우주 ‘암흑물질’ 확인…“탄생 가설 입증”

암흑물질을 분포된 밀도에 따라 등고선 방식으로 표시한 사진. 붉거나 푸른색을 띤 것은 일반물질을 가리키며, 곡선 간격이 촘촘할수록 암흑물질의 밀도가 높은 지역이다. /‘네이처’ 홈페이지

우주 공간에 존재하는 정체불명의 ‘암흑물질’이 미국과 일본, 유럽 천문학자들에 의해 최초로 입체적으로 관측됐다고 일본 언론이 8일 전했다.

일본 에히메대학 등 국제연구진은 하와이의 스바루, 허블 우주망원경을 이용해 우주탄생과 관련된 오랜 가설을 입증하는 증거인 암흑물질을 관측했다고 밝혔다. 연구진은 “1980년대초 주장됐던 암흑물질의 가설이 관측으로 입증됐다”며 “우주진화를 해명하는 데 큰 진전”이라고 평가했다. 이 성과는 과학전문지 네이처 8일자 인터넷판에 실렸다.

은하는 우주공간에 가지런하게 분포하지 않고 거품처럼 흩어져 있다. 이 거품구조의 생성을 설명하기 위해 지금까지 관측을 통해 추정된 은하의 총질량만으로는 부족하고 그 질량을 보완하기 위한 ‘암흑물질’이라는 가상물질이 요구됐다. 천문학자들은 별·행성 등 일반물질이 우주 전체에서 차지하는 비율은 5%에 불과하고 25%는 암흑물질, 70%는 암흑 에너지로 추정해왔다.

암흑물질은 방대한 중력을 통해 은하를 집중시키는 것으로 생각됐으나 빛과 전자파를 발산하지 않아 직접 관측되지는 않았다. 연구진은 강력한 중력의 영향으로 주변 공간이 일그러져 빛마저도 휘는 ‘중력렌즈 효과’를 활용, 길이가 80억광년에 달하는 암흑물질의 입체구조를 밝혀냈다. 하지만 암흑물질 자체의 정체는 확인하지 못했다.

<도쿄/박용채특파원>