우주를 미는 힘 '암흑 에너지', 약해지고 있는 걸까?
핵심 요약 (1-2줄): 우주를 점점 크게 부풀리는 암흑 에너지(눈에 보이지 않지만 우주를 넓게 미는 힘)가 있습니다. 이 힘이 과거보다 지금 약해진 것으로 나타났습니다. 다만 '확실하다'고 말하긴 아직 이릅니다.
이게 뭐예요?
우주는 지금도 조금씩 커지고 있습니다. 누군가 풍선을 계속 불고 있는 것 같습니다. 그 부는 힘의 정체가 바로 암흑 에너지입니다.
우주를 채운 모든 것을 세어 보면 어떻게 될까요? 별과 먼지 같은 보통 물질은 겨우 5%입니다. 약 70%가 암흑 에너지입니다. 우주의 주인공이 사실 우리가 아니라는 뜻입니다.
과학자들은 오랫동안 이렇게 믿어 왔습니다. "암흑 에너지의 세기는 옛날이나 지금이나 한결같다." 이 생각이 우주 상수(세기가 한번 정해지면 절대 변하지 않는다는 가정)입니다.
아인슈타인이 100년도 훨씬 전에 넣은 숫자에서 온 생각입니다. 한번 정해진 에스컬레이터 속도처럼 언제나 같다는 뜻입니다. 이 가정으로 우주의 기본 설계도를 만들었습니다. 그동안 이 설계도는 온갖 관측을 잘 맞혀 왔습니다.
그런데 최근, 뜨거운 질문이 떠올랐습니다. "세기가 시간에 따라 변하는 것은 아닐까?" 과학자들은 힘의 센 정도를 숫자로 표기합니다. 기준점은 -1입니다. 기준보다 세면 -1보다 작은 숫자를 받습니다. 기준보다 약하면 -1보다 큰 숫자를 받습니다. 달리기 기록처럼 숫자가 낮을수록 더 '센 것'입니다.
이 논문은 바로 그 질문을 재판하는 심판입니다. 연구팀은 세 가지 관측 자료를 판단 자료로 모았습니다.
은하 1,400만 개의 지도: 연못에 돌을 던지면 파문이 퍼집니다. 아기 우주에도 비슷한 파문이 퍼졌습니다. 은하들이 그 파문 자리를 따라 줄지어 태어났습니다. 그 간격이 우주의 크기를 재는 '자' 역할을 합니다.
초신성(밝기가 거의 같아서 우주의 거리 자로 쓰는, 크게 터지는 별): 같은 밝기의 손전등을 우주 곳곳에 놓은 것과 같습니다. 멀리 있는 것은 더 어두워 보입니다. 그래서 밝기 차이만으로 거리를 계산할 수 있습니다.
우주 배경 복사(우주가 갓 태어났을 때의 빛이 식어서 남은 것): 우주의 아기 시절 사진과 같습니다.
연구팀은 '세기가 어떻게 변하는지'를 나타내는 수학 모형 다섯 개도 준비했습니다. 다섯 모형 모두에게 같은 질문을 던졌습니다. "세기가 변한다는 증거는 얼마나 강한가?"
왜 중요한가요?
과학자들은 증거의 세기를 시그마(σ)(결과가 그저 우연이 아닐 가능성을 재는 통계 단위)로 표시합니다. 숫자가 클수록 '우연 아니라 진짜'에 가까워집니다. 동전을 100번 던져 앞면이 70번 나오면 의심하게 됩니다. 시그마는 그런 확신의 크기를 재는 척도입니다.
이 논문이 나오기까지 사건을 순서대로 보겠습니다.
첫 번째, 2024년, 깜짝 발표가 나왔습니다. 은하 관측 프로젝트 '데지(DESI)' 팀이 외친 것입니다. "암흑 에너지가 변하고 있다는 증거를 찾았다!" 이후 관측이 늘며 증거는 더 세 보였습니다. 최고 기록은 4.2시그마였습니다. '거의 확실하다'에 가까운 수준입니다.
두 번째, 반전이 생겼습니다. 초신성 관측 팀 하나가 자기 자료를 다시 정밀하게 손질했습니다. 그 자료로 다시 계산하니 3시그마쯤으로 낮아졌습니다.
세 번째, 이 논문이 직접 검증에 나섰습니다. 연구팀은 손질된 자료로 다섯 모형을 모두 시험했습니다. 그랬더니 증거는 2.1~3.7시그마였습니다. 대부분 3시그마 언저리입니다. 4시그마를 넘은 경우는 하나도 없었습니다. 다섯 모형 중 넷은 같은 이야기를 했습니다. 과거엔 세게, 지금은 약하게 밀고 있다는 것입니다. 한 모형은 순서가 조금 달랐습니다. 아주 먼 옛날엔 약하게, 중간 시절엔 세게, 지금은 다시 약하게였습니다. 그래도 '세기가 변한다'는 큰 흐름은 다섯 모두 같았습니다.
이 씨름이 왜 중요할까요?
우선, 기본 설계도가 흔들릴 수 있기 때문입니다. 우주 상수가 틀렸다면 우주의 역사와 미래를 다시 써야 합니다. 우주 과학의 아주 큰 사건이 되는 것입니다.
또 하나, 과학이 스스로 고쳐 가는 모습을 볼 수 있습니다. 처음엔 '거의 확실해 보였습니다.' 지금은 '아직 확신하긴 이르다'로 내려왔습니다.
한편 우주에는 오래된 숙제가 하나 있습니다. 우주 팽창 속도를 재는 두 방법의 답이 크게 엇갈리는 문제입니다. 아쉽게도 이번 모형들로는 그 숙제가 풀리지 않았습니다.
한계도 솔직하게 짚어 두겠습니다. 증거의 크기는 어떤 초신성 자료를 쓰느냐에 따라 달라졌습니다. 결과가 자료에 따라 흔들린다는 뜻입니다. 아직 확인이 더 필요합니다.
실제 예시
이번 예시는 이 발견을 보여 줍니다. "암흑 에너지는 과거에 기준보다 세게 밀다가, 지금은 기준보다 약하게 민다."
운동장의 그네를 상상해 보겠습니다. 친구가 뒤에서 그네를 밀어 주고 있습니다. 처음엔 힘차게 '쌩!' 하고 세게 밀었습니다. 그네는 점점 높이 올라갔습니다.
그런데 어느 순간, 친구의 손길이 살살 부드러워졌습니다. 그네는 여전히 잘 움직입니다. 하지만 아까만큼 세게 밀리지는 않습니다. 만약 우주 상수가 맞았다면 어땠을까요? 친구가 처음부터 끝까지 똑같은 힘으로 밀었을 것입니다.
연구팀은 '세게'에서 '살살'로 바뀐 순간도 계산했습니다. 약 40억 년 전쯤이었습니다.
대응 관계를 정리해 보겠습니다.
그네를 미는 친구는 논문의 암흑 에너지에 해당합니다.
처음의 힘찬 밀기는 과거의 '기준보다 강한 상태'에 해당합니다.
지금의 살살 밀기는 '기준보다 약한 상태'에 해당합니다.
끝까지 같은 힘으로 밀었다는 가정은 우주 상수에 해당합니다.
손길이 부드러워진 순간은 약 40억 년 전의 전환점에 해당합니다.
한 가지 조심할 점! 그네가 나중에 멈출지, 다시 세게 밀릴지는 이 관측만으로는 알 수 없습니다.
정리하면
우주를 미는 힘이 시간에 따라 변한다는 신호는 여러 모형에서 꾸준히 나왔습니다. 다만 '진짜 변한다'고 확정하려면, 앞으로 더 정확한 관측이 필요합니다.
원본: Pin Wang, Ping Wang, Jielei Zhang, "Study of dynamical dark energy using DESI DR2 BAO, CMB, and Type Ia Supernovae data", arXiv 프리프린트, 2026 arXiv:2609.10567v1 (사용자가 직접 제공한 논문 파일 기준으로 요약했습니다)
관련 연구:
M. Abdul Karim et al. (DESI 협력단), DESI DR2 은하 관측 논문, Physical Review D 112, 083515 (2025)
B. Popovic et al. (DES 협력단), 초신성 자료 재보정 논문, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 548, stag632 (2026)
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