암흑 에너지
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개요[편집]
Dark Energy
우주의 60~70%를 이루는 에너지이다.
우주 가속 팽창의 원인으로 추정되는 것이다. (이게 과도하게 많아지면 빅립 이라는 현상이 일어난다. 이거 일어나면 별이든 헬지구든 뭐든 다 갈갈이 찢겨저 다 같이 요단강 익스프레스 탄다.)
정확히 무엇인지 아직 밝혀지지 않았다.
역사[편집]
아인슈타인 우주상수[편집]
아직 우주론이 덜 확립되었을 때, 물리학자들과 천문학자들은 제각각 저마다의 우주관을 가지고 있었다. 알버트 아인슈타인도 그 중 하나였다.
그런데 아인슈타인은 우주는 영원히 불변하는 정상우주론을 믿고 있었다. 즉, 우주는 과거든 현재든 동일한 크기와 동일한 밀도, 동일한 균질성을 가지고 있다는게 아인슈타인의 생각이었다.
하지만 아인슈타인이 직접 만든 중력장 방정식대로면 우주는 균질성과 등방성을 유지하기 위해 계속 팽창해야만 했다. 아인슈타인은 이런 우주 팽창의 모순을 막기 위해 Λ라는 우주 상수를 도입해서 이런 Λ값의 인력때문에 우주가 팽창하지 않고 정상 우주를 유지할 수 있다고 괴랄한 논리를 펼쳤다.
그러나 한 문과충에 의해 우주가 팽창한다는 것이 관측적으로 증명되자 아인슈타인은 직접 허블에게 찾아가서 도게자를 하였고 우주 상수를 철회하며 "우주상수를 도입한 것은 내 일생일대 가장 큰 실수였다"라며 자신이 고집불통이었다는 것을 인정했다.
그런데 시간이 흐르고 천문학자들은 멀리있는 초신성일수록 적색편이가 더 크게 일어난다는 것을 관측적으로 발견했다. 기존의 우주론으로는 가속팽창을 설명할 방법이 없었다. 결국 물리학자들은 기존의 폐지되었던 아인슈타인의 우주상수를 예토전생시켰고 우주상수가 인력 에너지가 아닌 척력 에너지로 바꿔버려서 "미지의 진공에너지가 가속팽창을 유도한다."라는 이론을 완성시켰다. 그리고 이 미지의 진공에너지를 '암흑 에너지라고 명명했다.
초기 우주의 급팽창(Cosmic Inflation)[편집]
그런데 막상 관측해보니 우주가 너무나도 등방적이고 균질하였다. 이러한 등방성과 균질성을 유지하기 위해서는 서서히 팽창해서는 절대로 불가능하고 초기 우주 단계에서 엄청난 속도로 급팽창이 일어나서 식기 전에 순식간에 팽창하여서 미처 비균질, 비등방적으로 식기도 전에 우주가 형성되어서 균질성과 등방성을 유지하게 되었다는 이론이 1980년 앨런 구스와 알렉세이 스타로빈스키에 의해 제기되었다. 이러한 급팽창이 일어났다는 가설을 인플레이션 이론이라고 부르며 이런 인플레이션을 일으킨 에너지가 바로 암흑에너지(인플라톤장)이라고 주장하였다.
암흑에너지의 증거[편집]
Ia형 초신성[편집]
1998년 천문학자들이 우주 전방위적으로 Ia형 초신성들을 관측하였다. Ia형 초신성은 백색왜성이 동반성을 흡수하여 폭발하는 초신성이다. 이 Ia형 초신성은 밝기와 광도 곡선이 동일하다는 장점이 있어서 거리를 측정하는데 유용하게 쓰이고 있다. 즉, 일정한 절대등급을 갖고 있기 때문에 표준촉광으로 이용되며 거리별 적색편이를 이용하면 우주 팽창속도를 알 수 있다. 관측 결과 적색편이가 큰(즉, 멀리있는) 초신성이 균일팽창을 가정한 값보다 약 0.5등급정도 더 어둡게 나왔다. 즉, 과거의 초신성일수록 더 천천히 팽창했다는 뜻이며 이는 현대로 올 수록 더 빨리 팽창한다는 것을 의미했다. 이걸 발견한 과학자 3명은 암흑에너지를 관측적으로 증명한 것으로 2011년 노벨상을 수상했다.
우주거대구조[편집]
현재 관측 가능한 우주의 구조를 보면 은하단, 초은하단 스케일에서 보면 비교적 거리가 일정하게 분포되어 있다는 것이 관측되었다. 이것은 빅뱅 직후 발생한 양자 요동으로 인한 극소량의 비균질성이 우주 팽창으로 인해 스케일이 커지면서 일정한 파동 모양으로 우주를 불균일하게 만들었기 때문이다. 즉, 처음에는 양자단위의 파동이었는데 우주가 급격하게 팽창하면서 그 극소량의 크기가 조오오온나 커지면서 그 파동 형태 그대로 물질이 생성되면서 현재의 우주거대구조를 생성했다는 이론이다. 이러한 양자 진동의 흔적을 바리온 음향진동(Baryonic Acoustic Oscillation)이라고 부른다.
우주배경복사[편집]
우주배경복사로 관측한 우주의 밀도가 1이라면 암흑물질 및 일반물질(바리온, 광자 등)의 밀도는 0.3밖에 안된다는 것이 우주배경복사의 스펙트럼 관측결과 증명되었다. 즉, 약 70%의 무언가가 우주를 가득 채우고 있다는 것이다. 따라서 이 70%를 채워서 우주를 유지시키는 에너지가 바로 암흑에너지라는 것이다.
실제로 관측(?)[편집]
2021년 10월 이탈리아의 암흑물질 검출기인 XENON1T 검출기에서 우연히 기존 이론으로는 설명할 수 없는 과잉현상이 검출되었고 이 과잉현상이 암흑에너지로 인한 카멜레온 입자 모형 때문이라는 주장이 제기되었다. 이게 정말로 암흑 에너지의 증거라면 노벨 물리학상은 따놓은 당상이 되버리고 존나 유명해지며 역사책에 기록이 될것이다.
저게 진짜 암흑 에너지면 부정하던 사람들 좆되겠노. ㅋㅋㅋ
회의론적 관측[편집]
2020년 연세대 이영욱 교수 연구팀의 관측 데이터에 의하면 암흑 에너지의 근거는 1번부터 잘못되었다는 주장이 제기되었다. 기존 Ia형 초신성의 광도곡선을 측정했을 때, 가장 기본적인 가정이 Ia형 초신성의 광도진화곡선이 과거와 현재 모두 동일하다는 것을 가정하고 시작한 것인데 이것부터가 잘못되었다는 것이다. 즉, 빅뱅 초기의 Ia형 초신성의 경우 현재의 Ia형 초신성과 진화 속도가 다를 수 있다는 것이다. 실제로 이영욱 교수팀의 관측 결과 젊은 Ia형 초신성과 늙은 Ia형 초신성의 광도진화곡선에서 유의미한 수준의 기울기 차이가 확인되었고 그 기울기 차이를 보정해주자 우주는 가속팽창하지 않는다는 결과값이 나왔다. 즉, 적색편이가 큰(즉, 멀리있는) 초신성이 균일팽창을 가정한 값보다 약 0.5등급정도 더 어둡게 나온 것은 과잉 보정으로 인한 오류값이지 그것이 가속팽창의 증거가 될 수 없다는 것이다. 따라서 2011년 노벨상 수상은 제대로 증명되지도 않았음에도 너무 성급하게 수여되었다는 주장이 제기되었다.
여담[편집]
미래에는 이걸 이용하여 암흑에너지를 연료로 사용한다 카더라.
사실 어둠의 힘이라고 한다. 이런 씹...
하지만 이 에너지를 자유자재로 조절할 수 있는 능력을 가진 사나이가 있다...
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스포일러[편집]
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그 이름은 반 다크홈