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천문학

우주론자들은 암흑에서 헤메고 있다 : 암흑물질과 암흑에너지가 가리키는 것은?

우주론자들은 암흑에서 헤메고 있다. 

: 암흑물질과 암흑에너지가 가리키는 것은? 

(Cosmologists Are Blind in the Dark)


      최근의 과학 기사에 따르면, 세속적 우주론자들은 그것들이 어디에 있는지, 또는 왜 그런지 알지 못하고 있었다.

우주론자들이 암흑물질(dark matter)과 암흑에너지(dark energy)라는 것으로 신비적 현상을 유행시키기 시작한 이래로, 그들은 길을 잃어 버렸다. 만약 당신이 그것을 믿지 않는다면, 현대적 지식이 없는 시대에 뒤떨어진 사람으로 치부될 수 있다. 그러나 그들도 암흑물질과 암흑에너지가 무엇인지 알지 못한다.


암흑물질은 더 어두워졌다. (Live Science, 2016. 9. 9) : 페르미 국립 가속기 연구소(Fermi National Lab)의 수석 과학자인 돈 링컨(Don Lincoln)은 수학과 물리학의 전문가도 철학에 대해서는 우둔할 수 있음을 보여주었다. 이것은 암흑물질 가설의 역사를 보여주고 있기 때문에 좋은 글일 수 있다. 그러나 마지막을 이렇게 끝내고 있었다.  ”그러나 결국, 우리는 아직도 모른다.”


암흑물질의 탐사 (Phys.org, 2016. 10. 27) : 여기에 어려운 것을 찾기 위해, 오랫동안 사냥을 해왔던 또 다른 작업이 있다. ”암흑물질이 없다면, 우리는 존재하지 못했을 가능성이 있다”고 한 물리학자는 말했다. 그 기사는 거대한 고가의 탐지장치에 대해 이야기하고 있었지만, 암흑물질을 발견하는 데에는 실패했다는 것이다. 이 과정은 발전을 위한 길인가? 아니면 환영을 찾고 있는 예산 낭비의 길인가?


암흑물질은 무엇인가? 그 후보가 등장했는가? (Space.com, 2016. 11. 2) : 마이크 월(Mike Wall)은 이론적인 액시온(axion, 아직 발견되지 않은, 미스터리한, 알려지지 않은 또 다른 입자)이 ”암흑물질의 다음 후보로 인정될 수 있다고 생각한다”는 것이다. 그 이유는? 다른 모든 후보들이 배제되었기 때문이라는 것이다. 다른 후보 물질들은 ”이제 없다”는 것이다.


비활성 중성미자(sterile neutrino)에 대한 계속된 탐사와 깊어지는 미스터리. (Phys.org, 2016. 10. 8) : ”물리학자들은 가정되고 있는 입자가 우주의 진화에 대한 더 나은 이해의 열쇠를 가지고 있을 수 있으며, 그것이 반물질(antimatter)이 아닌, 대부분 물질(matter)로 만들어진 이유를 추정하고 있었다.” 그러나 이야기는 심각해지고 있었다. ”새로운 탐지기로 실험한 결과, 과학자들은 가설적 입자가 숨어있을 것으로 예상됐던, 가능한 범위의 많은 부분들을 배제시켰다.”


암흑물질을 볼 수 없다면, 유령과 다른 것이 무엇인가? (NPR, 2016. 9. 13) : 아담 플랑크(Adam Frank)는 암흑물질에 대한 믿음과 유령(ghosts)에 대한 믿음을 비교하고 있었다. ”게임의 초기 단계이긴 하지만, 아직까지 아무 것도 발견되지 않았다면, 과학자들은 암흑물질에 대한 '신념'을 재평가해야 할 수도 있을 것이다.” 그는 결론지었다. ”이 경우에 어두운 곳에 존재한다는 유령과 다른 설명을 해야 할 것이다.”


새로운 중력이론은 암흑물질을 설명할 수도 있다. (Science Daily, 2016. 11. 8) : 암스테르담의 에릭(Erik Verlinde)은 새로운 중력이론(theory of gravity)을 발명하여, 암흑물질에 대한 필요성을 없애버리려 하고 있었다. 그는 과학혁명을 일으키려 하고 있는가? 어둠 속에서 휘파람을 불고 있는 것인가? 그는 전통적인 중력(gravity)과 양자물리학(quantum physics)은 양립될 수 없음을 우려하고 있었다. ”저와 같은 많은 이론 물리학자들은 이 이론의 개정 작업을 하고 있으며, 몇 가지 중요한 발전이 있었다”라고 그는 말한다. ”우리는 공간, 시간, 중력의 본질에 대한 우리의 견해를 근본적으로 바꾸어야 하는, 새로운 과학혁명의 순간에 직면해있을지 모른다.”


우주론적 수수께끼가 가장 큰 보이드(voids)와 초은하단(superclusters) 지도에 의해서 해결됐다. (Phys.org, 2016. 10. 12) : 그 기사의 제목은 결론하고 달랐다. 우주배경복사(Cosmic Microwave Background)의 새로운 지도는 아인슈타인의 상대성원리와 일치하는 반면에, ”우리의 연구 결과는 하나의 오래된 우주론적 수수께끼를 해결하고 있었다. 그러나 그것은 우주배경복사의 매우 비정상적인 '냉점(Cold Spot)'의 미스터리를 더 깊게 만들었다”라고 한 천문학자는 말했다. ”...냉점의 미스터리는 설명될 수 없다.”


연구자들은 우주의 형성을 이해하려고 한다. (Phys.org, 2016. 11. 8) : 단지 전망과 전망뿐이다. ”예측과 데이터가 일치한다면, 일반상대성 이론은 더 아름답게 확인될 것이다. 그러나 그것이 확인되지 않는다면, 다른 이론이 필요함이 밝혀지는 것이다.”


우주는 가속 팽창을 하고 있는 중인가, 아닌가? (Phys.org, 2016. 10. 21) : 이 기사는 암흑에너지가 허구 일 수 있는 충격적인 가능성을 제시하고 있었다. 우주의 가속 팽창은 너무 작은 수의 초신성들 샘플들에 의한 잘못된 해석일 수 있다는 것이다. 초신성들 표본의 수를 10배로 늘리자, 가속팽창의 경향은 보여지지 않았다. 우주의 가속팽창을 주장하여 노벨상을 수상했던 3명의 수상자는 이제 노벨상을 반납할 것인가?


시간의 화살을 다시 생각해보기. (Science Magazine, 2016. 9. 30) : 우주론자들은 '현재'의 의미가 무엇인지 확신하지 못하고 있었다. 우리는 왜 미래가 아닌, 과거를 기억하는지, 그들은 궁금해 하고 있었다. 비평가는 그 기사를 좋아하고 있었지만, 엔트로피(entropy, 무질서도)가 증가하는 방향으로, 시간에 대한 전통적 이해가 가지는 문제점을 지적하고 있었다. ”현재의 중요성과 함께, 공간과 마찬가지로 시간(time)도 빅뱅에 의해 만들어졌을 수도 있다”고 강하게 제안하고 있었다.


Nature 지의 특집 기사

2016년 9월 29일, 네이처(Nature) 지는 암흑물질과 암흑에너지에 대한 특별 보충판을 발행했다. 오늘날 가장 선도적인 학술 잡지가 유령과 같은 미스터리한 것에 헤메고 있는 것처럼 보였다. 그것을 찾기 위한 많은 노력과 고통이 있었지만, 지금까지는 거품만 있었다.


암흑의 우주 (Nature) : 암흑물질은 여전히 미스터리이다. 리처드 호드슨(Richard Hodson)은 이렇게 말하고 있었다. 그러나 ”암흑에너지를 설명하는 것은 더욱 어렵다.”


암흑의 우주 : 4가지 커다란 질문 (Nature) : 네일 새버지(Neil Savage)는 다음과 같은 질문을 하고 있었다. 1)암흑물질 입자는 있는가? 2)암흑물질은 무엇과 상호작용을 하는가? 3)우주론적 상수는 암흑에너지를 설명할 수 있는가? 4)우주는 결국 어떻게 될 것인가?


액시온 경고! 외부-입자 검출기는 암흑물질을 놓칠 수 있다 (Nature: 데이비드 카스텔베치(Davide Castelvecchi)에 의하면, 이것은 급팽창 이론(inflation theory)에 의존하는, 한 입자에 관한 ”어둠 속의 사냥”에 관한 것이다.


암흑물질 : 무엇이 문제인가? (Nature) : 모든 탐사들이 실패했음을 검토한 후에, 제프(Jeff Hecht)는 말했다. ”암흑물질이라는 선도적 이론이 숨기에는 공간이 부족하다.”


암흑에너지 : 어둠 속에서 바라보기 (Nature) : 당신이 어둠 깊은 곳을 응시했다면, 무엇을 볼 수 있는가? 당신이 상상하는 것 외에는, 아무것도 볼 수 없을 것이다. 스테판 바터스비(Stephen Battersby)는 ”영원한 수수께끼... 활기찬 미스터리... 암흑의 미래”와 많은 ”아이디어의 폭발”에도 불구하고, 아직도 알려지지 않은 다른 것들에 대해 이야기하고 있었다. 만약 암흑에너지가 존재한다면, 그것은 시간의 흐름에 따라 변할 수 있을까? 먼저 첫 번째 질문부터 답해야 할 것이다.


보이지 않는 우주를 드러내기 (Nature) : 마크 자스트로(Mark Zastrow)의 글은 중력파(gravitational waves)와 고에너지 중성미자(high-energy neutrinos)를 발견하려는 최신의 노력들을 검토하고 있었다. 이들 현상은 적어도 일부 경험적 근거를 가지고 있다.


슈밋과의 인터뷰 (Nature) : 브라이언 슈밋(Brian Schmidt)은 2011년에 암흑에너지의 발견으로 노벨상을 공동 수상했다. 그는 자신의 발견을 꽤 확신하고 있었지만(그의 평가로 90% 추정), ”알려지지 미지의 것들(unknown unknowns)”을 배제할 수는 없다. 그는 이렇게 말했다. ”과학은 때로는 벗어나기도 하고, 잘못되기도 한다.”


조지와의 인터뷰 (Nature) : 조지 스무트(George Smoot)는 2006년에 빅뱅을 확증하는 것으로 해석됐던 우주배경복사(CMB)의 작은 변동을 발견하여 노벨상을 받았다. 그는 암흑물질이나 암흑에너지가 아닌, 중력파에 대해서 말하고 있었다.


관측들에 의한 뒤집힘

언론 매체들은 허블 우주망원경과 다른 관측 장비들로 실시된 새로운 우주측량(sky survey) 결과에 대해 흥분을 감추지 못하고 보도하고 있었다.

관측 가능한 우주에는 이전에 생각했던 것보다 10배나 많은, 2조(two trillion) 개의 은하들이 있다. (Science Daily, 2016. 10. 13)

우주는 과학자들이 생각한 것보다 10배 더 많은 은하들을 가지고 있다. (Live Science, 2016. 10. 13)

우리 우주에는 생각한 것보다 10배나 많은 은하들이 있었다. (New Scientist, 2016. 10. 13)

그 평가는 실제 계산에 의한 것이 아니라, 새로운 수학적 모델에 의한 것이다. 그럼에도 불구하고, 그것은 과학자들이 암흑물질에 관한 것은 물론이고, 가시적인 것도 얼마나 틀릴 수 있는지를 보여주고 있다. 그 연구를 주도한 영국의 노팅엄 대학(University of Nottingham)의 천체물리학 교수인 크리스토퍼(Christopher Conselice)는 보도를 통해서, ”그것은 우리 우주에 있는 은하계의 90% 이상이 아직 연구되지 않았다는 사실을 가리킨다”고 말했다. ”차세대 망원경으로 이 은하들을 관측할 때, 우리는 흥미로운 특성들을 발견하게 될 것이다.”



한 우주론자와 전화 인터뷰를 했다.

”안녕하세요?”   대답 : ”예. 안녕하세요. 저는 우주론자(cosmologist)입니다.”

”당신은 우주에 대해서 얼마나 알고 계십니까?”    대답 : ”별로 알고 있지 못합니다. 사실 저희들도 우주에 대해서 잘 모릅니다.”  ”그러나 우주의 진화는 사실입니다!”

 


*관련기사 : 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



번역 - 미디어위원회

링크 - http://crev.info/2016/11/cosmologists-blind-in-dark/

출처 - CEH, 2016. 11. 15.

구분 - 4

옛 주소 - http://www.kacr.or.kr/library/itemview.asp?no=6502

참고 : 6427|6359|6130|6086|6014|5871|5290|6428|6404|6498|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|6478|6502|6518|6565|6577|6578|6596|6601|6616|6631|6651|6654|6656|6658|6662|6666



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