우주의 수수께끼: 암흑물질

암흑물질

암흑물질(dark matter)이라는 말을 들어보셨나요?

암흑물질… 이게 무엇일까요? 미국과 캐나다의 천문학자들은 우리 은하 정도의 큰 질량을 갖추고도 별들은 거의 없는 은하를 발견하였고 이 어두운 은하 질량의 99.99%는 암흑물질로 이뤄진 것으로 보인다고 보고했다고 합니다. 이 암흑물질은 우리 눈에 보이지도 않으며 실제로 존재하는지 의심을 받기도 하는데요. 그렇기 때문에 이 암흑물질은 우주 팽창과 관련되어 있어 많은 천문학자들에게 연구 대상이 되고 있습니다. 그렇다면 왜 이런 물질이 존재한다고 주장하는 걸까요? 그리고 어떻게 발견되었을까요? 지금부터 알아보겠습니다.

안 보이는데 있는지 없는지 어떻게 알아요?

dark matter(암흑물질)의 dark는 보이지 않는다는 의미입니다. 보이지 않는데 어떻게 존재하는지 아냐고요? 예를 들어보겠습니다. 집에서 고기를 구워 먹은 후 누가 들어와도 고기를 먹었다는 것이 보이지 않게 다 치웁니다. 그리고 누군가가 집에 들어옵니다. 보이지 않게 다 치웠지만 들어오자마자 고기를 구워 먹었다는 것을 알게 됩니다. 왜일까요? 아무리 보이지 않게 먹은 것들을 다 치워도 냄새는 남아있습니다. 그 냄새가 고기를 구워 먹었다는 증거가 되겠죠. 암흑물질도 마찬가지입니다. 보이지는 않지만 간접적으로 존재한다는 것을 추측할 수 있는 것입니다.

암흑물질은 어떤 물질인가요?

중력 효과와 기타 다양한 천체물리학적 관측으로 추정되는 물질이기 때문에 아직까지도 정체가 밝혀지지 않았어요. 그래서 ‘보이지 않는 물질’ 또는 ‘미지의 물질’이라고 불리기도 합니다. 현재까지의 연구결과에 의하면, 암흑물질은 원자로 이루어진 물질이 아니라고 합니다. 그리고, 암흑물질은 어떤 종류의 전자기파도 방출하지 않는다고 하네요. 현재 과학자들은 암흑물질이 무거운 입자이면서도 전자기적 상호작용을 하지 않기 때문에 사람이 관측할 수 없는 입자라고 생각하고 있습니다.

프리츠 츠비키

암흑물질은 어떻게 발견되었나요?

1933년 스위스 출신 물리학자 프리츠 츠비키 교수가 암흑물질의 존재가능성에 대해 처음 제안하였습니다.

정체불명의 물질이 우주의 대부분을 구성하고 있다.

프리츠 츠비키
베라 루빈

하지만 이런 믿기가 어려운 주장은 무시되어 한동안 묻혔습니다. 한참이 지난 1962년, 미국의 천문학자 베라 루빈 박사가 처음으로 암흑물질의 존재 증거를 발견했습니다. 당시 그녀는 애리조나에 있는 키트피크 천문대에서 은하 내 별들의 회전 속도를 측정하면서 비정상적인 움직임을 발견하게 됩니다. 은하 중심부에 가까운 별들이나 멀리 떨어진 별들의 공전 속도가 거의 비슷하게 나타나고 있었기 때문이죠. 그동안의 이론으로는 중심에서 멀어질수록 속도가 점점 떨어지는 것으로 나와야 합니다. 하지만 전혀 다른 결과를 보여줬죠. 하지만 루빈은 여자라는 이유로 이 주장은 학계에서 묵살당했습니다. 그러나 이후 암흑물질 존재의 근거가 될만한 증거들이 발견되면서 오늘날은 암흑물질이 존재할 것이라는 주장을 부정할 수 없게 되었습니다.

우리 눈에 보이는 것만이 전부가 아니다?

우리는 항상 눈앞에 보이는 것만을 믿고 살아갑니다. 예를 들어 하늘 위에 떠있는 달처럼요. 하지만 앞서 이야기한 암흑물질과 같이 자연에는 보이지 않지만 존재할 수 있는 것들, 발견되지 않은 것들이 많을 것입니다. 그 보이지 않는 것들로 인해 눈에 보이는 것들이 존재하는 것이 아닐까요? 우리 사회도 이러한 자연과 마찬가지입니다. 겉으로 보이지 않는 수많은 것들로 이 사회가 유지되고 발전하는 것이라는 생각이 듭니다.

우리가 눈으로 보지 못하는 것들 중 나에게 가치 있는 것들이 무엇인지 한번 생각해보는 것도 좋을 것 같네요. ^-^









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