표준 우주론 모형 검증
표준 우주론 모형은 몇 가지 가정에 기초합니다.
- 우주는 균일하고 등방적이다.
- 중력은 일반상대성이론(GR)으로 기술된다.
이 가정 아래에서 우주의 계량은 팽창하는 우주를 기술하는 프리드만–르메트르–로버트슨–워커(FLRW) 계량이 됩니다.
이 틀 안에서 현재의 표준 모형은 CDM입니다. 우주의 에너지는 후기 우주의 가속 팽창 을 일으키는 우주상수 가 지배하고, 물질은 차갑고 비바리온적인 성분인 암흑물질이 대부분을 차지합니다. 그러나 두 성분 모두 직접 검출된 적이 없고, 입자물리학의 표준 모형에도 포함되어 있지 않습니다. 따라서 그 바탕에 있는 가정들을 질문해 볼 수 있습니다. FLRW가 올바른 계량인가? 우주는 등방적이고 균일한가? 암흑에너지는 우주상수인가?
FLRW 계량과 곡률 검증
JLA(Joint Light-curve Analysis) 초신성 자료로 팽창 역사 를 모형에 의존하지 않고 재구성한 뒤 SDSS-III/BOSS의 바리온 음향 진동 측정과 결합하여, Arman Shafieloo 박사와 저는 허블 상수 와 끌림 시기(drag epoch)의 음향 지평선 의 곱을 모형 독립적으로 측정했습니다. 또한 평탄한 FLRW 계량에 대한 새로운 리트머스 검증 를 도입했는데, 이는 클라크슨 검증 와 다음과 같이 연결됩니다.
여기서 는 단위의 공동 거리입니다. FLRW 우주에서는 모든 적색이동에서 이고, 우주가 평탄하면 , 입니다.
결과는 평탄한 FLRW 우주와 일치했지만, CMASS 표본에서 약간의 긴장(tension) 징후가 보였습니다 (L'Huillier & Shafieloo, JCAP 01 (2017) 015).
모형 독립적인 일반상대성이론 검증
Arman Shafieloo 박사, 김형진(워털루 대학교)과 함께 이 재구성 결과를 적색이동 공간 왜곡에서 얻은 구조 성장 측정과 결합하여, 물질 밀도 , 밀도 요동의 진폭 , 그리고 다음과 같이 정의되는 성장 지수 를 모형 독립적으로 제한했습니다.
일반상대성이론에서는 입니다. 결과는 CDM + GR과 일치했습니다 (L'Huillier, Shafieloo & Kim 2018, MNRAS 476, 3263).
이어서 Arman Shafieloo 박사, Alexei Starobinsky 교수와 함께 최신 Ia형 초신성 자료(Pantheon)와 구조 성장 측정(eBOSS DR14Q 포함)을 결합해 더 강한 제한을 얻었으며, 역시 CDM + GR과 일치했습니다 (Shafieloo, L'Huillier & Starobinsky 2018, PRD 98, 083526).

