“줄어들지 않는 5표준편차의 간극” 허블 상수 정밀 측정으로 드러난 우주론의 위기

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By 사이언스웨이브

우주가 얼마나 빨리 팽창하고 있는지를 나타내는 허블 상수는 현대 우주론의 핵심 지표입니다. 최근 국제 공동 연구팀은 다양한 관측 데이터를 통합하여 허블 상수 측정의 오차를 획기적으로 줄이는 데 성공했습니다. 하지만 이러한 정밀화 작업은 역설적으로 초기 우주 예측값과 실제 관측값 사이의 불일치를 더욱 명확하게 드러내고 있습니다. 이번 연구는 인류가 가진 우주 진화 모델에 근본적인 질문을 던지며 천문학계에 큰 파장을 일으키고 있습니다.

여러 관측 결과를 통합하여 단일 허블 상수를 도출합니다. 사진 제공: 아담 리스

오차 줄였는데 불일치는 심화? 과학계가 당혹감에 빠진 이유

연구팀은 정교한 분석 모델을 통해 측정 오차를 대폭 개선했지만, 허블 상수를 둘러싼 긴장감은 여전히 해소되지 않은 채 남아 있습니다. 이번 연구에서 도출된 새로운 값은 초기 우주 예측과의 차이를 더욱 두드러지게 만들었으며, 이는 통계적으로 무시할 수 없는 5표준편차 이상의 차이에 해당합니다. 정밀도가 향상되었음에도 불구하고 불일치가 줄어들기는커녕 여전히 통계적으로 유의미한 차이를 보인다는 점은 이 현상이 단순한 관측 오류가 아님을 입증하고 있습니다.

허블 상수 측정값의 불일치를 보여주는 전문 천문도.[사진=Midjourney 생성 이미지]

노벨상 수상자 리스 박사의 경고 “우주 모델의 근간을 다시 써야 할 때”

이번 연구를 이끈 아담 리스(Adam Riess) 박사는 허블 상수의 장력 검증 결과에 대해 매우 강력한 메시지를 던졌습니다. 리스 박사는 “이번 결과는 현재 우주론적 모델의 근간을 재검토하고 우주의 진화를 바꿀 수 있는 새로운 현상을 찾아내는 것이 더욱 중요해졌음을 의미한다”라고 강조했습니다. 오차를 줄였음에도 사라지지 않는 이 간극은 표준 우주 모델이 설명하지 못하는 새로운 물리 법칙이나 미지의 입자가 존재할 가능성을 강력하게 시사합니다.

먼 초신성을 포착한 첨단 우주 망원경. 빛이 심우주를 통과하며 휘어지는 모습 [사진=Midjourney 생성 이미지]

인류가 몰랐던 ‘진짜 우주’의 시작, 가장 엄격한 검증이 시작됐다

결론적으로 이번 허블 상수 측정 개선을 통해 연구팀은 허블 긴장의 근간을 이루는 물리적 현상에 대해 지금까지 수행된 것 중 가장 엄격한 검증을 진행할 수 있게 되었습니다. 이러한 시도는 우주론에서 가장 해결하기 어려운 미스터리 중 하나를 풀기 위한 결정적인 발판이 될 것으로 기대됩니다. 인류는 이제 정밀해진 데이터를 바탕으로 우주의 탄생과 팽창 뒤에 숨겨진 진정한 물리적 실체를 밝히기 위한 새로운 탐구의 장을 열게 되었습니다.


[알아두면 좋은 과학 용어]

  • 허블 긴장(Hubble Tension): 우주 초기의 빛(우주배경복사)으로 계산한 팽창 속도와 현대의 천체 관측으로 직접 측정한 값이 서로 일치하지 않는 현상입니다.
  • 5표준편차(5-sigma): 통계적으로 어떤 결과가 우연일 확률이 약 350만 분의 1 미만임을 뜻하며, 과학계에서는 이를 확고한 물리적 사실로 받아들이는 기준선으로 삼습니다.

손동민 기자 / hello@sciencewave.kr

자료: Phys.org

제공: 사이언스웨이브 (https://sciencewave.kr)


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