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우주에서 제일 오래된 행성은?

우주의 나이는 얼마인가? 우주는 무엇으로 이루어져 있나? 미래에 우주는 어떻게 될까? 이런 기본적인 질문 에 우물쭈물해왔던 천문학자들이 요즘 자신 있는 대답을 내놓기 시작했다. 지상 150만km 상공에 떠 있는 위 성 WMAP가 맹활약하면서 우주의 수수께끼를 풀어내고 있기 때문이다. 미항공우주국이 2001년 6월 발사한 이 위성은 우주의 모든 방향에서 오는 우주배경복사를 관측하고 있다. 우 주배경복사는 빅뱅(big bang)이 일어나고 38만년 뒤 물질과 빛이 처음 분리될 때 나온 ‘태초의 빛’이다. 이 빛은 빅뱅의 잔해로 여태까지 남아 절대온도 2.73도로 우주를 가득 채우고 있다. WMAP 위성은 우주배경복사가 얼마나 적색편이가 됐는지 측정했다. 적색편이란 어떤 물체가 멀어질 때 물 체가 내는 빛이 원래의 빛보다 붉어지는 현상이다. 멀어져가는 기차의 기적소리가 원래 음보다 낮아지는 것 과 같은 원리다. 적색편이를 관측하면 태초부터 현재까지 우주의 팽창속도를 알 수 있다. 천문학자들은 관측자료를 종합해 시간이 흐를수록 우주의 팽창속도가 빨라지고 있다는 사실을 확인했다. 현 재의 우주 팽창속도는 1메가파섹(약 300만 광년) 당 초속 71km다. 팽창속도로 우주의 나이도 정확히 계산했 다. 그동안 천문학자들은 우주의 나이를 100억∼150억년으로 어림잡아 왔으나 이번에는 137억년(오차범위 2 억년)이라는 결론에 도달했다. 한편 우주의 미래에 대해서는 2개의 유력한 시나리오가 있었다. 우주가 지금처럼 팽창하다가 결국은 다시 수 축해 한 점으로 돌아간다는 빅 크런치(big crunch) 시나리오와 영원히 지금의 속도로 팽창한다는 시나리오 였다. 그런데 이도 저도 아니고 팽창속도가 빨라진다는 결론에 이르게 된 것이다. 우주의 팽창이 빨라지는 것은 중력과는 반대 방향의 힘인 ‘암흑에너지’가 우주를 잡아당기고 있기 때문이다. 암흑에너지는 2년 전 존재가 확인됐으나 전혀 정체를 모르는 상태다. 하지만 WMAP 위성은 우주의 73%가 암흑에너지로 이루어져 있고 23%가 암흑물질이라는 것을 밝혀냈다. 밤하늘의 별이나 행성처럼 원자로 이루 어진 물질은 우주 전체의 4%에 불과했다. 그동안 천문학자들은 우주의 90% 이상이 암흑물질이고 중성미자를 유력한 암흑물질로 생각해왔다. 그러나 위성관측을 통해 중성미자는 우주의 0.76% 미만인 것으로 밝혀졌다. 서울대 박창범 교수(천문학)는 “WMAP 위성의 관측결과는 천문학이 이루어낸 가장 중요한 진전 가운데 하 나”라고 말한다. 그는 “우주가 팽창을 해도 암흑에너지는 단위 부피당 에너지가 늘 그대로 있지만 물질이나 빛은 우주가 팽창하면서 단위 부피당 에너지가 줄기 때문에 우주가 가속 팽창하는 것”이라고 설명한다. 브레이크 없는 자동차처럼 우주가 가속 팽창하면 우주의 운명은 어떻게 될까? 미국 다트머스대 로버트 칼드 웰 교수와 캘리포니아공대 연구팀은 이렇게 팽창이 빨라지면 220억년 뒤에는 우주가 산산조각이 나 결국 ‘빅 립(big rip)’으로 최후를 맞을 것이라는 논문을 최근 발표했다. 립이란 찢어진다는 뜻이다. 칼드웰 교수는 “빅 립 6000만년 전에는 은하가 해체되고, 3달 전에는 태양계에서 행성이 떨어져나가며, 30분 전에는 지구가 폭발하고, 마지막 순간에는 원자마저 조각날 것”이라고 밝혔다. 아직은 시나리오에 불과하지 만 정말 이렇게 된다면 우주는 다시 티끌로 되돌아 가게 되는 셈이다. 출처: 사이언스 지식올
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