암흑 물질과 암흑 에너지 : 엄마가 알려주는 천문학 이야기 31

암흑 물질에 대해서 들어 본적 있니?

우리가 우주를 함께 여행하면서 한번쯤 꼭 들어봐야하고 알아야할 이야기란다.

지금부터 엄마랑 함께 이야기해보자

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우주의 미스터리 – 우리 눈에 보이지 않는 것들

우리 밤하늘을 본 적 있지? 하늘에는 별이 반짝이고, 커다란 달도 떠 있지만, 그 위엔 끝도 없이 이어지는 공간이 있어. 우리가 서 있는 이 지구를 포함해, 별과 달이 모두 속해 있는 공간을 ‘우주’라고 해. 그런데 재미있는 건, 우리가 눈으로 보는 모든 별, 행성, 빛나는 물체들이 우주 전체의 극히 일부일 뿐이라는 거야. 대부분은 우리 눈에 보이지 않는, 말 그대로 ‘암흑’ 같은 물질과 에너지로 이루어져 있다는 거지.

우리가 흔히 상상하는 우주에는 거대한 별이나 은하가 있어서 빛나고 있지만, 사실 그보다 훨씬 더 큰 비밀이 숨어 있어. ‘암흑물질’과 ‘암흑에너지’라는 신비한 존재들이지. 이게 뭘까? 왜 과학자들이 암흑물질과 암흑에너지를 발견하고 싶어 할까? 우주에 대해 더 많은 것을 알려줄 수 있는 열쇠이기 때문이야. 그래서 오늘 엄마가 이 신비한 암흑물질과 암흑에너지에 대해 이야기해줄게

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암흑 물질과 암흑 에너지란 무엇일까

암흑 물질이란

먼저 암흑물질에 대해 이야기해볼까 이름부터가 어둡고 신비로운 느낌이지 암흑물질은 우리가 볼 수 있는 물질과는 달라 우리 눈에는 보이지 않아 우리가 흔히 볼 수 있는 물질들, 예를 들면 나무, 돌, 바람, 심지어 공기까지도 눈에 보이거나 느낄 수 있잖아 그런데 암흑물질은 우리 눈에 보이지도 않고, 빛을 내거나 반사하지도 않아 그래서 아무리 봐도 확인할 수가 없어

하지만 이 암흑물질이 우주에 존재한다고 과학자들은 생각해 왜냐고 과학자들이 밤하늘에 있는 별과 은하의 움직임을 아주 정밀하게 관찰했거든 그런데 보통 우리가 예상하는 것보다 훨씬 빠르게 움직이고 있는 걸 발견했어 마치 눈에 보이지 않는 어떤 힘이 별들을 붙잡고 있는 것처럼 보였지 마치 바람에 흔들리는 나뭇잎처럼, 뭔가가 이 별들을 지탱하고 있는 느낌이었어

과학자들은 이렇게 생각했어 ‘이 빠르게 움직이는 별들을 붙잡고 있는 어떤 보이지 않는 물질이 있지 않을까’ 이렇게 해서 과학자들은 눈에 보이지 않지만, 무언가 엄청난 무게를 가지고 우주의 구조를 잡고 있는 물질이 있을 거라고 믿게 됐어 그래서 ‘보이지 않는 물질’이라는 뜻에서 암흑물질이라는 이름을 붙인 거야

암흑 에너지란

자 이제 암흑에너지에 대해 이야기해볼게 암흑에너지는 암흑물질과는 또 다른 의미에서 신비로운 존재야 우주는 엄청 오래전 빅뱅이라는 큰 폭발로 시작되었어 그 이후로 우주는 계속 커지고 있는데, 이상하게 시간이 지나면서 점점 더 빠르게 팽창하고 있어 우주가 점점 더 빠르게 커진다는 건 뭔가 보이지 않는 힘이 우주를 밖으로 밀어내고 있다는 거지

그렇다면 도대체 이 힘은 어디서 오는 걸까 암흑에너지가 바로 그 힘이야 우리가 알고 있는 물질이나 에너지로는 설명할 수 없지만 우주를 빠르게 팽창하게 만드는 신비한 힘이 존재한다는 거지 과학자들은 이 힘이 우주의 약 68%를 차지한다고 생각하고 있어 그 말은 곧 우리가 아는 물질은 전체 우주의 작은 부분에 불과하다는 뜻이지

암흑에너지는 눈에 보이지 않지만, 우주의 크기와 모양을 결정하는 중요한 역할을 하고 있어 우주를 끝없이 커지게 만드는 힘이 바로 암흑에너지란다

암흑 물질과 암흑 에너지 비교표

특징	암흑물질	암흑에너지
존재 이유	별과 은하의 이상한 움직임으로 간접적으로 확인됨	우주의 가속 팽창 현상으로 추정됨
눈에 보임	보이지 않음	보이지 않음
역할	우주의 구조를 잡아주는 역할	우주를 가속 팽창시키는 힘
차지하는 비율	우주의 약 27%	우주의 약 68%

이 표에서 보면 암흑물질과 암흑에너지는 둘 다 눈에 보이지 않지만, 각자 역할이 달라 암흑물질은 별들이 은하 속에서 균형을 이루며 움직이도록 잡아주는 역할을 하고, 암흑에너지는 그 은하들을 서로 멀리 밀어내며 우주를 커지게 만드는 역할을 하지 과학자들이 우주에 대해 연구할 때 이 두 가지를 아주 중요하게 생각하는 이유가 바로 여기에 있어

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암흑 물질과 암흑 에너지가 주는 교훈

우주에 있는 별, 행성 같은 것들만으로는 우리가 우주를 다 이해할 수 없다는 사실이 정말 신기하지 않니 우리 눈에 보이지 않는 암흑물질과 암흑에너지가 우주에 이렇게 많은 비율을 차지하고 있다는 걸 생각해보면, 우리가 아직 모르는 게 얼마나 많을지 짐작할 수 있어

사실 과학자들이 이렇게 신비한 존재를 연구하면서 하나씩 알아가는 것도 다 ‘호기심’에서 시작된단다 보이지 않는 무언가가 있을 거라는 작은 의문에서 시작해서, 거대한 우주의 비밀을 탐구하는 과정이 펼쳐지는 거야 너도 어른이 되면 이런 우주의 비밀을 탐구하는 과학자가 될 수도 있겠지

암흑물질과 암흑에너지는 마치 우리에게 아직 모르는 더 큰 우주가 있음을 알려주는 듯해 그러니까 앞으로도 호기심을 가지고 세상과 우주에 대해 궁금해하고, 질문해보렴 우주는 정말 크고, 우리가 아직 이해할 수 없는 비밀들로 가득 차 있으니까 너도 이 신비한 우주의 비밀을 밝히는 데 큰 역할을 할 수 있을 거야

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