우주 탄생 초기 20억 년, 무슨 일이 있었을까?

밤하늘 너머 먼 우주를 관측하는 기술이 발전하면서 까마득한 우주 초기 시절을 들여다보는 연구가 잇따라 결실을 맺고 있어요. 미국 공동 연구팀이 GPU 1만 5천 개를 동원해 우주 탄생 후 20억 년 동안의 변화를 대규모 컴퓨터 시뮬레이션으로 재현해 냈다는 소식이 전해졌어요. 빅뱅 이후 은하와 별이 어떻게 생겨나고 우주 물질들이 이온화되었는지를 한눈에 살펴볼 수 있게 된 셈이에요.

이번 컴퓨터 시뮬레이션에 앞서 실제 관측으로 초기 우주의 뼈대를 확인했다는 발표도 있었어요. 한국천문연구원이 참여한 국제 연구진은 우주 나이가 20억 년이던 시점의 초대형 원시 초은하단을 포착하고 3차원으로 복원하는 데 성공했다고 밝혔어요. 우리은하 질량의 5천 배에 달하는 거대 구조가 이미 그 시절에 형성되고 있었음을 실제 관측 수치로 직접 보여준 사례예요.

천문학 연구에서 우주 탄생 후 20억 년까지의 기간은 은하와 별이 본격적으로 만들어진 가장 중요한 시기로 꼽혀요. 너무 먼 옛날이라 직접 관측하기 어려웠던 이 시기를 밝혀내기 위해, 최근 연구진은 최첨단 우주망원경과 고성능 슈퍼컴퓨터 기술을 적극적으로 결합하고 있는 추세예요.

가장 먼 우주에서 날아온 빛을 관측하면 우주 과거의 모습을 직접 확인할 수 있다는 원리가 핵심이에요. 120억 광년 떨어진 곳에서 포착한 빛은 결국 120억 년 전 우주의 모습을 담고 있기 때문인데요. 연구진은 정밀한 관측 데이터를 바탕으로 거대한 가상우주 모델을 구축해 이론으로만 존재하던 우주 진화의 초기 과정을 하나씩 입증해 나가고 있다고 설명해요.