현대물리학의 난문제들중의 하나인 초기특이성문제를 해결할수 있는 모형들중 가장 전망성있는것은 튕김우주모형이다. 이 모형에서는 우주가 초기에 수축하다가 현재의 팽창하는 단계에로 미끈하게 이행한다. 튕김우주모형에서는 하블파라메터가 튕김기간에 증가해야 하는데 이것은 일반상대성리론의 틀거리내에서는 령에네르기조건(NEC)을 파괴하는 특이한 물질이 있을 때에만 가능하다. 여기서 문제는 유령불안정성이나 그라디엔트불안정성, 혹은 초광속성과 같은 문제점들을 일으키지 않으면서 령에네르기조건의 파괴를 실현하는것이 대단히 어렵다는것이다.
아직까지 해결되지 않은 중요한 문제는 초광속성으로서 이것은 저에네르기유효리론이 가지지 말아야 할 또다른 특성이다. 특히 호른데스끼초월리론에 섭동의 전파속도가 빛속도이며 중력마당과 최소결합된 스칼라마당을 추가할 때 초광속성이 다시 나타나게 된다.
연구조는 퇴화고차스칼라-텐소르(DHOST)리론에 기초하여 유령불안정성과 그라디엔트불안정성, 초광속성이 나타나지 않으면서 점근적으로 강한 중력이 나타나지 않는 모형을 처음으로 구성하였다. 모형은 섭동의 전파속도가 빛속도와 같은 스칼라마당도 포함하고있는데 이 스칼라마당은 수축기간에 우주관측자료와 부합되는 거의 척도불변인 스칼라섭동을 발생시킨다.
아래의 그림은 연구조가 구성한 모형의 스칼라섭동의 전파속도를 보여준다.
작은 삽화는 우주튕김이 일어나는 근방에서 전파속도의 두제곱을 보여준다. 빛속도 c와 플랑크상수 ħ환산된 플랑크질량 Mpl이 모두 1인 플랑크단위계를 리용하였다.
DHOST리론에 기초하여 불안정성과 초광속성이 전혀 나타나지 않으면서도 우주관측자료와 부합되는 우주튕김모형을 처음으로 구성한 우리의 연구는 세계적인 미해명문제인 우주의 초기특이성문제를 해결하는데 도움이 되리라고 본다.
연구결과는 《Journal of High Energy Physics》[05, 005 (2025)]에 《Fully viable DHOST bounce with extra scalar》(https://doi.org/10.1007/JHEP05(2025)005)의 제목으로 출판되였다.
