암흑에너지의 원천이 블랙홀일 가능성을 나타내는 첫 번째 실마리를 발견

우주공간에 존재한다고 여겨지는 암흑에너지는 별이나 은하의 관측에서 존재가 추측되고 있었지만 그것이 무엇이며 어디에서 오는지는 모릅니다. 새로운 연구를 통해 우주 대부분을 구성하는 수수께끼의 에너지는 블랙홀이 설명해 줄 가능성이 있는 것으로 나타났습니다.

A Preferential Growth Channel for Supermassive Black Holes in Elliptical Galaxies at z ≲ 2 - IOPscience
https://doi.org/10.3847/1538-4357/acac2e

Observational Evidence for Cosmological Coupling of Black Holes and its Implications for an Astrophysical Source of Dark Energy - IOPscience
https://doi.org/10.3847/2041-8213/acb704

Scientists find first observational evidence linking black holes to dark energy | University of Michigan News
https://news.umich.edu/scientists-find-first-observational-evidence-linking-black-holes-to-dark-energy/

Scientists find first observational evidence linking black holes to dark energy

인간의 친밀한 세계를 구성하는 물질은 우주에 존재하는 모든 것의 불과 5%에 불과합니다. 나머지 약 27%는 암흑물질이고 나머지 68%는 암흑에너지라고 추정되고 있습니다.

미시간 대학의 물리학 교수인 그레고리 탈레 씨 연구팀이 중심으로 진행한 연구에서는 블랙홀의 성장이 우주의 팽창과 관련되어 있으며 블랙홀에 암흑에너지의 일종인 '진공에너지'가 포함될 수 있다고 보았습니다.

해외 미디어 The Conversation에 따르면 이 생각은 특별히 새로운 것이 아니고 1960년대부터 적극적으로 논의되고 있었다고 합니다. 그러나 이번 연구에서는 우주가 팽창함에 따라 진공에너지가 시간경과에 따라 증가한다고 가정하고 암흑에너지가 이것에 얼마나 기인하고 있는지를 계산했기 때문에 블랙홀과 암흑에너지를 관련시키는 첫 조사결과가 보고된 것으로 주목받고 있습니다.

탈레 씨는 은하의 중심에 있는 초거대 블랙홀에 주목해 관측결과를 과거와 비교했습니다. 블랙홀의 질량이 과거 90억 년에 걸쳐 계속 변화하고 있다는 점은 선행 연구에서 밝혀졌지만 탈레 씨 연구팀이 변화의 과정을 조사한 결과에서 현재의 블랙홀은 90억 년 전에 비해 7~20배로 질량을 늘리고 있던 것으로 판명났습니다.

그러나 비교대상이 된 블랙홀은 주변 물질을 흡수한 후였기 때문에 통상의 프로세스에서는 질량의 증가를 설명할 수 없습니다. 그래서 탈레 씨는 이러한 블랙홀에 진공에너지가 포함되어 있으며 우주의 팽창과 '결합'하고 있기 때문에 우주가 팽창함에 따라 질량도 증가했을 것이라는 가설을 제창했습니다.

탈레 씨는 “만약 결합이 확인된다면 블랙홀은 결코 우리 우주에서 완전히 분리되지 않고 먼 미래까지 우주의 진화에 큰 영향을 미치는 것을 의미한다”고 설명했습니다.