명될 수 없다는 주장을 어떻게 할 수 있는 것일까? 그러한 주장을 하기 위해서는, 다른 모든 가능성들을 조사해보고, 배제시켰다는 것인데, 그것을 어떻게 보장한단 말인가? 이 경우 실험실 실험이 아니라는 것을 기억해야 한다. 그러한 주장을 하기 위해서는, 모든 것을 아는 신이 되어야 한다.

은하계의 가스와 별들로부터 오는 빛은 망원경으로 관측되지만, 더 구체적으로 관측되는 것은 그 광원들로부터 오는 빛의 스펙트럼 선(spectral lines)들이다. 그리고 그들은 적색편이(red-shifted), 또는 청색편이(blue-shifted) 된 것으로 보여진다.(스펙트럼 선이 실험실에서 동일한 유형의 가스 시료와 비교하여 적색 끝 또는 청색 끝으로 이동된다.) 이들 효과는 잘 확립된 도플러 효과(Doppler Effect)에 의해서 발생하는 것으로 해석된다. 가스 입자(또는 별)의 움직임이 빛에서 이 도플러 효과를 일으키는 것이다. 그리고 그것은 가스와 별이 은하 중심부 주변을 특정 속도(일반적으로 100~300km/s)로 움직이는 것을 의미한다고 해석된다.

그 해석에도 몇 가지 가정(assumptions)이 필요하다. 그러나 한 가정만을 제외하고, 모든 것들은 합리적이고 알려진 실험물리학 내에 있다. 그 한 가정은 가스나 별들이 있는 은하에서도 중력의 법칙이 사실일 것이라는 가정이다. 즉, 태양계 내에서 매우 잘 확립된 중력의 법칙이, 은하계와 그 밖의 우주에서도 수정 없이 적용될 수 있을 것이라는 가정이다.

이 사진은 남반구에서 볼 수 있는 우리 은하. 은하계 원반의 사진 위로 추적하는 가스나 별의 회전곡선을 나타내고 있다.[11] 추적자(tracer)는 태양에 대한 상대적 도플러운동에 따라 파란색 또는 빨간색으로 색상이 지정된다. 구형의 대칭적 푸른 후광은 분석에서 유추된 암흑물질 분포를 보여준다. (Serge Brunier/NASA fig1)

그러나 그 법칙이 우주 모든 곳에서 보편적인지는 알 수 없다. 그러나 그것이 보편적일 것으로 가정하고, 은하의 모델이 만들어지는 것이다. 관측된 속도(그리고 그 속도는 이곳에서 동의하고 있는 적색편이 및 청색편이의 의미로 해석되는)가 예상되는 경향을 따른다면, 우리는 모든 것이 좋고, 뉴턴의 법칙(중력)은 잘 작동된다고 말할 수 있다. 그러나 문제는 그것들은 예상과 다르다는 것이다. 별과 가스는 뉴턴의 법칙이 예상하는 것과 다르게, 은하 주변을 너무 빨리 움직인다는 것이다. 그 상황이 수억 년 동안 계속되었다면, 은하계의 원반 영역에 있는(우리 태양계가 위치한) 별들은 멀리 날아가 버렸을 것이고, 장구한 시간이 흘렀다면  은하계는 분해되었어야 하는 것이다. 그러나 은하계가 안정되어 있고, 100억 년 이상의 나이로 추정되고 있기 때문에, 그 예상은 맞지 않는다는 것이다.

따라서 결론은 중력의 법칙이 잘못되었거나, 은하에는 우리가 볼 수 없는 더 많은 물질이 있다는 것이다. 그래서 거의 항상 은하에는 은하 질량의 80-90%를 차지하는 숨어있는 암흑물질이 있다고 가정되는 것이다.[12] 과거에 천문학자들은 내태양계에서 수성 궤도의 이상을 설명하기 위해서, 암흑 행성인 벌컨(Vulcan, 그 당시의 암흑물질)이 필요하다고 생각했었다.[13] 그러나 뉴턴의 법칙을 개선하고 추가시킨 아인슈타인의 발견으로 그것은 필요하지 않았다. 따라서 알지 못하는 새로운 물질을 발명해내는 것보다, 뉴턴의 물리학을 개선했던 아인슈타인의 물리학처럼, 새로운 물리학을 생각하는 것이 오히려 합리적일 것이다. 그러나 오늘날의 뉴스 제목들은 마치 암흑물질을 직접 관측한 것처럼, 암흑물질을 발견했다고 과대 선전하는 경향이 있다.

따라서 알지 못하는 새로운 물질을 발명해내는 것보다, 뉴턴의 물리학을 개선했던 아인슈타인의 물리학처럼 새로운 물리학을 생각하는 것이 오히려 합리적일 것이다.

한 뉴스의 제목은 ”우리 은하의 중심부에서 암흑물질이 관측되었다”이었다.[14] 그리고 그 기사는 ”그러나 지금까지는 가장 안쪽 지역에 암흑물질의 존재를 확인하는 것이 매우 어렵다는 것이 입증되어왔다.”[15]라고 말한다. 당신은 그것이 모두 잘 확립된 과학이라는 인상을 받는다. 이것은 은하 중심핵의 양쪽에 나타난 적색편이 및 청색편이 별들을 가진 우리 은하를 보여주는 위의 그림에서 나타나있다.

또 다른 뉴스는 ”우리 은하는 이전에 생각했던 것보다 절반 양의 암흑물질을 가지고 있음이 새로운 측정으로 밝혀졌다”라는 제목을 갖고 있었다.[16] 이 이야기는 우리 은하 주위에 많은 왜소한 위성은하들이 있으며, 그 움직임에 따라 우리 은하의 질량이 결정될 수 있다는 것이다. 이것은 중요하다. 왜냐하면 표준 우주론에 따르면, 은하의 질량은 그것의 형성 과정에 의해서 결정되며, 그 형성 과정은 가정되고 있는 우주론으로부터 결정되기 때문이다.

이러한 이야기들에서, 소위 ‘측정’이 한 미스터리가 해결했다고 주장한다. 기억해야할 것은 빅뱅모델은 가정되고 있는 것이다. 그들의 주장은 ‘람다 차가운 암흑물질 이론(Lambda (Dark Energy) Cold Dark Matter theory)’이라고 불리는 것이다. 이것은 육안으로 볼 수 있는 우리 은하 주위에 몇 개의 큰 위성 은하가 있어야한다고 예측한다. 그러나 그것은 우리가 관측하는 것이 아니다. 그러나 새로운 측정은 그 문제를 해결했다고 추정하고 있었다 :

암흑물질의 질량에 대한 우리의 측정을 사용한다면, 이론은 단지 3개의 위성은하가 있어야만 하는 것을 예측한다. 이것은 정확하게 우리가 보고 있는 것이다. 즉 대마젤란운(Large Magellanic Cloud), 소마젤란운(Small Magellanic Cloud), 궁수자리 왜소은하(Sagittarius Dwarf Galaxy) 이다.

연구에 참여한 시드니 대학의 천체물리학자인 게레인 루이스(Geraint Lewis) 교수는 이 잃어버린 위성은하 문제(missing satellite problem)는 ”거의 15년 동안 우주론적 측면에서 가시”가 되어왔었다고 말했다.[17]

첫째, 이론을 공식화하기 전에, 알고 있는 어떤 것도 예측될 수 없다. 그것은 예측이 아니다. 둘째, 암흑물질은 관측될 수 없다. 암흑물질의 '양'은 왜소은하 및/또는 우리 은하의 별과 가스들의 움직임으로부터 추정되는 것이다. 그러나 비정상적 움직임의 원인이 '잃어버린 암흑물질' 때문이라고 가정되고 있었다.

뉴스 기사로부터, 당신은 암흑물질이 직접적으로 관측되었다고 생각할 것이다. 하지만 그렇지 않다. 그러나 그것이 왜 그렇게 중요한가? 로제타 우주 탐측기가 태양계의 기원에 대해 발견했다고 말하는 것처럼, '암흑물질 매핑(mapping)'은 은하계의 진화를 발견하는 것이라고 생각하고 있다.

”우리의 방법은 전례가 없는 정밀성으로, 우리 은하에서 암흑물질의 분포를 측정하기 위한, 미래의 천문 관측들을 허용할 것이다. 이것은 우리 은하의 구조와 진화에 대한 우리의 이해를 다듬을 수 있게 해줄 것이며, 암흑물질 입자를 찾고 있는 전 세계의 많은 실험들에 대해, 보다 견고한 예측을 촉발할 것이다. 그러므로 이 연구는 암흑물질의 본질에 대한 탐구에 앞서서, 하나의 기본적인 단계를 구축하는 것이다.”라고 미구엘 파토는 말한다.[18]

암흑물질은 실험실 실험에서 결코 확인되지 않았지만, 존재하는 것으로 이미 간주되고 있다. 동일한 유형의 분석이 은하, 위성은하, 은하단, 초은하단 뿐만 아니라, 우주 전체에 적용된다.

암흑물질은 결코 관측되지 않고 있다. 다만 만유인력 법칙의 가정 하에 '입자'들의 움직임으로 추론되고 있는 뿐이다.

또 다른 기사의 제목은 ”은하단(galaxy cluster)에는 너무 많은 암흑물질? ‘암흑코어'는 결국 그렇게 어둡지 않을 수도 있다”였다.[19] 은하단이 분석될 때, 암흑물질은 은하단이나 구성하는 은하들에 있는 기체의 '움직임' 또는 특성을 통해서, 그 존재가 가정된다. 암흑물질은 결코 관측되지 않았다. 단지 보편적인 중력의 법칙(만유인력 법칙)의 가정 하에, '입자'들의 움직임으로 인해 추론되고 있을 뿐이다.

중력을 포함하여 잘 정립된 법칙들을 적용하여, 은하단이 수십억 년의 나이에서도 안정적일 것이라는 가정에 기초하여, 예상했던 것보다 암흑물질이 부족한 것으로 결정하는 것이다. 이 모든 것은 이들 슈퍼 질량의 천체들에 대해서, 중력의 법칙을 적용하기 때문에, 그리고 동일과정설적 해석을 적용하기 때문에 발생하는 것이다. 이것들 중 어느 것도 입증될 수 없다.

”암흑물질은 보이지 않기 때문에, 그것의 존재와 분포는 중력효과를 통해서 간접적으로 발견된다. 암흑물질과 빛을 내는 정상물질의 중력은 거대한 돋보기처럼, 은하와 그 뒤에 있는 은하단으로부터의 빛을 굴절시키고 왜곡시키며, 공간을 뒤틀어 놓는다. 천문학자들은 거대한 은하단에서 암흑물질의 존재를 추론하기 위해서, 중력렌즈(gravitational lensing)라고 불리는 효과를 사용한다.”[20]

이 연구에서 Abell 520 은하단의 관측에, 아인슈타인의 개선된 중력이론에서 나온 어떤 것이 사용되었다. 이것은 뉴턴의 이론에서는 발견되지 않았었다. 그 이론에서 그것은 중력렌즈 효과(gravitational lensing)로서, 은하단의 물질들은 우주 공간을 통과하는 빛의 경로를 왜곡하는 거대한 렌즈라고 생각할 수 있다. 암흑물질을 사용하여 중력렌즈를 모델링함으로써, 그들은 이론을 관측과 일치시키려고 노력했고, 따라서 은하단에서 암흑물질의 존재를 추론하고 있었다. 그들은 암흑물질의 '직접적인' 영상이라고 주장하지 않는다.

이것은 본질적으로 순환논법(circular reasoning)이다. 그것은 이렇게 진행된다. 우주는 안정적이며, 은하들과 은하단을 만들면서, 100억 년 이상 동안 진화해왔다. 은하와 은하단을 '창조'했던 유일한 주체는 그 물질에 작용하는 중력의 법칙이었다. 그것은 가정되는 우주론의 배경에 깔려있는 기본적 가정이다. 이것은 또한 가장 기괴한 재료인 암흑에너지(Dark Energy)를 포함한다. 그런 다음 관측치를 이론 모델에 맞추기 위해서, 암흑물질을 포함시켜야하며, 그렇지 않으면 모델을 폐기해야한다. 따라서 암흑물질의 '존재'는 처음부터 전제되어 있는 동일과정설적 가정(uniformitarian assumption)의 생산품(product)인 것이다. 우주 스스로가 중력의 영향 하에서 오직 물질만으로 은하와 은하단들을 만들었기 때문에, 보이지 않는 엄청난 양의 암흑물질들이 있어야만 하는 것이다.

대안적으로, 만약 은하들이 수십억 년의 나이를 갖지 않는다면, 그리고/또는 은하들이 오랜 기간 동안 안정된 상태가 아니었다면, 암흑물질을 포함시킬 필요가 없는 것이다. 또는 은하들이 나선 구조를 갖은 채로 수억 년 동안 존재했다 할지라도(성경적 창조론자들은 시간 팽창(시간의 느려짐) 우주론에서 그것이 가능하다고 말한다. 즉 지구 시계에 비해 우주 시계가 매우 빠르게 흘러갔다면), 은하들이 안정되어 있었을 가능성이 있으며, 우주의 초거대 스케일에서 중력의 법칙을 확장하는 새로운 물리학이 적용되었을 다른 가능성이 있는 것이다.

이러한 개념은 우주가 대략 6000년 전에(지구 시계로 측정된 값) 창조되었다는 것을 분명히 밝히고 있는 창세기의 기록된 그대로의 해석과 일치할 수 있다. 왜 암흑물질에 호소해야 하는가? 그러한 주장은 궁극적으로 우주가 자연적 과정으로 저절로 만들어졌고, 창조주 하나님은 없다고 믿는, 진화론적 물질주의 때문이다.


암흑물질 영역에서의 빛

그러나 일부 과학자들이 우주에서 암흑물질 입자로부터 나오는 복사선(radiation)을 검출했다고 주장할 수도 있다. 나는 이전에 은하들 사이의 매질에서, 어떠한 근원도 밝혀지지 않은 곳에서, 너무 많은 빛이 나와, 어떤 가상의 암흑물질 입자가 붕괴된 결과로서 이론화하는 아이디어를 보고한 적이 있었다. 이것은 이론과 관측 사이의 불일치에 의한 것으로, 따라서 암흑물질이 해결책으로 제시됐었다.

이제 당신은 암흑물질 입자를 추정하는 것이 얼마나 편리하며, 실제로 암흑의 영역에서 나오는 어떠한 것도 쉽게 암흑물질 때문이라고 말해지는 것을 깨달았을 것이다. 기본으로 전제된 이론을 기각시킬 필요 없이, 그 이론과 틀린 관측이나 누락된 관측들을 쉽게 설명해버리는 것이다.

예를 들어, ”암흑물질 탐색을 위한 희미한 빛”[21] 또는 ”연구자들은 암흑물질의 가능한 신호를 탐지하다”[22] 라는 기사를 읽어보면, 천문학자들은 이렇게 주장하고 있었다 :

”... 은하단과 은하의 스펙트럼에서 암흑물질의 간접적인 신호를 발견했다... 그들은 동일한 결론을 내렸다. 페르세우스 은하단의 X-선 스펙트럼에 작은 스파이크가 숨겨져 있었다. 어떤 알려진 원자 변이로도 설명할 수 없는 빈도로 말이다.”[23]

분명히 두 그룹의 천문학자들은 다른 은하단에서 오는 일부 X-선들 중 한 신호를 발견했다. 알려진 물리학으로는 설명할 수 없기 때문에, 암흑물질로 결론짓는 것이다.

연구자들은 다른 알려진 중성미자(neutrinos)와 상호 작용이 없기 때문에, '비활성'이라고 불리는, 새로운 종류의 중성미자가 붕괴되는 것으로 보았다. 비활성 중성미자(sterile neutrino)는 질량을 가지고 있기 때문에, 잃어버린 암흑물질에 책임을 지울 수 있다.'[24]

나는 이전에 표준 빅뱅 우주론이 사실이라고 가정할 때, 입자물리학의 표준 모델을 구조하기 위해 제안된 암흑복사(Dark Radiation)라 불리는, 가설적인 비활성 중성미자에 대해 논의했었다. 그 문제는 본질적으로 오직 우주론과 천체물리학에서만 발생한다. 왜냐하면 반복적 실험을 통해 실험실에서 매우 잘 테스트된, 매우 성공적인 입자물리학 이론에서는, 또 다른 중성미자를 필요로 하지 않기 때문이다. 

우주에서 암흑물질을 찾는 목표는 무엇인가? X-ray 연구에 참여했던 과학자 중 한 사람인 보야르스키(Boyarsky)는 다음과 같이 말했다 :

”우주에서 암흑의 구조들을 추적하기 위해서 어디를 봐야하는지 알게 될 것이며, 우주가 어떻게 형성되었는지를 재구축할 수 있을 것이다.”[25]

내가 더 말할 필요가 있겠는가? 그것은 철학에 의해서 추진되고 있는 것이다. 유물론적 자연주의(materialistic naturalism)는 모든 곳에서 기본적 철학이 되고 있으며, 암흑물질은 그러한 세계관을 유지하기 위해 사용되고 있는, 알지 못하는 간격의 ‘신’인 것이다.


은하 형성에 있어서 기본적 요인 암흑물질

암흑물질은 항성과 은하들의 형성(탄생)에 결정적 요인이다. 암흑물질이 없다면, 항성과 은하들은 자연적 과정으로는 결코 형성되지 않는다. 나는 별의 형성에 대해 다른 글에서 다룰 것이지만, 이것을 고려해 보라. 만약 별과 은하가 어떻게 형성됐는지 알지 못한다면, 관측하고 있는 우주가 어떻게 형성되었는지, 잘 알지 못할 것이다.

은하 형성은 빅뱅 우주론에서 심각한 문제이다.

자연적 과정에 의한 은하 형성(galaxy formation)은 빅뱅 우주론에서 심각하고 커다란 문제이다. 우주에서 거대한 규모의 구조물(초은하단, 은하필라멘트 등)에 대한 모델 컴퓨터 시뮬레이션에서, 암흑물질은 처음부터 가정되고 있다. 개별 은하의 수축에 있어서도 암흑물질은 가정된다. 암흑물질의 임계 밀도에서 시작하여, 모델은 중력 하에서 은하 형성(탄생)을 나타낼 수 있다. 거기에서 암흑물질은 은하를 형성하기 위해서, 중심 영역으로 정상물질들을 끌어당긴다.

암흑물질은 빛을 내는 정상물질의 얇은 원반을 가지는 나선은하의 주변에 구형 후광으로 존재해야만 한다. 이 상태는 나선은하의 원반에 있는 수천 개의 가스와 별들의 속도에 대한 연구에 의해서 결정되었다. 그러나 암흑물질 첨점 문제(dark matter cusp problem)라 불리는 문제가 여기에서도 존재한다. 이 문제는 보이지 않는 물질들이 중력 법칙의 영향 하에서 행동하는 물질에서 예측되는 것과 같이 행동하지 않기 때문이다.

암흑물질은 정상물질과 같이 중력의 영향을 받는 것이기 때문에, 그것은 은하의 중심 부근에 쌓여져 있어야만 한다. 암흑물질의 밀도는 중심부에서 최대가 되어야한다. 따라서 그곳에서 밀도 분포에 첨점(cusp) 또는 피크가 되어야만 한다. 그러나 별과 가스의 움직임을 정확하게 모델링하는 데에, 암흑물질은 중앙 코어에서 필요하지 않다. 단지 원반 영역에서만 필요하다. 이들 은하의 중심핵에 있는 눈에 보이는 물질들은 뉴턴의 중력 하나만으로도 쉽게 설명될 수 있다.

따라서 암흑물질의 존재를 추론하는 연구에서도 중력의 영향 하에 물질들이 행동하는 것과 모순된다.


왜소은하(Dwarf Galaxy). NASA, ESA, and The Hubble Heritage Team (STScI/AURA)

왜소은하(dwarf galaxies)들에 관한 한 연구에서 이 문제가 강조되고 있었다 :

”우리의 측정은 왜소은하에서 차가운 암흑물질의 구조에 관한 기본적인 예측과 모순된다. 이론가가 그 예측을 수정할 수 없다면, 차가운 암흑물질은 관측 데이터들과 일치하지 않는다”고 워커(Walker)는 말했다.

”왜소은하는 별처럼 최대 99%의 암흑물질과 단 1%의 정상물질로 구성되어 있다. 이러한 불일치로 인해 왜소은하는 암흑물질을 이해하고자하는 천문학자에게 이상적인 표적이 되고 있다.”

”그들의 자료에 따르면.., 암흑물질은 수백 광년에 걸쳐 비교적 넓은 지역에 균일하게 분포되어 있다. 이것은 암흑물질의 밀도가 은하의 중심 쪽에서 급격하게 증가해야한다는 예측과 모순된다.”

”만약 왜소은하가 복숭아라면, 표준 우주론 모델은 중심부에서 암흑물질의 '커다란 씨(pit)'를 발견해야만 한다고 말한다. 대신, 우리가 연구한 처음 두 개의 왜소은하는 씨가 없는 복숭아와 같다”고 페나루비아(Peñarrubia)는 말했다.[26]

”씨 없는 복숭아”는 이들 은하의 중심부에 암흑물질이 없다는 것을 의미한다. 비록 이들 연구자들이 은하들의 물질 함량의 99%가 암흑물질이라고 암묵적으로 가정하고 있었지만, 그들 자신의 관측(별과 가스의 움직임에 대한 관측)은 암흑물질 패러다임과 적합하지 않았다. 내가 알고 있는 지식으로는, 이러한 연구가 행해지는 모든 은하들에서 그것은 사실이다.


결론

천체물리학과 우주론은 본질적으로 어떤 철학적 토대 위에 작동되는 것이다. 기초 모델을 구축함 없이 어떤 종류의 과학도 할 수 없다. 나는 이 철학을 세계관(worldviews)이라고 부를 것이다. 그리고 우리 모두는 세계관을 가지고 있다. 우리는 이 세계와 그것이 어떻게 시작되었는지에 관해, 우리가 믿고 있는 것을 토대로 세계관을 형성한다. 여기에서 차이점은 본인의 세계관은 창조주 하나님께서 대략 6000년 전에 우주를 창조하셨다는 성경적 진리에 근거하고 있다는 것이다. 그것은 어떤 종류의 사건, 빅뱅, 가짜 진공에서의 양자요동의 결과가 아니었다. 그렇다면 하나님은 성경에 그렇게 말씀하셨을 것이다.

현대 우주론과 우주의 기원에 있어서, 철학적 기초가 되고 있는 세계관은 무신론이다. 거기에 창조주를 위한 자리는 없고, 오직 인간이 자신들이 발견했던 것에만 의존한다. 결과적으로 인간은 자신들의 모델을 우주로부터 오는 증거인, 관측 데이터들에 맞추기 위해서, 모든 종류의 퍼지요인(fudge factors, 날조)들에 의존해야했다. 암흑물질이 이로부터 만들어졌다. 그러나 그러한 문제가 해결된다고 가정했을 때에도, 추정되는 암흑물질은 중력의 영향 하에서 정상물질처럼 행동하지 않는다. 그것은 소설보다 더 이상한 것이고, 벌거벗은 임금님이 입었던 새 옷보다 이상한 것이다.



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References and notes
1. NASA declares End of Deep Impact Comet Hunter Mission, spaceflight101.com, September 2013.
2. Comet Tempel 1.
3. What is spectroscopy?, solarsystem.nasa.gov, accessed February 2015.
4. Comet 67P/Churyumov-Gerasimenko.
5. Rosetta’s frequently asked questions, esa.int, accessed February 2015.
6. Cho, A., A singular conundrum: How odd is our universe?, Science 317:1848–1850, 2007.
7. Long, J., Tests of Gravity at the 100 Micron Scale and Below, slac.stanford.edu.
8. Evidence for dark matter in the inner Milky Way, sciencedaily.com, February 2015.
9. Ref. 8.
10. Povey, R., Hartnett, J.G., Tobar, M.E., Microwave cavity light shining through a wall optimization and experiment, Phys. Rev. D 82:052003, 2010; Povey, R., Hartnett, J.G., Tobar, M.E., Microwave cavity hidden sector photon threshold crossing, Phys. Rev. D 84:055023, 2011; Parker, S.R. , Hartnett, J.G., Povey, R.G., and Tobar, M.E., Cryogenic resonant microwave cavity searches for hidden sector photons, Phys. Rev. D 88:112004, 2013.
11. Iocco, F., Pato, M., and Bertone, G., Evidence for dark matter in the inner Milky Way, Nature Physics, 2015; DOI: 10.1038/nphys3237. Return to text.
12. It is usually considered ‘alternative,’ sometimes even ‘crackpot’ when the law of gravitation is challenged.
13. Hartnett, J.G., Dark radiation in big bang cosmology11 November 2014; creation.com/dark-radiation.
14. Dark matter observed in the heart of our galaxy, sciencedaily.com, February 2015.
15. Ref. 14.
16. Milky Way has half the amount of dark matter as previously thought, new measurements reveal, sciencedaily.com, October 2014.
17. Ref. 16.
18. Ref. 8.
19. Too much dark matter in galaxy cluster? ‘Dark core’ may not be so dark after all, sciencedaily.com, November 2012.
20. Ref. 19.
21. Glimmer of light in the search for dark matter, sciencedaily.com, February 2014.
22. Researchers detect possible signal from dark matter, sciencedaily.com, December 2014.
23. Ref. 21.
24. Ref. 21.
25. Ref. 22.
26. Dark matter mystery deepens, sciencedaily.com, October 2011.



번역 - 미디어위원회

링크 - http://creation.com/why-dark-matter-everywhere

출처 - CMI, 31 March, 2015 (GMT+10)

구분 - 5

옛 주소 - http://www.kacr.or.kr/library/itemview.asp?no=6658

참고 : 6654|6651|6596|6565|6502|6427|6359|6130|6086|6014|5871|5370|5290|4698|4688|4045|4255|4291|4370|4427|4595|4727|5325|5449|5487|5543|5552|5570|5630|5677|5781|5805|5807|5829|5849|5868|6538|6517|6509|6473|6460|6454|6412|6398|6368|6362|6357|6356|6343|6342|6298|6273|6267|6261|6231|6213|6202|6195|6194|6169|6140|6121|6068|6045|5881|5887|5908|5921|5953|6005|6019|6046|6101|6117|6139|6154|6155|6185|6219|6259|6262|6279|6281|6294|6301|6334|6339|6344|6348|6367|6375|6377|6395|6404|6428|6498|6578|6601|6616|6631

John G. Hartnett
2017-08-01

별의 자연적 탄생은 암흑물질을 가정하지 않는다면 불가능하다. 

(Stars just don’t form naturally ‘dark matter’ 

the ‘god of the gaps’ is needed)


       '암흑물질(dark matter)'은 표준 물리학에서 자연적인 과정으로 별(항성)이 형성되는 데에 필수적 성분이다. '암흑물질'은 가상의 이질적 형태의 물질로서, 실험실 물리학으로는 알지 못하며, 어떤 방식으로든 빛과 상호작용하거나 빛을 방출하지 않으므로, 전파에서 감마선까지 전자기파 스펙트럼 내의 모든 형태의 탐지로부터 보이지 않는다. 따라서 '암흑물질' 자체는 표준 물리학의 범위를 벗어난 것이다. 그것은 하나의 특별한 속성을 부여하여 만들어낸 물질로서, 정상적 물질과는 다르게, 단지 중력의 원천이 되고 있는 물질이다.


암흑물질을 찾기 위한 시도.

그림 1. 발전된 방법을 사용하여 탐지된 암흑물질의 이미지.


그러나 직접적인 측정으로 암흑물질이 발견되었을까? 그것은 나선은하의 팔에 있는 별과 가스의 움직임이, 표준 뉴턴물리학이 예측하는 케플러의 법칙과 부합하는 곡선을 따르지 않는, 비정상적인 것에 기인하여, 그 존재를 추론하고 있는 물질이다. 암흑물질은 지난 40년 동안 실험실에서 탐색하여 왔지만 발견되지 않았다. 그러나 그것은 존재한다고 믿어지고 있다. 이것은 일종의 '간격의 신(god of the gaps, 어떻게든 기적적으로 이루어졌을 것이라는 주장)'이 되고 있으며, 현대 우주론에서 필수적인 요소이다. 암흑물질을 도입하지 않는다면, 많은 천체물리학적 관측들은 물리학의 표준 법칙으로 예상되는 것들과 일치하지 않는다. (그림 1의 암흑물질 참조).

별들이 없다면, 우주는 없을 것이다.

이론물리학자인 모르데하이 밀그롬(Mordehai Milgrom)은 암흑물질의 대안으로서, 수정 뉴턴 역학(Modified Newtonian Dynamics, MOND)이라고 불리는 이론을 제안했다. 거기에서 그는 초거대 스케일의 은하에 대한 중력의 법칙을 약간 변화시켜, 더 큰 스케일에서 은하의 회전곡선과 은하들의 동력학적 문제를 해결했다. 2014년에, New Scientist 지의 글에서[1], 밀그롬은 기자 마커스 초운(Marcus Chown)의 질문을 받았다 :

”이제 암흑물질에 대한 대안을 진지하게 받아들여야할 시기가 되었다고 말하는 이유는 무엇입니까?”

그가 대답했다 :

”대형 강입자충돌기(Large Hadron Collider) 등의 많은 지하 실험들과 몇몇 우주 탐사를 포함하여, 암흑물질을 연구하는 많은 실험들은 설득력 있는 어떤 것도 찾지 못했습니다. 이것은 선도적인 암흑물질 모델이 실패했다는 것을 깨닫는 거의 종착역에 이른 것처럼 보입니다. 무엇보다도 실제로 관측되고 있는 것보다 훨씬 더 많은, 우리 은하수를 돌고 있는, 왜소은하(dwarf galaxies)들이 있어야만 하는 것이 예측됩니다.”

이 후자의 문제는 내가 ”왜 우주 도처에 암흑물질이 있어야하는 이유는?(Why is Dark Matter everywhere in the cosmos?)” 글에서 지적했었다. 이 글에서는 은하들의 형성이 아니라, 별들의 형성에 관한 문제에 (두 개가 서로 관련이 있지만) 초점을 맞출 것이다. 별들이 없다면, 은하들은 존재하지 않을 것이다. 그러나 그 문제를 다루기 전에, 짚고 넘어가야할 것들이 있다.


우주의 대규모 컴퓨터 시뮬레이션

BBC News의 한 기사의 제목은 ”우주 진화를 실험실에서 재현했다” 였다.[2] 이 이야기는 ”우주가 어떻게 진화했는지에 대한 가장 완벽한 시각적 시뮬레이션을 만든 연구자들”에 관한 이야기였다. 그들은 슈퍼컴퓨터를 사용하여...”주장되는 초기 우주에서 최초의 은하가 암흑물질이라고 불리는, 불가사의하고, 볼 수 없는 물질 덩어리 주위에서, 어떻게 형성되는지를 보여주었다”고 주장했다.[2] 그림 2는 실제 우주와 비교한 그들의 시뮬레이션 결과를 보여주고 있다. 결과는 매우 좋은 것처럼 보인다. 그렇지 않은가? 그들은 정말로 우주의 기원에 관한 문제를 해결했는가?

그들은 별 크기의 스케일에서가 아니라, 우주와 은하들 형성에 대해 거대 스케일로 연구를 수행했다. 그 기사는 말하고 있었다 :

”시뮬레이션은 태초에, 우주론자들이 '암흑물질'이라고 부르고 있는, 우주 나무의 가지들처럼 우주의 빈 공간을 가로 질러 넓게 펼쳐져있는 미스터리한 물질들의 가닥을 보여주고 있다. 수백만 년이 지남에 따라, 암흑물질은 첫 번째 은하를 위한 씨앗을 형성하도록 뭉쳐졌고, 집중되었다.”

그림 2. 왼쪽은 허블망원경으로 촬영한 실제 우주이다. 오른쪽은 시뮬레이션에서 출현한 것이다. (Credit Ref. 2.)

그들은 암흑물질을 '씨앗(seeds)'으로 사용해야만 했다. 그렇지 않다면, 은하들은 그들의 시뮬레이션에서 수축되지 않을 것이다. 카를로스 프랭크(Carlos Frenk, Durham University) 교수는 다음과 같이 말했다 :

”당신은 실제처럼 보이는 별과 은하들을 만들 수 있다. 그러나 그것은 격발시킨 총은 암흑물질이다.”

이 알지 못하는 '간격의 신(god of the gaps)'이 없다면, 그 시뮬레이션은 실제 우주처럼 보이는 어떠한 것도 만들 수 없다. 알려진 물리법칙들은 그것을 허용하지 않을 것이다. MIT의  보겔스버거(Vogelsberger) 박사는 다음과 같이 말했다 :

”(시뮬레이션에서) 암흑물질을 포함시키지 않는다면, 그것은 실제 우주처럼 보이지 않을 것이다.”

마지막으로 우주론자인 로빈 캐치폴(Robin Catchpole, 케임브리지의 천문학 연구소) 박사는 기자가 주의사항이라고 부른 내용을 추가하고 있었다 :

그는 그 시뮬레이션을 '장엄한' 것으로 찬사를 보냈지만, 다음과 같은 말을 덧붙였다. ”사람들은 단순히 그것의 시각적 아름다움에 취해서는 안 된다. 은하계가 어떻게 출현했는지에 대한 물리학과는 아무런 관련이 없는, 은하처럼 보이는 것들일 뿐이다.”


별의 탄생에 있어서 필수적 요소

위의 기사에서 카를로스 프랭크 교수가 지적했듯이[2], 암흑물질은 별(stars)들을 만드는데 필수적인 요소이다. 그리고 알려진 물리학적 법칙들이 적용된 자연적 과정만을 의미한다.

가시적 우주는 약 10^11 개의 은하들이 있고, 각 은하는 평균 약 10^11 개의 별들을 가지고 있어서, 대략 총 10^22 개의 별들이 있는 것으로 추산된다. 따라서 별들의 형성은 우주론에 있어서 기초인 것이다. 별들이 없다면 우주는 없을 것이다. 그러나 세속적인 관점에서 볼 때, 별의 형성에 대한 이론적 이해는 매우 부족하다. 이론가들은 컴퓨터 시뮬레이션을 통한 연구를 통해, 초기 우주와 별들의 형성에 대한 과거사를 재구성해보려고 시도하고 있다.

주된 어려움은 중력, 높은 난류성 기체역학, 자기장, 복사선, 분자화학, 분진화학 등을 포함하는 물리적 형성 과정을 모델링하는데 있다. 별의 형성은 엄청난 범위의 크기와 시간뿐만 아니라, 오직 자연적 과정만을 가정하기 때문에, 슈퍼컴퓨터라도 시뮬레이션을 어렵게 만들고 있다.

오늘날 암흑물질은 별이 형성되는 모든 모의실험에서 필수적 요소로 추가되고 있다. 왜냐하면 어떤 가정된 수소 가스구름이 수력학적 평형에 도달하는 특정 크기로 수축되어야 하기 때문이다. 즉, 가스구름의 압축으로 발생된 열에 기인한 축적된 압력으로 인해, 구름을 바깥쪽으로 밀어내는 힘과, 구름 내의 모든 물질들에 작용하는 중력적 인력으로 인해, 구름을 안쪽으로 잡아당기는 힘이 동일하게 작동된다. 어떤 시점에서 이 한계를 극복하기 위해 다른 것을 도입하지 않는다면, 더 이상의 수축은 발생할 수 없다.

당신은 'virialized system(상호작용하는 입자들이 중력적으로 안정된 시스템)’이라는 표현을 들어보았을지 모르겠다. 그러한 상태에서 구름의 운동에너지와 중력적 위치에너지 사이에 균형이 형성된다. 일단 이것에 도달하면, 에너지가 구름을 통해 방출되어 냉각되는 경우가 아니라면, 더 이상의 변화는 발생할 수 없다. 이것은 무기한의 시간 동안 지속될 수 있으며, 물질의 밀도가 일정 값 이하이면 냉각은 불가능하다. 그러나 정상물질보다 암흑물질이 훨씬 더 많은 상태에서 시작한다면, 이 균형 상태는 극복될 수 있다. 이것은 나선은하가 85%의 암흑물질로 구성되어 있다는 주장에 의해서 정당화된다.

대부분 수소로 구성된, 어떤 원시 가스구름이 우주 기원의 뜨거운 빅뱅 시에 생성됐을 것으로 가정된다.[3] 그래서 단지 수소, 헬륨, 약간의 리튬만이 핵융합을 통해 형성됐을 것으로 추정되고 있다.[3] 그 이야기에 따르면, 3분에서 20분 후에 빅뱅 불덩어리는 냉각되어 더 이상의 핵융합이 일어날 수 없는 온도로 내려갔다.

초기에 원소(H, He)들은 고온 플라즈마(hot plasma)의 형태였지만, 약 38만 년 후에 플라즈마가 충분히 냉각되어, 양성자 및 다른 핵과 재결합한 전자들은 기초적인 수소와 헬륨 가스를 형성했다. 그 가스로부터 약 10억 년 후에, 주거나 받아서(그 모델은 유연하다), 첫 번째 별이 형성됐던 것으로 추정한다.[4] 그러나 이것은 커다란 문제를 갖고 있는데, 주장되는 원초적인 가스구름으로부터 첫 번째 별이 형성되도록 하는, 알려진 자연법칙(물리학)은 없다.


그림 3. 별의 형성에 관한 이야기.(Source: Spitzer Science Center. See Ref. 3.)


그림 3은 믿어지고 있는 한 별의 형성 과정을 보여준다. 그러나 그림 3a의 시뮬레이션은 밀도가 높은 코어(dence core)로부터 시작하고 있으며, 그림 3b에서 중력적 붕괴(gravitational collapse)가 일어나고 있다. 처음에 '암흑물질'과 같은 어떤 것이 추가되지 않는다면, 아무 일도 일어나지 않을 것이다.


극복할 수 없는 한계

구름의 압축 또는 냉각으로는 이 한계를 극복할 수 없고, 그것은 기본 물리학을 위반하는 것이다. 따라서 '어떤 것(something)'이 필요한 것이다. 그러나 일단 이 한계가 극복되면, 중력이 대신할 수 있다.(그림 3b). 그리고 원시별이 형성되기 위해서는, 구름은 더 압축되어야 하는데(그림 3c). 이러한 자연적 과정의 한계를 극복할 수 있는 메커니즘이 없다면, 압축되는 구름은 자연적으로 열이 발생될 것이고, 이 열은 추가적 압축을 방해할 것이며, 평형상태가 되게 할 것이다.


별의 형성에 관한 컴퓨터 시뮬레이션에서, 컴퓨터 프로그램은 이미 한계 질량에 도달한, 과도한 밀도에서 대게 시작한다. 따라서 이미 도달한 한계 질량은 문제가 되지 않는다. 왜냐하면 그림 3a, 3b에서 볼 수 있는 것처럼, 시뮬레이션은 그 지점을 지나서 시작되기 때문이다. 한계 질량 = Kρ^–1/2 T^3/2 으로, 여기서 K는 상수, ρ는 가스구름의 밀도, T는 절대온도이다.


별이 없는 우주, 즉 단지 수소와, 약간의 헬륨 가스와, 알려진 물리법칙만을 갖고 있는 우주는 우리가 살고 있는 우주가 아니다. 자연적으로 이 문제를 극복하기위한, 즉 별의 자연적 과정에 의한 형성 문제를 극복하기 위한, 3가지의 가능성이 제시되고 있다.

1. 구름을 냉각시켜 계속 압축되게 하여, 밀도(ρ)를 증가시킨다. 결국 냉각이 발생하기위한 충분한 시간이 주어질 경우, 넘지 못할 한계가 극복되기를 기대한다.

2. 구름의 압축 한계를 극복하기 위해서, 뜨거운 플라즈마, 또는 초신성(supernova) 폭발과 같은 어떤 외부 힘을 사용하거나, 토카막(tokamak, 제어열 핵융합반응 실험장치)에 있는 것과 같은 자기장을 적용한다.  

3. 정상물질과는 상호작용하지 않는, 정상적인 열역학적 고려 사항에 영향을 받지 않는, 새로운 이질적 (암흑의) 물질을 도입한다. 따라서 구름에 열을 발생시키지 않고, 중력적 힘이 가해졌다고 가정한다. 따라서 그것은 가스 구름이 도달한 평형상태의 문제를 극복할 수 있게 해주고, 더 이상 붕괴하지 않도록 해서, 별이 형성될 수 있도록 했다고 추정한다.

근처의 폭발하는 별(초신성)이 가스구름을 압축할 수 있었다고 제안되어 왔고, 우리 은하계 근처에 있는 거대한 적색거성의 초신성 폭발 이후에, 우리의 태양이 형성되었다고 가정되고 있다. 충격파(shock waves)는 바깥쪽으로 진행하는 폭풍파에 의해서 생성된다. 그림 4에서, 중심 폭발 근원으로부터 바깥쪽으로 이동하고 있는 고온의 플라즈마('우주의 진주'로 알려짐)를 볼 수 있다. 그러나 가스구름의 압축 문제를 해결하기 위해서 초신성 폭발의 충격파를 도입하는 아이디어는 ”닭이 먼저인가, 달걀이 먼저인가?” 문제를 야기시킨다. 왜냐하면 주장되는 빅뱅 직후의 첫 번째 별의 기원을 설명하기 위해서, 항성 종족 III(population III stars)의 별들의 폭발을 사용하는 것은 매우 부적절해 보인다.


그림 4. 우주의 진주로 불리는 초신성 SN1987A. (Credit: P. Challis, R. Kirshner (CfA), and B. Sugerman (STScI), NASA)


또한 가스구름의 자기장(magnetic fields)도 조사 중이다. 구름이 구름을 운반하는 이온을 멀리 확산시키는 자기장을 제거할 수 없다면, 자기장은 붕괴의 장애물이 된다. 별 형성의 주된 희망은 수소 분자로부터의 적외선 복사를 통한, 냉각 채널을 통한 것이지만, 그것은 오랜 기간이 소요되므로, 시뮬레이션은 암흑물질과 수소(정상물질)의 혼합으로부터 시작한다. 가정되고 있는 암흑물질의 도움 없이는, 수억 년의 오랜 기간이 흐른다 하더라도, 항성은 만들어질 희망이 없다. 물리학은 여전히 문제인 것이다.

다음은 Scientific American 지의 ”우주 최초의 별”이라는 제목의 기사에서[7], 그 과정을 설명하고 있다 :

이러한 냉각은 원시 시스템에 있는 보통물질을 암흑물질로부터 분리시키는 데 필수적인 역할을 한다. 냉각되는 수소는 덩어리져 있고, 필라멘트 형이며, 원반처럼 보일 수 있는, 납작한 회전하는 형태로 정착된다. 그러나 암흑물질 입자는 복사선을 방출하거나, 에너지를 잃지 않기 때문에, 원시 구름에서 흩어져 남아있게 된다. 따라서 별의 형성 시스템은 보통물질의 원반과 암흑물질의 후광과 함께, 소형 은하를 닮게 될 것이다. 원반 내부에서, 가스의 밀도가 가장 높은 덩어리는 계속 수축할 것이고, 결국 그들 중 일부는 급격히 붕괴(runaway collapse)를 진행하여 별이 되었다.

다음은 최초의 별과 은하의 형성을 설명하는 일련의 그림에서 머리글로 쓰여졌다.

첫 번째 별을 만드는 과정이었던 원시의 동요는 오늘날의 별 형성과는 매우 달랐다. 그러나 이들 몇몇 별들의 맹렬한 죽음은 오늘날 우리가 보고 있는 우주의 출현을 위한 길을 열었다.

그림 5는 암흑물질과 보통물질(수소 가스)의 혼합물로 구성된, 원시 은하(protogalaxy)를 보여주고 있다. 

그림 5. Ref 7의 8쪽. 최초의 별 형성 시스템인 작은 원시 은하는 암흑물질(적색으로 표시)으로 알려진 기본 입자들로 대부분 구성되었다. 보통물질인 수소 가스(청색)는 초기에 암흑물질과 섞여 있었다고 가정한다.


기본적 물리학은 자연적 과정으로 가스 구름이 붕괴되어 별이 형성될 수 없다. 따라서 여기에서 암흑물질은 이러한 커다란 장벽을 극복하는데 사용되는 '간격의 신'인 것이다. 사실, 최초 원시 은하의 대부분은 암흑물질(알지 못하는 종류의 기본 입자)로 이루어져 있었다고 가정한다.[9] 암흑물질은 원하는 결과를 얻기 위해 필요한 특수한 특성을 부여받았다. 암흑물질은 복사선(radiation)을 방출하지 않는다. 이것은 일반적인 전자기 탐측 방법으로는 볼 수 없다는 것을 의미한다. 그것은 다른 정상물질 입자와 상호작용을 하지 않기 때문에, 에너지를 잃어버리지 않는다. 암흑물질은 구름 내의 뜨거운 가스 압력의 저항을 극복할 만큼 강한 중력을 만들어내는, 그래서 정상물질인 수소가 별로 수축되도록 하는, 일종의 '신'인 것이다. 이것은 억지로 꿰어 맞춘, 공상과학 이야기요, 소설인 것이다.


더 나아가 오늘날에도 근처 초신성 폭발의 충격파와 같은 외부적 힘이 미치지 않는 곳에서도, 별의 탄생을 관측할 수 있다고 주장된다. 대부분의 별 형성은 나선은하 팔의 '밀도파(density waves)'에서 발생된다고 주장되고 있다. 밀도파는 은하의 중력 포텐셜 우물(gravitational potential well) 주위를 돌고 있는 별들, 가스, 먼지들의 무수히 많은 상호작용으로부터 발생하는 중력효과이다. 그림 6을 보라.


이것을 자세히 살펴보자. 첫째, 은하의 나선 팔에 존재하는 물질이 가스 구름이 별로 붕괴되는 데에 필요한 중력적 힘을 제공했다는 것이 사실이라 할지라도, 이것은 최초 별의 형성 문제를 해결하지 못한다. 둘째로, 여기에 사용된 주장인 '밀도파'는 나선은하 팔 구조의 발달을 지지하는 한 이론이다. 그 이론은 대부분의 천체물리학과 동일한 문제를 가지고 있는데, 이것도 암흑물질을 필요로 한다는 것이다. 원반 지역에서 별들과 가스의 비정상적인 회전 곡선 때문에, 은하 주위에 후광으로 암흑물질이 존재한다고 가정하고 있는 것이다. 그것이 어디에서나 특히 가장 많이 코어 부근에서 발견될 것으로 가정하고 있다. 그러나 그것은 거기에서 필요하지 않다. 기억하라. 암흑물질은 관측되고 있지 않지만, 단지 별의 움직임에 대한 문제를 해결하기 위해서, 그 존재를 추측하고 있는 것이다.

별이 자연적 과정으로 형성되려면, 알려지지 않은 것들을 발명해내야만 한다.

'밀도파' 이론은 100억 년 된 은하가 어떻게 단지 한 두 번의 감겨짐(회전)만을 갖는 나선 팔을 갖고 있는지에 대한 문제를 해결하기 위해서 사용되고 있다. 한 번의 회전 기간이 2억 년 이라면, 그 은하는 50번의 감겨짐을 갖는 나선 구조를 갖고 있어야만 한다. 천문학자들은 이 문제를 나선 팔의 '감겨짐 문제(wind-up problem)'라고 부르고 있다. 문제는 은하 원반의 안쪽 부분이 바깥쪽 부분보다 빠르게 회전하기 때문에 발생한다. 은하는 단단한 고체 덩어리가 아니며, 회전할 때 은하의 나선 구조는 주장되는 100억 년의 나이에서는 완전히 파괴되어야만 한다. 이 후자의 관측 사실은 성경적 창조론자들이 오랫동안 젊은 우주를 지지하는 증거로서 사용해왔던 것이다. 사실 은하들은 관측되고 있는 모습과 거의 같은 모습으로 창조되었기 때문에, 거기에서 감겨짐 문제는 없다.


그림 6. 수소 가스의 구름(분홍색)으로부터 강한 방출을 보여주고 있는 보데은하(Bode’s galaxy). 나선 팔에서 이들 영역은 활발하게 별들이 형성되고 있는 영역이라고 주장된다.


그래서 이것도 소설의 일부인 것이다. 별의 형성 과정에 있는 가스구름이 은하에서 실제로 관측되고 있는가? 아니다! 천문학자들에게 강렬한 방출 신호가 새로운 젊은 별들의 활발한 활동을 가리키고, 따라서 그것들은 별의 형성 영역이라고 주장되고 있다. 그러나 뜨거운 수소 가스로부터 나오는 매우 밝은 빛의 방출은 그 별이 어떻게 형성되었는지를 알려주지 않는다. 성경적 창조론자들은 은하에서 형성된 별뿐만 아니라, 최초의 별도 설명할 수 있다. 창세기의 기록에 따르면, 별들은 창조주간 4일째에 만들어졌기 때문에, 우리는 최초의 별도 초자연적으로 넷째 날에 하나님에 의해서 형성되었다는 것을 알 수 있다. 그리고 이러한 넘을 수 없는 한계 때문에, 그날 이후로 많은 별들이 형성되지는 않았을 것이다.

 

결론

별이 자연적 과정으로 형성되려면, 특별한 속성을 제공한, 알지 못하는 '간격의 신'인 암흑물질이 있어야만 한다. 그것 없이는, 가스 구름에서 별들의 탄생은 일어날 수 없다!

그러나 왜 이 알지 못하는 암흑의 것들을 발명해내는가? 천체물리학과 우주론에서는 암흑물질을 사용하여 다양한 문제들을 해결하고 있다. 그러나 물리학의 법칙들로는 불가능한 별들의 자연적 형성을 설명하기 위해서, 물리학의 법칙들을 넘어서는, 알지 못하는 ‘신’까지 동원하며 주장하고 있는 것일까? 그것은 자신들이 믿고 있는 물질주의가 실패했음과, 이 우주에는 수소, 헬륨, 중원소, 자기장, 방사선, 물리법칙을 초월하는 무언가가 계심을 인정해야하기 때문이 아닐까?



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References and notes
1. Chown, M., Forget dark matter—embrace my MOND theory instead, New Scientist 222(2967):26–27, 3 May 2014.
2. Ghosh, P., Universe evolution recreated in lab, bbc.com, 7 May 2014.
3. The physics of the universe, physicsoftheuniverse.com, accessed 2 July 2015.
4. These are called population III stars, called metal poor (where metal means any element of an atomic number greater than helium). Their lack of detection has been a big big bang problem for a long time. The first population III stars are predicted to have formed at redshifts of about z = 10-30. The James Webb Space Telescope, tentatively scheduled for launch in 2018, is hoped to be able to detect some of the first galaxies, but it is doubted that it will be able to detect the first stars, the population III stars. The reality is that all stars ever observed, even in the Hubble Ultra-Deep Field, are not population III stars.
5. Jeans instability, wikipedia.org, accessed 2 July 2015.
6. Tokamak, wikipedia.org, accessed 01 July 2015.
7. Larson, R.B., and Bromm, V., The First Stars in the Universe, Special Edition, 'The Secret Life of Stars”, Scientific American 14(4):7-9, 2004.
8. Ref. 7, p. 8.
9. Hartnett, J.G., Dark Matter and the Standard Model of particle physics—a search in the ‘Dark’, September 2014; creation.com/dark-search.



번역 - 미디어위원회

링크 - http://creation.com/stars-dont-form-naturally

출처 - CMI, 2015. 9. 1. (GMT+10)

구분 - 4

옛 주소 - http://www.kacr.or.kr/library/itemview.asp?no=6656

참고 : 6518|6478|4317|6238|4003|4727|6428|6577|6265|6188|6185|6601|6654|6084|6596|6565|6502|6427|6359|6130|6086|6014|5871|5370|5290|4698|4688|6339|6344|6348|6367|6375|6377|6395|6404|6498|6578|6616|6631

John G Hartnett
2017-07-28

물질주의적 빅뱅 우주론이 필연적으로 이끄는 곳은? 

암흑물질, 암흑에너지, 암흑행성, 암흑항성, 암흑은하, 암흑우주.. 

(Where materialism logically leads)


     처음에 암흑물질(dark matter)이 도입됐고, 그 다음 암흑에너지(dark energy), 그 다음에 암흑광자(dark photons), 그리고 이제 우리 은하 내에 암흑은하(dark galaxy), 암흑항성, 암흑행성, 심지어 암흑생명체까지 말해지고 있다.

그러한 주장을 다루고 있는 한 기사에는[1], 반 고흐의 그림 '별이 빛나는 밤(Starry night)'이 등장하고 있었다. 그 그림의 해설에서, ”아마도 그는 우리가 이해하기 시작한 우주의 본질에 대해 뭔가를 알고 있었을지 모른다”라고 쓰여 있었다. 나는 빈센트 반 고흐(Vincent van Gogh)의 그림을 좋아하지만, 그의 그림에 묘사되어 있는 소용돌이로 인해(그림 1), 그가 우리 은하 내에 있는 보이지 않는 암흑물질이나, 암흑은하와 같은 어떤 것을 알았거나 상상했다고 생각하지 않는다. 고흐가 그것을 상상했다고 제안하는 것은 농담임에 틀림없다. 왜냐하면 오늘날의 물리학자들도 소위 암흑물질과 암흑에너지에 대해 아무것도 알지 못하고 있기 때문이다. 그들이 암흑(dark)이라고 부르는 것은, 그것에 대해 전혀 모르기 때문이 아니라, 그것에 대해 어느 정도 알기 때문이다.


그림 1. 반 고흐의 그림 '별이 빛나는 밤(Starry night)'. 그림은 별이 빛나는 한 다른 세계의  우주를 현실과 조화시켜놓고 있었다. (Photo: Museum of Modern Art, made available by Wikimedia Commons).

그러한 제안은 심지어 암흑항성과 암흑행성들로 구성된 암흑은하와 암흑행성에서 진화한 암흑생명체까지 제안하고 있었다.

이러한 우스꽝스러운 상황은 물질주의(materialism, 유물론)라는 기본 가정과 그것이 우주의 기원과 구조에 엄격히 적용되어야한다는 교리적 주장으로 인해, 천체물리학(astrophysics)에서 발생해왔다. 물리학자들은 우리 은하뿐만 아니라 수천 개의 다른 나선은하들에서 별들의 회전 속도를 관측한 결과, 나선 원반에 있는 별들은 너무도 빨리 움직이고 있다는 것을 발견했다. 그것들은 너무도 빨리 움직여서, 100억 년 정도의 추정되는 은하의 수명 동안, 은하들은 유지될 수 없었을 것이다. 왜냐하면 은하의 별들은 은하로부터 멀리 벗어났을 것이고, 그들을 붙잡을 수 없었을 것이기 때문이다.
 
이 문제를 해결하기 위한 표준적 시도로서, 매 은하 주변에, 구형의 암흑물질 후광(spherical halo of dark matter)이 존재하는 것으로 가정하는 것이었다.(그림 2를 보라). 수수께끼를 해결하기위해서 도입된 그 암흑물질은 정확한 밀도, 분포, 중력적 특성을 갖고 있지만, 상호작용에 의한 어떠한 전자기적 방사선도 방출하지 않는다는 것이다. 천체 물리학자들은 그러한 높은 회전 속도는 표준적 시험을 거친 뉴턴물리학(Newtonian physics)으로는 설명할 수 없기 때문에, 그들은 은하계가 80~90%의 암흑물질(모든 곳에 있지만, 우리가 볼 수도 없고, 어떠한 방법으로도 탐지가 안 되는 물질)로 구성되어 있다는 개념을 만들어냈다.[2] 그 기사는 오늘날의 물리학자들 대다수가 이 개념을 믿고 있다고 전하고 있었다. 그럴 수도 있을 것이다. 그러나 나는 물리학자로서 그러한 개념을 받아들이지 않으며, 그러한 개념은 확실히 잘못됐다고 생각한다.[3] 어떤 사건에 있어서 대다수 사람들의 의견이 반드시 진실은 아니다.[4]


약 200년 전부터 과학자들은 우주의 창조와 같은 문제에 있어서, 권위 있는 하나님의 말씀을 포기하기 시작했다. 그들은 물질주의라 불리는 것을 믿고 따르기 시작했다. 즉, 그들은 창조주는 없으며, 이 우주는 무에서부터 저절로 생겨났다고 주장했다.[5, 6] 이러한 물질주의자들의 주장을 받아들이기 위해서는, 새로운 물리학(적어도 은하 스케일에서)에 대한 가설을 세우는 것이 필요했다. 왜냐하면 이전의 개념은 이 우주는 그렇게 오래(138억 년)되지 않았고, 창조주에 의해서 단지 1만 년 이내에 창조되었다고 생각했기 때문이었다.[9] 그러한 개념 하에서는, 나선은하에서 관측되는 별들의 빠른 움직임도, 멀리 달아날 충분한 시간을 갖지 못했기 때문에, 문제될 것이 없는 것이었다.   

그림 2 : 전형적인 나선은하 주변의 주장되는 암흑물질의 구형 후광.


물질주의의 평행 우주

물질주의적인 빅뱅이론에서 점점 더 많이 생겨나는 결점들을 해결하기 위해서, 이제는 우리의 가시적 우주 안에 평행우주(parallel universe)가 존재할 수도 있다고[10], 더 정확하게는 보이지 않는 거울우주(mirror universe)가 존재할 수도 있다고 제안되고 있다. 그 기사는 말하고 있었다[1] :

”이제 물리학자들은 암흑물질이 우주의 가시적 물질만큼 복잡해서, 가시적 물질이 핵력과 전자기의 영향을 받는 것과 같이, 알려지지 않은 힘에 의해 영향을 받는 암흑원자와 암흑분자들을 형성할 수 있는지 궁금해 하고 있다.”

심지어 암흑항성과 암흑행성의 암흑은하들로 구성된 암흑우주, 더 나아가 암흑행성에서 진화된 암흑생명체까지 제안되고 있다.

”이것이 사실이라면, 우리는 별과 행성, 그리고 지적생명체도 있는, 우리의 우주와 동일한 일종의 거울우주를 상상할 수 있다”라고 오슬로 대학(University of Oslo) 물리학과의 아레 라클레브(Are Raklev) 교수는 말했다.[1]

”그러한 우주는 핵력과 전자기력과 같은, 우리가 알고 있는 것과 비슷한 힘을 가지고 있을 수도 있다. 암흑항성은 어떤 형태로든 우리가 보거나 측정할 수 없는 빛, 또는 암흑 빛(dark light)과 같은 형태를 방출할 수도 있다.”[1]

암흑 빛? 이러한 단어는 완전히 자가 모순이다. 그것은 기본적으로 실험 가능한 물리학의 개념을 부정하는 것이다. 우리는 모든 전자기파(electromagnetic radiation, 전자기복사)를 '빛(light)'이라고 말한다. 그것이 초저주파, 라디오파, 초단파, 적외선, 가시광선, 자외선,  X-선, 감마선 등 무엇이든지 간에, 어떤 수단을 통해서 탐지될 수 있음을 의미한다. 여기에서는 우리가 친근한 전자기파를 사용하여 탐지할 수 없는, (암흑) 물질과 (암흑) 에너지를 가진, 완전히 새로운 암흑우주가 존재한다는 것을 제안하고 있다. 이 물질들은 전자기파 스펙트럼으로는 검출할 수 없는 암흑의 빛을 방출하고 있다는 것이다. 이러한 이야기는 과학이 아니라, 소설처럼 들린다.

그러나 거기에서 약간의 절제도 보여주고 있었다.

”그러나 이 암흑의 평행 세계에 대해 너무 멀리 나가면 안 될 것이라고, 그 교수는 말했다.”[1]

멀리 나간다는 것이 무슨 의미일까? 단어의 정의에 의하면, 암흑은하, 또는 암흑항성을 관측하는 것은 불가능하다. 그렇다면 상상력 하나만 남게 되는 것이다.


막대한 연구자금이 들어가고 있다.

그 기사는 스위스에 있는 유럽 입자물리연구소(CERN)의 대형 강입자충돌기(LHC) 실험이 '향후 10년 내에' 암흑물질 입자의 성질에 관한 많은 질문들에 대한 답을 줄 수 있을 것이라고 믿고 있는, 같은 교수의 의견으로 마무리를 하고 있었다. 그러나 그것은 우주의 본성뿐만 아니라, 생명체에 대한 모든 해답을 물질주의 내에서만 찾으려고 하는, 그들의 맹목적인 믿음인 것이다. 그 기사는 우스꽝스러운 말로 끝을 맺고 있었다[1] :

”지금은 암흑물질을 연구하는 흥분되는 시기이다.”

암흑물질이 탐지될 수 없는 것이라면, 그리고 40년 동안의 노력에도 발견되지 않았다면, 그것을 연구하는 것이 흥분되는 일이라고 말할 수 있을까?

과학은 어떤 것이 진실이라는 것을 입증할 수는 없다. 단지 어떤 가설이 거짓이라는 것을 입증할 뿐이다.

몇 년 전에, 나는 암흑물질 입자라고 여길 수도 있는 것, 즉 WIMP(weakly interacting massive particles, 약하게 상호작용하는 무거운 입자)가 아니라, WISP(weakly interacting ‘slim’ particles, 약하게 상호 작용하는 '날씬한' 입자)를 3년간 연구하기 위한 자금을 지원 받았었다. 그것들은 암흑의 영역에 존재할 것으로 상상하는 가설적 입자였고, ‘날씬한(slim)’ 입자라고 불렸다. 왜냐하면 그것들은 암흑물질이 되기에는 충분히 무겁지 않다는 것이 이론화되었기 때문이었다. 즉, 그 입자들이 탐지된다 하더라도, 암흑물질의 위기를 해결하지 못할 것이다. 그럼에도 불구하고, 수십만 달러의 연구자금을 사용할 수 있었고, 우리는 아무것도 발견하지 못했다. 우리는 그 실험에서 벽의 다른 면을 비추고 있는, 정상적인 마이크로파 광자로 다시 붕괴되도록 이론화된, 근본적으로 벽을 통과하는 밝은 빛인[12, 13], 추정적인 WISPs의 생성물을 찾고 있었다.


그러나 이것에 비해 CERN의 대형 강입자충돌기(LHC)에 들어가는 연구자금은 막대하다. 그 장비는 주장되는 우주 초기의 빅뱅(big bang)과 유사한 조건을 구축하고자하는 욕구에서 부분적으로 유래된 것이다. 다시 한번 말하지만, 이러한 실험을 추진하는 세계관은 완전히 물질주의이다. 이 과학은 적어도 암흑 영역의 입자를 찾아내기 위해서 추진되고 있는 것이다.[14, 15] 물론 빅뱅의 시점에 존재했다고 여겨지던 조건과 유사한 조건을 구축한다고 해서, 빅뱅이 실제로 일어났는지는 증명할 수 없다. 과학은 어떤 것이 진실이라는 것을 입증할 수는 없다. 단지 어떤 가설이 거짓이라는 것을 입증할 뿐이다.[16] 뿐만 아니라, 이러한 조건을 구축하고서 빅뱅이 결과적으로 사실일 것이라고 주장하는 것은 논리적 오류이다.


결론

암흑물질, 암흑에너지, 암흑빛, 암흑행성, 암흑항성, 암흑은하, 암흑우주 등과 같은, 모든 ‘불합리한 구조', '입증되지 않은 추정 이야기', 또는 '반직관적인', '미스터리한' ’설명들‘은 물질주의에 대한 그들의 믿음 때문에 생겨난 것들이다. 리처드 르원틴(Richard Lewontin)은 과학에서 데이터를 해석할 때, 물질주의로 인해 생겨나는 부담을 지적하고 있었다.[17] 빅뱅이론을 신봉하는 진화론자들에게 암흑물질은 ‘알지 못하는 신(unknown god)’이며, '간격의 신(god of the gaps)'인 것이다.[18] 그들은 과학을 정의하면서 창조주를 포함시키는 것은 과학이 아니라고 말한다. 대신에 그들은 암흑우주, 암흑항성, 암흑행성, 심지어 암흑생명체를 창조했을지도 모르는 암흑의 신에게 그들의 믿음을 두고 있는 것이다. 나에게 그러한 개념은 악마와 어둠의 영들과 매우 닮아 보인다. 에베소서 6장에는 어둠의 세상 주관자들과 하늘에 있는 악의 영들에 대해서 기록하고 있다. 이것은 물질주의의 궁극적인 결과인 것이다.

”우리의 씨름은 혈과 육을 상대하는 것이 아니요 통치자들과 권세들과 이 어둠의 세상 주관자들과 하늘에 있는 악의 영들을 상대함이라” (에베소서 6:12)


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References and notes
1. Bazilchuk, N., Dark matter: how can we know if it exists?, ScienceNordic.com, April 2016.
2. Hartnett, J.G., Why is dark matter everywhere in the cosmos?, creation.com, March 2015.
3. Hartnett, J.G., Who says biblical creationists aren’t real scientists?,biblescienceforum.com, May 2015.
4. Howard, G., Can all those scientists be wrong?, Creation 36(1):20–22, January 2014.
5. Hartnett, J.G., Development of an 'old” universe in science, biblescienceforum.com, July 2015.
6. Hartnett, J.G., On the origin of universes by means of natural selection—or, blinded by big bang blackness, creation.com, October 2014.
7. Hartnett, J.G., My cosmology from my book 'Starlight, Time and the New Physics”, biblescienceforum.com, July 2014.
8. Hartnett, J.G., Starlight Time and the New Physics, Creation Book Publishers, 2nd Ed., pp.21–27, 2010.
9. Hartnett, J.G., A biblical creationist cosmogony, Answers Research Journal 8:13–20, 2015. PDF available here.
10. Hartnett, J.G., Have scientists found evidence of a parallel universe?, creation.com, December 2015.
11. Hartnett, J.G., Is the LHC opening a door to Hell? I am not conCERNed!, biblescienceforum.com, October 2015.
12. Povey, R.G., Hartnett, J.G., and Tobar, M.E., Microwave cavity light shining through a wall optimization and experiment, Phys. Rev. D 82(5):052003, September 2010 | http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevD.82.052003.
13. Parker, S.R., Hartnett, J.G., Povey, R.G., and Tobar, M.E., Cryogenic resonant microwave cavity searches for hidden sector photons, Phys. Rev. D 88(11):112004, December 2013 | doi:10.1103/PhysRevD.88.112004.
14. Hartnett, J.G., Dark radiation in big bang cosmology, creation.com, November 2014.
15. Hartnett, J.G., Dark Matter and the Standard Model of particle physics—a search in the ‘Dark’, creation.com, September 2014.
16. C.L. Bennett, Science Title Misstep, (PDF available at www.psych.nyu.edu), 'THE TITLE OF THE 6 MAY NEWS OF THE WEEK story ‘At long last, Gravity Probe B satellite proves Einstein right’ (p. 649) made me cringe. I find myself frequently repeating to students and the public that science doesn’t ‘prove’ theories. Scientific measurements can only disprove theories or be consistent with them. Any theory that is consistent with measurements could be disproved by a future measurement. I wouldn’t have expected Science magazine, of all places, to say a theory was ‘proved.’” CHARLES L. BENNETT, Department of Physics and Astronomy, Johns Hopkins University, Baltimore, MD 21218, USA. E-mail: cbennett@jhu.edu. This is followed by Colin Norman, Science News Editor’s response: ‘Bennett is completely correct. It’s an important conceptual point, and we blew it.’
17. Lewontin, R., Billions and billions of demons (review of The Demon-Haunted World: Science as a Candle in the Dark by Carl Sagan, 1997), The New York Review, p. 31, 9 January 1997.
18. Hartnett, J.G., Stars just don’t form naturally—‘dark matter’ the god of the gaps is needed, creation.com, September 2015.



번역 - 미디어위원회

링크 - http://creation.com/where-materialism-logically-leads

출처 - CMI, 31 May 2016 (GMT+10)

구분 - 4

옛 주소 - http://www.kacr.or.kr/library/itemview.asp?no=6654

참고 : 6596|6565|6502|6427|6359|6130|6086|6014|5871|5370|5290|4698|4688|4045|4255|4291|4370|4427|4595|4727|5325|5449|5487|5543|5552|5570|5630|5677|5781|5805|5807|5829|5849|5868|6538|6517|6509|6473|6460|6454|6412|6398|6368|6362|6357|6356|6343|6342|6298|6273|6267|6261|6194|6169|6140|6121|6068|6045|5881|5887|5908|5921|5953|6005|6019|6046|6101|6117|6139|6154|6155|6185|6219|6259|6262|6279|6281|6294|6301|6334|6339|6344|6348|6367|6375|6377|6395|6404|6428|6498|6578|6601|6616|6662|6658|6656|6705|6631

John G. Hartnett
2017-07-25

빅뱅 우주론이 맞는다면, 왜 새로운 중력이론을 찾고 있는가? 

(Why look for a new theory of gravity if the big bang cosmology is correct?)


      때때로 누군가가 새로운 중력이론을 제안하는 보도를(특히 온라인에서) 보게 된다. 우주의 진화를 설명하고 있는 현재의 빅뱅 이론(Big Bang theory)이 맞는 것이라면, 새로운 이론은 왜 필요한 것일까?

암흑물질은 아직 발견되지 않고 있다.

표준 ΛCDM(람다시디엠) 빅뱅 우주론은 아인슈타인의 일반 상대성이론의 물리학에, 비성경적 조건의 적용으로부터 유래했다. 그러나 그것이 우주 전체에 적용되었을 때, 세속적인 표준 빅뱅 우주론에는 두 가지 문제점이 발생했다. 하나는 암흑에너지(dark energy)를 더할 필요가 있다는 것이고 (즉, 아인슈타인의 장 방정식(Einstein’s field equations)에 우주론적 상수 Λ(람다)를 더할 필요가 있다는 것이고), 다른 하나는 눈에 보이지 않는 차가운 암흑물질(CDM, cold dark matter)을 상당한 량으로 필요로 한다는 것이다.


은하 스케일과 심지어 은하성단 스케일에서도, 뉴턴 물리학은 일반상대성 이론의 낮은 중력 한계(low gravity limit)로서 사용된다. 그러나 은하계(그림 1 참조)와 은하성단에서 눈에 보이는(가시적) 물질들의 알려진 밀도를 사용하여 얻어진 결과에 암흑물질을 추가하지 않는다면, 그 이론은 관측치와 일치하지 않는다. 그러나 40년이 넘는 기간 동안, 암흑물질을 규명하기 위한 다양한 실험실 실험에서도 지속적으로 부정적 결과를 나타내고 있다. 이것은 암흑물질의 위기(dark matter crisis)로 불리는 것으로 발전했다.[1]


때때로 이론가들은 암흑물질 입자가 무엇과 같을지를 암시하는 주장을 제기하곤 한다. 그러나 그 위기는 계속된다.[2] 암흑물질 입자는 깊은 지하 광산에 설치된 매우 민감한 탐지기를 사용하고서도[3], 은하들에서 탐지되지 않았다. 그리고 가장 낮은 질량의 안정적인 입자(아직 미발견된 초대칭 입자의 이론화된 부류)를 찾고 있는, 지난 10년 이상 동안 대형 강입자 충돌기(Large Hadron Collider, LHC) 실험을 통해서도 탐지하지 못했다.[4]


뭔가 잘못되었다.

수천 개의 은하들에서 얻은 관측 자료들과 암흑물질 입자를 탐색하기 위한 모든 실험들에서의 부정적인 결과는, 우리가 사용하는 물리학이 잘못되었거나, 예상되는 암흑물질이 추정하는 것보다 훨씬 탐지하기 어렵거나, 또는 실제로는 존재하지 않음을 가리킨다. 이것은 우리로 하여금 물리학과 함께, 뭔가 잘못되었음을 가리킨다.


그림 1 : 나선은하의 전형적인 회전 곡선 : 1000 광년(ly) 단위로, 은하 중심으로부터 거리에 따른 함수로서의 속도(V, km/s). 위의 커브는 가시적 광선 및 가스(무선주파수 방출로 결정)로 결정된 은하 원반 영역에서 관측되는 별들의 속도를 보여준다. 아래쪽 곡선은 표준 뉴턴 물리학에서 관측되어야만 하는 예측 곡선이다. 두 곡선의 불일치는 보이지 않는 암흑물질(dark matter)의 존재를 가정하게 만들었다.


이것과 동일한 유형의 문제가 암흑에너지(dark energy)의 개념에도 적용된다. 암흑에너지는 우주의 팽창률이 우주 시간이 흘러감에 따라 사실상 증가하고 있는 것으로, 즉 팽창이 가속화되고 있는 것으로 나타나는 관측을 설명하기 위해서, 빅뱅이론 안으로 도입되었다. 이러한 중력과 반대되는 암흑에너지의 정체가 무엇인지는 아직도 답을 찾지 못하고 있다.[5] 그 답은 카멜레온이라고 불리는 입자에 놓여 있을 수 있다고 제안되어왔다.[6] 텅빈 우주 공간에서 가설적인 카멜레온 입자(chameleon particle)는 우주에서 새로운 반-중력(anti-gravity)을 제공하는 특성(즉 암흑에너지)을 가진 것으로 제안되었다. 그러나 그 입자를 지구 근처에서 찾았을 때, 그것은 새로운 정체성을 갖게 되었는지, 발견될 수 없었다.


암흑물질을 설명하기 위해 새로운 물리학들이 제안되어왔다. 여기에는 밀그롬(Mordehai Milgrom)의 수정뉴턴역학(MOdified Newtonian Dynamics, MOND)[7], 베켄슈타인(Jacob Bekenstein)의 텐서-벡터-스칼라 중력(Tensor-Vector-Scalar gravity, TeVeS) (수정된 중력의 상대적 이론)이 포함된다.[8] 처음부터 암흑물질의 위기를 극복하기 위해 의도된 것은 아니었지만, 나는 카멜리(Carmeli)의 우주일반상대성(Cosmological General Relativity, CGR)은 암흑물질이나 암흑에너지가 필요 없는 관측들을 설명해줄 수 있음을 발견했다.


가속 팽창은 없다.

이제 우주 전체에 대한 대규모 관측 자료들이 모두 고려될 때, 표준우주론에 적용된 관측치들이 가속 팽창과 일치하지 않기 때문에, 암흑에너지는 필요 없다고 제안하는 일부 사람들이 있다. 그러한 연구의 한 저자는 다음과 같이 말했다[10] :

”... 우리는 잘못된 방향으로 가고 있으며, 암흑에너지의 뚜렷한 징후는 지나치게 단순화된 이론적 모델에서 데이터들을 분석한 결과이다 ...”

게다가, 그것은 더 일찍 알려졌었다 :

하나의 대안적 가능성은... 그러한 관측을 우주론적 기하학의 요행(fluke)으로 설명하는 것이다. 그것은 임시변통의 암흑에너지를 필요로 하지 않지만, 대신에 코페르니쿠스 원리(Copernican principle)를 갖다버려야 하는 대가를 치러야하는 것이다. 간단히 말하면, 그것은 지구, 또는 적어도 우리 은하를 관측 가능한 우주의 중심으로 되돌려 놓는 것이다.”[11]

물론 코페르니쿠스의 원리는 지구가 우주에서 특별한 위치에 있지 않다는, 우주론적 관측들을 해석하는 데에 부과된 임의적인 조건이다.

이제 새로운 아이디어가 이 분야에 등장했다.[12]

”2010년에 에릭 베를린데(Erik Verlinde)는 완전히 새로운 중력 이론으로 세계를 놀라게 했다. 베를린데에 따르면, 중력(gravity)은 자연의 근본적인 힘이 아니라, 하나의 창발현상(emergent phenomenon)이라는 것이다. 온도가 미시적 입자들의 움직임으로 발생하는 것과 같은 방식으로, 중력은 시공간의 구조에 저장된, 정보의 기본적 비트의 변화로부터 발생한다는 것이다.”[13]

이 새로운 이론은 중력을 ”창발되는(emergent, 새로 발생되는)” 것으로 묘사하고 있다. 즉, 중력은 근본적인 것이 아니라, 초기의 뜨거운 빅뱅 불덩어리에서부터 냉각됨으로서, 우주에서 나타났음을 의미한다. ”거대 스케일에서, 중력이 아인슈타인 이론이 예측하는 것처럼 행동하지 않는 것 같다”고 베를린데는 말했다.[13] 그의 접근은 새로운 물리학이다. 이것은 표준 물리학이 실패한 곳을 메꾸기 위해 사용되고 있는, 오늘날 의존하고 있는 모든 암흑물질, 암흑에너지..., 등을 찾는 것보다 훨씬 합리적인 방법일 수 있다.[14]


그들이 새로운 물리학을 찾고 있는 이유는?

이 글에서 본인이 말하고 싶은 것은, 중력이론이 올바른지 아닌지를 말하려는 것이 아니다. 나는 다른 질문을 하고 싶다. 그들이 말하고 있는 우주론이 사실이라면, 즉 빅뱅이론이 본질적으로 완전하고, 우주의 대폭발 기원이 정확한 것이라면, 왜 이들 물리학자들은 새로운 물리학을 찾고 있는 것인가?


관측되지 않으며 탐지되지 않고 있는, 암흑물질(dark matter), 암흑에너지(dark energy), 암흑복사선(dark radiation[15], 비활성 중성미자(sterile neutrino), 암흑광자(dark photons)[16], 카멜레온 입자(chameleon particle)[6], 기타 암흑적 존재들은[17] 전체 빅뱅 패러다임이 매우 의심스러움을 가리키는 것이 아닌가?


분명 우주가 커다란 폭발로 스스로 만들어졌다는 빅뱅이론은 의심스러운 것임에 틀림없다. 그리고 새로운 물리학을 찾고 있는 이러한 시도들은, 관측된 현상들이 성경에 기록된 창조의 방법과 일치한다는 러셀 험프리(Russell Humphreys)[18, 19]와 본인[20, 21]과 같은 사람들의 제안은 왜 받아들일 수 없는 것일까?


암흑물질의 위기와 같이, 빅뱅이론의 문제점을 해결하기위해서, 새로운 물리학을 모색하고 있는 세속적 물리학자들의 노력은, 창조주가 수천 년 전에 우리에게 말씀하셨던 것을 받아들이려 하지 않는 사람들에게는 피할 수 없는 숙명일 수 있는 것이다. 믿음이 없는 이 세상은 찬성하지 않겠지만, 우주는 제1 원인, 즉 창조주를 필요로 한다.

”태초에 하나님이 천지를 창조하시니라” (창세기 1:1)



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References and notes
1. Kroupa, P., The dark matter crisis: problems with the current standard model of cosmology and steps towards an improved model. adsabs.harvard.edu (accessed November 2016).
2. Hartnett, J.G., Claimed dark matter ‘find’ won’t help end ‘big bang’ crisis, creation.com, January 25, 2014.
3. Hartnett, J.G., Dark matter search comes up empty, biblescienceforum.com, July 2016.
4. Hartnett, J.G., SUSY is not the solution to the dark matter crisis, biblescienceforum.com, August 2016.
5. Identity means what type of agent causes it. Some suggest a particle, the chameleon (see Ref. 6), others a slowly evolving scalar field. The latter then begs question of what that is.
6. Hartnett, J.G., Dark energy and the elusive chameleon—more darkness from the dark side, creation.com, October 2015.
7. Milgrom modified gravity to make the strength of its force inversely proportional to distance in weak gravitational fields. This contrary to standard Newtonian gravity which is inversely proportional to distance squared. Milgrom’s theory can account for the observed orbital speeds of stars and gasses as shown in Fig. 1 without the need for dark matter. But Milgrom has no underlying fundamental reason why such a modification should be made except by tuning it to observations.
8. Bekenstein introduced a relativistic generalisation (hence more fundamental) of Milgrom’s MOND to produce a mechanism why gravity is modified in the limit of weak accelerations. In the weak-field approximation of the spherically symmetric, static solution, TeVeS reproduces the MOND acceleration formula.
9. From type Ia supernovae, which led to the Nobel prize in physics in 2011, for detection of an accelerating universe.
10. Hartnett, J.G., Now the expansion of the universe is not accelerating, biblescienceforum.com, November 2016.
11. Rennie, J., Nothing special, Scientific American 300(4):8, 2009
12. Verlinde, E., Emergent Gravity and the Dark universe, Preprint at arxiv.org.
13. New theory of gravity might explain dark matter, phys.org, November 2016.
14. Hartnett, J.G., Where materialism logically leads, creation.com, May 2016.
15. Hartnett, J.G., ‘Dark photons’: another cosmic fudge factor, creation.com, August 2015.
16. Hartnett, J.G., Dark radiation in big bang cosmology, creation.com, November 2014.
17. Hartnett, J.G., Why is Dark Matter everywhere in the cosmos?, creation.com, March 2015.
18. Humphreys, D.R., The ‘Pioneer anomaly, Creation 31(1):37, December 2008.
19. Humphreys, D.R., New creation cosmology, creation.com, June 2009.
20. Hartnett, J.G., Starlight Time and the New Physics, 2nd Ed., Creation Book Publishers, 2010.
21. Hartnett, J.G., A biblical creationist cosmogony, Answers Research Journal 8:13–20, 2015.
22. Hartnett, J.G., Is ‘dark matter’ the unknown god?, Creation 37(2):22-24, April 2015.



번역 - 미디어위원회

링크 - http://creation.com/why-look-for-new-theory-of-gravity-if-big-bang-cosmology-is-correct

출처 - CMI, 2017. 2. 7. (GMT+10)

구분 - 4

옛 주소 - http://www.kacr.or.kr/library/itemview.asp?no=6651

참고 : 6631|6601|6596|6578|6565|6502|6498|6428|6404|6395|6377|6375|6367|6359|6348|6344|6339|6334|6301|6294|6281|6279|6262|6259|6219|6185|6155|6154|6139|6130|6117|6101|6086|6046|6019|6014|6005|5908|5877|5881|5887|5871|5868|5849|5829|5805|5807|5781|5677|5570|5552|5543|5630|5487|5449|5325|5324|5236|5302|5290|5289|5221|5213|5201|5106|5156|5079|5078|5080|4727|4595|4427|4370|4291|4255|4006|4045|4042|4009|3933|3365|2607|2731|3941|3983

Bob Enyart
2017-06-21

빅뱅이론에 반대되는 증거들 목록

(Evidence Against the Big Bang)


      오랫동안 기다렸던 빅뱅이론(Big Bang theory)의 허구성을 밝힌 DVD가 출시되었다! (download). 리얼 사이언스 라디오(Real Science Radio, RSR)에서 방송됐던, 빅뱅이론의 지지자인 이론물리학자 로렌스 크라우스와의 논쟁(debate with Lawrence Krauss) 후에, 우리는 빅뱅이론에 반대되는 과학적 증거들과, 그 이론에 기초한 우주론의 주요 특징들에 대한 첫 번째 프로그램을 방영했다. RSR의 빅뱅이론에 반대되는 증거들 목록에 오신 것을 환영한다! 밥 엔야트(Bob Enyart)와 공동 주최자인 프레드 윌리암(Fred Williams)이 작업한, 로렌스 크라우스와의 10초짜리 영상이 포함된 최신 방송을 들으려면 여기를 클릭하라. 크라우스 박사는 RSR에서 '모든 증거들은 빅뱅이론을 압도적으로 지지한다'고 말했다. 따라서 우리는 이에 대한 반응으로, 빅뱅이론이 허구임을 가리키는 압도적인 증거 목록을 작성했다. 이 목록은 많은 과학자들이 빅뱅이론에서 예상하는 것들과 일치하지 않는 것들로 평가된, 가장 간결하고, 가장 포괄적인 증거들에 대한 목록이다. 이 간단한 rsr.org/big-bang 링크를 게시하여, 친구들과 이 페이지를 알려주고, 이 요약 글의 바로 아래에 있는 놀라운 전체 목록을 확인하라...


* RSR의 빅뱅 이론에 반대되는 증거들 목록 요약.

- 빅뱅이론에서 어린 은하들이 있을 것으로 예측했던 우주의 초기 시기에, 성숙한 은하(mature galaxies)들이 존재한다. (like the 13.4Bly distant GN-z11)

- 빅뱅이론의 기본적인 예측과 모순되게, 전체 우주에서 반물질을 잃어버렸다(missing antimatter).

- 관측된 나선 은하(spiral galaxies)들은 빅뱅이론의 예측하는 장구한 시간 동안의 충돌이 결여되어 있다.

- 빅뱅이론의 예측에 의하면 존재하지 않아야만 하는 먼 거리에 은하성단(clusters of galaxies)들이 존재한다.

- 1조 개의 별들은 상상할 수 없을 만큼의 막대한 양의 중원소(heavy elements)들을 잃어버렸는데, 그것은 총 90억 년의 가치에 해당하는 량이다.

- 빅뱅이론에서 중력이 형성될 수 없었을 것으로 예측했던 추정되는 우주의 나이에서 초은하단(galaxy superclusters)들이 존재한다.

- 실패한 수색이 의미하는 것처럼, 주장되는 수십억의 잃어버린 세대의 첫 번째 별들은 결코 존재하지 않았다.

- 지구의 방사능은 균일하게 분포되어 있지 않다.

- 태양계 형성 이론도 역시 잘못되었다.

- 빅뱅이론에서 우주에 중심이 없다는 주장은 과학이 아니라 '철학'이다.

- 우주가 중심을 가지고 있을 수도 있음을 암시하는 증거들이 있다.

- 태양은 자연적 형성에 영향을 줄 수 있는 회전(spin)의 거의 100%를 잃어버리고 있다.

- 중원소의 형성에 대한 사랑받았던 초신성 화학 진화(supernova chemical evolution) 이야기는 현재 널리 거부되고 있다.

- 태양계의 동위원소들은 균일하게 분포되어 있지 않다.

- 근처 은하들에서 수십억 년 동안 추가적인 클러스팅(clustering, 군집화)이 없다.

- 가장 먼 은하들의 표면 밝기는 가장 가까운 은하들의 표면 밝기와 동일하다. 이것은 기본적인 빅뱅이론의 주장에 반대되는 것이다.

- 근처 은하단 뒤쪽의 오랫동안 예측되어왔던 조용한 반향을 가진, 빅뱅의 잃어버린 그림자가 오류였음이 오늘날 입증되었다.

- 우주배경복사(CMB, cosmic microwave background)와 기타 빅뱅의 예측을 확인했다는 주장들에는 많은 문제점들이 있다.

- 초거대 질량의 블랙홀(supermassive black hole), 철-결핍 별(iron-poor star), 먼지 은하(dusty galaxy) 등은 존재하지 않아야만 한다. 그러나 그들은 존재한다.

- 밝혀지고 있는 우주의 미세조정(fine tuning)과, 수십 개의 다른 주요한 과학적 관측들로 인해, 1,000명 이상의 과학자들이 빅뱅이론을 의심하고 있다.


< 각 항목들에 대한 자세한 내용과 관련문헌 링크는 원문(아래를 클릭)을 참조하세요! >
    Bob Enyart Live : http://kgov.com/evidence-against-the-big-bang


*관련기사 : 빅뱅이 사실일 수 없는 4가지 증거 (2017. 1. 7. 기독일보)
http://kr.christianitydaily.com/articles/90419/20170107/빅뱅이-사실일-수-없는-4가지-증거.htm

‘찬란하신’ 90돌 빅뱅이론… 부동의 진리? 우주적 거품? (2016. 12. 30. 동아일보)
http://news.donga.com/Main/3/all/20161230/82102246/1

우주가속팽창 '아닐 수도 있다” (2016. 11. 14. 사이언스 타임즈)
http://www.sciencetimes.co.kr/?news=우주의-가속팽창-아닐-수도-있다

베일 속 ‘암흑 에너지’, 실제는 존재하지 않는다? (2016. 10. 26. 나우뉴스)
http://nownews.seoul.co.kr/news/newsView.php?id=20161026601021

빅뱅 이론의 허상을 허물다 (2016. 3. 27. 노컷뉴스)
http://www.nocutnews.co.kr/news/4568992

'우주탄생 ‘빅뱅’은 없었다”  (2015. 3. 3. 나우뉴스)
http://nownews.seoul.co.kr/news/newsView.php?id=20150303601007

 

* Scientists Questioning or Rejecting the Big Bang, include:
- acclaimed astronomer Fred Hoyle, father of the theory of stellar nucleosynthesis
- acclaimed astrophysicists Margaret and Geoffrey Burbidge
- the 50 astronomers and physicists at the 2nd Crisis in Cosmology Conference
- the 100 Ph.D.s listed at Australia's creation.com
- the 200 scientists with master's degrees or Ph.D.s listed over at AiG
- the 500 Ph.D. scientists at the Korean Association of Creation Research
- the 600 advanced degreed scientist at the Creation Research Society
- the National Academy of Sciences which in 2003 published an alternative model for a bounded universe and the

hundreds more secular scientists who have signed the extraordinary declaration at cosmologystatement.org including those working at leading institutions such as the Max-Planck Institute for Astrophysics, Sheffield University, George Mason University, Jet Propulsion Laboratory at CalTech, Cambridge University, Lawrenceville Plasma Physics, Penn State, Cal State Fullerton, University of Virginia, European Southern Observatory, and scores of other prestigious institutions



번역 - 미디어위원회

링크 - http://kgov.com/evidence-against-the-big-bang

출처 - Bob Enyart Live

구분 - 5

옛 주소 - http://www.kacr.or.kr/library/itemview.asp?no=6631

참고 : 6601|6596|6578|6565|6502|6498|6428|6404|6395|6377|6375|6367|6359|6348|6344|6339|6334|6301|6294|6281|6279|6262|6259|6219|6185|6155|6154|6139|6130|6117|6101|6086|6046|6019|6014|6005|5908|5877|5881|5887|5871|5868|5849|5829|5805|5807|5781|5677|5570|5552|5543|5630|5487|5449|5325|5324|5236|5302|5290|5289|5221|5213|5201|5106|5156|5079|5078|5080|4727|4595|4427|4370|4291|4255|4006|4045|4042|4009|3933|3365|2607|2731|3941|3983

Jake Hebert
2017-06-01

빅뱅이론을 또 다시 비판하고 있는 이론물리학자들 

(Big Bang Blowup at Scientific American)


     2017년 2월 Scientific American 지에는 프린스턴(Princeton)과 하버드(Harvard) 대학의 저명한 3명의 이론물리학자들이 현대 빅뱅이론의 중요한 부분인 우주 급팽창(cosmic inflation)의 타당성을 강력히 비판하는 기사가 실렸다.[1] 그들은 급팽창 이론이 잘못되었다는 것은 결코 보여질 수 없다고, 즉 급팽창은 오류임이 밝혀질 수 없다고 주장했다. 따라서 급팽창은 과학적 가설도 될 수 없다는 것이다.

급팽창 이론(Inflation theory)은 빅뱅 모델의 초기 버전에서 심각한 문제점들을 해결하기 위해서, 물리학자 앨런 구스(Alan Guth)에 의해 제안되었다. 우주는 아마도 빅뱅 직후에 짧은 기간의 가속 팽창의 시기를 겪었을 것이라는 이론이다.

그러나 이후에 물리학자들은 이러한 급팽창 이론은 너무도 단순하다는 것을 깨달았다. 새로운 버전의 급팽창 모델은 다른 장소에서, 다른 시간대에 급팽창이 멈추었다는 것을 가정하는, 무한히 많은 수의 '포켓(pocket)' 우주로 구성된, 다중우주(multiverse)라는 개념으로 이어지고 있었다.[2]

프린스턴 이론과학 센터의 앤나 이자스(Anna Ijjas), 프린스턴 대학의 알버트 아인슈타인 과학 교수인 (이전 급팽창 이론가) 폴 스타인하트(Paul J. Steinhardt), 하버드 대학의 천문학과 교수인 아브라함 롭(Avraham Loeb)은, 우주론자들은 급팽창 이론을 포기하고 대안을 고려해야한다고 주장했다.

당연히 급팽창 이론가들은 이 제안에 대해서 반대했다. 앨런 구스(Alan Guth), 스티븐 호킹(Stephen Hawking), 조지 스무트 3세(George F. Smoot III), 안드레이 린데(Andrei Linde), 조지 에프스타시우(George Efstathiou), 스티븐 와인버그(Steven Weinberg), 리사 랜들(Lisa Randall), 로렌스 크라우스(Lawrence Krauss) 등 33명의 유명 물리학자들은 Scientific American 웹사이트에서 이에 대한 반박 글을 발표했다.[3]

그 글에 서명한 사람들이 대부분 유명한 인사들임에도 불구하고, 그들은 3명(이자스, 스타인하트, 롭)의 이론물리학자들이 제기한 문제점에 대해서 설득력 있게 대답하지 않았다. 사실, 그들의 반박은 감정에 호소하는 것이었다 :

”고에너지 물리학의 데이터베이스인 인포스파이어(Infospire)에 따르면, 9,000명 이상의 과학자들에 의해서 쓰여진 14,000 편이 넘는 논문들에서 ‘급팽창’ 또는 ‘급팽창의’ 라는 단어가 제목 또는 초록에 등장한다. 이들 3명의 과학자들은 급팽창 우주론이 과학적 방법 밖에 있다고 주장함으로써, 이 논문들의 모든 저자들뿐만 아니라, 과학계의 실질적인 연구들을 무시하고 있는 것이다.”[3]

그러나 급팽창 이론이 과학적 방법에 해당하는지, 그렇지 않은지, 또는 그것이 올바른 이론인지 여부는 급팽창 관련 논문이 몇 편이나 발표됐는지에 의해서 결정되지 않는다. 책이 두껍다고, 진실을 말하고 있는 책이라고 말할 수 없다.

급팽창 이론가들은 대부분의 연구 시간을 급팽창 모델과 함께 보내면서, 그 주제에 많은 시간을 투자했다는 것을 이해할 수 있다. 그러나 많은 수의 급팽창 논문들이 발표됐기 때문에, 진실일 가능성이 높다는 주장은 논리적 주장이 아니라, 정서적 주장이다.

또한 그들은 3명의 이론물리학자들의 주장과는 달리, 급팽창 이론은 반증될 수 있다고 주장했다. 이에 대해 3명의 이론물리학자들은 급팽창 이론가인 앨런 구스도 급팽창 이론에서는 ”일어날 수 있는 모든 것들이 일어날 수 있음”을 인정했다고 응답했다.[3] 그들은 급팽창 이론은 본질적으로 모든 것을 예측하며, 그래서 실험될 수 있는 예측은 없다는 점을 지적했다. 그들은 또한 앨런 구스가 한 번의 실험으로는 급팽창의 오류를 밝힐 수 없다는 것을 인정하고 있는 2014년 온라인 비디오를 언급했다![4]

급팽창 이론가들의 눈에 띠는 다른 한 주장이 있었다. 그들은 빅뱅모델에서, 가벼운 화학 원소(light chemical elements)들의 상대적 풍부함이 성공적으로 예측됐다고 주장했었다.[3] 그러나 사실은 그렇지 않다. 빅뱅모델에는 광자 대 중입자 비율(Baryon-to-Photon Ratio)이라는 조정 가능한 매개변수가 포함되는데, 이 값은 관측된 농도와 일치하는 헬륨과 수소의 양을 생성하도록 빅뱅 이론가에 의해 선택된 것이었다.[5, 6] 실제로, 반박 서한의 서명자 중 한 명인 로렌스 크라우스(Lawrence Krauss)는 그의 대중적인 저서인 ”무로부터의 우주(A Universe from Nothing)”에서, 이러한 일치는 관측된 데이터에 그 값을 '맞추는' 것에 의해서 얻어졌다는 것을 인정했다.[7] 따라서 빅뱅모델이 수소와 헬륨의 풍부함을 정확하게 예측했다고 주장하는 것은 잘못된 것이다. 왜냐하면 빅뱅 모델에 맞추기 위한 광자 대 중입자 비율의 값이 선택되었고, 그 값으로 수소와 헬륨의 풍부함을 예측했기 때문이다. 게다가, 이러한 조절 가능한 매개 변수로도, 빅뱅이론은 여전히 우주에서 리튬(lithium)의 양을 정확히 설명하지 못한다![8]

많은 기독교인들은 ‘빅뱅(Big Bang)’이 하나님께서 우주를 창조하실 때에 사용하셨던 방법이라고 받아들이고 있다. 그러나 빅뱅이론은 성경과 완전히 모순되며, 심각한 과학적 문제점들로 가득 차 있다. 일부 문제점들이 선도적 이론가들에 의해서 최근에도 지속적으로 제기되고 있다.[9] 만약 세속적 과학자들도 궁극적으로 빅뱅이론을 포기한다면, 그 이론과 타협했던 기독교인들을 어떻게 되는 것인가? 기독교인들은 세속적 과학자들의 오류 많고, 변덕스럽고, 끊임없이 변화하는 이론에 창세기를 혼합시키려는 유혹에 빠져서는 안 될 것이다.



References

1. Ijjas, A., P. J. Steinhardt, and A. Loeb. Cosmic Inflation Theory Faces Challenges. Scientific American. Posted on scientificamerican.com February 1, 2017, accessed on May 15, 2017.
2. Steinhardt, P. J. 2011. The Inflation Debate. Scientific American. 304 (4): 36-43.
3. Guth, A. et al. 2017. A Cosmic Controversy. Scientific American. Posted on scientificamerican.com February 2017, accessed May 15, 2017.
4. Schulson, M. A Debate Over Cosmic Inflation (and Editing at Scientific American) Gets Heated. Posted on Undark.org May 9, 2017, accessed May 15, 2017.
5. Bergstrӧm, L. and A. Goobar. 2008. Cosmology and Particle Astrophysics, 2nd ed. Chichester, UK: Springer Praxis Publishing, 167-176.
6. Hoyle, F., G. Burbidge, and J. V. Narlikar. 2000. A Different Approach to Cosmology: From a Static Universe through the Big Bang towards Reality. Cambridge: Cambridge University Press, 97.
7. Krauss, L. M. 2012. A Universe from Nothing. New York: Free Press, 24-25.
8. Thomas, B. Big Bang Fizzles under Lithium Test. Creation Science Update. Posted on ICR.org September 22, 2014, accessed May 15, 2017.
9. Hebert, J. and B. Thomas. 2014. Does Science Support the Big Bang? Acts & Facts. 43 (7): 21.

*Dr. Hebert is Research Associate at the Institute for Creation Research and earned his Ph.D. in physics from the University of Texas at Dallas.

 

*강력 추천 : Evidence Against the Big Bang - Bob Enyart Live
http://kgov.com/evidence-against-the-big-bang

 

*관련기사 : 빅뱅이 사실일 수 없는 4가지 증거 (2017. 1. 7. 기독일보)
http://kr.christianitydaily.com/articles/90419/20170107/빅뱅이-사실일-수-없는-4가지-증거.htm

‘찬란하신’ 90돌 빅뱅이론… 부동의 진리? 우주적 거품? (2016. 12. 30. 동아일보)
http://news.donga.com/Main/3/all/20161230/82102246/1

우주가속팽창 '아닐 수도 있다” (2016. 11. 14. 사이언스 타임즈)
http://www.sciencetimes.co.kr/?news=우주의-가속팽창-아닐-수도-있다

베일 속 ‘암흑 에너지’, 실제는 존재하지 않는다? (2016. 10. 26. 나우뉴스)
http://nownews.seoul.co.kr/news/newsView.php?id=20161026601021

빅뱅 이론의 허상을 허물다 (2016. 3. 27. 노컷뉴스)
http://www.nocutnews.co.kr/news/4568992

'우주탄생 ‘빅뱅’은 없었다”  (2015. 3. 3. 나우뉴스)
http://nownews.seoul.co.kr/news/newsView.php?id=20150303601007

 

* Scientists Questioning or Rejecting the Big Bang, include:
- acclaimed astronomer Fred Hoyle, father of the theory of stellar nucleosynthesis
- acclaimed astrophysicists Margaret and Geoffrey Burbidge
- the 50 astronomers and physicists at the 2nd Crisis in Cosmology Conference
- the 100 Ph.D.s listed at Australia's creation.com
- the 200 scientists with master's degrees or Ph.D.s listed over at AiG
- the 500 Ph.D. scientists at the Korean Association of Creation Research
- the 600 advanced degreed scientist at the Creation Research Society
- the National Academy of Sciences which in 2003 published an alternative model for a bounded universe and the

hundreds more secular scientists who have signed the extraordinary declaration at cosmologystatement.org including those working at leading institutions such as the Max-Planck Institute for Astrophysics, Sheffield University, George Mason University, Jet Propulsion Laboratory at CalTech, Cambridge University, Lawrenceville Plasma Physics, Penn State, Cal State Fullerton, University of Virginia, European Southern Observatory, and scores of other prestigious institutions.


번역 - 미디어위원회

링크 - http://www.icr.org/article/10023

출처 -

구분 - 4

옛 주소 - http://www.kacr.or.kr/library/itemview.asp?no=6616

참고 : 6578|6596|6565|6502|6498|6428|6404|6395|6377|6375|6367|6359|6348|6344|6339|6334|6301|6294|6281|6279|6262|6259|6219|6185|6155|6154|6139|6130|6117|6101|6086|6046|6019|6014|6005|5908|5877|5881|5887|5871|5868|5849|5829|5805|5807|5781|5677|5570|5552|5543|5630|5487|5449|5325|5324|5236|5302|5290|5289|5221|5213|5201|5106|5156|5079|5078|5080|4727|4595|4427|4370|4291|4255|4006|4045|4042|4009|3933|3365|2607|2731|3941|3983|6601|6631

David F. Coppedge
2017-05-09

성숙한 은하들의 갑작스런 출현과 위기에 처한 빅뱅 우주 진화론. 

(Galaxy Evolution Crisis: Start Over)


      논문의 초록에 등장하는 ”도전하는”, ”상당한 수정이 필요하다” 등의 단어는 문제가 발생했음을 가리키는 것이다.

5개 대륙의 11명의 천문학자들은 만장일치로, 관측되는 은하들은 현재의 우주론과 맞지 않는다고 말했다. Nature(2017. 4. 5) 지에 보고된 그들이 발견은 다음과 같다. (참고 : z는 적색편이의 값으로 은하들의 거리와 나이를 나타내는 것으로 해석되며, 숫자가 클수록 멀리 떨어져 있는, 빅뱅 시점과 가까운 오래된 은하이다.)

초기 우주에서 별들의 형성을 멈춘 거대한 은하들의 발견은, 관측상 커다란 도전이 되고 있다. 왜냐하면 그 은하들의 정지장 자외선 방출(rest-frame ultraviolet emission)은 소홀히 여겨질 수 있었고, 극도로 멀리 떨어진 우주 근적외선 조사에 의해서만 신뢰성 있게 식별될 수 있기 때문이다. 이들 조사에 따르면, 거대하고 조용한(무활동의) 초기 형태의 은하들이 빅뱅 이후 30억 년의 시점인 적색편이 값  z≈2 정도의 초기에도 존재하는 것으로 나타났다. 이제 이들의 나이 및 형성 과정은 개정된 은하–형성 모델에 의해 설명되고 있었다. 이 모델에서 은하들은 z≈3~4에서 빠르게 형성되었고, 관측으로부터 유도된 전형적인 질량 및 나이와 일치하였다. 멀리 떨어진 천체들에 대한 조사는 높은 적색편이 값의 이전 시기에도, 거대하고 조용한 초기의 은하들이 집단적으로 존재한다는 증거를 발견했다. 그러나 이들 초기의 거대하고 정적인 은하들은 최신의 이론적 모델에서 예측되지 않던 것들이다. 여기서 우리는 적색편이 z=3.717에서, 태양 질량의 1.7×10^11 배의 항성 질량을 가진 한 은하계의 분광을 확인했음을 보고한다. 우리는 이 적색편이 값에서 우주 나이의 거의 절반에 해당하는 연대를 얻었으며, 흡수선 스펙트럼은 새로운 어떠한 별 형성도 보여주지 않았다. 이 관측에 따르면, 은하들은 우주 역사의 최초 10억 년 이내에 대부분의 항성들을 빠르게 형성시켰음에 틀림없었다. 이것은 극도로 폭발적인 은하 형성이다. 이러한 고대 별들의 폭발적인 급격한 형성은 서브밀리미터 탐사(submillimetre-wavelength survey)에 의해서 발견된 것과 유사하게 나타난다. 이러한 우주 역사의 초기에 거대한 은하 시스템의  형성은, 초기 은하계 집단에 대한 우리의 그림에 상당한 수정이 필요하다는 것을 의미한다.

2000년대에 들어서 관측 장비들이 향상되면서, 은하들의 ”조기 성숙” 추세가 커지고 있다. 우리는 2002년 NASA의 첫 번째 주요 보도인 ”위대한 피날레가 처음부터 있었다(The Grand Finale Came First)”(1/08/2002) 이래로 이러한 초기 우주에 성숙한 은하들에 대한 많은 사례들을 보고해왔다. Science News 지의 기사는 이것을 신생아 보육기에서 누워있는 노인의 발견으로 비교하였다. 비슷한 보고들이 수년에 걸쳐 계속되었다. 각 발표들은 동일하게 진화론적 우주론자들의 눈썹을 찡그리게 만들고 있었다. 이 도전적인 관측은 현재의 우주론에 상당한 수정이 필요하다는 것을 의미한다. 그럼에도 불구하고, 아직까지 수정된 이론은 나오지 않고 있다. 그들은 이론을 수정하는 일을 미래의 작업으로 넘겨버리고 있었다. 그러면서, 과학 매체들과 교과서들은 은하와 별들이 시간이 지남에 따라 점진적으로 진화했다는, 표준 빅뱅 우주론을 계속 가르치고 있다.

... 초기 우주에 성숙한 은하의 등장(극도로 폭발적인 항성들의 형성)은 드문 사건이 아님을 가리킨다...

논문에 대한 편집자의 요약 글은 이 우주론의 위기를 축소시키려고 노력하고 있었다. ”멀리 떨어진 천체들에 대한 조사는 높은 적색편이 값을 가지는, 거대하고 정적인 은하 집단들에 대한 증거를 제공하고 있다. 이것은 하나의 문제를 야기시킨다. 이론적 모델은 우주의 역사 초기에 별들의 형성을 그렇게 일찍 멈췄던 은하들을 설명하지 못하고 있다”라고 편집자는 말한다. ”저자들은 은하들이 우주 역사의 처음 10억 년 이내의 극단적으로 짧은 기간 동안에, 폭발적으로 별들을 형성했다는 것을 제안했다. 이것은 은하의 형성에 관한 우리의 그림을 업데이트할 필요가 있다는 것을 의미한다.”

”업데이트” 할 필요가 있다고? 오케이, 그렇다면 언제 업데이트할 예정인가? 책임자는 누구인가? 누가 그 프로젝트를 이끌 것인가? 편집자는 아닐 것이다. 이 논문의 저자들도 아니다. 사실, 그들은 그 문제가 더욱 악화될 것이라고 예상하고 있다. 침몰하는 배를 ”업데이트” 하지는 않는다.

분명한 사실은 은하를 형성한 물리적 성분들에 대한 구체적인 수정이 있어야 한다. 그리고 초기 우주의 차가운 암흑물질 후광 집합에 관한 표준 모델은, 매우 초기의 우주에서 거대한 은하들의 급격한 형성과, 갑작스러운 급냉을 설명할 필요가 있다. 별들의 질량은 일시적인 현상이 아니며, 따라서 이러한 관측은 초기 우주의 극단적인 별 형성 사건이 단지 희귀한 사건이 아니라, 초기 질량 집합에서 중요한 역할을 하고 있으며, 미래의 조사에 의해서 체계적으로 밝혀질 실질적인 집단이 존재해야 함을 시사한다.

그들은 목격자처럼, 우주론적 사고를 진술하고 있지만, 수정하려 하지 않는다. 그러는 동안에 빅뱅 우주론은 오늘도 사실처럼 교실에서 가르쳐지고 있는 것이다.



진화론적 고생물학자들만이 ‘캄브리아기의 폭발(Cambrian Explosion)’이라는 심각한 도전에 직면해있는 것이 아니다. 우주론자들도 그러한 심각한 도전에 직면하고 있다. 그러나 창조론자들에게 그것은 문제가 되지 않는다. 왜냐하면 전지 전능하신 창조주가 의도적으로 우주를 설계하시고, 신속하게 창조하셨다고 생각하고 있기 때문이다. 캄브리아기의 폭발이 생물 진화론을 부정하고, 창조론을 지지하는 것이라면, 성숙한 은하들의 ”빠른 형성”도 그러하다. 그 이유는 무엇일까? 왜냐하면 유물론자는 은하들의 급속한 형성, 갑작스럽고 빠른 냉각, 극도로 많은 별들의 폭발적 형성 원인이 무엇인지를 설명할 수 없기 때문이다. 어떠한 것을 원인 없이 설명하는 것이 과학일 수 있을까? 진화론자들의 교리인 ‘만물 우연 발생의 법칙’이 여기에서도 작동되고 있다. 유물론자들은 지시되지 않은 무작위적 과정을 특별한 상황으로 여기고 있다. 방향도 없고, 목표도 없는, 지시되지 않은, 무작위적인 과정이 어떤 중요한 역할을 수행할 수 있는가? 그건 말이 안 된다. 지적 설계자만이 그러한 역할을 수행할 수 있다.


저자들은 초기 우주에서 빠른 은하 형성의 증거로서 은하 형성 이전의 차가운 암흑물질(cold-dark-matter)을 연상시키는 방식으로 말하고 있었다. 한 가지 가능성이 있다. ”태초에 하나님이 천지를 창조하시니라”

 


* Mature galaxies exist where the BB predicts only infant galaxies: The big bang predicts that when telescopes peer especially far into outer space, they should see only infant galaxies. Why? Because if the universe is 13.8 billion years old, light traveling toward us for 13.4 billion years would show objects as they had existed in the early stage of the universe, long before the BB theory has claimed that mature and bright galaxies could posibly exist. Instead though, as RSR host Bob Enyart has been reporting for two decades, astronomers are repeatedly 'startled' and 'baffled' (per the journal Science) to observe that what actually exists is exactly what the big bang predicts should not exist. For many of the most distant (i.e., allegedly 'youngest') galaxies look just like the Milky Way and the oldest galaxies that are all around us! Just in time for our 2014 RSR big bang program, the Carnegie Observatories: 'discovered 15 [more] massive, mature galaxies located where they shouldn't be: at an average distance of 12 billion light years away from Earth.' And in 2015, Caltech astronomers discovered Galaxy EGS8p7 at an astoundingly high redshift of 8.68 putting it apparently 13.2Bly away! And the Astrophysical Journal, which had previously reported z=11, in 2016 reported the huge and especially bright GN-z11 galaxy at z=11.1! Such discoveries prove wrong Neil deGrasse Tyson and his claim last week that we creationists cannot not make predictions, as any glance at our RSR Predictionsand our confirmed predictions shows. In 2005 a cover story Science News stated, 'Imagine peering into a nursery and seeing, among the cooing babies, a few that look like grown men. That's the startling situation that astronomers have stumbled upon as they've looked deep into space and thus back to a time when newborn galaxies filled the cosmos. Some of these babies have turned out to be nearly as massive as the Milky Way and other galactic geezers that have taken billions of years to form.' Finally, in 1995, as NASA was preparing to publish their first Hubble Deep Field Image, as a biblical creationist, Bob Enyart predicted that NASA and the entire big bang community of astronomers, physicists and astrophysicists, would all be wrong, because the furthest galaxies would look just like nearby galaxies regarding apparent age. Learn more including here, here, here from the journal Science, and here from the journal Nature with their A galaxy far, far away!

 

*관련기사 : 허블우주망원경, 빅뱅 4억년 후 생성된 은하 관측 (2016. 3. 4. 연합뉴스)
http://www.yonhapnews.co.kr/bulletin/2016/03/04/0200000000AKR20160304070000063.HTML

허블우주망원경, 134억 광년 떨어진 가장 먼 은하 관측 성공 (2016. 3. 4. 동아일보)
http://news.donga.com/3/08/20160304/76819474/1

초기은하 발견, 나이 134억년… 빅뱅 후 4억년 뒤에 탄생 (2016. 3. 5. 머니위크)
http://www.moneyweek.co.kr/news/mwView.php?no=2016030513308036818



번역 - 미디어위원회

링크 - http://crev.info/2017/04/galaxy-evolution-crisis/

출처 - CEH, 2017. 4. 27.

구분 - 4

옛 주소 - http://www.kacr.or.kr/library/itemview.asp?no=6601

참고 : 6348|6428|6395|6279|5807|5921|5849|5781|5236|5080|5079|4595|3697|2904|2725|6502|6498|6404|6377|6375|6367|6359|6344|6339|6334|6301|6294|6281|6262|6259|6219|6185|6155|6154|6139|6130|6117|6101|6086|6046|6019|6014|6005|5908|5877|5881|5887|5871|5868|5829|5805|5677|5570|5552|5543|5630|5487|5449|5325|5324|5302|5290|5289|5221|5213|5201|5106|5156|5078|4727|4427|4370|4291|4255|4006|4045|4042|4009|3933|3365|2607|2731|3941|3983|6596|6578|6565|6631


Jerry Bergman
2017-05-01

암흑물질은 여전히 암흑 속에 미스터리로 남아있다. 

(Dark Matter is Still Very Dark and Very Mysterious)


    Nature 지의 한 연구 보고서는 암흑물질의 존재를 증명하기 위해서 고안된 최신의 실험 결과를 발표했다. 간단히 말해서 : '암흑물질은 파악하기 어렵다(elusive)'는 것이다. (Xiangdong, 542 : 172, February 17, 2017). 암흑물질은 어떤 망원경으로도 관측될 수 없는, 가상의 물질 타입이지만, 우주 물질의 약 27%를 차지하고 있다. 따라서, 그것은 알려진 중입자 물질(baryonic matter)의 형태와 같지 않지만, 모든 중입자 물질들과 마찬가지로, 별과 은하의 움직임에 강한 중력 효과를 갖는 것으로 제안되고 있다.

암흑물질은 탐지될 수 있는 수준의 전자기 방사선을 방출하거나 흡수하지 않기 때문에, 암흑이라 불려진다. 이런 이유로, 그것은 직접적으로 탐지된 적이 없으며, 현대 천체물리학의 가장 큰 미스터리 중 하나이다. 수백만 달러의 돈이 들어가고 있음에도 불구하고, '이 물질의 본질은 깊은 미스터리로 남아있다' (Freese, 2014, The Cosmic Cocktail : Three Parts Dark Matter, Princeton University Press, p.6). 암흑물질의 존재와 특성은 주장되는 중력과 그 밖의 가시적 영향에 의해서 추론되고 있다.

10,000배 더 민감하지만 ... 증거는 아직 발견되지 않았다.

암흑물질은 은하수에서 별들의 궤도 속도를 설명하기 위해서, 1932년에 천문학자 오르트(Jan Oort)에 의해서 최초로 가정되었다. 1933년 프리츠 츠비키(Fritz Zwicky)는 1,000개 이상의 은하들을 가지고 있는 코마 은하단(Coma cluster)에서 여러 은하들의 궤도 속도를 측정했다. 그는 이 은하들 중 많은 수가 너무도 빨리 이동했기 때문에, 코마 은하단에 있는 다른 은하들의 중력 끌림(gravitational attraction)을 오래 전에 벗어났어야만 했다는 것을 발견했다. (Ransom, 2015. Popular Science: 100 mysteries Explained. New York: Time Inc. p. 33).

Nature 지는 윔프(WIMP, Weakly Interacting Massive Particles)가 암흑물질의 주요 후보 물질이라는 점을 지적했다. 윔프는 일반적인 중입자 물질과 단지 약하게 상호 작용을 하는, 가설적인 거대한 아원자 입자이다. 2017년 Nature 지의 논문은 1980년대 중반부터 시작된 윔프를 탐지하려는 노력의 결과에 대해 보고했다. Nature 지의 기사에 따르면, 최신 제논(Xenon) 기기는 1980년 모델에 비해 약 10,000배나 더 민감하지만, 여전히 미스터리한 윔프 입자에 대한 증거는 발견되지 않았다는 것이다.



이것은 과학이 밝혀내야하는 단지 하나의 미스터리일 뿐이다. 우리가 우주에 대해 더 많이 알면 알수록, 모르고 있는 것이 얼마나 더 많은지 깨달을 뿐이다. 과학은 소위 하나님의 간격(gaps for God, 하나님이 하셨던 알 수 없는 일들)을 메우고 있는 대신에, 채워야할 더 많은 간격들을 만들어내고 있는 것이다.

 


*관련기사 : ‘암흑물질 후보’, 예상 영역에는 없었다.
제4의 중성미자, 존재하지 않을 가능성 무게 (2017. 4. 27. The Science Times)
http://www.sciencetimes.co.kr/?news=암흑물질-후보-예상-영역에는-없었다

우주 빈 공간 가득채운 미지의 `암흑물질` 누구냐 넌? (2017. 4. 7. 매일경제)
http://news.mk.co.kr/newsRead.php?year=2017&no=237259

암흑에너지는 환상에 불과한가?  (2017. 4. 4. The Science Times)
http://www.sciencetimes.co.kr/?news=암흑에너지는-환상에-불과한가

‘찬란하신’ 90돌 빅뱅이론… 부동의 진리? 우주적 거품?  (2016. 12. 30. 동아일보)
http://news.donga.com/Main/3/all/20161230/82102246/1

발견하면 노벨상은 따놓은 당상? '암흑물질'이 뭐길래…(2016. 12. 10. 뉴스플러스)
http://it.chosun.com/news/article.html?no=2827752&cc

가속팽창 실마리 쥔 초신성…‘암흑에너지’ 정체도 밝혀질까 (2016. 12. 2. 경향신문)
http://news.khan.co.kr/kh_news/khan_art_view.html?artid=201612022055005&code=610101

우주가속팽창 '아닐 수도 있다” (2016. 11. 14. 사이언스 타임즈)
http://www.sciencetimes.co.kr/?news=우주의-가속팽창-아닐-수도-있다

베일 속 ‘암흑 에너지’, 실제는 존재하지 않는다? (2016. 10. 26. 나우뉴스)
http://nownews.seoul.co.kr/news/newsView.php?id=20161026601021

별빛 잠든 어두운 은하…'99.99% 암흑물질” (2016. 8. 30. 한겨레)
http://scienceon.hani.co.kr/427248

국제연구팀, 최고감도 검출기로도 암흑물질 검출 실패 (2016. 7. 22. 연합뉴스)
http://www.yonhapnews.co.kr/bulletin/2016/07/22/0200000000AKR20160722116700009.HTML

'암흑물질 예상보다 더 찾기 힘들 것” (2015. 3. 29. 동아사이언스)
로잔연방공대, 허블-찬드라 우주망원경 촬영한 은하충돌 72개 분석
http://www.dongascience.com/news/view/6503

'우주 암흑물질 반응성, 당초 추측보다 더 낮다' (2015. 3. 29. 연합뉴스)
http://www.yonhapnews.co.kr/bulletin/2015/03/28/0200000000AKR20150328005900091.HTML

'우주탄생 ‘빅뱅’은 없었다” (2015. 3. 3. 나우뉴스)
http://nownews.seoul.co.kr/news/newsView.php?id=20150303601007

암흑물질 사냥에 몰두하는 중국 연구팀 (2014. 9. 5. KASI)
http://policy.kasi.re.kr/_prog/_board/?mode=V&code=news2&no=2194&upr_ntt_no=2194&site_dvs_cd=kr&menu_dvs_cd=010102

암흑물질 이론 뒤집을 현상 발견 : 우리은하 주위에 거대한 천체 구조 (2012. 5. 4. 연합뉴스)
http://www.yonhapnews.co.kr/economy/2012/05/04/0303000000AKR20120504036900009.HTML?template=5567

은하계 도는 거대 ‘구조물’ 발견…암흑물질 존재 의문 (2012. 5. 2. 서울신문)
http://nownews.seoul.co.kr/news/newsView.php?ref=nc&id=20120502601008

암흑물질 이론은 틀렸나? : 태양 주변에 암흑물질 없어(2012. 4. 23. 연합뉴스)
http://www.yonhapnews.co.kr/economy/2012/04/23/0303000000AKR20120423053000009.HTML?template=5567



번역 - 미디어위원회

링크 - http://crev.info/2017/04/dark-matter-is-still-very-dark-and-very-mysterious/

출처 - CEH, 2017. 4. 24.

구분 - 4

옛 주소 - http://www.kacr.or.kr/library/itemview.asp?no=6596

참고 : 6565|6502|6427|6359|6130|6086|6014|5871|5370|5290|4698|4688|4614|6498|6428|6404|6395|6377|6375|6367|6348|6344|6339|6334|6301|6294|6281|6279|6262|6259|6219|6185|6155|6154|6139|6117|6101|6046|6019|6005|5908|5877|5881|5887|5868|5849|5829|5805|5807|5781|5677|5570|5552|5543|5630|5487|5449|5325|5324|5236|5302|5289|5221|5213|5201|5106|5156|5079|5078|5080|4727|4595|4427|4370|4291|4255|4006|4045|4042|4009|3933|3365|2607|2731|3941|3983



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