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무려 우주의 27%를 차지하고 있는 암흑 물질.
분명히 존재하고 있지만, 발견되지 않는 아주 이상한 물질이죠.
도대체 이 이상한 물질은 어떻게 해서 우주에 존재하게 된 걸까요?
빅뱅이 일어날 때 다른 물질들과 함께 만들어지게 되었을까요?
어쩌면 암흑 물질은 나중에 발생된 사건에 의해서 갑자기 생겨나게 되었을지도 모릅니다.
바로 두 번째 대폭발, 암흑 빅뱅에 의해서 말입니다.
암흑 물질은 전자기력, 빛 등에 전혀 반응하지 않습니다.
암흑 물질이 관측되지 않는 이유는 바로 이러한 특성 때문이죠.
그런데 우리는 어떻게 암흑 물질의 존재를 알고 있는 걸까요?
바로 중력 때문입니다. 암흑 물질이 반응하는 거의 유일한 힘이죠.
암흑 물질이 중력에 반응한다는 사실은 은하의 움직임을 통해서 알 수 있게 되었습니다.
과학자들은 은하가 회전하는 모습에서 아주 이상한 점을 하나 발견하게 되었는데요.
은하의 중심에 있는 별과 바깥쪽에 있는 별들의 이동 속도가 거의 비슷했다는 겁니다.
이는 우리가 알고 있는 물리 법칙에 완전히 위배되는 매우 이상한 현상이라고 할 수 있죠.
은하 바깥쪽에 있는 별은 은하 중심 쪽에 있는 별보다 이동 속도가 훨씬 더 느려야만 됩니다.
하지만 별들의 이동 속도가 모두 비슷하다는 것은, 무언가가 여기에 개입되어 있다는 거죠.
즉, 눈에 보이지 않는 무언가가 이들의 이동 속도에 크게 관여하고 있다는 겁니다.
과학자들은 이 눈에 보이지 않는 무언가를 가리켜 "암흑 물질"이라고 부르기 시작했습니다.
그리고 과학자들은 이 암흑 물질이 빅뱅이 일어날 때 같이 생겨났을 것으로 생각해 왔죠.
하지만 암흑 물질은 빅뱅 직후에 생겨난 초기의 물질들과 전혀 반응하지는 않았을 겁니다.
위에서 설명했듯이 암흑 물질은 오직 중력에만 반응하는 물질이니까요.
즉, 암흑 물질이 우주의 극초기에 존재해야만 되는 그 어떠한 이유가 전혀 없다는 겁니다.
그래서 암흑 물질의 형성을 굳이 빅뱅과 연결시킬 필요가 전혀 없어보인다는 거죠.
어쩌면 암흑 물질은 빅뱅 이후에 일어난 어떠한 독립된 사건에 의해서 만들어졌을 지도 모릅니다.
예를 들면, 두 번째 대폭발, 암흑 빅뱅 같은 거 말입니다.
만약 이러한 사건이 존재했다면, 그 흔적이 우주 어딘가에 아직 남아 있을지도 모릅니다.
빅뱅의 경우에도 우주 배경 복사라는 아주 뚜렷한 흔적들이 우주 전체에 많이 남아 있는데요.
과학자들은 이 암흑 빅뱅이, 매우 강력한 중력파를 만들어 냈을 것으로 생각하고 있습니다.
물론 이 때 발생된 중력파는, 블랙홀의 충돌로 발생되는 중력파와는 조금 달랐을 겁니다.
이 중력파는 시공간을 뒤흔드는 파동의 형태가 아니라, 마치 소음과 비슷했을 가능성이 있죠.
(Background Hum of Gravity Waves)
즉, 우주 배경 복사와 비슷한, 우주의 배경에 항상 존재하는 그런 잡음같은 신호였다는 겁니다.
그리고 놀랍게도 2021년에, 우주를 가득 채우고 있는 중력파가 실제로 검출이 되었습니다.
당시 많은 과학자들은, 이러한 중력파가 블랙홀의 충돌로 생겨났을 것이라 생각했는데요.
하지만 우주를 가득 채우고 있는 이 중력파의 정체는, 사실 중력파 배경 소음일 가능성이 있습니다.
보통 블랙홀의 충돌로 발생되는 중력파의 경우는 일정한 방향성을 보이게 됩니다.
하지만 2021년에 감지된 이 중력파의 경우에는, 우주의 모든 방향에서 동일하게 감지가 되고 있었죠.
마치 빅뱅이 남겨놓은 흔적인 우주 배경 복사와 매우 유사한 패턴을 보이고 있었다는 겁니다.
즉, 이 중력파는 빅뱅 이후에 발생된 어떠한 우주적 사건에 의해서 만들어진 중력파일 가능성이 있다는 겁니다.
이것은 우주 탄생 이후에 발생된 또 다른 대폭발의 흔적, 바로 암흑 빅뱅의 증거라는 거죠.
물론, 이것만으로는 아직 100% 확신할 수는 없습니다.
그래서 과학자들은 2037년에 중력파를 감지할 수 있는 탐지기를 우주로 발사할 예정인데요.
이를 통해 더 많은 중력파 배경 소음이 감지될 수 있을 것으로 기대하고 있습니다.
빅뱅 다음으로 우주에서 가장 이해하기 힘든 미스터리, 암흑 물질..
과연 이 암흑 물질은 어떻게 해서 처음에 생겨나게 되었을까요?
그 원인이 두 번째 대폭발, 즉 암흑 빅뱅이라면...우주의 역사는 다시 한번 바뀌게 될 겁니다.
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