d라이브러리

지난해 4월 코비가 발견한 우주배경복사의 온도차이를 여러 곳의 관측기기가 확인하고 있다.
 

지난해 4월 코비(COBE)위성은 빅뱅의 잔해라고 할 수 있는 우주배경복사의 미세한 차이를 발견했다. 우주배경복사란 우주 대폭발 때의 빛의 잔해. 그런데 문제는 이 빛의 잔해가 우주 어느 곳을 둘러보아도 똑같았다는데 있었다(절대온도 2.735도). 우주배경복사가 균일하다면 현재의 우주구조를 설명할 수 없다. 빛의 온도차이란 바로 우주공간의 물질이 불균일하게 분포했다는 것을 의미하며, 이 차이로 오늘날의 우주가 생성됐다는 설명이 가능한 것이다.

코비는 바로 대폭발 시의 '빛 화석'이라고 할 수 있는 우주배경복사의 미세한 차이(10만분의 1도의 온도변화)를 발견했던 것이다. 천문학자들이 흥분했던 것은 너무나 당연 했다. 초기 우주가 어떻게 해서 현재의 불균일한 우주로 진화할 수 있었는가를 설명할 실마리를 찾았기 때문이다. 그러나 기쁨에 들떴던 상황에서도 불안감이 교차했던 것이 사실이다.

코비가 발견한 신호의 차이가 너무나 미세해, "혹시 주변의 잡음 때문은 아닐까"하는 의구심을 떨쳐버릴 수 없었기 때문이다.

그러나 이제 불안감은 말끔히 가셨다. 지난해 12월 매사추세츠공과 대학(MIT)과 프린스턴대학 공동의 마이크로파 배경복사 실험팀이 코비의 관측결과를 재확인하는 실험데이터를 발표했기 때문이다. 이 팀은 뉴 멕시코주 상공에 쏘아올려진 기구에 탑재된 관측기기를 이용해 12시간의 관측데이터를 얻었다.

코비가 전체를 탐사했는데 비해 이 기구실험은 3분의 1만을 관측했지만, 관측결과는 코비의 것과 일치 했다. MIT의 메이어, 프린스턴의 페이지와 강가, NASA의 쳉이 작성한 분포도는 변동의 크기와 전체 패턴이 코비의 것과 똑같았다. 메이어는 "스무트가 크게 기뻐했을 것"이라고 말했다. 스무트는 코비 팀의 리더.

기구 팀은 1991년에 이미 분포변동을 발견했다. 그러나 그들은 그 원인이 우주 이외에서 오는 것일지도 모른다고 생각했다. 은하로부터 오는 방사선의 위치를 정확히 구해 적외선천문위성이 관측한 데이터와 비교, 은하의 영향을 제거했다. 관측 기기의 오차도 분포패턴을 그리는데 반영될 수 있지만, 기구와 코비의 관측결과가 일치하는 것으로 보아 그럴 가능성은 없다는 것이 연구팀의 설명이다.

기구의 데이터는 부분적 관측결과를 근거로 전체 분포도를 만들었기 때문에 실제 모델이 아니라는 결정적 약점을 가지고 있다. 하지만 현재로서는 작년 4월의 코비 데이터를 확인해주는 유일한 증거라는데 천문 학자들은 의미를 두고있다. 금명간 코비가 더욱 자세한 관측결과를 내놓게 되면 불안감은 씻은 듯이 가실 것이라고 연구팀은 입을 모은다.

코비와 기구의 관측결과가 가지는 공통적인 결점은 해상도가 대단히 나쁘다는 것. 따라서 이론가들은 다른 두개의 우주배경복사 탐사기기인 ACME와 MAX에 기대를 걸고 있다. ACME는 남극에 관측기기를 설치하고 있고 MAX는 기구에 관측기구를 탑재하고 있다. 이들 기기의 관측스케일은 코비와 비교해 약 10분의 1. "스케일이 작으면 작을수록 우주 형성에 직접 관련된 관측이 가능 하다"고 캘리포니아 대학의 루빈은 말한다.

루빈은 "은하에서 오는 방사선의 영향을 제거하기 위해서는 더 많은 관측이 필요하다"고 주장한다. 아무튼 우주배경복사의 차이가 밝혀지면 아직까지 이론으로만 존재하는 저온 암흑물질의 존재 여부를 비롯, 여타 우주론의 완성도가 더욱 높아질 것이다.