8.5 암흑 에너지와 우주 상수

목차 ／ 제8장: 에너지 실 이론이 도전하는 패러다임 이론

세 단계 목표
우주의 후기 가속이 왜 암흑 에너지 / 우주 상수로 설명되어 왔는지, 그 설명이 관측·물리 양쪽에서 어디서 어려움에 부딪히는지, 그리고 **에너지 스레드 이론 (Energy Threads, EFT)**이 같은 데이터를 “에너지 바다–텐서 지형”이라는 통합 언어로, 새로운 암흑 실체 없이 다시 서술하고 다중 프로브로 검증 가능한 단서를 어떻게 제시하는지를 설명합니다.

I. 주류 틀이 말하는 것

1. 핵심 주장

• 후기 우주는 가속하는 듯 보입니다. 우주 상수와 같은 일정한 에너지 밀도나 상태 방정식이 w ≈ −1에 가까운 성분이 그 원인이 될 수 있습니다.
• 이 성분은 거의 균일하며 중력적으로 뭉치지 않고 기하에 반발적으로 작용하여, 거리–적색편이 관계를 그 성분이 없을 때보다 더 크게 “벌어지게” 만듭니다.
• ΛCDM에서는 우주 상수, 물질, 복사가 함께 배경 진화를 결정하며, 초신성·바리온 음향 진동 (BAO)·**우주 마이크로파 배경 (CMB)**의 각 스케일 등 여러 거리 계열 관측이 이 틀에서 동시에 맞춰집니다.

2. 선호되는 이유

• 적은 파라미터, 강한 연동: 후기의 복잡함을 하나의 수(Λ 혹은 w)로 압축합니다.
• 튼튼한 거리 적합: 1차 근사에서 여러 “표준 촛불/자” 데이터를 함께 설명합니다.
• 계산 흐름이 명료: 수치 시뮬레이션과 통계 추론 파이프라인에 쉽게 접속됩니다.

3. 읽는 법

• 현상론이 우선: Λ는 거리 데이터를 “정산”하는 기입 항목이며, 미시적 기원은 실험으로 확증되지 않았습니다.
• 성장 자료가 압박: 세밀한 성장·중력 관측을 더하면, 프로브 간 일관성을 유지하려고 종종 “피드백/시스템오차/자유도”를 추가해야 합니다.

II. 관측 난점과 쟁점

1. 두 가지 고전적 역학 퍼즐

• 진공 에너지 격차: 영점 에너지의 순진한 추정은 관측된 Λ를 엄청난 배수로 초과하며, “자연스러운 값”에 대한 설득력 있는 설명이 없습니다.
• 우연성 문제: 왜 하필 오늘 Λ가 물질 밀도와 비슷해져 가속이 “지금 막” 시작되는 듯 보이는가 하는 점입니다.

2. 거리–성장 텐션
   초신성·BAO·CMB에서 얻은 배경 외관이, 약한 중력 렌즈·은하단·적색편이 공간 왜곡으로부터 추정한 성장의 진폭/속도와 가끔 작지만 체계적으로 어긋납니다. 보통 피드백이나 시스템오차로 이를 “메웁니다”.
3. 약하지만 안정적인 방향·환경 패턴
   고정밀 표본에서는 거리 잔차, 약한 렌즈 진폭, 강한 렌즈 도달 지연에서 같은 방향의 미세 편차나 환경 의존이 관측됩니다. 후기 가속을 장소와 무관한 Λ 하나로만 본다면, 이런 규칙적 잔차의 물리적 자리가 없습니다.
4. 데코히어런스의 비용
   거리와 성장을 함께 “살리려면” 종종 w(t), 결합된 암흑 에너지, 수정 중력을 도입해야 하며, 이야기는 “소수 파라미터”에서 누더기식으로 기웁니다.

짧은 결론
암흑 에너지/Λ는 1차 수준에서 거리 데이터를 설명합니다. 그러나 성장·렌즈·방향/환경 잔차까지 고려하면, 공간적으로 균일한 Λ만으로는 전부를 포괄하기 어렵고 미시 기원도 미해결로 남습니다.

III. 에너지 스레드 이론의 재서술과 독자가 체감할 변화

한 문장 요약
“가속”을 새로운 물질이나 상수항에 귀속하지 않습니다. 후기 시대의 텐서 배경이 에너지 바다에서 천천히 진화한 결과로 봅니다. 합성된 외관은 두 적색편이—**텐서 퍼텐셜 유발 적색편이 (TPR)**와 진화 경로 유발 적색편이 (PER)—그리고 운동에 대한 **통계적 텐서 중력 (STG)**을 통해 나타납니다. 요컨대 Λ는 실체가 아니라 텐서 배경의 순 드리프트를 적는 장부 항목입니다.

직관적 그림
천천히 이완되는 바다로 우주를 떠올리십시오. 큰 스케일에서 표면 장력이 서서히 낮아집니다.

• 이 느리게 변하는 표면 위를 장거리로 지나온 빛은 무분산의 순 주파수 이동을 누적하며, 거리가 더 빨리 벌어지는 듯 보입니다.
• 물질의 운동과 응집은 통계적 텐서 중력에 의해 약하게 다시 써져, 성장이 조금 더 수렴합니다.
  두 효과가 합쳐져, 어디서나 일정하고 평평한 “Λ 물질”을 가정하지 않고도 후기 가속의 외관이 형성됩니다.

세 가지 핵심 포인트

1. 지위의 하향 조정

• “Λ/암흑 에너지”는 필수 실체에서 순 텐서 드리프트의 회계로 바뀝니다.
• 초기와 후기에 보이는 “가속 외관”은 같은 텐서 응답의 시대별 진폭 차이로, 8.3절과 합치합니다.

2. 이중 트랙(거리 대 성장)

• 거리 외관: 주로 시선 경로를 따라 누적된 PER + TPR의 합입니다.
• 성장 외관: 통계적 텐서 중력의 큰 스케일, 온건한 재기술로 정해집니다.
  따라서 거리와 성장을 한 자로 묶을 필요가 줄고, 둘 사이의 체계적 어긋남이 완화됩니다.

3. 새 관측 운용

• 초신성/BAO의 방향성 잔차, 약한 렌즈의 대규모 진폭 차, 강한 렌즈 시간 지연의 미세 드리프트를 공통 텐서 퍼텐셜 기저 지도와 진화율 장으로 함께 정렬합니다.
• 데이터 원천마다 따로 “암흑 패치”를 붙이는 대신, 한 장의 지도를 다중 프로브에 재사용하여 프로브 간 잔차를 동시에 낮춥니다.

검증 가능한 단서(예시)

• 한 장 지도에서의 거리–성장 정렬: 단일 텐서 지도라면 초신성/BAO의 방향성 마이크로 잔차와 약한 렌즈 진폭 편차가 같은 방향에서 함께 줄어야 합니다. 서로 다른 지도가 필요하면 EFT와 어긋납니다.
• 무분산 제약: 특정 경로에서의 적색편이 오프셋은 가시광·근적외선·전파 대역에서 함께 움직여야 하며, 강한 색 의존 드리프트는 진화 경로 유발 적색편이에 반합니다.
• 환경 추종과 배향: 더 풍부한 구조를 지나는 시선일수록 거리·렌즈 잔차가 조금 더 크고, 선호 방향이 CMB의 저다중극 배향과 약하게 일치해야 합니다.

독자에게 바뀌는 점

• 관점: 후기 가속은 “에너지 한 바가지 추가”가 아니라, 빛과 운동에 새겨진 느리게 진화하는 텐서 배경의 이중 표출입니다.
• 방법: 잔차를 평탄화하지 말고 상으로 만든다는 발상으로 바꿉니다. 소규모 프로브 간 편차를 텐서 지형 지도와 진화율 장으로 묶습니다.
• 기대: 방향·환경에 따른 약하지만 일관된 패턴을 찾고, 한 장 기저 지도가 실제로 다중 프로브에 유효한지 확인합니다.

자주 묻는 오해—짧은 답변

• 에너지 스레드 이론이 후기 가속을 부정합니까? 아닙니다. 원인을 다시 말할 뿐이며, “멀수록 더 붉고/거리가 더 벌어지는” 외관은 유지됩니다.
• 계량 팽창으로의 회귀입니까? 아닙니다. “공간이 전역적으로 늘어난다”는 이야기는 쓰지 않습니다. 적색편이는 TPR + PER의 시간 적분에서 나옵니다.
• ΛCDM의 거리 적합을 망칩니까? 아닙니다. 거리 외관은 유지되고, 성장은 통계적 텐서 중력이 조율하여 거리–성장 체계 오차를 더 자연스럽게 설명합니다.
• Λ의 이름만 바꾼 것입니까? 아닙니다. 방향/환경 잔차의 정렬과 한 장 지도–다중 프로브 운용이 요구되며, 이를 못하면 같은 기저 지도의 재서술이라 할 수 없습니다.

절 요약
후기 가속을 균일한 Λ 하나에 모두 맡기면 간명하지만, 방향·환경에 얽힌 안정적 미약 신호와 거리–성장 불일치를 “오차”로 눌러 버립니다. EFT는 이를 느리게 변하는 텐서 배경의 영상으로 읽습니다.

• 거리 외관: TPR과 PER의 시간 누적 합.
• 성장 외관: STG에 의한 온건한 재기술.
• 둘 다 공통 텐서 퍼텐셜 기저 지도에서 재사용.
  그 결과 “암흑 에너지와 우주 상수”는 독립 실체로서의 필연성을 잃고, 관측은 더 적은 가정과 프로브 간 더 높은 정합성을 가진 설명 경로를 얻습니다.