우주의 27%를 찾아서 (은하회전, WIMP, 액시온)솔직히 저는 암흑물질이라는 단어를 처음 들었을 때 그냥 어두운 공간 어딘가에 있는 돌덩이 같은 거라고 생각했습니다. 이름이 암흑물질이니까요. 그런데 파고들수록 이건 단순한 천문학 용어가 아니라 현대 물리학 전체를 흔들 수 있는 질문이었습니다. 우주 전체 물질 중 우리가 실제로 보고 있는 것은 고작 5%에 불과합니다. 나머지 27%가 암흑물질로 추정되고 있습니다.은하 회전 속도가 보내는 이상한 신호저는 처음에 "계산이 틀린 게 아닐까"라는 생각을 했습니다. 과학이라는 게 워낙 정교한 분야니까, 혹시 측정 오류나 모델 오류일 수도 있다고요. 그런데 이 의문은 오래가지 않았습니다.은하 내 별들의 공전 속도를 계산하면, 은하 중심부에서 멀어질수록 속도가 줄어..

중력렌즈 (시공간 왜곡, 암흑물질, 아인슈타인 링)허블망원경 사진을 처음 들여다봤을 때, 저는 솔직히 "이거 CG 아닌가?" 싶었습니다. 우주 한가운데에 빛이 둥글게 휘어진 고리 모양으로 찍혀 있었는데, 실제 관측 사진이라고 하니 당장은 믿기지 않았습니다. 그게 중력렌즈 현상이었고, 그날 이후로 우주를 보는 눈이 조금 달라졌습니다.시공간 왜곡이 만들어내는 자연의 망원경중력렌즈(Gravitational Lensing)란 거대한 질량을 가진 천체가 주변 시공간을 휘게 만들고, 그 근처를 통과하는 빛이 휘어진 공간을 따라 경로를 바꾸는 현상입니다. 여기서 시공간 왜곡이란 아인슈타인의 일반 상대성이론에서 설명하는 개념으로, 질량이 있는 물체는 그 주변의 공간과 시간 자체를 구부러뜨린다는 의미입니다. 쉽게 상상하..

암흑물질 찾기 (은하 회전, 중력렌즈, 지하 실험)솔직히 처음엔 "보이지도 않는 걸 어떻게 연구한다는 건지" 이해가 안 됐습니다. 그런데 은하 회전 속도 데이터를 접하고 나서 생각이 완전히 바뀌었습니다. 과학자들이 암흑물질을 추적하는 방식은 단순한 추측이 아니라, 수십 년간 쌓인 관측 증거의 집합체였습니다.은하 회전 곡선이 드러낸 이상한 신호제가 처음 이 주제에 빠진 건 은하 회전 곡선(Galaxy Rotation Curve) 때문이었습니다. 여기서 은하 회전 곡선이란 은하 중심에서 멀어질수록 별들의 공전 속도가 어떻게 변하는지 보여주는 그래프입니다. 뉴턴 역학에 따르면 중심에서 멀어질수록 공전 속도는 느려져야 합니다. 태양계에서 해왕성이 지구보다 훨씬 느리게 도는 것과 같은 원리입니다.그런데 실제 관측..

암흑물질 (은하회전, 중력렌즈, 우주구성)밤하늘을 올려다보며 "저게 전부일까?" 하는 생각을 해본 적 있으신가요? 저도 어느 날 밤 그런 생각을 하다가 암흑물질이라는 개념을 처음 접했습니다. 솔직히 처음엔 SF 설정인 줄 알았습니다. 그런데 파고들수록, 이게 오히려 현실이 SF보다 더 기묘하다는 걸 증명하는 사례라는 걸 알게 됐습니다.은하가 흩어지지 않는 이상한 이유일반적으로 우리가 보는 별과 가스, 먼지가 은하를 구성하는 전부라고 알려져 있습니다. 저도 처음엔 당연히 그렇게 생각했습니다. 그런데 1970년대 천문학자 베라 루빈이 은하 회전 곡선(Rotation Curve)을 측정하면서 이상한 점을 발견했습니다. 여기서 은하 회전 곡선이란, 은하 중심에서 거리에 따라 별들이 얼마나 빠르게 공전하는지를 나..