우주의 빈자리, 암흑 물질과 암흑 에너지

이재원

저자:이재원
서울대학교천문학과를졸업하고KAIST물리학과에서이론물리학(우주론)박사학위를받았다.한양대학교,표준연구원,프랑스폴사바티에대학,KAIST등에서박사후연구원으로있었으며,이후고등과학원조교수를지냈다.현재중원대학교신재생에너지자원학과교수로있다.1995년부터보존응축된암흑물질과양자얽힘을이용한암흑에너지등우주론과중력,양자정보론에관련된융합적연구를하고있다.  

‘힉스다음은암흑물질이다’-우주의빗장을여는열쇠

만물은원자로돼있다.하지만원자단위로된‘만물’은‘우주만물’이아니다.지구같은행성이나별,성간물질등은우주전체의5%에불과하다.나머지95%는바로암흑물질과암흑에너지다.빛과반응하지않아‘암흑’이고,인류에게아직오리무중이어서‘암흑’이다.한때‘가설’로만존재했던그것들의‘실체’확인에과학자들이본격적으로나섰다.힉스입자를발견한유럽입자물리연구소도다음프로젝트로‘암흑물질의발견’을꼽았다.암흑물질발견에성공한다면천체의형성과정과우주팽창등우주론의베일을한꺼번에벗겨낼수있을것이다.

암흑물질과암흑에너지를찾아가는여정은곧우주가무엇으로되어있는지에대한질문이다.암흑물질을규명하는것은우주가어떻게시작되었으며은하나별같은천체들이어떤방식으로진화했는지의우주역사를알려준다.우주의역사를알아내는것은우주의미래도가늠할수있게해준다.이책은오랫동안암흑물질을연구해온저자가관련이론과연구현황및과제등을흥미롭게설명한다.고이휘소박사,김진의교수등한국과학자들의기여와,강원도에설치된암흑물질탐사시설등국내연구상황도자세히전한다.




암흑물질을찾는한국의과학자들

암흑물질은중력은있지만빛에는반응하지않아검출하기가매우어렵다.무엇이암흑물질인지조차아직까지규명되지않았다.우리가암흑물질을제대로이해한다면표준모형을넘어선물질의본질에대한이해에한걸음더진보할것이다.마찬가지로암흑에너지는이우주와시공간의본질에대한기존패러다임에엄청난전환을가져올것이다.그파급효과는코페르니쿠스의지동설이만들어낸대변혁을능가할것이다.

전세계적으로여러관측위성뿐만아니라지하실험등을이용해암흑에너지와암흑물질의정체를밝히려는열기가뜨겁다.특히한국과학자들도주목할만한성과를내놓고있다.물리학자고이휘소(윔프),김진의(액시온),신상진·이재원(스칼라장)등은암흑물질의이론적모델을만드는데기여하였으며,김수봉교수주도의RENO팀(중성미자연구),강원도양양의양수발전소에있는기초과학연구원(IBS)지하실험연구단의윔프탐색실험(KIMS),KAIST내IBS액시온및극한상호작용연구단의액시온연구등이활발하게이루어지고있다.