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빅뱅 우주론을 붕괴시키고 있는 새로운 발견들 :
우주 역사의 초기부터 존재하는 초거대 블랙홀과 중원소 먼지들
(Big Bang Cosmology Challenged by Dust and a Massive Black Hole)
Danny Faulkner

요약 : 매우 멀리 있는 한 은하(galaxy)는 많은 먼지(dust)들을 가지고 있다는 증거를 보여주었다. 반면에 거의 같은 거리에 있는 한 퀘이사(quasar)는 일찍이 탐지된 가장 거대한 블랙홀(black hole)을 가지고 있었다. 빅뱅(Big Bang) 우주론에서 우주의 매우 초기 시점부터 이들 두 물체들이 관측되고 있는 중이다. 빅뱅 이론에서 이들 물체들은 상당한 시간이 흐른 후에 존재하는 것으로 말해져왔었다. 따라서 이러한 관측들은 표준 빅뱅우주론에 심각한 문제가 있음을 가리키는 것이다.

표준 우주진화론과는 다르게, 빅뱅 후 10억 년 만에 초거대 블랙홀이 형성되어 있었다.

빅뱅 모델에 의하면, 우주는 138억 년 전에 매우 치밀한 가스로서 시작되었다. 우주가 팽창하고 냉각되면서, 결국 원자들이 형성되었고, 그들로부터 항성(stars)들과 은하(galaxies)들은 점진적으로 응축되고 형성되었다. 빅뱅 우주는 단지 수소와 헬륨(그리고 소량의 리튬)으로 시작되었기 때문에, 최초의 항성들은 가벼운 원소(lighter elements)들로만 구성되어 있었다. 가벼운 원소들의 핵융합에 의한 에너지로, 항성들의 몇 세대가 걸린 후에, 우리들에게 친근한 탄소, 산소, 규소, 철 등의 무거운 원소(heavier elements)들이 만들어졌다. 은하들이 형성되면서, 물질들은 매우 거대한 블랙홀을 형성하기 위해 그들의 중심부에 모여졌다. 거대한 양의 중원소들이 만들어지고, 초거대 블랙홀의 형성에는 많은 시간이, 아마도 몇 십억 년이 걸렸을 것이었다.

그러나 이러한 빅뱅 모델은 최근의 두 연구에 의해서 도전받게 되었다. 빅뱅 이론에 도전하는 첫 번째 연구는 지난 2015년 2월에 발표된 것으로 극초발광 퀘이사(hyperluminous quasar) SDSS J010013.02+280225.8에 관한 것이었다.[1] 천문학자들은 이 퀘이사의 매우 높은 적색편이(redshift)로부터, 그 퀘이사는 128억 광년 떨어져 있다고 계산했다. 즉, 우리는 빅뱅 후 단지 10억 년 된 퀘이사를 보고 있다는 것이었다. 만약 이 거리가 맞는 것이라면, SDSS J010013.02+280225.8 퀘이사는 우리의 은하수(Milky Way galaxy, 1~2천억 개의 항성들을 가진 매우 밝은 은하)보다 4만 배(태양보다는 420조 배) 더 밝다는 것이다. 더욱 매혹적인 것은 그 중심부에 태양의 질량보다 120억 배나 되는 거대한 블랙홀을 가지고 있다는 것이다. 이것은 알려진 블랙홀 중에서 가장 거대한 블랙홀이다. 표준 우주진화론의 설명에 의하면, 그러한 블랙홀은 빅뱅 후 형성되는 데에 상당한 시간을 필요로 한다. 은하들이 형성되는 데에는 오랜 시간이 걸렸으며, 은하들의 중심부에 블랙홀이 형성되기 위해서는 더 많은 시간들이 필요했을 것이기 때문이었다. 그러나 이제 이러한 거대한 블랙홀이 빅뱅 후 단지 10억 년 만에 형성되어 있었다는 것이다. 그러면 이제 표준 빅뱅 우주론을 믿는 천문학자들은 이 블랙홀을 어떻게 설명할까?

표준 우주진화론과 다르게, 빅뱅 후 8억 년 됐다는 은하에 중원소의 우주먼지들이 존재하고 있었다.

빅뱅 이론에 도전하는 두 번째 연구는 2008년에 발견됐던 은하 A1689-zD1에 의한 것이었다.[3] 그 은하는 은하단(galaxy cluster)인 Abell 1689의 뒤에 놓여 있다는 사실에 의해서 촉진되었다. 은하단의 질량이 중력렌즈로서 작용함으로서, 은하 A1689-zD1의 밝기는 거의 10배나 증가되었다. 그 적색편이(redshifts)로부터, 천문학자들은 은하단은 22억 광년 떨어져있지만, A1689-zD1는 엄청난 거리인 130억 광년 떨어져있다고 결정했다. 즉 이것은 우리가 빅뱅 후 단지 8억 년이 지난 시기의 A1689-zD1을 보고 있다는 것이었다. 그때까지 A1689-zD1는 관측된 은하들 중에서 가장 초기의 어린 은하였다.

2015년 3월 초에 발표된 새로운 한 연구에 의하면, A1689 zD1는 거의 우리 은하수만큼 많은 먼지들을 포함하고 있다는 것이었다.[4] 발견된 먼지들은 수소 또는 헬륨이 아니라, 빅뱅 초기의 우주에서는 존재해서 안 되는, 탄소, 규소, 산소, 철 등과 같은 중원소들을 포함하고 있었다. 천문학자들은 성숙한 우리 은하에 있는 이러한 먼지들을 120억 년 동안 항성들에 의한 물질 과정으로 설명해오고 있었다. 그러나 불과 8억 년 밖에 안 되는 A1689 zD1 은하에서 관측된 많은 중원소들은 도대체 어떻게 된 것인가? 그 어린 은하는 중원소들을 만들 만한 충분한 시간을 갖지 못했지 않았는가? 
 

최근 빅뱅 모델의 근간을 뒤흔들고 있는 이들 두 연구는 결국 빅뱅 이론의 몰락을 이끌 것인가?  

최근의 이 두 연구는 빅뱅 지지자들을 매우 당혹스럽게 만드는 것이었다. 이것은 빅뱅 이론의 몰락으로 이어질 수도 있는 심각한 문제들인 것이다. 빅뱅 이론은 과거부터 수많은 문제점들을 가지고 있었다.(여기 참조). 가령, 평탄성 문제( flatness problem)와 지평선 문제(horizon problem) 같은 것들이었다. 각 문제점들은 그것으로부터 빅뱅 이론을 구조하기 위한 장치들의 개발로 빅뱅 모델을 변경함으로써 어느 정도 설명해낼 수 있었다. 예를 들어, 우주의 급팽창(cosmic inflation) 이론은 급팽창에 대한 어떠한 과학적 증거도 없지만, 평탄성 문제 및 지평선 문제를 임시방편으로 설명해냈다. 이제 빅뱅 지지자들은 새로운 데이터에 빅뱅 이론을 또 다시 적합시키기 위해서, 빅뱅 모델을 또 다시 변경할 것이라고 나는 예상한다. 이전에 말했던 것처럼, 이것은 프톨레마이오스(Ptolemy, 천동설을 주장했던 그리스의 천문학자 및 수학자)의 모델을 연상시킨다. 프톨레마이오스 모델(Ptolemaic model)은 관측 데이터와의 불일치로 인해 무수히 변경됐었다. 당시 대부분의 사람들은 그것이 좋은 일이라고(과학이 발전해가는 과정이라고) 생각했었다.

그러나 새로운 데이터에 맞추기 위해 계속 수정되는 이론은 전혀 이론이 될 수 없다. 하나의 이론(적어도 가설)이 될 수 있는 아이디어는, 반증 가능해야만 한다. 반증이 가능하지 않는 이론은, 즉 어떠한 반대 증거들에서도 계속 살아남는 이론은, 하나의 교리(dogma)인 것이다. 그것은 이론이 아니다. 프톨레마이오스의 모델은 결국 포기됐었다. 왜냐하면 모든 임시방편적인 추가적인 가정들과 수정들로 그 모델을 매우 복잡하고 누더기가 됐었기 때문이다. 그러나 설명 가능한 다른 모델이 있다. 물론 ”태초에 하나님이 천지를 창조하시니라”라는 개념은 대부분의 사람들이 설명 가능한 옵션으로 고려하지 않을 것이다. 왜냐하면 그들은 성경의 권위를 인정하려하지 않기 때문이다.     


Footnotes

1.Xue-Bing Wu et al., 'An Ultraluminous Quasar with a Twelve-Billion-Solar-Mass Black Hole at Redshift 6.30,” Nature 518 (February 26, 2015): 512–515, doi:10.1038/nature14241.
2.Sky and Telescope also recognizes this as a problem. See Camille M. Carlisle, 'Monster Black Hole in Early Universe,” Sky and Telescope, February 26, 2015, http://www.skyandtelescope.com/astronomy-news/monster-black-hole-in-early-universe-0226201523/.
3.ESO notes that it was unexpected to find something this dusty in an early universe. See 'An Old-looking Galaxy in a Young Universe,” ESO, March 2, 2015, http://www.eso.org/public/usa/news/eso1508/.
4.Darach Watson et al., 'A Dusty, Normal Galaxy in the Epoch of Reionization,” Nature (2015), doi10.1038/nature14164.


*관련기사 1 : 태양보다 120억배 큰 고대 블랙홀 발견 (2015. 2. 26. 연합뉴스)
http://www.yonhapnews.co.kr/bulletin/2015/02/26/0200000000AKR20150226078300009.HTML

먼 우주 속에서 발광 능력이 제일 강한 퀘이사 발견 (2015. 3. 3. 미리안)
http://mirian.kisti.re.kr/futuremonitor/view.jsp?record_no=255127&cont_cd=GT

태양 질량 120억 배 초거대 블랙홀 발견 (2015. 2. 27. 동아사이언스)
http://www.dongascience.com/news/view/6227

태양보다 무려 420조배 밝은 천체 발견 (2015. 2. 26. 경향신문)
http://news.khan.co.kr/kh_news/khan_art_view.html?artid=201502261503501&code=970100

태양보다 420조배 밝은 '고대 블랙홀' 발견 (2015. 2. 26. 뉴스 1)
http://news1.kr/articles/?2110424

태양보다 120억배 큰 고대 블랙홀 발견,빅뱅 이후 9억년 후 생성 추정 (2015. 2. 26. 아주경제)
http://www.ajunews.com/view/20150226163053700

*관련기사 2 : A1689-zD1 : 갓 태어난 우주의 조숙한 은하 (2015. 3. 3. 유럽남반구천문대)
http://blog.daum.net/_blog/BlogTypeView.do?blogid=0FRpw&articleno=12347790

 

*참조 1 : Big Bang proven wrong by 'rogue' sprial galaxy - Redshift missinterpreted, No expansion No inflation (youtube 동영상)
https://www.youtube.com/watch?v=zJ3_M8cbRHs

Big Bang Theory wrong - 'Standard Model' Star formation rendered baseless, hypothetical 'theory' (youtube 동영상)
https://www.youtube.com/watch?v=z55zFkDrcEE

Religion within science - Big Bang Theory Debunked (youtube 동영상)
https://www.youtube.com/watch?v=6iE8ODcmd7c

Big Bang Theory wrong again? Plank telescope data doesn't 'fit' theory of Big Bang cosmic inflation (youtube 동영상)
https://www.youtube.com/watch?v=U6nTYZ6rvz4

The Big Bang Proven Wrong by Halton Arp on the Intrinsic Red Shift (youtube 동영상)
https://www.youtube.com/watch?v=rcQv1eLr9A4

Inflationary cosmology on trial  (youtube 동영상)
https://www.youtube.com/watch?v=IcxptIJS7kQ

 

*참조 2 : RSR's List of Evidence Against the Big Bang
http://kgov.com/evidence-against-the-big-bang

RSR's List of Big Bang Predictions
http://kgov.com/big-bang-predictions

출처 : AiG, 2015. 3. 7.
URL : https://answersingenesis.org/big-bang/cosmology-challenged-by-dust-and-black-hole/
번역자 : 미디어위원회

관련 자료 링크:

1. 성숙하게 보이는 초기의 어린 은하 : 진화에 실패한 은하? 우주탄생 과정의 재현? (Young Galaxy Mature for Its Age)
2. 먼 은하들은 너무도 성숙하게 보였다. : 한 감마선 폭발이 빅뱅설의 문제점을 드러냈다. (Distant Galaxies Look Too Mature for Big Bang)
3. 우주에서 거대한 빈 공간(슈퍼보이드)이 발견되었다. : 등방성의 우주라는 빅뱅 이론의 기초 가정이 흔들리고 있다. (A Cosmic 'Supervoid' vs. the Big Bang)
4. 우주에 퀘이사들은 서로 정렬되어 있었다! (Quasar Alignment Is “Spooky”)
5. 새로 발견된 직경 100억 광년의 초거대 우주 구조는 현대 우주론의 근본 교리를 부정하고 있다. (New Record Structure Defies Fundamental Tenet of Modern Cosmology)
6. 거대 퀘이사 그룹은 우주론적 원리를 거부한다. : 40억 광년의 지름을 가진 우주 구조의 존재? (Massive Quasar Cluster Refutes Core Cosmology Principle)
7. 우주 거리 측정의 기본 잣대가 흔들리고 있다 : 1a형 초신성의 광도는 일정하지 않았다. (Cosmic Ruler Flawed)
8. 빅뱅은 없었다고 한 새로운 연구는 주장한다. (Secular Study: No Big Bang?)
9. 빅뱅 이론의 허구성과 젊은 우주의 증거들 (youtube 동영상)
10. 빅뱅 후 급팽창의 '증거'로 주장됐던 중력파 패턴은 우주 먼지에 의한 것으로 확인되었다. (A Fuss Over Dust : Planck Satellite Fails to Confirm Big Bang 'Proof')
11. 빅뱅 이론의 리튬 문제는 더욱 커지고 있었다. (Big Bang Fizzles under Lithium Test)
12. 모든 것이 암흑인 급팽창 이론. 힉스 입자는 우주의 급팽창 빅뱅 이론을 기각시키고 있다. (Inflation—all in the ‘Dark’. The Higgs boson messes with cosmic inflation)
13. 연결되어 있는 은하-퀘이사는 우주론적 설명을 거부한다. : 서로 다른 적색편이를 보이는 두 천체가 연결되었다? (Galaxy-quasar ‘connection’ defies explanation)
14. 퀘이사들은 다시 한번 빅뱅을 거부한다. (Quasars again defy a big bang explanation)
15. 높은 적색편이 퀘이사들은 빅뱅설과 충돌한다. (High-redshift quasars produce more big bang surprises)
16. 단순한 자연주의적 설명으로는 이해 불가능한 ‘예상 밖의’ 은하들의 발견 ('Wildly Unexpected' Galaxies Defy Simple Naturalistic Explanations)
17. 암흑물질 탐사는 신화인가 과학인가? (Dark Matter Search Tinkers with Mythology)
18. 암흑물질은 또 다시 발견되지 않았다. (Matters Dark and Mysterious)
19. 별빛 하나로 사실처럼 말해지는 암흑물질들 (Dark Matters, When All You Have Is Light) 
20. 빅뱅 : 하나님이 선택하신 창조의 방법인가? (The Big Bang : God’s Chosen Method of Creation?)
 
 
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