우주의 빈자리 암흑 물질과 암흑 에너지(큰글자도서)(사이언스 갤러리 5)

‘힉스 다음은 암흑 물질이다’ - 우주의 빗장을 여는 열쇠
만물은 원자로 돼 있다. 하지만 원자 단위로 된 ‘만물’은 ‘우주 만물’이 아니다. 지구 같은 행성이나 별, 성간 물질 등은 우주 전체의 5%에 불과하다. 나머지 95%는 바로 암흑 물질과 암흑 에너지다. 빛과 반응하지 않아 ‘암흑’이고, 인류에게 아직 오리무중이어서 ‘암흑’이다. 한때 ‘가설’로만 존재했던 그것들의 ‘실체’ 확인에 과학자들이 본격적으로 나섰다. 힉스 입자를 발견한 유럽입자물리연구소도 다음 프로젝트로 ‘암흑 물질의 발견’을 꼽았다. 암흑 물질 발견에 성공한다면 천체의 형성 과정과 우주 팽창 등 우주론의 베일을 한꺼번에 벗겨낼 수 있을 것이다.
암흑 물질과 암흑 에너지를 찾아가는 여정은 곧 우주가 무엇으로 되어 있는지에 대한 질문이다. 암흑 물질을 규명하는 것은 우주가 어떻게 시작되었으며 은하나 별 같은 천체들이 어떤 방식으로 진화했는지의 우주 역사를 알려준다. 우주의 역사를 알아내는 것은 우주의 미래도 가늠할 수 있게 해준다. 이 책은 오랫동안 암흑 물질을 연구해 온 저자가 관련 이론과 연구 현황 및 과제 등을 흥미롭게 설명한다. 고 이휘소 박사, 김진의 교수 등 한국 과학자들의 기여와, 강원도에 설치된 암흑 물질 탐사 시설 등 국내 연구 상황도 자세히 전한다.

암흑 물질을 찾는 한국의 과학자들
암흑 물질은 중력은 있지만 빛에는 반응하지 않아 검출하기가 매우 어렵다. 무엇이 암흑 물질인지조차 아직까지 규명되지 않았다. 우리가 암흑 물질을 제대로 이해한다면 표준 모형을 넘어선 물질의 본질에 대한 이해에 한걸음 더 진보할 것이다. 마찬가지로 암흑 에너지는 이 우주와 시공간의 본질에 대한 기존 패러다임에 엄청난 전환을 가져올 것이다. 그 파급 효과는 코페르니쿠스의 지동설이 만들어 낸 대변혁을 능가할 것이다.
전 세계적으로 여러 관측 위성뿐만 아니라 지하 실험 등을 이용해 암흑 에너지와 암흑 물질의 정체를 밝히려는 열기가 뜨겁다. 특히 한국 과학자들도 주목할 만한 성과를 내놓고 있다. 물리학자 고 이휘소(윔프), 김진의(액시온), 신상진·이재원(스칼라장) 등은 암흑 물질의 이론적 모델을 만드는 데 기여하였으며, 김수봉 교수 주도의 RENO팀(중성미자 연구), 강원도 양양의 양수발전소에 있는 기초과학연구원(IBS) 지하 실험 연구단의 윔프 탐색 실험 (KIMS), KAIST 내 IBS 액시온 및 극한 상호작용 연구단의 액시온 연구 등이 활발하게 이루어지고 있다.

‘힉스 다음은 암흑 물질이다’ - 우주의 빗장을 여는 열쇠
만물은 원자로 돼 있다. 하지만 원자 단위로 된 ‘만물’은 ‘우주 만물’이 아니다. 지구 같은 행성이나 별, 성간 물질 등은 우주 전체의 5%에 불과하다. 나머지 95%는 바로 암흑 물질과 암흑 에너지다. 빛과 반응하지 않아 ‘암흑’이고, 인류에게 아직 오리무중이어서 ‘암흑’이다. 한때 ‘가설’로만 존재했던 그것들의 ‘실체’ 확인에 과학자들이 본격적으로 나섰다. 힉스 입자를 발견한 유럽입자물리연구소도 다음 프로젝트로 ‘암흑 물질의 발견’을 꼽았다. 암흑 물질 발견에 성공한다면 천체의 형성 과정과 우주 팽창 등 우주론의 베일을 한꺼번에 벗겨낼 수 있을 것이다.
암흑 물질과 암흑 에너지를 찾아가는 여정은 곧 우주가 무엇으로 되어 있는지에 대한 질문이다. 암흑 물질을 규명하는 것은 우주가 어떻게 시작되었으며 은하나 별 같은 천체들이 어떤 방식으로 진화했는지의 우주 역사를 알려준다. 우주의 역사를 알아내는 것은 우주의 미래도 가늠할 수 있게 해준다. 이 책은 오랫동안 암흑 물질을 연구해 온 저자가 관련 이론과 연구 현황 및 과제 등을 흥미롭게 설명한다. 고 이휘소 박사, 김진의 교수 등 한국 과학자들의 기여와, 강원도에 설치된 암흑 물질 탐사 시설 등 국내 연구 상황도 자세히 전한다.

암흑 물질을 찾는 한국의 과학자들
암흑 물질은 중력은 있지만 빛에는 반응하지 않아 검출하기가 매우 어렵다. 무엇이 암흑 물질인지조차 아직까지 규명되지 않았다. 우리가 암흑 물질을 제대로 이해한다면 표준 모형을 넘어선 물질의 본질에 대한 이해에 한걸음 더 진보할 것이다. 마찬가지로 암흑 에너지는 이 우주와 시공간의 본질에 대한 기존 패러다임에 엄청난 전환을 가져올 것이다. 그 파급 효과는 코페르니쿠스의 지동설이 만들어 낸 대변혁을 능가할 것이다.
전 세계적으로 여러 관측 위성뿐만 아니라 지하 실험 등을 이용해 암흑 에너지와 암흑 물질의 정체를 밝히려는 열기가 뜨겁다. 특히 한국 과학자들도 주목할 만한 성과를 내놓고 있다. 물리학자 고 이휘소(윔프), 김진의(액시온), 신상진·이재원(스칼라장) 등은 암흑 물질의 이론적 모델을 만드는 데 기여하였으며, 김수봉 교수 주도의 RENO팀(중성미자 연구), 강원도 양양의 양수발전소에 있는 기초과학연구원(IBS) 지하 실험 연구단의 윔프 탐색 실험 (KIMS), KAIST 내 IBS 액시온 및 극한 상호작용 연구단의 액시온 연구 등이 활발하게 이루어지고 있다