새로운 우주관측망원경이 설치되고 6개월이 지났을 때, 과학자들의 민낯이 드러났다. 내가 주목한 부분은 두 가지다.
1) 빅뱅이론으로 단단하게 구축된 우주의 패러다임이 흔들릴 수도 있다는데 대하여 과학자들은 혼돈panic에 빠진 것이 아니라 흥분excited했다.
2) 관측결과를 분석하면 누구나 알 수 있는 이론이나 발견들을, 사전에 준비해 둔 논문 속에서 끼워 맞추기 시합을 하여, 서로 발표하려고 한다. 명예와 그에 따르는 돈 때문이다. 늦으면 모든 것으로부터 소외된다.
두 번째 문제를 먼저 살펴 보자면, 파인만이라면 그렇게 하지 않았을 것이다. 좀 더 신중하게 자료에 접근해서 인간의 심장을 두근거리게 하는, 빅뱅 이론을 깨부수거나 더욱 강화하는 이론을 찾으려 노력했을 것이다. 그러지 않는 과학자들을 비난할 생각은 없다. 그들 또한 혁명가가 아니고, 과학하는 생활인이기 때문이다. 오로지 생존, 안락한 생존이 삶의 목적이기 때문이다. 나처럼.
첫 번째 문제. 망원경의 이름은 JWST James Webb Space Telescope. 천문 관측을 방해하는 지구의 대기를 벗어나 우주에 쏘아올려진 거대한 광학망원경으로 허블망원경의 시대를 끝내고 새로운 우주 관측시대를 열고 있다. 21년 12월 25일.
1) 도플러 효과 : 소리와 빛의 성질에 공통되는 것으로, '멀어지는 소리와 빛의 파장은 길어진다'는 것. 동일한 별과 은하에서 보내오는 빛의 파장이 점점 길어짐으로써, 우주가 계속 팽창하고 있다는 것을 유추할 수 있다.
2) 별은, 절대온도 10K의 낮은 온도에서 높은 밀도로 모여있던 성간물질이, 중력에 의해 뭉쳐지고, 뭉쳐진 에너지로 핵융합을 시작하여 만들어진다.
3) 은하는 별이 천 억 개 정도가 모여서 형성된다. 즉, 천 억 개 정도의 별들을 뭉뚱그려 보는 것이 은하다.
4) 허블망원경으로 관측하여 공인된 가장 먼 은하는, GN-Z11이다. 위치는 큰곰자리의 꼬리 부분인 북두칠성 방향을 관측하여 얻어냈다.
5) 관측 면적은 보름달 크기의 1/50 수준에 불과하다. 즉 우주의 크기는 우리의 상상을 초월한다.
6) GN-Z11이 만들어진 시기는 빅뱅후 4억년이다. 나이는, 분광 스펙트럼의 낭떠러지drop-out을 도플러 효과를 기반으로 적색편이red-shift를 분석하여 측정했다. 어렵지 않은 일이라고 한다.
7) 그런데, 새로운 우주관측망원경에 의해 관측된 가장 먼 은하는, 아직까지 공인되지는 않았지만, 빅뱅 후 2.3억년에 만들어진 은하다. CEERS-93316.
8) 22년 11월에 발견된 이 새로운 은하 CEERS-93316은, 굉장히 크고 밝았다. 이것 때문에 과학자들은 흥분했고, 빅뱅 이론은 흔들리거나 오히려 강화될 수 있다.
9) 현재로부터 역산하여 빅뱅이 138억 년 전에 일어났을 것이라고 예측했는데, 별들의 탄생시간이 빅뱅후 4억년이 아니라 빅뱅후 2억년일 수 있다는 설이 유력해졌다.
10) 빅뱅이론에 따르면, 빅뱅후 2억년이라면, 우주공간은 별이 존재하지 않는 추운 암흑기dark age여야 한다. 그런데, 망원경은, 빅뱅후 2억년에, 이론에서 공인된 최초의 별들보다 훨씬 큰 별big monsters이 존재한다고 한다. 다시 한 번 강조하지만, 이 관측은 아직 공인되지 않았다.
11) 망원경JWST은, 빅뱅이론이 제시한 우주의 새벽에, 은하로 발전하지 못한 별들의 시대인 빅뱅후 15억 년 후에, 이미 나선팔 구조를 갖는 안정된 은하들을 관측하고 있다. 우주의 진화가 더 빨리 일어났으므로, 빅뱅 이론은, 허점이 생겼거나 우리가 모르는 새로운 증거들에 의해 정교해질 수 있다.
우리 모두는 별이 만들어 낸 원소들에 의해 생명을 부여 받았다. 별은 빅뱅 이후의 우주에서 만들어졌고, 호모사피엔스가 탄생하기까지 138억 년이 걸렸다. 그렇게 합의하고 있다. 그런데, 이 이론이 앞으로 수년 안에 무너지거나 새로 쓰여질 수 있다는 것이다. 그러면 무엇이 달라지는 것일까?
1) 별과 은하의 진화가 2억년에서 10억년 가까이 빨리 이루어졌다면, 전 우주에 인간과 같은 지적생명체가 존재할 확률이 오직 하나 '지구'밖에 없다는, '좁지만 공인된 소견'이 깨져버릴 수 있다.
2) 지구를 생명체가 살 수 없는 죽음의 행성으로 만드는 80억 인류가, 비슷하지만 다른 문명의 길을 걸은 뛰어난 조상들에 의해, 구원받을 수도 있다.
흥미로운 이야기다.
[ 사진 출처 ] 위 사진들은 모두, '과학하고 앉아있네' 전명원 교수의 강의에서 캡처한 것입니다.
https://www.youtube.com/watch?v=FYlkoHwJx2M
