빅뱅 후 1초도 안 되어 생성된 블랙홀의 발견은 우주론에 도전장을 던지고 있다.

lỗ đen - Ảnh 1. — "작은 붉은 점" QSO1은 130억 년이 넘는 나이를 지녔습니다. - 사진: JWST/NASA/ESA/CSA

천문학자들이 충격적인 발견을 발표했습니다. 빅뱅 후 1초도 채 안 되어 거대 블랙홀이 형성되었을 가능성이 있다는 것입니다. 만약 이 발견이 사실로 확인된다면, 수십 년 동안 논란이 되어온 원시 블랙홀 가설의 존재를 뒷받침하는 가장 강력한 증거가 될 것입니다.

제임스 웹 우주 망원경에서 얻은 흔적

이번 발견은 제임스 웹 우주 망원경(JWST)에서 얻은 데이터를 기반으로 합니다. 연구팀은 우주의 나이가 10억 년도 채 되지 않았을 때 형성된 영역에 위치한 "QSO1"이라는 작은 붉은 점을 관측했습니다.

QSO1은 처음에는 극도로 밀집된 은하이거나 물질을 집어삼키는 초거대 블랙홀로 여겨졌습니다. 그러나 새로운 분석에 따르면 주변에 은하가 거의 없다는 사실이 밝혀지면서 과학자들은 이 블랙홀이 항성 붕괴나 은하 형성 과정을 거치지 않고 독자적으로 형성되었을 가능성에 대해 의문을 제기하고 있습니다.

"이 블랙홀은 주변에 은하가 거의 없는 '벌거벗은' 상태입니다. 이는 현재 이론에 대한 진정한 도전입니다."라고 케임브리지 대학교의 로베르토 마이올리노 교수는 말했습니다.

원시 블랙홀: 우주 탄생 초기부터 이어져 온 미스터리

기존의 이해에 따르면 블랙홀은 거대한 별이 초신성 폭발 후 붕괴하면서 형성되고, 이후 주변 물질을 계속해서 "흡수"하여 커져간다. 그러나 이번 발견은 표준적인 우주론 모델에 도전장을 내밀고 있다.

과학자들은 오랫동안 원시 블랙홀의 존재를 추측해 왔습니다. 원시 블랙홀은 빅뱅 직후, 우주가 극도로 밀도가 높고 뜨거웠던 시기에 형성된 블랙홀입니다. 당시에는 비정상적으로 높은 밀도를 가진 영역이 최초의 별과 은하가 형성되기 전에 직접 블랙홀로 붕괴되었을 가능성이 있습니다.

이 가설이 맞다면, 우주 초기에 왜 그렇게 많은 거대한 고대 블랙홀이 나타났는지라는 중요한 수수께끼를 설명할 수 있을 것입니다. 더 나아가, 이 블랙홀들은 우리가 관측할 수 없는 막대한 양의 물질을 "숨기고 있는" 암흑 물질의 유력한 후보가 될 수도 있습니다.

연구팀은 중력 렌즈 현상(앞에 있는 큰 천체의 중력에 의해 빛이 휘어지는 현상)을 이용하여 QSO1 주변 물질의 회전 속도를 측정했습니다.

그 결과는 그들을 놀라게 했다. 블랙홀의 질량은 태양의 약 5천만 배에 달했다. 주변 물질을 모두 합친 것보다 두 배나 무거웠으며, 빅뱅 직후에 존재했던 수소와 헬륨 외에는 무거운 원소가 거의 없었다.

"우리는 은하가 거의 없는 환경에서 거대한 블랙홀이 형성되는 것을 목격하고 있습니다. 이는 진정한 의미의 우주론적 패러다임 전환입니다."라고 마이올리노 교수는 강조했습니다.

이번 발견은 매우 유망하지만, 전문가들은 여전히 신중한 태도를 보이고 있습니다. 앤드류 폰첸 교수(더럼 대학교)는 "연구팀은 이 블랙홀이 탄생하는 순간을 '목격'한 것이 아니라, 빅뱅 후 7억 년이 지난 시점의 블랙홀을 관측한 것"이라며, "이는 간접적인 증거이며, 검증에는 오랜 시간이 걸릴 것"이라고 말했습니다.

과학자들은 머지않아 차세대 중력파 망원경이 고대 우주를 "조사"하고 원시 블랙홀의 존재 여부를 밝히는 데 도움을 줄 것으로 기대하고 있습니다.

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민하이

출처: https://tuoitre.vn/phat-hien-lo-den-ra-doi-chua-day-1-giay-sau-big-bang-thach-thuc-khoa-hoc-vu-tru-20250907204002809.htm