3'30" 읽기
* 92억 광년 떨어진 곳에, 33억 광년 길이 거대 은하 호 존재, 전체 우주의 1/15에 걸쳐 있어.
* 우주는 등방성이라는 현대 우주론과 모순.

"자이언트 아크"는 우주론과 모순된다

33억 광년의 은하 호는 평등의 우주적 원리에 의문을 제기한다.

"허용된" 것보다 더 큼 :
천문학자들은 우주에서 알려진 가장 큰 구조 중 하나인 33억 광년의 은하 호를 발견했다.
약 92억 광년 떨어진 이 호는 관측 가능한 전체 우주의 약 1/15에 걸쳐 있다. 연구자들에 따르면, 이것은 물질이 전통적인 우주론이 말한 것처럼 실제로 대규모로 고르게 분포되어 있는지에 대한 의문을 제기한다. 

▲ 먼 우주에서 천문학자들은 거대한 호의 은하와 은하단을 발견했다. 관측 가능한 우주의 1/15에 걸쳐 있다. © University of Central Lancashire

현재의 공통 이론에 따르면 우주의 물질은 은하단, 우주 필라멘트 또는 초은하단과 같은 대규모 구조를 형성한다. 그러나 먼 곳에서 우주를 대규모로 보면 문제는 "울퉁불퉁"하지만 여전히 균등하게 분포돼 있다. 가장자리 길이가 약 3억 광년인 하늘의 한 부분을 보면, 이론에 따라 은하 밀도, 온도 또는 복사 출력 측면에서 다른 모든 부분과 유사하다.

호는 하늘의 15분의 1에 걸쳐 있다.

이제 Central Lancashire 대학의 알렉시아 로페즈(Alexia Lopez)와 함께 일하는 천문학자들은 균질하고 등방성 우주라는 우주적 원리에 맞지 않는 구조를 발견했다. 이것은 너무 크다. 33억 광년 길이의 곰 수호자(부츠) 별자리에 있는 먼 은하와 은하단의 거대한 호이다. 연구자들이 설명했듯이 관측 가능한 우주의 1/15에 걸쳐 있다.

팀은 약 92억 광년 떨어져 있는 거의 대칭적인 "자이언트 아크"를 추적해 훨씬 더 멀리 떨어진 퀘이사 빛의 미묘한 변화를 통해 추적했다. "퀘이사는 전경 은하를 통해 밝은 스포트라이트처럼 빛난다"고 Alexia는 설명한다. “마그네슘 II 이온의 특징적인 흡수선 쌍을 사용해 우리는 빛이 은하계를 통과하는 곳을 결정할 수 있다. 이것은 약한 모양 때문에 보이지 않는 물질도 매핑될 수 있음을 의미한다.”

우주적 한계 초과

은하 호의 특이한 점은 균질하고 등방성 우주의 우주 원리와 모순되기 때문에 거대한 크기이다. "우주 학자에 따르면 이론적인 크기 제한은 12억 광년이다"고 Alexia가 설명했다. 이에 다르면 우주의 큰 구조는 물질의 분포가 여전히 균등하다면 이 한계 값보다 크지 않아야 한다.

천문학자는 “그러나 자이언트 아크는 이 한계보다 거의 3배 더 크다. 또한 은하 호는 우주의 크기 한계를 깨는 우주의 최초이자 유일한 구조가 아니다. 약 50억 광년 크기의 감마선 고리와 약 13억 5천 광년 길이의 슬론 만리장성(우리로부터 약 10억 광년 떨어진 거대한 은하 벽)도 너무 크다.

▲ 회색 반점은 스펙트럼을 통해 식별되는 은하와 은하단을 나타내며, 파란색 점은 배경 퀘이사이다. 자이언트 아크는 그림 중앙에서 볼 수 있다. © Alexia et al. / University of Central Lancashire

이상치 이상?

천문학자 팀에 따르면, 이러한 우주 현상은 현재 이론과 명백히 모순된다.
"우주적 크기 한계를 초과하는 그러한 구조의 증가는 무시하기가 점점 더 어려워지고 있다"고 Alexia는 말한다. "이것은 이러한 거대한 구조가 정말로 개별적인 이상치인지 아니면 우주론의 표준 모델이 설명할 수 있는 것보다 더 많은 것이 있는지에 대한 의문을 갖게한다.“

이 거대한 구조가 어떻게 생겨났고 그 존재가 어떻게 우주적 원리와 조화를 이룰 수 있는지는 여전히 불분명하다. "자이언트 아크는 이와 관련하여 답변하는 것보다 더 많은 질문을 제기한다"고 Alexia는 말했다. 그녀가 설명했듯이 은하 호는 오늘날 우리에게 보이는 것보다 상대적으로 더 크다.

"우리는 지금이 은하의 호(아크)를 보지만, 실제로 이러한 관측은 빛이 우리에게 수십억 년을 이동했기 때문에 오늘날의 절반도 되지 않았던 우주를 보여준다"고 Alexia는 설명한다. "거대 호 당시 우주는 오늘날보다 1.8배 더 작았다."
이로 인해 은하 호는 우주에서 더 큰 "이상 점"이 되었다.
(238th virtual meeting of the American Astronomical Society)
이 회의는 6월 7-9일 가상으로 개최됐다.
출처: University of Central Lancashire[더사이언스플러스=문광주 기자]

[저작권자ⓒ the SCIENCE plus. 무단전재-재배포 금지]