양자화 된 적색편이는 여전히 논의되고 있다.

미디어위원회

2024-10-01

양자화 된 적색편이는 여전히 논의되고 있다.

(Quantized Redshifts Are Still Being Discussed)

David F. Coppedge

은하계 밖 천체들의 적색편이가 실제로 양자화되어 있다면, 빅뱅 우주론은 사망하게 될 것이다.

때때로 너무도 터무니없는 관측이 이루어지기도 하는데, 과학적 합의는 그럴 리가 없다고 무시해버린다. 1973년 윌리엄 티프트(William G. Tifft)가 그러한 관측들 중 하나인 "양자화 된 적색편이(quantized redshifts)"를 발표했다. 당시 빅뱅 이론은 점점 더 강화되고 있었다. 로버트 윌슨(Robert Wilson)과 아노 앨런 펜지어스(Arno Allan Penzias)는 1964년에 빅뱅의 '메아리'라고 주장되는 우주배경복사(cosmic background radiation)를 감지했다. 대안적 우주론의 인기는 시들해지게 되었고, 빅뱅 이론은 우주론의 제왕의 자리를 차지하게 되었고, 빠르게 우주의 기원에 대한 "표준 모델"이 되었다. 하지만 양자화된 적색편이는 빅뱅 이론에 재를 뿌리고 있는 것이었다. 그것이 사실이라면, 적색편이(redshifts)는 거리나 나이를 평가하는 지표가 될 수 없었다.

티프트는 적색편이 값에 대한 주기성(periodicity)을 감지했다고 주장했다. 빅뱅 이론은 우주의 팽창으로 인한 적색편이의 연속성(continuum)을 예측했다. 어떻게 적색편이 값들이 전자의 궤도들처럼 주기적일 수 있을까? 말도 안 되는 일이었다. 다른 몇 명의 천문학자들도 선형 또는 대수적 주기를 갖는, 주기적 적색편이 값에 대한 추가 추정치를 발표했다. 티프트가 프레드 호일(Fred Hoyle), 자얀트 날리카(J. V. Narlikar), 할튼 아프(Halton Arp), 제프리 버비지(Geoffrey Burbidge)와 같은 독불장군들과 어울렸기 때문에, 대부분의 우주론자들은 이 발표를 측정 값에 일부 결함이 있는 실수(mistake)였거나, 나중에 설명될 수 있는 이상현상(anomaly)으로 치부해버렸다.

올해 다시 우주론자들 사이에서 양자화된 적색편이에 대한 논의가 활발해지면서, Phys.org 지가 그 논란을 다루고 있었다.

양자화된 적색편이와 빅뱅 이론에 대한 도전.(2024. 9. 23, Phys.org). 이 기사는 Phys.org 지의 모회사인 Science X Network의 다이얼로그로 등장하고 있었다. 그곳에서는 "연구자들이 발표한 연구 기사의 결과를 보고할 수 있다" 해당 기사는 아래의 글로 2024년 8월 12일 Cornell’s arXiv 프리프린트 서버에 게시되었다 :

양자화된 적색편이와 최근 관측에서 그것의 중요성.(2024. 8. 12, arXiv). 아린담 말(Arindam Mal) 등의 연구자들이 쓴 이 사전 인쇄글은 Phys.org 지 기사의 기초가 되었다. 논문의 요약문은 양자화된 적색편이에 대한 새로운 주기성 값을 주장하고 있다 :

우리는 슬로안 디지털 스카리 서베이(전천탐사) 데이터 릴리스 7(Sloan Digital Sky Survey data release 7, SDSS DR7)에서 퀘이사-은하 쌍(quasar-galaxy pair) 데이터 세트를 사용하여, 선형 척도에서 95%의 신뢰 구간으로 0.051의 기본 주기성을 관찰했다. 우리는 2dF와 SDSS 모두에서 퀘이사-은하 쌍 데이터 세트를 독립적으로 생성했으며, 95%의 신뢰 구간으로 로그 스케일에서 0.077과 0.089의 기본 주기성을 발견했다.

대안적 우주론에 동의하는 천문학자들은 퀘이사(quasars, 먼 거리에서 가장 빛나는 천체)의 적색편이(redshifts)가 우주 팽창을 가리키는 것이라기 보다는, 은하 중심에서 분출된 퀘이사의 연령효과(age effects)라고 주장한다.

Phys.org 지에 따르면, 제임스웹 우주망원경(JWST)의 관측이 논란이 되고 있다는 것이다 :

제임스웹 및 기타 우주망원경의 최근 관측들은 우주가 평균적으로 균질하고(homogeneous), 등방성(isotropic)이라는 표준 우주론의 기본 원리를 위반하고 있다. 또한 표준 우주론 모델이 초기 우주에서 예측하고 있는 높은 적색편이, 높은 광도, 금속성 및 탄소 진화에 대한 예측도 위반되었으며, 여기에는 거대한 필라멘트 천체(filament objects), 은하수와 같은 은하들, 높은 적색편이와 낮은 적색편이 모두에서 예상치 못한 형태의 천체들이 포함된다.

이 기사에서는 몇 가지 구체적인 사례가 언급되어 있었다 :

최근에 관측된 GNz7q는 밝은 퀘이사가 등장하고 있는, 먼지 많은 스타버스트 은하(starburst galaxy, 폭발적 항성생성 은하)로서, 높은 적색편이에서 덜 무거운 단계에 아직 어린 중심 블랙홀이 존재하는 것과 일치하지 않는 상황이다.

GN-z11은 7천만 년밖에 되지 않은 것으로 추정되지만, 금속이 없는, 적당히 거대한 2세대 은하로 보인다. 제임스웹 우주망원경은 빅뱅 이후 불과 2억 년 후에 초대질량 블랙홀(supermassive black hole, SMBH)을 관측했으며, 이는 우주가 탄생한 직후 어떻게 이 SMBH가 그렇게 빨리 형성되었는지에 대한 의문을 제기한다. 다른 많은 관측들은 은하와 퀘이사의 형성과 진화에 대한 근본적인 의문을 제기하고 있다.

. 슬로안 디지털 스카이 서베이(Sloan Digital Sky Survey, SDSS) 은하 지도.

위기의 우주론

양자화된 적색편이 문제 외에도, 최근 기사는 표준 빅뱅 이론을 위협하는 다른 이상 현상들을 보도하고 있었다.

우주론은 새로운 물리학을 발견하기 직전의 전환점에 처해 있다.(2024. 9. 12, The Conversation). 리버풀 존 무어스 대학(Liverpool John Moore University)의 안드레아 폰트(Andreea Font)는 '전환점(tipping point)'이라는 용어를 사용하며, 상황이 반대 방향으로 진행될 수도 있음을 시사하고 있었다. 그럼에도 불구하고, 그녀는 논쟁에서 새로운 물리학이 등장할 가능성에 대해 여전히 "흥분"하고 있었다.

지난 몇 년 동안 일련의 논란이 우주론 분야를 뒤흔들었다. 간단히 말해서, 우주의 표준 모델에 대한 예측은 최근의 일부 관측과 충돌하는 것으로 보인다.

초기 암흑에너지는 우주론의 가장 큰 두 수수께끼를 해결할 수 있다(2024. 9. 12, MIT News). 제니퍼 추(Jennifer Chu)가 "가장 큰 두 수수께끼(two biggest puzzles)"라고 표현한 것은 일부 주요 이상(anomalies, 변칙)들이 아직 해결되지 않았음을 나타낸다. "우주의 첫 10억 년의 짧은 기간 동안 미스터리한 힘은 이론이 예측하는 것보다 더 밝은 은하들을 생성할 수 있었을 것이다." 제안된 "초기 암흑에너지(early dark energy)"가 이를 해결할 수 있었다면, 현재로서는 그렇지 않다는 것을 의미한다. 어쨌든 아무도 암흑에너지가 무엇인지 모른다. 이러한 주장은 이론이 붕괴되는 것을 막기 위해, 퍼지 요인(fudge factor)을 추가하는 것처럼 들린다. 제임스웹이 너무도 이른 시기에 크고 밝은 은하들을 계속 찾아냈을 때, MIT 천문학자들은 비명 모드로 전환되었다. 해결책 : 아마도혹시어쩌면그럴지도 용어를 도입하라.

"제임스웹 우주망원경이 관측하고 있는 밝은 은하들은 대도시 주변에서 빛을 관측하는 것과 같을 것이다. 그러나 표준 이론이 예측하는 것은 옐로스톤 국립공원과 같은 시골에서 빛을 관측하는 것과 같은 것이다"라고 센(Shen)은 말한다. "우리는 그렇게 초기부터 빛의 군집(많은 성숙한 은하들)을 예상하지 못했다.“

물리학자들에게 이러한 관측은 모델의 기초가 되는 물리학에 근본적으로 문제가 있거나, 과학자들이 설명하지 못한 초기 우주의 누락된 성분이 있다는 것을 의미한다. MIT 팀은 후자의 가능성과 누락된 성분이 초기 암흑에너지일 수 있는지 여부를 조사했다.

그렇다면 초기 암흑에너지는 퍼지 요인을 추가하고 있는 것 아닌가? 그것은 "아주 초기 우주에서만 작동되었던 일종의 반중력적 힘(antigravitational force)"이라는 것이다. 마치 한 문제를 해결하기 위해서, 다른 문제를 만들어내고 있었다. 급팽창(inflation)을 도입한 앨런 구스(Alan Guth)처럼 말이다.

우주 암흑기 이후, 어디에나 있는 가스 구름을 태워 없애는 것은 무엇인가? 제임스웹 우주망원경이 놀라운 것을 발견했다(2024. 9. 10, Science Magazine). 사람들은 빅뱅 이론의 주장을 면밀히 살펴보아야 한다. 이 글은 빅뱅 이론을 확립된 사실처럼 다루면서, 한 문제를 반대 문제와 교환하고 있었다.

빅뱅 이후 첫 10억 년 동안, 최초의 별과 은하들이 전원을 켜고, 어둠을 새로운 빛으로 채우며, 또 다른 변화를 일으켰다. 최근까지 천문학자들은 어떻게 이런 일이 일어날 수 있는지 설명하는 데 어려움을 겪었다. 수소를 이온화하려면 고에너지 자외선(UV) 빛이 필요하며, 드문 신생 은하계는 이 작업을 수행하지 못하는 것처럼 보였다. 이제 NASA의 제임스웹은 이 문제를 해결하기 위해 노력하고 있다. 이 우주망원경은 너무도 많은 밝고 젊은 은하들과 빛나는 블랙홀을 발견하고 있다. 거기에는 자외선이 과도하게 공급될 수도 있다.

2HDM+a 프레임워크 내에서 ATLAS 암흑물질 탐색의 조합 및 요약(2024. 9. 12, Science China Press via Phys.org). 그들은 계속 찾고 있었지만, 그것을 찾을 수 없었다.

암흑물질의 존재를 확인하기 위한 광범위한 천문학적 관측에도 불구하고, 암흑물질 입자의 특성에 대한 지식은 제한적이었다. 미시적 관점에서 볼 때, 20세기 중반에 확립된 입자물리학의 표준 모델은 큰 성공을 거두었고 수많은 실험을 통해 확인되었다.

그러나 표준 모델은 우주에 암흑물질의 존재를 설명할 수 없으며, 이는 암흑물질 후보 입자를 설명하기 위해, 표준 모델을 넘어서는 새로운 물리학이 필요하며, 이러한 후보 물질에 대한 실험적 증거를 시급히 찾아야 한다는 것을 나타낸다.

샤미르는 빅뱅 이론에 도전하는 100년이나 된 이론을 뒷받침하는 연구를 발표했다(2024. 9. 11, Kansas State University). 이 글에서 리오르 샤미르(Lior Shamir)는 빅뱅 이론에 도전하는 또 다른 오래된 아이디어를 부활시키고 있었다 : 적색편이는 거리가 아닌(not distance), "지친 빛(tired light)"을 나타낸다.

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전문가들은 우주에 대해 실제로 무엇을 알고 있을까? CEH는 우주론이 위기에 처해 있다고 20년 넘게 보도해 왔다. 2000년대 초만 해도 천문학자들은 우리가 "특별한" 우주에 살고 있다고 말했다. 최근 발견된 초거대한 우주 빅 제트(gigantic cosmic jets)는 빅뱅 이론에 대한 또 다른 도전이 되고 있었다.(2024. 9. 18. 참조). 미세 조정된 우리의 우주는 과학적 합의와 다르게, 쉽게 설명될 수 없다.

러셀 험프리(Russell Humphreys)나 존 하트넷(John Hartnett)과 같은 창조 물리학자들은 빅뱅 이론과의 불일치를 지적하기 위해 양자화된 적색편이를 사용했다. 그들은 양자화된 적색편이는 우주에 중심이 있고, 우리가 그 근처에 있음을 나타낼 수 있다고 생각하기도 한다. 그렇다면 우주에는 특별한 장소가 있을 수 없다고 주장하는, 진화 우주론자들의 '코페르니쿠스의 원리(Copernican Principle)'는 기각될 수 있을 것이다.

창조론 단체들은 이러한 논의와 논쟁을 위해 더 많은 연구들을 지원해야할 것이다. 빅뱅 우주론의 몰락 위기는 성경을 믿는 크리스천들에게, 변화하고 쉽게 번복되는 유물론 사상과 같은, 모래 위에 집을 세우지 말라는 예수님의 말씀을 상기시켜 준다. 세부 사항들은 때때로 해결하기 어렵지만, 목격자의 큰 그림이 있다 : "태초에 하나님이 천지를 창조하시니라“

*관련기사 : 양자화 적색편이, 빅뱅 우주 팽창론 도전 (2024. 9. 24. 사이언스모니터)

http://scimonitors.com/%EC%96%91%EC%9E%90%ED%99%94-%EC%A0%81%EC%83%89%ED%8E%B8%EC%9D%B4-%EB%B9%85%EB%B1%85-%EC%9A%B0%EC%A3%BC-%ED%8C%BD%EC%B0%BD%EB%A1%A0-%EB%8F%84%EC%A0%84/

암흑에너지 규명 위해 1년간 데이터 모아보니 "기존 우주론 맞나" (2024. 4. 15. 동아사이언스)

https://m.dongascience.com/news.php?idx=64869

*참조 : 우리는 우주의 어디에 위치하는가? : 우리 은하는 우주의 중심부 근처에 위치하는 것으로 보인다.

https://creation.kr/Cosmos/?idx=1294052&bmode=view

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

https://creation.kr/Cosmos/?idx=1294049&bmode=view

양자화 된 적색편이 값은 우리 은하가 우주의 중심부에 위치함을 가리킨다. 2

https://creation.kr/Cosmos/?idx=1294050&bmode=view

바이-바이 빅뱅? : 진화론적 천문학에서 풀리지 않는 수수께끼, 적색편이

https://creation.kr/Cosmos/?idx=1293923&bmode=view