CHIME, 은하 지도 없이 우주 수소 측정 성공 암흑에너지 단서

국제 연구팀이 캐나다의 CHIME(Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment) 소프트웨어를 개선해, 우주에서 오는 중성 수소 방출을 은하 지도 없이 직접 측정하는 데 성공했습니다. 암흑에너지를 이해하기 위한 중요한 진전입니다.

기존 방식의 한계

우주는 풍선처럼 팽창하고 있으며, 이 팽창은 시간이 갈수록 빨라지고 있습니다. 그 원인으로 암흑에너지가 거론되지만, 앞으로 어떻게 변할지는 알려지지 않았습니다. 수소는 우주에서 가장 풍부한 원소이자 별의 주성분이어서 은하 분포를 추적하는 좋은 신호입니다.

지금까지 CHIME은 여러 거리에서 오는 수소 신호의 세기를 누적해 측정했습니다. 그러나 지구에서 오는 전파 간섭과 우리은하의 배경 잡음도 함께 잡혔습니다. 또 실제로 은하를 포착하는지 확인하려면 다른 망원경으로 만든 은하 지도와 비교해야 했고, 비용도 많이 들었습니다. 최근 발표된 두 편의 연구 저자들은 소프트웨어를 수정해 이 과정 없이 수소를 직접 측정할 수 있게 했습니다.

결과와 향후 계획

연구팀은 2019년에 관측한 94일 밤의 데이터를 사용했습니다. 결과는 표준 우주론 모델의 예측과 일치해 새 방법이 작동함을 보여 줍니다. 측정 대상은 빅뱅 약 38만 년 뒤 '얼어붙은' 압력파의 흔적으로, 크기가 약 5억 광년입니다. 이 흔적의 겉보기 크기는 거리에 따라 달라지므로 팽창의 역사를 추적할 수 있습니다.

다만 94일 밤의 데이터로는 암흑에너지의 진화를 분석할 수 없습니다. 연구팀은 이제 CHIME이 확보한 7년 치 관측 데이터를 분석할 계획입니다. 연구자들이 검토하는 시나리오는 영원한 팽창, 암흑에너지가 강해져 은하부터 원자까지 찢는 빅립, 약해져 우주가 붕괴하는 빅크런치 세 가지입니다. 어느 쪽이 될지는 아직 알 수 없습니다.