“4,700만 개 은하·퀘이사 관측… 암흑에너지 ‘시간에 따른 변화’ 가능성 제시”
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한 번에 최대 5,000개의 천체로부터 빛을 포착할 수 있는 DESI 장치 내부 모습. 출처: Marilyn Sargent/버클리 국립연구소(Berkeley Lab). |
[대학저널 이선용 기자] 세종대학교 물리천문학과 그라치아노 로시(Graziano Rossi) 교수가 참여한 DESI(Dark Energy Spectroscopic Instrument, 암흑에너지 분광 장치) 국제 공동연구팀이 우주 역사 110억 년을 아우르는 세계 최대 규모의 3차원 우주 지도를 완성했다.
이 지도는 원래 계획된 5년의 관측 임무를 앞당겨 완료한 결과로, 4,700만 개 이상의 은하와 퀘이사를 포함해 지금까지 제작된 지도 중 가장 높은 해상도를 자랑한다. 연구팀은 장비의 뛰어난 성능을 바탕으로 당초 목표였던 3,400만 개의 관측치를 크게 상회하는 데이터를 수집하는 데 성공했다.
미국 애리조나주 키트피크 국립천문대에 설치된 DESI는 5,000개의 로봇 광섬유 눈을 통해 우주의 빛을 포착한다. 매일 밤 약 80GB의 데이터가 슈퍼컴퓨터로 전송돼 은하의 위치와 속도, 화학적 성분을 분석하며, 기존의 모든 우주 관측 데이터를 합친 것보다 6배 많은 정보를 확보했다.
로시 교수를 포함한 연구팀은 이 방대한 지도를 활용해 가속 팽창을 주도하는 암흑에너지의 정체를 규명하고 있다.
특히 초기 3년간의 데이터를 분석한 결과, 암흑에너지가 시간에 따라 변하지 않는 ‘우주 상수’가 아니라 시간에 따라 진화할 가능성이 있다는 흥미로운 단서를 포착했다. 이는 향후 우주의 운명과 기본 물리학에 대한 기존의 이해를 뒤흔드는 중요한 발견이 될 것으로 보고 있다.
연구팀은 지도를 약 20% 더 확장하기 위해 2028년까지 관측을 지속할 계획이다. 이를 통해 암흑에너지뿐만 아니라 보이지 않는 질량인 암흑물질과 중성미자의 효과 등을 더욱 정밀하게 탐구할 수 있을 것으로 기대된다. 로시 교수는 프로젝트 초기부터 참여해 초기 데이터에서의 최초 바리온 음향 진동(BAO) 검출을 주도했으며, 현재는 코스믹 웹 분석을 위한 고급 통계 기법을 통해 중성미자 효과 탐지 및 그 질량을 측정하는 데 핵심적인 역할을 수행하고 있다.
로시 교수는 “DESI 초기 단계부터 원래 계획된 조사가 완료될 때까지 참여하는 것은 믿을 수 없을 만큼 흥미진진한 여정이었다”며 “전례 없는 3D 우주 지도를 통해 암흑에너지와 중성미자, 그리고 우주의 코스믹 웹을 이전에는 불가능했던 방식으로 탐구할 수 있게 됐다”고 밝혔다. 이어 “전체 데이터셋을 분석하면 우주의 역사와 팽창을 이끄는 기본 물리학에 대한 더 놀라운 발견이 있을 것으로 기대한다”고 덧붙였다.
DESI 공동연구팀은 전 세계 70개 이상의 기관에서 900명 이상의 연구원이 참여하는 국제 협력 연구팀으로, 우주의 가속 팽창과 후기 진화의 원인인 암흑 에너지와 암흑물질 등을 연구하고 있다.
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