제임스웹 우주망원경의 관측자료를 토대로 만든 초기우주의 전체지도. / NASA, WMAP science team

우주 궤도에 떠있는 제임스웹 우주망원경 이미지. / NASA, Northrop Grumman

우주는 팽창하고 있다. 빅뱅(Big Bang)이라는 태초의 대폭발 이후 끊임없이 확장되어 가고 있는 우주는 빠른 속도로 팽창한다. 이를 시각적으로 확인하는 것이 적색편이 현상. 점점 멀어져가는 천체들은 파장의 늘어짐으로 인해 적색꼬리처럼 관측되고 그로 인해 확장 중인 우주를 시각적으로 확인할 수 있다. 

에드윈 허블의 빅뱅 개념에서 시작된 이론들이 관측으로 확인되었지만, 허블 망원경을 비롯한 여러 관측에서 미묘한 차이가 드러나곤 해, 허블의 이론이 잘못됐든 관측이 잘못됐든 둘 중 하나인 상태로 천문학자들의 과제가 되어왔다. 그런데, 최근 제임스웹 우주망원경(JWST)의 관측 결과를 통해 우주의 팽창속도가 허블상수 측정값과 거의 정확히 일치하며 전통적 천체물리학의 측정값보다 8% 정도 빠르게 확장하고 있다는 연구결과가 나왔다. 

JWST은 현재 역사상 최대 최정밀 우주망원경이다. 미국 항공우주국 NASA가 운용하는 이 적외선 우주망원경을 통해 우주관측의 수준이 혁명적으로 업그레이드되고 있다. 

미국 존스홉킨스대 아담 리스 교수팀은 2년간의 JWST 데이터를 바탕으로 우주가 예상보다 약 8% 더 빠르게 팽창하고 있다는 논문을 '천체물리학 저널'에 9일 발표했다. 이를 로이터가 세계에 알림으로써 학계의 관심이 급속도로 높아지고 있다. 

연구팀은 JWST의 '우주 팽창 속도(허블 상수)' 측정값이 정확하다는 것을 재확인했다. 즉 우주 팽창 속도 값(72.6 km/s/Mpc)이 기존 허블 측정값(72.8 km/s/Mpc)과 거의 일치함을 입증한 것이다.

우주의 움직임을 관측하는 전통적 기준인 '표준 천문학'에서 우주의 팽창속도를 계산하는 허블상수는 67~68인데, 허블 우주망원경과 제임스웹 우주망원경 데이터들을 통해 정밀계산한 결과 평균 73으로 70~76 범위 안에 있는 것으로 나타났다. 허블상수의 단위는 ㎞/s/Mpc, 'kilometers per second per megaparse' 이다. 

허블과 제임스웹 우주망원경이 우주의 팽창 속도가 초기 조건과 우주의 진화에 대한 이해를 바탕으로 예상되는 속도보다 빠르다는 것을 밝힌 것이다. 약 8% 팽창 속도의 차이가 드러난 것이다. 과학자들은 '허블 긴장'이라 불리는 이 같은 속도 차이를 우주의 96%를 차지하는 암흑 에너지와 암흑 물질에서 찾고 있다.

로이터에 따르면, 이번 연구는 우주에 대한 기존 이해를 재검토해야 할 필요성을 제기하고 있다. 리스 박사는 "허블 상수의 불일치가 우연히 발생했다고 보기 어렵다"며 "이는 우주 모델에서 중요한 요소가 누락되었을 가능성을 시사한다"고 밝혔다. 초기 암흑 에너지, 특이한 암흑 물질 성질, 새로운 입자 물리학 등 창의적인 이론 연구의 필요성을 강조한 말이다.