암흑에너지
공중에 던진 공이 아래로 떨어지기는커녕, 하늘 위로 점점 더 빠른 속도로 솟구치게 만드는 보이지 않는 밀어내는 힘이에요.
정의 암흑에너지는 온 우주에 가득 차 있으면서 우주가 점점 더 빠르게 팽창하도록 밀어내는 정체불명의 에너지예요. 우리가 알고 있는 별, 행성, 가스를 모두 합친 것보다 훨씬 많은, 전체 우주의 약 68%를 차지하고 있어요.
던진 공이 점점 더 빨라지는 이상한 우주
공을 하늘로 높이 던지면 어떻게 될까요? 지구의 중력 때문에 공은 점점 느려지다가 결국 바닥으로 떨어져요. 천문학자들도 우주가 이와 같을 거라고 생각했어요. 138억 년 전 빅뱅이라는 거대한 폭발로 우주가 시작되었으니, 천체들이 서로 끌어당기는 중력 때문에 우주가 커지는 속도도 서서히 느려질 줄 알았던 것이죠.
하지만 1998년, 멀리 있는 초신성을 관측하던 과학자들은 믿을 수 없는 광경을 목격했어요. 우주는 팽창 속도가 줄어들기는커녕 오히려 점점 더 빠른 속도로 팽창하고 있었거든요. 하늘로 던진 공이 멈추지 않고 로켓 엔진을 켠 것처럼 위로 가속해서 날아가는 셈이었어요.
중력이라는 거대한 브레이크를 이겨내고 우주 전체를 밖으로 밀어붙이는 거대한 힘이 존재한다는 뜻이었죠. 과학자들은 도대체 무엇이 이런 일을 벌이는지 알지 못해, 일단 '어둡고 정체를 모른다'는 뜻에서 암흑에너지라는 이름을 붙였어요.
암흑물질과는 정반대로 일해요
이름이 비슷해서 암흑물질과 암흑에너지를 같은 것으로 착각하기 쉬워요. 둘 다 눈에 보이지 않는다는 점은 같지만, 하는 일은 정반대예요. 암흑물질은 무게를 가지고 있어서 물체들을 서로 꽁꽁 뭉치게 만드는 '우주의 접착제' 역할을 해요.
반면에 암흑에너지는 공간 자체를 밀어내어 은하들을 서로 멀어지게 만드는 우주의 척력(밀어내는 힘)으로 작동해요. 굳이 비유하자면 암흑물질은 우주의 브레이크 페달이고, 암흑에너지는 우주의 가속 페달인 셈이에요.
현재 우주 공간에서 이 가속 페달이 브레이크를 완전히 압도하고 있어요. 그 결과 은하와 은하 사이의 거리는 지금 이 순간에도 빛보다 빠른 속도로 멀어지고 있답니다.
조금 더 정확히 말하면: 텅 빈 공간의 에너지
조금 더 정확히 말하면, 암흑에너지는 어떤 특별한 덩어리가 아니라 공간 자체에 내재된 에너지일 가능성이 가장 높아요. 물리학에서는 이를 '우주 상수' 또는 '진공 에너지'라고 불러요. 일반적인 물질은 우주가 넓어지면 묽어지지만, 암흑에너지는 공간이 늘어날수록 그 늘어난 빈 공간만큼 총량이 계속 불어나는 독특한 성질을 가져요.
이것이 암흑에너지가 시간이 갈수록 우주를 지배하게 된 이유예요. 우주 초기에는 물질이 빽빽해서 중력이 강했지만, 우주가 커지면서 물질의 밀도는 낮아진 반면 암흑에너지는 일정한 밀도를 유지했거든요.
과학자들은 암흑에너지의 비밀을 풀기 위해 최신 우주망원경으로 우주 지도를 그리고 있어요. 암흑에너지가 앞으로 우주를 갈기갈기 찢어버릴지(빅립), 아니면 차갑게 식어버리게 만들지(빅프리즈) 우주의 최종 운명이 여기에 달려 있답니다.
🤔 흔한 오해
암흑에너지는 암흑물질과 같은 것이다.
둘은 완전히 달라요. 암흑물질은 중력으로 물질을 끌어당기는 역할을 하고, 암흑에너지는 공간을 밀어내 우주를 팽창시키는 역할을 해요.
블랙홀처럼 어두운 천체에서 나오는 에너지다.
특정 천체에서 나오는 게 아니라, 텅 빈 우주 공간 자체에 균일하게 퍼져 있는 미지의 에너지예요.
🧺 일상에서 만나요
암흑에너지는 중력을 이겨내고 온 우주를 점점 더 빠르게 밀어내 팽창시키는 미지의 에너지예요.