보이지 않는 우주, 보이지 않는 힘: 암흑물질 관련 새로운 발견

‘공간 압력’이라는 새로운 우주 이야기

“우주는 계속 팽창하고 있다.”
이 말을 처음 들었을 때, 우리는 보통 풍선을 떠올립니다. 우주라는 풍선이 부풀고 있고, 그 위에 찍힌 은하들이 함께 멀어지고 있다는 식의 비유죠. 하지만 누군가는 이런 생각을 합니다.

“풍선이 부풀고 있다면, 무엇이 그 풍선을 밀고 있는가?”

기존 우주론은 ‘암흑에너지’라는 존재가 이 팽창을 밀고 있다고 설명합니다. 그런데 문제는, 이 암흑에너지가 정체불명이라는 점입니다. 직접 보이지 않고, 실험으로도 잡히지 않으며, 단지 수학적으로 가정된 존재입니다.

이번 글에서 소개할 ‘공간 압력 우주론’은 이 낯선 의문에서 시작합니다.
혹시 우리가 ‘암흑에너지’라고 부른 것은, 사실 ‘공간’ 자체의 성질이 아닐까?

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1. 공간은 비어 있는 것이 아니다 – “공간이 숨을 쉰다?”

우리는 ‘공간’ 하면 텅 빈 무언가를 떠올립니다. 마치 방 안에 아무것도 없는 것처럼, 진공 상태로 아무 역할도 하지 않는 배경이라고 생각하기 쉽습니다.

하지만 이 이론은 말합니다.

“공간은 비어 있는 것이 아니라, 자기 자신을 팽창시키는 성질을 가지고 있다.”

마치 스펀지가 물을 흡수하면 부풀듯, 우주도 ‘공간’이란 매질이 내부 압력을 만들며 스스로를 밀어낸다는 것이죠.
이 압력이 바로 우리가 암흑에너지라고 부르는 현상이라는 겁니다.

🎈 비유: 풍선과 공기, 그리고 스스로 부푸는 ‘이상한 스펀지’

기존 우주론은 공기를 주입하는 사람이 풍선을 부풀린다고 봅니다.
하지만 공간 압력 우주론은 풍선이 혼자 스스로 숨을 쉬며 점점 커지는 구조라고 말합니다.

즉, 우주에는 ‘펌프’나 ‘암흑에너지’ 같은 외부 요인이 필요 없고,
공간이라는 물질 자체가 살아있는 것처럼 부풀어 오른다는 매우 직관적인 상상을 제공합니다.

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2. 암흑물질은 진짜로 존재할까? – “중력이 공간을 먹는다?”

암흑물질 문제는 은하를 보면 더욱 복잡해집니다.
별들이 회전하는 속도가 생각보다 너무 빠릅니다.
겉보기 질량으로는 설명이 안 되니, 과학자들은 **‘보이지 않는 질량’**이 주변을 감싸고 있다고 생각했습니다. 그게 바로 ‘암흑물질’이죠.

하지만 이 이론은 전혀 다른 이야기를 꺼냅니다.

“보이지 않는 물질이 있는 게 아니라, 중력이 공간의 압력을 흡수하면서 더 강해졌을 뿐이다.”

🌌 비유: 중력이 ‘우주의 스펀지’를 짜내는 손

공간을 스펀지처럼 생각해봅시다.
별이나 은하 같은 무거운 물체가 있을 때, 그 무게 때문에 스펀지가 눌려서 압력이 빠져나가고,
그 대신 중력이 더 강해지는 겁니다.

즉, 중력이 공간의 압력을 먹고 자란다.
그래서 멀리 떨어진 별들도 마치 더 무거운 은하에 붙잡혀 있는 것처럼 보이는 것이죠.

이렇게 보면 암흑물질이란 건 새로운 입자가 아니라, 중력과 공간이 만들어내는 착시 현상일지도 모릅니다.

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3. 우주는 거대한 날씨 시스템이다?

우주를 바라보는 또 다른 관점은 ‘우주의 대규모 구조’입니다.
은하들은 무작위로 퍼져 있지 않습니다. 거미줄처럼 연결된 구조, 즉 **보이드(빈 공간)와 필라멘트(밀집된 영역)**로 구성되어 있죠.

기존 우주론에서는:
• 보이드는 밀도가 낮은 빈 곳
• 필라멘트는 은하가 모여 있는 고밀도 지역

이라고 말합니다. 하지만 공간 압력 우주론은 이렇게 설명합니다:

“보이드는 고기압 지역, 필라멘트는 저기압 지역이다.”

☁️ 비유: 우주가 만드는 ‘은하 날씨’

우주 전체를 대기라고 상상해보세요.
• 고기압 지역에서는 기체가 퍼지고,
• 저기압 지역으로는 물질이 끌려 들어옵니다.

이런 원리처럼, 우주의 고기압(보이드)은 은하를 밀어내고,
저기압(필라멘트)은 은하를 끌어당겨 더 밀집하게 만듭니다.

그리고 최근 관측된 “우주 필라멘트가 회전한다”는 발견도,
이러한 압력 차이로 생기는 **공간의 ‘바람’**이 회전을 만들어낸 결과로 해석할 수 있다고 주장합니다.

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4. 새로운 공식, 더 간단한 우주

이 이론이 제안하는 우주의 팽창 공식은 단순합니다.
복잡한 우주 상수가 아닌, 단 하나의 수식:

H(z) = H₀(1 + z)ⁿ

이 수식은 초신성 거리 측정 등에서 기존 모델보다 더 정확한 결과를 낸다는 주장도 있습니다.
물론 이는 아직 일부 데이터에 한한 이야기지만, 중요한 점은 **“수학적으로 단순하면서도 물리적으로 의미 있는 설명이 가능하다”**는 사실입니다.

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5. 실험으로 어떻게 검증할 수 있을까?

좋은 이론은 예측력을 가져야 합니다.
즉, 앞으로 우리가 관측해서 맞는지 틀린지를 확인할 수 있어야 하죠.
공간 압력 우주론이 진짜 과학이 되기 위해서는 다음 같은 검증이 필요합니다.
• 보이드 영역에서 특이한 중력렌즈 효과가 관측될 것인가?
• 필라멘트 회전이 압력 구배 때문이라는 증거가 있는가?
• 공간 압력을 직접적으로 측정하거나 수치화할 수 있는가?

이러한 예측들이 관측을 통해 입증된다면, 이 이론은 우주론의 새 장을 열 수도 있습니다.

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6. 여전히 갈 길은 멀다 – 하지만 상상은 멈추지 않는다

지금까지의 관측과 시뮬레이션들은 대부분 ‘람다-CDM’ 모델과 잘 들어맞습니다.
하지만 우리는 아직 암흑에너지도, 암흑물질도 직접 본 적이 없습니다.
게다가 허블 상수 불일치 같은 미해결 문제들도 여전히 남아 있습니다.

그렇기 때문에, 이처럼 전혀 다른 방향에서 접근하는 상상력은 과학에 꼭 필요합니다.

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마무리하며 – “우주는 숨을 쉬고 있다”

우주는 그냥 팽창하는 게 아닙니다.
우주는 ‘공간’이라는 스스로의 몸을 확장시키며, 스스로 호흡하고, 중력과 맞서 싸우며,
구조를 만들고, 은하를 형성하며, 생명을 잉태할 터전을 마련하고 있습니다.

지금 우리가 알고 있는 우주는,
어쩌면 진짜 우주의 그림자일지도 모릅니다.
그리고 그 실체는, 우리가 ‘압력’이라 부르지 않았던 공간의 숨결일지도 모릅니다.