밤하늘 저 깊은 곳 우주 속에 밝혀지지 않은 암흑물질

 암흑물질은 다크매터라고 부르기도 합니다. 암흑물질의 정체에 대해서는 아직 정확히 알려지지 않았고, 관측되지 않은 수수께끼의 물질들을 일컫는 말입니다. 현재 우주에는 사람들이 일반적으로 알고 있는 물질의 양은 약 4% 정도에 불과하며, 남은 약 96%가 암흑 물질과 암흑 에너지로 구성되어 있을 것으로 추정하고 있습니다. 암흑물질의 후보들은 상당히 많으며 아직도 다양한 가설들이 제시되고 있습니다. 언뜻 보면 암흑물질은 일상생활을 하거나, 살아가는 데 있어서 아무런 영향을 미치지 않을 것으로 보입니다. 하지만, 암흑물질의 존재 여부는 현대 우주론의 관점에서 보면 운명을 좌우할 정도로 중요하다고 할 수 있습니다. 암흑물질이 실존한다면 기존의 법칙들과 현상들, 그리고 과학의 패러다임이 전부 바뀌게 될 것이기 때문입니다. 그래서 많은 천문학자와 물리학자들의 귀추가 주목되고 있습니다. 암흑물질에 대해서 조금 더 자세히 이야기해보자면, 암흑물질은 사람들이 아는 평범한 물질과는 다른 특성을 가지는 무언가입니다. 암흑물질은 빛이나 입자를 그 어떤 파장을 이용하더라도 방출하지 않고 전혀 상호 작용이 되지 않습니다. 그래서 지금까지 검출된 적도 없습니다. 그저 지구 주변이나 태양계 근처에 암흑물질 입자들의 일부가 떠돌아다니고 있을 것이라는 추측만이 있을 뿐입니다. 조금 극단적으로 표현해보자면 이 순간에도 암흑물질은 대기 중에 존재하고 있으며, 몸을 통과해서 지나가고 있을지도 모릅니다. 사실 암흑물질이란 것에 대해 부정적인 생각을 가진 인물이나 단체들도 많습니다. 단순히 관측의 오류가 아니냐는 의견부터 전문적인 의견까지 다양합니다. 하지만, 관측되지 않는 질량이 상당히 많다는 점에서 관측의 오류만은 확실히 받아들여지지 않고 있습니다. 최근에는 그 어떤 것과도 상호작용하지 않는 암흑물질이 유일하게 암흑에너지와는 상호작용을 한다는 가설이 나왔습니다. 이 가설에 의하면 암흑물질은 암흑에너지와 상호 작용하여 점차 사라지는 중이라고 합니다. 그 영향으로 우주 구조의 성장은 느려지고 있다는 것이 이 가설의 핵심인데, 문제는 암흑물질은커녕, 암흑에너지의 유무 또한 불분명하므로 이 가설에 대해서도 어떻게 이야기할 방법이 없는 것이 실정입니다. 암흑물질 관측할 수 없는 이유는 빛과 상호작용을 하지 않는다는 점 때문입니다. 특히 전 우주에는 광학적으로 관측할 수 없는 것들이 상당히 많습니다. 이를테면 갈색왜성은 빛을 발하지 않기 때문에 관측할 수 없습니다. 블랙홀이나 중성자별도 마찬가지입니다. 특히 블랙홀 같은 경우는 이전까지는 블랙홀의 존재를 확인했지만, 화상을 얻을 수 없었습니다. 하지만 2019년 M87의 블랙홀을 관측했기 때문에 관측이 불가능한 것에서 이제는 블랙홀을 제외해도 될 것 같다고 생각합니다. 2020년 암흑물질을 탐지하는 유일한 방법은 중력입니다. 자세히 이야기해보면 중력 렌즈를 이용한 방법으로, 앞서 암흑물질이 우주에 차지하는 질량이 많아서 중력의 분포는 곧 암흑물질의 분포로 봐도 무방합니다. 하지만 이 방법으로 얻은 질량의 분포가 얼마나 믿을만한가를 따지자면 정확한 방법은 아닙니다. 앞서 말한 중력을 제외하고, 암흑물질을 탐지하기 위한 수많은 시도가 계속되고 있습니다. 만약 성공하기만 한다면, 암흑물질의 물리적인 특성이나 혹은 정체까지도 알아낼 수 있는 실마리가 될 것입니다. 그렇게만 된다면 다음 노벨 물리학상은 정말 떼놓은 당상이라고 봐도 과언이 아닙니다.