가을이 깊어지면서 노벨상의 계절이 다시 찾아왔다. 올해 노벨물리학상은 1998년 초신성 관측을 통해서 우주가 가속팽창하고 있다는 사실을 알아낸 관측천문학자 세 명에게 돌아갔다. 당시에는 많은 천문학자들이 현재 우주가 팽창하는 속도가 과거보다 느려지고 있다는 생각을 하고 있었다. 이번에 노벨물리학상을 수상한 솔 펄머터, 브라이언 슈밋, 애덤 리스가 이끄는 독립적인 세 연구팀은 정말 우주의 팽창 속도가 느려지고 있는지를 확인해보는 작업을 하고 있었다. 그런데 그들의 관측 결과는 정반대로 나왔다.

초신성은 무거운 별이 수명을 다하고 폭발하는 현상이다. 그런데 그 밝기가 최고에 이르렀을 때의 값이 자신이 속한 은하의 밝기와 비슷해지고 어느 초신성에서나 같다고 알려져 있다. 이들 연구팀은 이런 점에 착안해서 아주 멀리 떨어져 있는 초신성을 관측해서 그들이 속해 있는 은하들까지의 거리를 구하는 작업을 하고 있었다. 다른 방법으로 그 은하들이 멀어져가는 속도도 구했다. 이 두 값을 알면 우주가 얼마나 빨리 팽창하는지를 확인할 수 있다.

관측 결과는 놀라웠다. 많은 천문학자들의 추정과는 달리 우주는 팽창속도가 점점 빨라지는 가속팽창을 하고 있는 것으로 관측되었다. 독립된 세 연구팀의 결과가 같은 것으로 발표되면서 뜨거운 논쟁이 시작되었다. 우주를 가속팽창 시키는 원동력으로 중력과는 다른 성질, 즉 밀어내는 성질을 갖는 (일종의 척력 같은) 암흑에너지가 지목되었다. 아인슈타인의 우주상수가 유력한 후보로 거론되었지만 확실한 것은 아직 아무도 모른다.

1998년 이들의 발표 이후 우주팽창의 모든 패러다임이 바뀌었다. 우리가 살고 있는 우주는 현재 가속팽창 중이다. 가속팽창을 주도하는 암흑에너지의 정체를 찾으려는 연구 또한 엄청나게 쏟아져 나오고 있다. 하지만 암흑에너지의 정체는 아직도 안개 속 깊은 곳에 숨어있다. 21세기는 아무래도 암흑에너지의 정체를 규명하는 긴 여정으로 기록될 것 같다.

/이명현