우주에 암흑물질이 27%나 차지하고 있다는데, 정작 우주는 어둡잖아요. 27%면 엄청난 양인데 왜 텅 빈 것처럼 보일까요.

찾아보니 답은 단순하더라고요. 암흑물질이 빛과 아무 상호작용을 안 하기 때문입니다. 빛 입장에서는 암흑물질이 아예 없는 거나 마찬가지예요. 그래서 산란도 반사도 없고, 눈에도 안 보입니다.

근데 여기서 진짜 이상한 질문이 생겼습니다.

빛과도 상호작용 안 하고, 검출기에도 안 잡힌다면 이게 있다는 걸 우리는 대체 어떻게 아는 걸까요?

알아보니 주류 학계 근거는 크게 세 가지였습니다.

1. 은하 바깥쪽 별들이 너무 빨리 돕니다. 눈에 보이는 물질만으로 계산하면 진즉에 튕겨나갔어야 하는데 안 그래요.

2. 빛이 예상보다 크게 휩니다. 보이는 물질만으로는 그 굴절 각도가 설명이 안 됩니다.

3. 은하단끼리 충돌할 때 질량 중심이 이상하게 움직입니다. 보이는 가스/별과 따로 노는 뭔가가 있다는 거죠.

합리적인 근거들이에요. 그래서 수십 년간 암흑물질 입자를 찾아왔습니다.

그런데 입자가 안 잡힙니다.

지하 깊은 곳에 거대 검출기를 깔고, CERN에서도 찾고, LUX·XENON1T·PandaX 같은 검출기들이 세대를 거듭하며 더 정밀해졌는데 줄줄이 "없다"는 결과만 나왔어요.

물론 아직 못 찾은 걸 수도 있죠. 근데 이쯤 되니 저 같은 비전문가는 이런 생각이 듭니다.

어쩌면 입자가 없는 게 아니라, 우리가 중력이랑 시공간 자체를 아직 제대로 이해 못 한 거 아닐까?

실제로 이런 관점의 가설이 있더라고요. (주류는 아니고 소수 의견입니다)

암흑물질이 새로운 입자가 아니라, 우리가 아직 파악 못 한 시공간의 기하학적 현상이라는 거예요. 은하 회전이든 빛의 굴절이든 은하단 충돌이든 보이지 않는 입자 때문이 아니라, 시공간 자체가 우리 생각과 다르게 생겨서 나타나는 현상일 수 있다는 거죠.

물론 이건 검증된 결론이 아니라 하나의 가설입니다. 다만 입자가 수십 년째 안 잡히니까 자연스럽게 따라오는 의심이긴 해요.

여기서 블랙홀 얘기가 재밌어집니다.

최근 미세중력렌즈 관측으로 "스텔스 블랙홀" 빛을 안 내는 고독한 블랙홀들이 예상보다 많이 발견됐어요. 그리고 우주 초기에 시공간이 스스로 붕괴해서 생긴 "원시 블랙홀"이 우주 곳곳에 깔려 있다는 가설도 있고요.

물론 원시 블랙홀이 암흑물질 "전부"는 아니라는 게 관측으로 어느 정도 좁혀지긴 했습니다. 다만 일부라도 이런 식이라면 우리가 "물질"이라고 부르던 게 사실은 시공간에 뚫린 구멍일 수 있다는 거죠.

여기서 개인적으로 제일 흥미로운 지점.

우리 은하 중심에도 거대한 블랙홀(궁수자리 A*)이 있잖아요. 근데 은하가 먼저 생기고 블랙홀이 나중에 생긴 건지, 블랙홀이 먼저 있고 은하가 그 주변에 모인 건지 아직 모른답니다.

만약 블랙홀이 먼저였다면, 은하 자체가 블랙홀 주변에 형성된 구조라는 얘기예요. 그럼 우주 곳곳의 보이지 않는 블랙홀들과 시공간의 주름이 우리가 "암흑물질"이라 부르던 중력 현상의 정체일 수도 있는 거고요.

다시 강조하지만 이건 검증된 과학이 아니라 논리적으로 그려본 가설입니다.

근데 저는 이게 꽤 말이 된다고 느꼈어요.

암흑물질이 없다는 게 아닙니다. 어쩌면 그게 "물질"이 아닐 수 있다는 거죠.

시공간의 기하학이 우리 생각보다 훨씬 복잡하다면 입자 검출기가 아니라, 공간 자체를 다시 읽어야 할지도 모르겠습니다.

여러분은 어떻게 생각하세요?