우주는 평탄한가? DESI DR2를 이용한 검증
Pantheon+ 초신성과 DESI DR2 바리온 음향 진동 자료를 결합해, 암흑에너지 모형을 가정하지 않고 공간 곡률 을 측정했습니다. 평탄한 FLRW 우주 및 Planck 2018 결과와 일치합니다.
Millard, L'Huillier & Douspis, JCAP 2026 →연구
우주 팽창을 이끄는 힘에서 은하의 탄생까지
표준 우주론 모형 ΛCDM은 보통 자료에 모형을 맞추는 방식으로 검증합니다. 즉 모형이 옳다고 가정한 뒤 매개변수를 측정합니다. 저는 반대 방향으로 접근합니다. 모형을 가정하지 않고 관측 자료로부터 우주 팽창의 역사와 구조 성장의 역사를 직접 재구성한 뒤, ΛCDM이 그 결과와 일치하는지 확인합니다. 이와 함께 우주론적 N체 시뮬레이션으 로 암흑물질 헤일로와 은하가 우주 거대구조 속에서 어떻게 형성되는지 연구합니다.
- 우주는 균일하고 등방적이며 평탄한가?
- 우주의 가속 팽창을 일으키는 것은 무엇인가?
- 아인슈타인의 일반상대성이론은 중력을 올바르게 기술하는가?
- 은하와 블랙홀은 우주 거미줄 속에서 어떻게 성장하는가?
주요 논문은 논문 페이지에 있습니다.
표준 모형을 넘어선 우주론
- 암흑에너지란 무엇인가?
- 중력은 아인슈타인의 일반상대성이론으로 올바르게 기술되는가?
- 원시 파워 스펙트럼은 단순한 멱법칙인가?
우주론 시뮬레이션
우주론적 N체 시뮬레이션으로 우주 거대구조 속 은하와 암흑물질 헤일로의 진화를 연구하며, 공개 당시 세계 최대 규모의 우주론 시뮬레이션 중 하나였던 Horizon Run 4의 설계와 분석에 참여했습니다. 시뮬레이션을 이용하면 모의 카탈로그를 만들고, 분석 방법을 검증하고, 통제된 이론적 틀 안에서 관측을 해석할 수 있습니다.
주요 연구 결과
Rubin과 DESI를 위한 리트머스 검증
LSST 초신성과 DESI 자료를 이용한 예측 연구에서, 우리의 재구성 방법으로 암흑에너지의 형태를 가정하지 않고도 곡률과 를 각각 ±4%, ±0.1 수준으로 제한할 수 있음을 보였습니다.
L'Huillier et al., JCAP 2025 →ΛCDM을 가정하지 않고 ΛCDM 검증하기
FLRW 계량과 평탄성, 그리고 팽창 역사와 구조 성장 사이의 일관성을 모형에 의존하지 않고 진단하는 방법을 개발해 BAO, 초신성, 구조 성장 자료에 적용했습니다.
JCAP 2017 · MNRAS 2018 · PRD 2018 →가우시안 과정, 제대로 쓰기
평균 함수를 0으로 두면 비물리적인 재구성이 나오고, ΛCDM 최적 모형을 평균으로 쓰면 결과가 편향됩니다. 여러 평균 함수와 하이퍼파라미터에 대해 주변화하면 견고한 결과를 얻을 수 있습니다.
Hwang, L'Huillier et al., JCAP 2023 →블랙홀 제트는 모은하를 ‘알고’ 있다
약 6,000쌍의 은하–AGN에서, VLBI로 관측한 파섹 규모의 제트가 킬로파섹 규모 모은하의 단축과 약하지만 통계적으로 유의하게 정렬되어 있음을 발견했습니다.
Fernández Gil et al., Nature Astronomy 2025 →일반상대성이론을 넘어선 헤일로
f(R) 중력, DGP, 결합 암흑에너지 N체 시뮬레이션에서, 강하게 결합된 암흑에너지만이 헤일로 상호작용 빈도를 높이며, f(R) 중력은 헤일로의 스핀을 키우는 대신 상호작용하는 쌍의 스핀 정렬을 약화시킨다 는 것을 보였습니다.
L'Huillier et al., MNRAS 2017 →향후 5년의 연구 계획
독립적인 검증 수단으로서의 중력파. 블랙홀과 중성자별의 병합은 전혀 다른 물리 원리로 거리를 알려 줍니다. 이를 재구성에 더하면 초신성이나 은하 군집에 의존하지 않는 팽창 역사의 교차 검증이 가능합니다.
4세대(Stage-IV) 관측 규모의 모형 독립적 검증. DESI, 베라 C. 루빈 천문대, 유클리드는 자료의 양을 몇 자릿수 늘릴 것입니다. 연구실 학생들과 함께 기계학습과 최적 수송을 이용해 비모수적 재구성 방법을 이러한 대규모 관측에 적용하는 방법을 연구하고 있습니다.
은하단과 중력렌즈. 은하단을 이용한 바리온 가스 비율과 우주론적 편향의 비모수적 추정, 그리고 CMB 렌즈 효과와 3×2pt 자료를 이용한 물질 분포 재구성.
한-프 공동연구. 프랑스 파리-사클레 대학교 우주천체물리연구소(IAS, CNRS)와의 PHC STAR 협력과 한국천문연구원과의 공동연구를 바탕으로 초기 우주와 후기 우주 관측을 결합합니다. 2027년 1–2월에는 IAS 방문교수로 머물 예정입니다.