빅뱅이후 우주진화 과정 밝혔다

사진; 한국고등과학원이 우리우주의 진화과정을 시뮬레이션해서 얻은 우주의 거대구조물과 그 속의 갓태어난 은하모습.

세계 천체계가 빅뱅 이후 우주생성 및 성장 모형에서 나타날 것으로 예상했던 수억 광년 크기의 우주 공간들이 만들어질 가능성은 실제 1∼2%에 불과한 것으로 처음 밝혀졌다.

한국고등과학원(KIAS 원장 김만원) 물리학부의 박창범 교수와 김주한 박사팀이 한국과학기술정보연구원(KISTI)의 그랜드 챌린지 과제를 통해 그동안 베일에 싸여있던 우주의 진화 과정을 시뮬레이션한 결과 이 같은 새로운 사실이 밝혀졌다고 6일 밝혔다.

박 교수 연구팀은 우주생성 당시 은하에서 은하단, 초은하단, 우주 거대구조까지 다양한 천체들이 생성된 원인이 물질의 분포가 달랐다는 점에 착안, 86억 개의 질량을 가진 입자들을 우주 생성 당시와 유사하게 슈퍼컴퓨터에 분포시킨 후 두 개의 모의실험을 수행했다.

박 교수 연구팀은 이번 모의 실험에서 크기가 47억 광년과 260억 광년인 정육면체의 팽창 공간(우주 끝까지 거리의 반을 넘는 크기)에서 다양한 천체들이 상호 영향을 주면서 생성되는 과정을 새로 규명, 우주생성 표준 모형에서 막연히 수억 광년 규모의 우주구조가 생성될 것으로 예측해 왔던 기존학설을 뒤집을 실마리를 제공했다.



　박 교수는 “시뮬레이션 결과 현재의 우주생성이론에서 수억 광년 규모의 우주 구조 생성 가능성은 1∼2%밖에 안 되는 것으로 나타나 우주표준모형이 바뀔 새로운 근거를 마련한 셈”이라며 “빅뱅 이후 우주 공간과 물질의 기원, 은하와 별의 생성 등 우주의 역사를 이해할 수 있는 주춧돌을 놓았다는 의미가 있다”고 말했다.

이번 실험에는 캐나다 토론토 대학과 공동으로 개발한 최신의 우주 수치시뮬레이션 고성능 병렬 프로그램( Tree+PM 병렬 N-체 프로그램)이 이용됐다. KISTI의 슈퍼컴퓨터 3호기 ‘노벨’의 컴퓨팅 자원 20%인 900Gb의 주메모리와 128개의 CPU가 동시 사용됐다. 기존에 수행된 세계 최대 실험보다 8배 이상 큰 모의실험으로 저장공간만 9TB가 소요됐다.

한편, 우리 나라는 이번 실험을 계기로 오는 7월부터 미국, 독일, 일본 중심으로 수행하고 있는 지구에서 30억 광년 이내의 우주측량 프로젝트(SDSS)에 공식 참여한다.

대전=박희범기자@전자신문, hbpark@