우주 전체가 중력 렌즈로 일렁거리고 있다! | 암흑 물질을 찾는 놀라운 방법

1930년 천문학자 프리츠 츠비키 저녁의 은하들이 바글바글 보여 있는 머리털자리 은하단 코마 클러스터에서 놀란 모습을 발견했습니다 은하단 속에 은하들이 너무나 빠르게 움직이고 있었죠 즈비 키가 포기에는 너무 빠르게 움직이는 은하들은 진작 은하단의 약한 중력을 탈출하고 은하단 바깥으로 튕겨 날아갔어 할 정도로 보였습니다 하지만 은하들은 은하단의 벗어나지 않은 채 계속 은하단 안에 잘 머무르고 있었죠 이건 은하단의 겉보기보다 훨씬 강한 중력 훨씬 무거운 질량을 품고 있다는 것을 의미했습니다 겉으로 봤을 땐 은하단 속의 은하와 은하 사이 텅 빈 공간이 아무것도 없는 것처럼 보이지만 그 속엔 사실 빛을 내지 않는 어떤 미지의 물질이 존재할지 모른다는 것을 암시했지만 오늘날까지도 풀리지 않고 있는 우주의 가장 거대한 미스터리 암흑 물질의 존재를 암시하는 첫 번째 관측적 증거를 발견하게 되었습니다 바로 그 암흑의 역사가 처음 쓰여지기 시작했던 놀라운 역사적 현장이 바로 이곳 코마 클러스터 여전히 암흑물질은 그 정체를 알 수 없는 정말 미스터리한 존재입니다 하지만 이제 천문 학자들은 암흑물질의 존재 자체뿐만 아니라이 미지의 존재가 우주 저녁 어디어디에 어떻게 퍼져 있는지 그 지도까지 어렴풋하게 그릴 수 있게 되었는데요 암흑물질의 역사가 처음 시작되었던 바로이 놀라운 성지 코마 클러스터에서 암흑물질의 잔가지가 뻗어나가는 그 놀라운 모습을 처음으로 밝혀내게 되었습니다 우주먼지 헤너 타임즈 천문학자들이 새롭게 완성한 은하단 안까지 뻗어나가는 암흑물질 필라멘트의 놀라운 모습을 공개합니다 허불 우주마 경에 올라가면서 천문학자들은 암흑 물질를 쫓을 수 있는 새로운 방법을 한 가지 더 터득했습니다 비교적 가까운 거리에서 비교적 가까운 거리 노인 암흑물질을 먹으면 은하다 자신의 육중한 질량으로 주변 시공간을 왜곡합니다 그로 인해서 그 너머에 더 우주에서 날아오는 배경 우주의 빛들이 휘어져 들어오게 되죠 마치 중력 자체가 빛의 경로를 휘게 만드는 렌즈 역할을 하는 셈입니다 그래서 지구에서 봤을 때 먼 배경 우주의 모습이 일그러지고 왜곡되는 이상한 모습으로 관측될 수 있죠 이러한 현상을 중력 렌즈라고 부릅니다 보통 중력 렌즈라고 하면 거대한 은하단 하나가 만들어낸 강력한 버전에 중력 렌즈를 떠올리기 쉬운데요이 경우 배경 은하들의 이미지가 긴 곡선 모양으로 일그러지거나 아인슈타인의 십자가처럼 위아래 오른쪽 왼쪽 또는 둥근 고리 모양에 여러 허상이 만들어지기도 합니다 이런 강력한 외곡이 발생하기 때문에 딱 사진만 봐도 한눈에 쉽게 중력 렌즈 연상이 벌어진 것을 바로 눈치 칠 수 있죠 하지만 우주에선 이런 특정한 하나의 육중한 천체로 인한 강력한 중용 렌즈만 벌어지진 않습니다 보통은 질량이 더 작은 천체가 우주 공간에 훨씬 많이 퍼져 있죠 이런 가벼운 질량의 천체들은 그 주변의 시공간을 더 미미하게 왜곡합니다 그로 인해서 겉으로 봤을 땐 눈치 채기 어려울 정도로 수퍼 이내의 아주 미미하게 배경우지 빛이 왜곡되는 작은 스케의 중력 렌즈가 곳곳에서 벌어지기도 하죠 이러한 현상을 약한 중력 렌즈 위 렌징이라고 구분 부릅니다 강한 중력 렌즈의 경우 전체 우주 영역에 겨우 0.1% 불과한 영역 안에서만 벌어 입니다 아주 무겁고 거대한 은하단 주변에서만 볼 수 있기 때문이지요 반면 약한 중력 렌즈 위 렌징은 우주 어디에서나 발생합니다 따라서 오히려 우주 전역에 퍼져 있는 암흑물질의 분포를 파악하 데는이 약한 중력 렌즈가 훨씬 유용하다고 볼 수 있는데요 다만 약한 중력 렌즈는 하나의 거대하고 육중한 전체가 만드는 강력한 중력 렌즈를 보는 것이 아니라 우주 전역에 존재하는 모든 천체가 만들어낸 미미한 시공간의 외곡을 보는 겁니다 따라서 우주 전역에서 관측되는 많은 수의 시공간의 외곡을 한꺼번에 통계적으로 분석하는 꽤 까다로운 분석이 필요하죠 이것을 통해서 지구에서 바라보는 시선 방향을 따라서 우주속 질량이 어떻게 분포하는 그 지도를 그릴 수 있게 됩니다 이번 연구에서 천문학자들은 코마 클러스터 주변 우주 공간 곳곳에서 약한 중력 렌제 현상을 활용하고 이일대 암흑물질 밀도 분포를 파악했습니다 그리고 놀랍게도 암흑물질이 그냥 랜덤하게 분포하는 것이 아니라 마치 나뭇가지처럼 기다랗고 가는 필라멘트를 따라 분포하고 있다는 사실을 발견했죠 이건 기존에 잘 알려져 있는 거대한 우주 거대 구조에서 이야기하는 필라멘트와 조금 다릅니다 우주 거대 구주의 필라멘트는 은하단 규모를 훨씬 뛰어넘는 더 거대한 스케의 구조죠 반면 이번에 발견된 구조는 그 은하단 내부까지 이어진 더 작은 암흑물질의 잔가지에 해당한다고 볼 수 있습니다 그동안 많은 심 션은 우주 전역에 퍼져 있던 암흑물질이 밀도가 높은 지역에서 서서히 뭉치고 반죽되어이 성장하고 반죽되어 구조의 형성 과정을 아주 잘 제어해 왔습니다 그리고이 과정에서 암흑물질의 필라멘트가 형성되고 그 필라멘트가 서로 교차하는 매듭이 이어진 영역을 따라서 은하단의 자라나지 이렇게어진 필라멘트는 그 길을 따라 주변 물질이 더 빠르게 흘러가면서 모이게 만드는 일종의 고속도로 역할을 하게 됩니다 그러면서 더 빠른 은하들의 성장을 촉진시키지 기존에 많은 시뮬레이션은 이렇게 필라멘트가 모여드는 우주 거대구조 매듭 내부까지 필라멘트의 구조가 꽤나 복잡하게 얽혀 있을 거라 예측했습니다 그리고 드디어 이번 관측을 통해서 우주 거대 구주의 필라멘트 가지가 은하단 내부까지 연결되 있다는 것을 확인하게 된 거죠 즉 이번에 발견된 은하단 속개 필라멘트는 은하단 그리고 은하단 바깥채 우주 거드 구즈 필라멘트를 이어주는 연결 열 통로라고 볼 수 있습니다 실제로 이번에 발견된 은하단 속개 필라멘트 구조 역시 은하단 바깥까지 이어지는 더 거대한 필라멘트 분포하도록 can 유클리드 우주마 환경도 바로이 위 렌징 월 바로이 약한 중용 렌저 원리를 활용하는데요이를 통해서 백억 광련 안쪽에 우주 전역에 퍼져 있는 암흑물질의 디테일한 분포 지도를 파악하는 임무를 맡고 있습니다 우주 곳곳에 복잡하게 얽혀 있는 암흑물질 실타레 지도를 파악하면서 이 미지의 존재가 대체 어떻게 우주 거대 고주의 진화를 완성할 수 있게 되는지에 대한 그 거대한 비밀에 한 발짝 더 다가가고 있죠 이처럼 이미 우리 우주는 미미한 중력 렌즈로 짜잘짜잘하게 왜곡된 시공간의 물결로 가득 채워져 있습니다 우리는 그 미세하게 왜곡된 시공간을 더듬어 가면서이 거대한 암흑 속의 지도를 조금씩 채어 가고 있을 뿐이죠 아직 그 비밀을 밝히기까지 한참 남았겠지만 비로소 이젠 그 암흑 의 거대하고 굵은 가지를 넘어서 더 얇은 잔가지의 존재까지도 파악할 수 있게 된 겁니다 우주먼지 현사 타임즈 오늘은 여기서 마칩니다 구독과 좋아요도 부탁드릴게요 우주먼지 여러분 감사합니다 안녕 Ah