우주 팽창의 비밀, 유클리드가 밝히는 ‘어두운 우주’의 실체

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유럽우주국(ESA)이 암흑에너지의 정체를 밝히기 위한 ‘유클리드(Euclid, ESA 유럽우주국이 주도하고, NASA가 협력한 우주망원경 임무) 우주망원경의 첫 관측 데이터를 공개했다. NASA도 함께 참여한 이번 미션은, 우주가 왜 점점 더 빠르게 팽창하고 있는지를 알아보는 데 초점을 맞추고 있다.

최근 공개된 이번 데이터는 유클리드가 본격 임무에 앞서 관측한 일부 하늘 구역을 담고 있다. 아직은 ‘예고편’ 격이지만, 벌써 2,600만 개의 은하를 포착했다. 가장 먼 은하는 무려 105억 광년 떨어져 있다.

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눈에 보이지 않는 물질이 우주 팽창에 미치는 영향

유클리드는 2023년 7월 발사됐다. 앞으로 6년간 약 15억 개의 은하를 관측하며 우주의 3분의 1에 해당하는 넓은 하늘을 살펴볼 예정이다. 이 데이터를 바탕으로 과학자들은 우주가 시간에 따라 얼마나 빠르게 팽창했는지, 그리고 암흑에너지가 어떻게 작용해 왔는지를 연구하게 된다.

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우주 관측이 과거를 보는 일이라는 건 잘 알려진 사실이다. 예를 들어, 100광년 떨어진 별을 본다는 건 그 별의 100년 전 모습을 보는 것이다. 유클리드는 거리별로 수많은 천체를 관측해, 암흑에너지의 힘이 시간에 따라 어떻게 변했는지 알아내려 한다.

 

 

 

ESA는 가이아와 플랑크 미션 데이터를 바탕으로 제작한 하늘 전체 지도를 공개했으며, 유클리드 망원경의 심층 관측 대상 구역은 노란색으로 표시됐다. 가운데 밝은 띠는 우리은하의 평면을 나타낸다. 오른쪽 아래에 강조된 두 관측 구역 중 왼쪽은 ‘딥 필드 사우스’로, 유클리드의 주요 심층 관측 지역이다. [사진=NASA]

 

 

하지만 관측 대상은 단순히 별이나 은하만이 아니다. 우리가 볼 수 있는 물질은 우주 전체의 20%밖에 되지 않는다. 나머지 80%는 ‘암흑물질’이라는 정체불명의 물질인데, 빛을 내지도 반사하지도 않아 직접 볼 수 없다.

 

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유클리드는 ‘중력렌즈’라는 효과를 이용해 암흑물질을 추적한다. 무거운 물질이 주변 공간을 휘게 만들고, 그 틀어진 공간을 통과하는 빛도 함께 휘어진다. 이로 인해 은하의 모습이 늘어나거나, 여러 개로 나뉘어 보이기도 한다. 유클리드는 이런 미세한 변화를 분석해 암흑물질의 분포와 암흑에너지의 영향력을 알아낸다.

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우주 팽창의 흔적을 좇는 유클리드의 광대한 지도

이번에 공개된 데이터는 하늘의 약 63 제곱도를 담고 있다. 이는 달 300개가 나란히 떠 있는 정도의 면적이다. 현재까지 유클리드는 2,000 제곱도를 관측했으며, 최종적으로는 14,000 제곱도 — 즉 전체 하늘의 3분의 1을 살펴보게 된다.

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이번 데이터는 과학자들이 본격 분석에 들어가기 전, 분석 도구를 시험하고 향후 연구 방향을 잡기 위한 준비 단계다. 유클리드의 본격적인 과학 데이터는 2026년 10월 공개될 예정이다.

 

 

 

유클리드 망원경 [사진=NASA]

 

 

유클리드는 어떻게 만들어졌나

유클리드는 ESA가 운영하는 프로젝트로, NASA도 주요 장비와 연구를 지원하고 있다. NASA 제트추진연구소(JPL)는 유클리드의 근적외선 장비에 들어가는 검출기와 전자 시스템을 설계하고 테스트했다. 또한 캘리포니아 공과대학(Caltech)에 위치한 NASA 유클리드 과학센터는 미국 내 연구를 지원하며 데이터를 보관하고 있다.

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유클리드는 단순한 은하 탐색을 넘어서, 우주가 왜 그리고 어떻게 팽창하고 있는지를 밝히는 중요한 임무를 맡고 있다. 이번 미션은 인류가 ‘어두운 우주’의 정체에 한 발 더 다가가는 계기가 될 것으로 기대된다.

 

 

딥시크(DEEP SEEK)의 두 얼굴