인터뷰365 하정열 칼럼니스트 = 우리 인간은 집을 짓고 산다. 단독주택을 지어 가족 단위로 살기도 하지만, 연립주택이나 아파트 등 공동주택을 지어 함께 살기도 한다. 마을을 이루고, 도시를 만들고, 국가라는 공동체를 만들어 서로가 보듬으며 함께 산다.

하늘에 떠 있는 별들도 행성들과 함께 가족 단위로 살기도 하지만, 은하라는 공동주택을 만들어 함께 살아간다. 국부은하군이라는 마을을 이루고, 은하단이라는 도시를 만들고, 초은하단이라는 국가를 이룬다. 인간세계가 인연과 제도에 의해 구조를 형성하고 있다면, 우주는 중력과 암흑물질 및 암흑에너지가 그러한 역할을 대신하고 있는 것으로 밝혀지고 있다.

즉 하늘에 떠 있는 수많은 별과 은하들이 서로 연계되어 상호작용을 하고 있다는 것은 20세기에 들어와서 관측 수단이 발달하면서 하나둘씩 밝혀지고 있다. 그러나 지금까지도 우주 삼라만상들이 어떻게 상호작용을 하고 있는지, 암흑물질과 암흑에너지는 어떤 상호작용과 역할을 하고 있는지에 대한 의문은 풀리지 않고 있다.

우주에 존재하는 은하들은 신경세포와 같은 분포를 이루며 존재한다. 우주에 존재하는 물질 중 90% 이상은 빛과 상호작용을 하지 않아 관측되지 않는 암흑물질과 암흑에너지다. 시간이 흐르면서 작은 구조들이 점진적으로 합쳐져서 큰 구조들이 생겨나는데, 이를 ‘계층적 구조 형성(hierarchical structure formation)’이라고 한다.

우주에 존재하는 은하들은 공간상에 고르게 분포하고 있는 것이 아니라, 은하들이 거의 존재하지 않는 빈터나, 은하들이 밀집된 은하군이나 은하단과 같은 구조들이 존재한다. 그리고 은하단들은 필라멘트와 같은 구조로 서로 연결되어 있기도 하는데, 공간상의 큰 규모에서 이렇게 은하들이 분포하는 것을 우주거대구조라고 한다.

우주거대구조는 인간세계에 비교하자면 5대 양 6대 주에 해당한다. 일반적으로 은하단보다 더 크고 무거운 구조들을 가리킨다. 즉 은하단 혹은 은하군들이 필라멘트와 같은 구조로 연결된 구조다.

대도시에 해당하는 은하단은 수백에서 수천 개 정도의 은하들이 공간상에 밀집되어 존재하는 구조인데, 표준 우주론에서 이들은 하나의 암흑물질 헤일로를 공유하며, 우주에 존재하는 구조 중에서 자체 중력으로 묶여있는 가장 무겁고 큰 구조이다.

우주 구조 형성 이론에 의하면, 은하군이나 은하단들이 밀집되어 있는 구조들은 필라멘트 구조들이 서로 만나는 곳에 존재한다. 시간이 지남에 따라 이러한 필라멘트에 속한 물질들이 은하군이나 은하단으로 흘러들어 가면서 필라멘트들이 가늘어진다.

초은하단은 여러 개의 은하단 혹은 은하군들이 공간상에 모여있는 거대구조이다. 때로는 여러 개의 초은하단들이 모여서 더 큰 초은하단을 이루기도 한다. 은하단과는 달리 초은하단은 자체 중력으로 묶여있지 않다. 초은하단은 다양한 형태와 크기를 가지는데, 필라멘트나 벽(wall)과 같은 구조를 가지기도 한다. 또한, 초은하단은 더 많은 관측이 수행됨에 따라 기존에 알려졌던 크기보다 더 큰 것으로 드러나거나, 기존에 알려졌던 초은하단이 더 큰 초은하단의 일부임이 밝혀지기도 한다. 이 초은하단의 크기는 대략 5억 광년이고, 그 내부에 약 10만 개의 은하들이 존재한다.

은하들의 가장 큰 구조 중에는 ‘장성(great wall)’이라 불리는 구조도 있다. 장성은 은하, 은하단, 초은하단들이 필라멘트와 같은 구조를 이루며 공간상에 존재하는 구조다.

최근의 관측 결과 장성들보다 더 큰 구조들도 존재한다는 것이 밝혀졌다. 예를 들면, 70여 개의 퀘이사들이 모여 약 40억 광년에 이르는 구조를 이루고 있는 초거대 퀘이사군이다.

우주는 무한 광대하다. 이러한 우주거대구조를 상상하면서, 그림 ‘우주거대구조 265001P’를 그리고 시 ‘우주거대구조’를 지었다.

/우주화가 하정열(Cosmos Painter Ha, Jung-Yul)    

하정열 칼럼니스트

press@interview365.com

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