우주탐사학과 전명원 교수가 삼성미래기술육성사업에서 지원하는 연구책임자로 선발됐다.

제임스 웹 우주망원경 관측 결과가 촉발한 표준 우주론 위기 해결 연구
“동료에게 인정받는 연구자 될 것”

우주탐사학과 전명원 교수가 삼성미래기술육성사업에서 지원하는 연구책임자로 선발됐다. 삼성미래기술육성사업은 대한민국 과학기술과 산업 발전, 세계적인 과학기술인 육성과 이를 통한 인류사회에 기여를 목표로 자연과학부터 공학까지 아우르는 분야에서 새로운 아이디어로 혁신적인 목표에 도전하는 연구과제를 발굴해 지원한다. 전명원 교수는 최근 제임스 웹 우주망원경 관측 결과가 표준 우주론(우주 탄생과 진화를 설명하는 이론)과 부합하지 않아 제기되는 문제 해결에 도전한다.

네 가지 접근법으로 천문학계 난제 해결 도전
지난 30여년 간 천문학 발전을 이끌던 허블 우주망원경을 대체하기 위해 2021년 12월 제임스 웹 우주망원경이 발사됐다. 제임스 웹 우주망원경은 허블 우주 망원경 관측 영역 밖에 있던 초기 은하 후보를 관측한다. 2022년 7월, 첫 관측 이후 제임스 웹 우주망원경은 현재까지 1,000여 개의 초기 은하 후보를 관측하며 초기 우주에 대한 이해도를 높이고 있다.

하지만 제임스 웹 우주망원경이 포착한 초기 우주는 현재의 표준 우주론으로 설명하기 어려운 특성을 보였다. 기존 예상과 달리 질량이 큰 초기 은하가 빠르게 성장한 사실이 밝혀지며 천문학계의 새로운 난제로 떠올랐다. 전명원 교수는 “허블 우주망원경이 30여 년간 보여줬던 우주와 기존 연구 결과가 다 틀릴 수도 있다는 사실에 당황스러웠다”며 당시 심정을 밝혔다.

전명원 교수는 관측 결과로 촉발된 이론적 불일치를 해결하고 우주 형성에 대한 새로운 해석을 제시하기 위한 연구에 나선다. 연구진은 표준 우주론과 관측 결과의 불일치 문제를 해결하기 위해 네 가지 접근 방식을 제안했다. 예를 들어, 초기 은하들의 물리 모델을 수정해 별 생성이 활발하게 일어났을 가능성을 검토하고, 초기 우주에만 적용될 수 있는 새로운 물리 법칙을 도입할 계획이다. 또한, 표준 우주론의 핵심 가설인 Lambda CDM을 수정하여 다양한 물리적 기작들이 우주 구조 형성에 미친 영향을 연구한다.

전명원 교수는 “기존 우주론과 관측 간의 간극을 좁히고, 이를 기반으로 새로운 우주론적 시각을 제시하고자 한다”고 말했다.

세상을 바라보는 인류의 관점이 달라질 것
이번 연구를 통해 기대되는 결과에 대해 전명원 교수는 우주론 연구가 인류의 시각을 근본적으로 변화시킬 수 있음을 강조했다. 그는 "우리가 살고 있는 우주를 이해하는 학문이 바로 우주론이다. 100년 전만 해도 인류는 세상에 단 하나의 우주만 존재한다고 생각했지만, 지금은 우주의 크기와 복잡성을 훨씬 더 크게 이해하고 있다. 만약 현재의 우주론이 잘못되었다면, 세상을 바라보는 우리의 관점 자체가 완전히 달라질 수 있다"고 강조했다.

전명원 교수는 “기존 우주론과 관측 간의 간극을 좁히고, 이를 기반으로 새로운 우주론적 시각을 제시하고자 한다”고 말했다. 또한 전 교수는 “연구의 즐거움 중 하나는 대학원생들과 함께하는 과정에 있다. 이번 사업 선정으로 대학원생에 많은 기회와 혜택을 제공할 수 있어 기쁘다. 개인적으로는 같이 일하는 동료들에게 인정받는 연구자가 되고 싶다”는 포부를 전했다. 이번 연구는 2024년 11월부터 2029년 10월까지 약 5년간 진행된다.

글 김율립 yulrip@khu.ac.kr
사진 정병성 pr@khu.ac.kr

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