빅뱅 1초도 안 돼 블랙홀 발견, 우주과학에 도전

lỗ đen - Ảnh 1. — "작은 붉은 반점" QSO1의 나이는 130억 년이 넘었습니다. - 사진: JWST/Nasa/Esa/CSA

천문학자들이 충격적인 발견을 발표했습니다. 바로 빅뱅 이후 1초도 채 되지 않아 거대 블랙홀이 형성되었을 가능성이 있다는 것입니다. 만약 이것이 확인된다면, 이는 수십 년 동안 논쟁의 여지가 있는 가설인 원시 블랙홀의 존재를 뒷받침하는 가장 강력한 증거가 될 것입니다.

제임스 웹 망원경의 흔적

이번 발견은 제임스 웹 우주 망원경(JWST)에서 얻은 데이터를 기반으로 합니다. 연구팀은 우주의 나이가 10억 년도 채 되지 않았을 때 형성된 우주의 한 영역에 위치한 "작은 붉은 점"인 QSO1을 관측했습니다.

QSO1은 처음에는 물질을 집어삼키는 매우 조밀한 은하 또는 초대질량 블랙홀로 여겨졌습니다. 그러나 새로운 분석 결과 주변 은하가 거의 존재하지 않는 것으로 나타났습니다. 이로 인해 과학자들은 블랙홀이 별의 붕괴나 은하 형성 과정을 거치지 않고 스스로 형성되었을 가능성에 의문을 제기했습니다.

"이 블랙홀은 거의 '벌거벗은' 상태이며, 주변에 은하가 하나도 없습니다. 이는 현재 이론에 대한 진정한 도전입니다."라고 케임브리지 대학교의 로베르토 마이올리노 교수는 말했습니다.

원시 블랙홀: 우주의 시작부터 숨겨진 미스터리

기존의 이해에 따르면, 블랙홀은 초신성 폭발 후 거대 별이 붕괴하여 형성된 후, 주변 물질을 계속해서 "먹어치우며" 점점 더 커질 때 형성됩니다. 그러나 이번 발견은 표준 우주론 모형에 도전장을 던지고 있습니다.

과학자들은 빅뱅 직후, 우주가 극도로 밀도가 높고 뜨거웠을 때 형성된 원시 블랙홀의 존재를 오랫동안 의심해 왔습니다. 당시에는 유난히 밀도가 높은 영역들이 최초의 별과 은하가 형성되기도 전에 블랙홀로 바로 붕괴되었을 가능성이 있습니다.

만약 이 가설이 맞다면, 중요한 미스터리를 설명할 수 있을 것입니다. 바로 우주 역사 초기에 왜 그토록 많은 거대 고대 블랙홀이 나타났는가 하는 것입니다. 심지어 우리가 관측할 수 없는 방대한 양의 물질을 "숨기는" 암흑 물질의 유력한 후보일 수도 있습니다.

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

결과는 그들을 놀라게 했습니다. 블랙홀의 질량은 태양의 약 5천만 배였습니다. 주변 물질보다 두 배나 무거웠고, 빅뱅 직후 존재했던 수소와 헬륨을 제외하고는 무거운 원소가 거의 없었습니다.

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

이 발견은 매우 유망하지만, 전문가들은 여전히 신중한 입장입니다. 더럼 대학교 앤드류 폰첸 교수는 "연구진은 이 블랙홀이 탄생하는 순간을 '볼' 수 없었고, 빅뱅 이후 7억 년이 지난 후에야 관측했습니다. 이는 간접적인 증거이며, 검증에는 오랜 시간이 걸릴 것입니다."라고 말했습니다.

과학자들은 가까운 미래에 새로운 세대의 중력파 망원경이 고대 우주를 "조사"하고 원시 블랙홀이 실제로 존재하는지 여부를 확인하는 데 도움이 될 것으로 기대합니다.

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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