우주를 밝힌 위대한 지성들: 아담 리스 (Adam Riess)

우주의 속도를 다시 묻다

“우주는 얼마나 빠르게 팽창하고 있는가?”
이 질문은 단순한 숫자를 넘어서, 우주의 나이, 크기, 미래의 운명까지 결정짓는 열쇠다.
그리고 그 질문에 가장 정밀한 답을 구하기 위해 싸워온 인물 중 하나가 바로
**아담 리스(Adam Riess)**다.

그는 브라이언 슈미트, 사울 펄무터와 함께
우주의 가속 팽창을 발견한 공동 연구자이며,
그 이후로도 암흑에너지와 허블 상수(Hubble constant)의 정밀 측정에 앞장서
현대 우주론의 가장 치열한 논쟁 한가운데를 지켜온 인물이다.

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1. 젊은 시절과 천문학의 시작

1.1 뉴저지 출신의 이공계 소년

아담 리스는 1969년 **미국 워싱턴 D.C.**에서 태어나
뉴저지에서 성장했다.
어릴 때부터 수학과 물리학에 재능을 보였고,
**매사추세츠 공과대학(MIT)**에서 학부 과정을 마친 뒤,
하버드 대학교에서 천체물리학 박사학위를 취득했다.

박사과정 당시 그는 Ia형 초신성을 이용한 거리 측정 기법에 매료되었고,
당시 하버드의 박사후연구원이었던 브라이언 슈미트와 함께
**하이-z 초신성 탐사팀(High-z Supernova Search Team)**에 합류하게 된다.

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2. 우주의 가속 팽창을 발견하다

2.1 초신성을 통한 거리 측정

리스는 팀 내에서 관측된 초신성 데이터를 정리하고 분석하는 중심 역할을 맡았다.
특히 그는 **빛 곡선(light curve)**을 기반으로
초신성의 실제 밝기를 보정하는 기술을 개발해,
거리 측정의 정확도를 대폭 향상시켰다.

그의 기법은 오늘날에도 사용되는
MLCS(Multi-color Light Curve Shape) 방법으로 발전했고,
이로 인해 매우 먼 은하에서의 초신성 거리 측정이 가능해졌다.

2.2 우주의 이상한 행동

1998년, 리스는 팀의 데이터를 분석한 끝에
충격적인 결론에 도달한다.
멀리 있는 초신성들이 예상보다 어둡게 관측되었고,
이는 곧 그들이 예상보다 더 빠른 속도로 멀어지고 있음을 뜻했다.

즉, 우주의 팽창 속도는 느려지는 것이 아니라, 가속 중이라는 결론이었다.
이는 기존 우주모델을 완전히 뒤엎는 결과였고,
그가 이끄는 분석팀은 이 내용을 발표하며 천문학계를 뒤흔든다.

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3. 암흑에너지의 실마리

3.1 에너지의 정체

우주의 가속 팽창을 설명하기 위해,
과학자들은 미지의 에너지 형태가 필요하다고 판단했다.
이 에너지는 우주 공간 전체에 고르게 분포하며,
중력과 반대 방향으로 작용해 팽창을 유도한다.

이후 이 미지의 존재는 **암흑에너지(Dark Energy)**로 명명되었고,
오늘날 우주 구성의 약 68%를 차지하는 주요 성분으로 간주된다.

3.2 리스의 지속적 연구

이후 아담 리스는 이 암흑에너지의 성질을 더욱 정밀하게 분석하기 위해
다양한 후속 관측 프로젝트에 참여하게 된다.
그 중 대표적인 것이
ESSENCE 프로젝트, Pan-STARRS, CLASH(Hubble Space Telescope 중심 관측) 등이다.

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4. 허블 상수 논쟁의 중심에 서다

4.1 허블 상수란 무엇인가

허블 상수(H₀)는 우주가 얼마나 빠르게 팽창하고 있는지를 나타내는 숫자다.
즉, 은하가 지구로부터 얼마나 멀리 있는지에 따라
얼마나 빠른 속도로 멀어지는지를 나타낸다.

이 상수는 우주의 나이와 크기를 결정하는 데 핵심적인 변수다.

4.2 두 개의 값, 한 개의 우주

흥미롭게도, 허블 상수를 계산하는 두 가지 방법은
서로 다른 결과를 내놓고 있다.

1. 우주 초기에 발생한 우주배경복사(CMB) 데이터로 계산한 값
2. 오늘날의 은하 거리 및 속도로부터 측정한 값

리스를 포함한 여러 팀은 허블망원경을 이용한 두 번째 방법으로
약 73 km/s/Mpc라는 값을 얻었고,
이는 CMB 데이터를 기반으로 한 약 67 km/s/Mpc와
5% 이상 차이가 났다.

이 차이는 단순한 오차를 넘어,
우주에 아직 우리가 모르는 물리학이 존재할 수 있음을 의미한다.

4.3 SH0ES 프로젝트

리스는 이를 정밀하게 측정하기 위해
SH0ES(Supernova H₀ for the Equation of State) 프로젝트를 이끌었다.
이 연구는 다양한 거리 측정 기법과 초신성 데이터를 결합해
허블 상수의 값을 계속 정교화했고,
오늘날 ‘허블 상수 논쟁’의 대표적인 측정 기준으로 인정받고 있다.

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5. 과학계에서의 인정과 역할

5.1 노벨상 수상

2011년, 리스는 브라이언 슈미트, 사울 펄무터와 함께
노벨 물리학상을 공동 수상했다.
그는 수상 당시 41세로, 노벨 물리학상 역사상 가장 젊은 수상자 중 한 명이다.

5.2 허블 연구소와 존스홉킨스 대학교

그는 현재 존스홉킨스 대학교 교수이자,
우주망원경 과학연구소(Space Telescope Science Institute) 연구원으로 활동 중이다.
그는 허블망원경뿐만 아니라 **제임스 웹 우주망원경(JWST)**의 과학 목표 설정에도 기여했으며,
암흑에너지, 허블 상수, 우주 진화 전반에 걸친 연구를 계속 수행하고 있다.

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6. 대중 과학과 과학철학

6.1 과학 커뮤니케이터로서의 활동

아담 리스는 단지 실험실 속 과학자가 아니다.
그는 다양한 인터뷰, 강연, TEDx 발표 등을 통해
대중에게 과학을 쉽게 설명하려 노력한다.

그의 메시지는 언제나 간결하다.

“과학은 끝난 이야기가 아니라, 다음 장을 여는 시작입니다.”

6.2 과학적 겸손

그는 허블 상수 논쟁에 대해
“우리가 우주에 대해 모르는 것이 있다면, 그것은 축복이다.”라고 말한다.
즉, 미지의 존재는 과학이 멈춘 것이 아니라,
더 나아갈 길이 있다는 증거라는 것이다.

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결론 – 우주의 속도를 다시 그린 사람

아담 리스는 우주의 가속 팽창을 발견하고,
암흑에너지라는 새로운 존재를 제시하며,
허블 상수를 둘러싼 가장 치열한 과학적 논쟁을 이끌고 있는 인물이다.

그의 연구는 단지 데이터를 분석하는 데 그치지 않고,
우주의 구조, 기원, 미래를 이해하기 위한 근본적인 질문을 던지는 작업이다.

그는 관측과 이론, 데이터와 철학 사이의 균형을 통해
우리를 우주의 중심이 아니라,
우주를 이해하려는 존재로 자리매김하게 했다.