[미디어파인=이상원 기자] 우주는 현재도 팽창하고 있다. 이는 광속 그 이상의 속도로 팽창하고 있기 때문에 우리는 영원히 우주의 끝을 볼 수 없다. 이런 것은 가속 팽창이라고 불리는데 우주는 초기의 팽창 속도보다 현재의 팽창 속도가 훨씬 빠른 것으로 알려져 있다. 최근 호주 시드니 대학의 천체 물리학자 제라인트 루이스와 오클랜드 대학의 통계학자 브렌던 브루어는 퀘이사 은하라는 매우 거대한 천체를 연구하면서 우주의 팽창에 관한 초기 우주의 단서를 찾아냈다.
그들은 우주 초기의 퀘이사 은하를 관찰하면서 우주 초기의 팽창 속도가 현재보다 5배 느린 속도로 전개된다는 것을 발견했다. 이것은 우리가 지금까지 본 것 중에서 가장 멀리 떨어진 시간팽창이며 과학계의 몇 가지 문제를 해결해 주었다. 바로 퀘이사가 방대한 시공간에 영향을 미친다는 사실과 퀘이사가 현재 우주론의 표준 모델과 일치한다는 사실이다.
기존까지 과학자들은 퀘이사라는 미스터리한 물체에 대하여 이를 우주의 한 물체로 봐야 할지 고민했다. 이는 퀘이사가 시간팽창의 영향을 받지 않는다고 생각했기 때문이다. 하지만 도플러 효과와 최근의 관측치는 앞서 말한 대로 퀘이사에 대한 의문점을 풀어주었다.
도플러 효과는 먼 거리에서 오는 빛의 파장은 길고 파장이 길어진다. 구급차가 멀어질 때 구급차 사이렌 소리가 길어지는 것과 같은 원리이다. 이 비유에서 구급차는 먼 은하가 되고, 빛은 사이렌이다. 이런 효과는 현재 우주에서 모두 관측되고 있다.
과학자들은 초기 우주의 퀘이사들이 비슷한 효과를 보일 것으로 예측되었지만, 그것들은 초신성과는 다른 물체였다. 퀘이사 은하는 중심에 초대질량 블랙홀을 가지고 있는 은하이다. 루이스와 브루어는 20년에 걸쳐 다양한 파장의 데이터를 수집하여 24억 5천만 년에서 121억 7천만 년 사이의 퀘이사 190개의 표본을 연구했다. 그들은 각각의 퀘이사에 대해 약 200개의 관측치를 가지고 있었고, 그들의 변동에 대한 세부적인 연구를 진행했다.
이전에, 과학자들은 퀘이사의 변동성이 시간 팽창의 효과를 보여주지 않는다고 생각했다. 하지만 퀘이사의 수와 관측 기간을 넓힘으로써, 두 연구원은 멀리 있는 퀘이사들이 가까이 있는 퀘이사와 비교하여 느린 움직임으로 깜박이는 것을 발견했다. 즉 이번 연구는 퀘이사 역시 아인슈타인의 상대성이론에 영향을 받는 우주적 물체임을 보여주는 계기가 되었다.