물리학자들을 대상으로 한 역대 최대 규모의 글로벌 조사에서 현대 물리학의 가장 큰 문제 중 일부가 얼마나 해결되지 않은 상태로 남아 있는지 밝혀졌습니다. 연구자들은 블랙홀과 암흑 물질에서부터 아인슈타인의 중력 이론과 양자 역학을 조화시키려는 장기적인 노력에 이르기까지 다양한 주제에 대해 놀랍게도 거의 일치하지 않는 것을 발견했습니다.
ΛCDM(Lambda Cold Dark Matter)으로 알려진 우주론의 표준 모델조차도 응답자 대다수의 지지를 얻지 못했습니다. 이 결과는 DESI(Dark Energy Spectroscopic Instrument)의 최근 연구 결과를 반영할 수 있으며, 이는 암흑 에너지가 시간이 지남에 따라 변할 수 있음을 시사합니다. 그러한 가능성은 암흑에너지가 일정하게 유지된다고 가정하는 표준 모델과 충돌할 수 있습니다.
그리고 우주론은 물리학자들이 동의하지 않는 유일한 영역과는 거리가 멀었습니다.
표준 답변은 광범위한 지지를 얻지 못합니다.
Perimeter University of Water Institute의 부교수이자 Perimeter University of Water Institute의 교수인 Niayesh Afshordi는 “가장 놀라운 결과는 기초 물리학의 ‘표준 답변’이 압도적인 지지를 받는 경우가 거의 없으며 대부분이 다수에 미치지 못한다는 것입니다. 흥미로운 점은 물리학자들이 혼란스러워하고 있다는 것이 아닙니다. 경계가 실제로 살아 있다는 것입니다.”라고 말합니다.
Afshordi는 공동 저자인 Phil Harper 및 American Physical Society와 함께 연구를 주도했습니다. 물리학 잡지.
설문조사에 포함된 질문 중 2개만이 다수의 동의를 얻었습니다.
하나는 빅뱅에 관한 것이었습니다. 대중문화에서 빅뱅이 자주 묘사되는 방식에도 불구하고, 설문조사에 참여한 물리학자의 68%는 빅뱅이 반드시 시간의 시작을 의미하는 것은 아니라고 답했습니다. 대신, 이 이론은 우주가 극도로 뜨겁고 밀도가 높은 상태에서 어떻게 발전했는지 설명합니다. 시간 자체가 절대적인 시작을 가졌는지 여부를 설명하는 것은 아닙니다.
다수의 문턱을 넘은 두 번째 지점은 우주 인플레이션이었습니다. 51%만이 초기 우주가 인플레이션으로 알려진 극도로 빠른 팽창 기간을 경험했다는 데 동의했습니다.
암흑물질은 여전히 활짝 열려있습니다
다른 많은 주요 질문에 대해서는 답변이 훨씬 더 나뉘어졌습니다.
암흑물질이 그 예이다. 단지 17%만이 암흑 물질이 아직 발견되지 않은 저질량 입자로 구성되어 있다는 생각을 선호했습니다. 또 다른 12%는 중력 이론의 변화를 지지했습니다. 가장 큰 그룹인 21%는 제안된 많은 설명의 조합을 선호했습니다.
이러한 답변의 확산은 현대 우주론의 핵심 미스터리 중 하나에 대한 합의가 얼마나 적은지를 강조합니다.
양자 중력의 확실한 승자는 없습니다
물리학자들은 양자 역학의 틀 내에서 중력을 설명할 수 있는 이론을 개발하려는 노력인 양자 중력에 대해서도 비슷하게 분열되어 있습니다.
끈 이론이 가장 많은 지지를 받았지만, 응답자의 19%만이 이를 가장 가능성 있는 해결책으로 선택했습니다. 루프 양자 중력은 12%를 받았고, 18%는 중력을 전혀 정량화할 수 없을 가능성을 선호했습니다.
결과는 수십 년간의 이론적 연구 후에도 단일한 접근 방식이 지배적인 답으로 등장하지 않았음을 보여줍니다.
불일치가 물리학에 좋은 이유
그렇다면 이러한 광범위한 불일치는 해당 분야의 미래에 무엇을 의미합니까? Afshordi는 합의 부족을 실패보다는 기회의 신호로 봅니다.
“과학적 진실은 투표로 결정되지 않습니다. 그러나 합의 또는 합의의 부족은 증거가 확립된 위치와 연구자들이 여전히 근본적으로 다른 아이디어의 여지가 있는 곳을 알려줍니다. 이러한 의미에서 합의의 부족은 단서가 될 수 있습니다. 이는 더 나은 데이터, 더 명확한 이론 또는 하위 분야 간의 새로운 연결이 필요할 수 있는 곳을 표시합니다. 모든 것의 균열, 그것이 바로 빛이 들어오는 방식입니다.”
이번 발견은 물리학자들이 길을 잃었다고 암시하기보다는 여전히 중요한 돌파구가 가능할 수 있는 영역을 지적합니다. 우주에 관한 가장 근본적인 질문 중 일부는 여전히 열려 있으며, 우리의 이해를 재구성할 새로운 관찰, 더 강력한 이론, 예상치 못한 아이디어의 여지가 남아 있습니다.
설문 조사 결과는 다음 기사에 설명되어 있습니다. 물리학 잡지. 온라인 대시보드를 통해 독자는 답변을 자세히 살펴볼 수도 있습니다.
