별이 천수를 다하고 명命을 마치는 순간은 처절하기도 하고 장엄 하기도 하다. 우리 태양 같은 별은 보통 100억 년을 사는데 이런 별이 사망하는 이유는 핵융합으로 수소가 다 소진되어 원자 자체가 없어진상태가 됐기 때문이다. 이땐 원자핵 속에 있던 중성자만 남아 뭉친다. 이것이 바로 중성자 별(Neutron star) 이며 별로서는 100억 년을 살고 임종하기 직전의 고통스러운 상황이다. 크기는 직경이 고작 3 - 4 킬로미터 밖에 안된다. 하지만 잡아당기는 중력은 대단히 크다. 자그만치 물 한방울의 무게가 6천톤이나 될만큼.
이렇게 상상하기 힘든 압력에 못이겨 결국 어느 순간 폭발하고 마는데 이 순간 별의 운명은 두 가지로 택일 된다.
하나는 폭발이 안쪽으로 터지는( Implosion) 경우이며 먼지하나 남기지 않고 블랙홀로 영원히 우주에서 사라진다.
또 하나는 밖으로터지는 (Explosion)경우로 폭발 때 분출하는 에너지는 100억 년을 살면서 생전에 생산했던 총 에너지보다 많다. 이를초신성超新星폭발(Super nova)이라하며 이러한 진통 후 새로운 차세대별이 다시 태어난다. 폭발 때 온도가 자그마치 1천억 도까지 치솟아 우주 어디서나 빛이 관찰된다. 특이한 사실은 이러한 고온에서 발생하는 빛의 밝기는 항상 일정할 뿐 아니라 밝은 빛이 1만년정도 지속된다는 것이다. 이때문에 천문학자들은 초신성 폭발을 우주의 등대라고 부르기도 한다. 따라서 촉광燭光이 가까우면 밝고 멀면 흐리다.
이 원리로 우주에 산재해 있는 초신성폭발 촉광을 재면 100억 광년 떨어진 우주의 거리도 정확히 산출 가능할 뿐 아니라 우주팽창의 속도도 측정할 수 있다. 이러한 원리를 기초로 1996년 일단의 천문학자들이 우주팽창의 속도를 더 정밀하게 측정하기 위하여 최신 분석기로 20개의 초신성폭발을 2년동안 정밀 검토하다가 우주가 더빨리 팽창하는 놀라운 사실을 발견했다. 이것은 그때까지 믿었던 ‘우주팽창은 빅뱅Big Bang의 힘에 의해 진행된다’는 이론을 정면으로 반박하는 근거가 되고 말았다. 우주탄생 137억년이 지난 지금쯤은 팽창속도가 감소해야 되는 것이 당연한데 오히려 가속되고 있다니 이는 빅뱅이론과는 엄청난 모순이 아닐 수 없었다.
그렇다고 빅뱅이론 역시 부정할 수도 없었다. 왜냐하면 당시 생겼던 파장이 지금도 메아리처럼 우주공간을 떠돌고 있고 우주에 존재하는 원자는 빅뱅의 고열에 의해 탄생한 사실을 부정할 수가 없기 때문이다. 최근에는 미우주항공국과 호주 천문대팀이 호주에서4년동안 20만개의 은하계(Galaxy)를 집중 연구 분석한 결과 은하계들이 무엇인가에 의해 밀리고 있다는 사실이 확인됐다. 또한 70억년 전보다 약 15%정도 더빨리 팽창하고 있다고 결론 내렸다. 따라서 빅뱅의 이론도 인정하고 추가로 우주내에는 무엇인지 알 수 없는 물체가 1천 7백억 개의 은하들을 더빨리 밀고 있다고 결론을 내렸다. 그만한 힘을 발휘하려면 전 우주 공간을 72% 정도 차지하는 물체가 있어야한다는 계산이 나왔다. 보이지 않고 알 수도 없는 이 물질은 “검은에너지(Dark energy)”라고 불리었다.
과학계는 이것이 빛이나 파장을 통과 시키는 투명체로 생각하지만 우리 일반인은 믿기힘든 물체가 아닐 수 없다. 이러한 성격을 가진 또다른 물질의 논란은 이보다 앞서 ‘검은물질(Dark matter)’이란 개념으로 20세기말까지 논란이 되었으며 이것 역시 은하계 안에 투명체로 존재하는데 중력처럼 끌어 당기는 힘을 가진 것으로 보았다.
‘검은 물질’이란 말은 1960년 말에 만들어졌지만 대부분의 과학자들은 믿지않는 가상이론에 지나지 않았다. 하지만 1995년 대기권 밖에 띄운 허불천체망원경이 멀리있는 은하계들을 보니 엄청난 중력을 지녔으며 지나가는 빛을 구부려 영상이 이중으로 보였다 (‘Gravitational lensing’).
그제서야 과학자들은 검은물질의 존재가능성을 인정하지 않을 수 없었다. 사실 은하계 안에 별들의 중력 외에 다른 끌어당기는 힘이 있을 것이란 주장은 오래전부터 논의됐다. 즉 1936년 스위스 천문학자 즈위키(Fritz Zwicky) 는 은하계 안에 존재하는 별들의 총중력을 산출해보니 서로 끌어당겨 은하계란 집단을 형성 할정도의 힘이 안됐다. 그래서 이를 ‘잃어버린 중력’이라
불렀고 이제는 거의 모든 학자들이 그것의 존재를 인정할 뿐 아니라 우주의 밀도를 다시 산출했다.
즉 태양이나 개스같이 보이는 물체는 4.6%에 불과하고 끌어당기는 검은물질은 23%, 나머지 72%가 우주를 밀어내는 검은에너지로 우주가 구성되어 있다는 결론을 내렸다.
비록 2011년도 노벨물리학상은 초신성을 관찰하여 가속 우주팽창 을 발견한 천문학자들에게 돌아갔지만 언제 ‘검은우주’를 보게 될 지는 기약이 없다. 우리가 마음(心)과 같이 살면서도 마음을 볼 수 없듯이 옆에 있으면서도 보이지 않는 검은우주가 바로 우주의 마음이란 생각이 들기도 한다.
