암흑 물질에 대한 질문 2탄 DARK MATTER

DARK MATTER. 암흑물질이 뭐야?

 

암흑 물질이 무엇인가 1탄 : https://cest-la-vie5.tistory.com/10

암흑 물질이란? 풀리지 않은 질문들을 함께 알아보자

 

윗글에 이어 2탄에서는 6가지 질문에 대해 더 알아보려고 합니다.

 

출처. pixabay

6. 암흑물질의 성질은 무엇인가?

천문학자들은 암흑물질을 일반 물질과의 중력 상호작용을 통해 발견했으며, 이는 우주에서 그 존재를 알리는 주요 방법이라고 생각됩니다. 하지만 암흑물질의 진짜 본질을 이해하려고 할 때, 연구자들은 매우 적은 정보를 가지고 있습니다. 일부 이론에 따르면, 암흑물질 입자는 그들 자신의 반입자여야 하며, 이는 두 어두운 물질 입자가 만났을 때 서로 소멸한다는 것을 의미합니다. 국제우주정거장에 있는 알파자기 스펙트로미터(AMS) 실험은 2011년 이후 이러한 소멸의 특징적인 징후를 찾아왔으며 이미 수십만 건의 사건을 감지했습니다. 하지만 과학자들은 이것이 암흑물질에서 나온 것인지 아직 확실하지 않으며, 이 신호는 그들이 암물질이 정확히 무엇인지를 확정하는 데 도움이 되지 않았습니다.

 

7. 모든 은하에 암흑물질이 존재하는가?

암흑물질은 일반 물질을 대폭 앞선 무게로, 은하나 은하단과 같은 큰 구조를 조직하는 주요 힘이라고 종종 말합니다. 그래서 올해 초 천문학자들이 거의 암흑물질이 없는 것처럼 보이는 NGC 1052-DF2라는 은하를 발견했을 때 이는 이상한 일이었습니다. "암흑물질은 은하를 형성하는 데 필수적인 요소가 아닌 것 같습니다."라고 예일 대학의 Pieter van Dokkum은 당시 Space.com에 말했습니다. 하지만 여름 동안 별도의 팀이 van Dokkum의 팀이 은하까지의 거리를 잘못 측정했다는 분석을 게시했습니다. 이는 그 은하의 가시적인 물질이 첫 번째 결과보다 훨씬 어둡고 가볍다는 것을 의미하며, 그 은하의 더 많은 질량이 이전에 제안된 것보다 암흑물질에 있다는 것을 의미합니다.

 

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8. DAMA/LIBRA 결과는 무엇인가?

입자 물리학에서 오랫동안 두고두고 논의될 일이 있는데, 그것은 DAMA/LIBRA라는 유럽의 실험에서 나온 미스터리한 결과입니다. 이 탐지기는 이탈리아의 그란 사소 산 아래 광산에 위치해 있으며, 암흑물질 입자에서 주기적인 진동을 찾고 있습니다. 이 진동은 지구가 태양 주위를 돌면서 우리 태양계를 둘러싼 암흑물질의 은하류를 통과할 때 발생해야 합니다. 이것을 '암흑물질의 바람'이라고도 합니다. 1997년 이후 DAMA/LIBRA는 정확히 이런 신호를 본 주장을 하고 있지만, 다른 실험이 이와 같은 것을 본 적은 없습니다.

9. 암흑물질은 전기충전을 가지고 있을까?

시간의 시작부터의 신호가 일부 물리학자들에게 암물질이 전기 충전을 가질 수 있을 것이라는 생각을 제안하게 했습니다. 21cm 파장의 방사선은 빅뱅 후 1억 8000만 년만에 별들에 의해 방출되었습니다. 그 후 이 방사선은 같은 시기에 존재했던 차가운 수소에 의해 흡수되었습니다. 이 방사선이 올해 2월에 감지됐을 때, 그 신호는 수소가 과학자들이 예측했던 것보다 훨씬 차갑다는 것을 제안했습니다. 하버드 대학의 천체물리학자 Julian Muñoz는 전기 충전을 가진 어두운 물질이 레몬에이드에 떠 있는 얼음 큐브처럼 전염된 수소로부터 열을 빼앗았을 수 있다고 가설을 세웠습니다. 하지만 이 가설은 아직 확인되지 않았습니다.

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10. 일반 입자는 암흑물질로 붕괴할 수 있을까?

중성자는 수명이 제한된 일반 물질 입자입니다. 약 14.5분 후에 원자에서 떨어진 중성자는 양성자, 전자, 중성미자로 붕괴합니다. 하지만 두 가지 다른 실험 설정은 이 붕괴에 대한 약간 다른 수명을 제공하며, 그들 사이의 차이는 Physical Review Letters의 7월 연구에서 인용된 실험에 따르면 약 9초입니다. 올해 초 물리학자들은 중성자의 1%가 암물질 입자로 붕괴하면 이 이상현상을 설명할 수 있다고 제안했습니다. 뉴멕시코의 로스알라모스 국립 연구소에서 Christopher Morris와 그의 팀은 중성자를 모니터링하여 어두운 물질이 될 수 있는 신호를 찾지만 아무것도 감지하지 못했습니다. 그들은 다른 붕괴 시나리오가 여전히 가능할 수 있다고 연구에서 제안했습니다.

11. 암흑물질은 실제로 존재하는가?

과학자들이 암흑물질을 감지하고 설명하려는 노력에 직면한 어려움을 고려하면, 그들이 모두 잘못된 방법으로 접근하고 있다고 의심하는 것이 합리적일 수 있습니다. 수년 동안, 소수의 물리학자들은 우리의 중력 이론이 단순히 잘못되었을 수 있으며, 이 기본적인 힘이 우리가 예상하는 것보다 대규모로 다르게 작용할 수 있다는 생각을 계속해서 생각을 주장하고 있습니다. 이를 "수정 뉴턴 역학" 또는 MOND 모델이라고 하며, 이런 제안들은 암흑물질은 없고 별과 은하가 서로 주변을 고속으로 회전하는 것은 중력이 놀랍게도 다르게 작용하는 결과라고 주장합니다. "암흑물질은 여전히 확인되지 않은 모델입니다." 라고 물리학자 Don Lincoln은 Live Science에 대한 설명서에서 썼습니다. 그러나 비판가들은 아직 그들의 아이디어를 더 큰 분야에 설득시키지 못했습니다.