일몰 후 하늘을 올려다 보면 친숙한 밤의 이불에는 밝은 별이 뚫립니다. 이 타오르는 용광로는 너무 생생하여 가장 가까운 곳조차도 킬로미터 떨어져 있다는 사실에도 불구하고 빛을 볼 수 있습니다.
대부분의 사람들이 수많은 경우에 본 시야이므로 모든 별이 이런 식으로 행동해야한다고 생각하여 용서받을 수 있습니다. 결국, 별이하는 일만은 빛나지 않습니다.
그러나 최근의 발견의 혼란이 믿어야한다면, 그곳에 숨어있는 별이 완전히 다른 등급의 별이 있습니다. 이 투명하고 보이지 않는 별은 빛을 내지 않습니다.
천문학 자들은 이미 평범한 별들과 달리 대부분의 우주가 숨겨져 있다고 의심합니다. 그들이 우리 자신의 은하계와 같은 은하를 볼 때, 그들은 외부 가장자리에서 너무 빨리 움직이는 별을 찾습니다. 사실, 그들은 우주로 날아가야합니다.
그들이 견인에 보관하기 위해서는 그들을 다시 고정시키는 것이 있어야합니다. 가장 인기있는 설명은 은하에 숨겨진 재료가 많이 있고 상당한 양의 여분의 중력을 제공한다는 것입니다. 과학자들은이 물질이 '암흑 물질'이라고 부르며 당신과 내가 5 대 1 이상의 비율로 만들어지는 일반적인 문제를 능가하는 것으로 생각됩니다.
.지난 수십 년 동안 대다수의 평결은이 천상의 접착제가 약하게 상호 작용하는 거대한 입자 (WIMP)로 만들어 졌다는 것입니다. 이로 인해 물리학 자들은 전례없는 강렬한 사냥을하게되었습니다. 그들은 남극 대륙의 얼음 아래, 버려진 금광, 심지어 국제 우주 정거장에 탑승 한 탐지기를 건설했습니다.
지금까지 모든 검색이 비어있었습니다. 그러므로 우리의 wimp 탐지기 중 하나가 방금 암흑 물질에 대한 경쟁 이론에 찬성하여 증거를 찾았을 수도 있다는 것은 다소 아이러니합니다.
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다크 보손
Xenon1T 실험은 이탈리아의 Gran Sasso Mountain 아래에 3,600 미터 떨어져 있으며 세계에서 가장 큰 지하 연구 시설입니다. 3 톤 이상의 액체 크세논이 함유 된 거대한 탱크는 wimp 트랩 역할을하도록 설계되었습니다. wimp가 탱크의 원자에 부딪히면 원자가 반동하고 전자와 광자 (빛의 입자)를 뱉어냅니다.
.그러나 2020 년 여름, Xenon1T 연구원들은 예상치 못한 것을 보았다고 발표했습니다. 샌디에고 캘리포니아 대학교 (University of California)의 Tongyan Lin 박사에 따르면 세 가지 가능한 설명이 있습니다.
처음 두 가지 설명은 태양의 입자 또는 실험에서 방사성 오염 물질입니다. 세 번째, 가장 흥미로운 것은 또 다른 제안 된 암흑 물질의 도착입니다 :어두운 보손.
보손은 힘을 전달하는 아 원자 입자입니다. 예를 들어 광자는 전자기력을 전달하는 보손입니다. 어두운 보손은 이론이 진행되므로 암흑 물질이거나 최소한 암흑 물질이 일반적인 물질과 상호 작용하는 방식에 책임이있을 수 있습니다. Xenon1T 신호가 추가 조사에 견딜 수 있다면 - 다른 더 평범한 설명을 배제 할 수 있다면 - 어두운 보손이 실제로 존재한다는 첫 번째 징후 일 수 있습니다.
Xenon1T 발표 후 몇 개월 후 2020 년 9 월에 추가로 감도 힌트가 이어졌다. 물리학 자의 두 팀-유럽과 미국의 다른 팀은 레이저를 사용하여 원자를 테이블 탑 트랩으로 제한했습니다. 모든 원자와 마찬가지로, 그들은 에너지 수준으로 알려진 궤도에서 중앙 핵 주위에 휘핑하는 전자를 함유했습니다.
덴마크의 Aarhus University의 Michael Drewsen 박사는 유럽 팀의 일원입니다. 그는 어두운 보손의 존재는 원자를 방해하는 힘을 만들 것이라고 말합니다. "우리는 전자의 에너지 수준에서 약간의 변화를 보았습니다."라고 그는 말합니다.
그의 팀은 그러한 변화를 찾지 못했지만 미국의 동료들은 그랬습니다. 항상 그렇듯이 과학자들은 신중한 무리이며 어두운 보손이 실제로 비난을 받는다는 결론에 즉시 도약 할 수 없습니다.
.Drewsen은“무거운 원자를 사용하고 있었기 때문일 수 있습니다. 유럽 팀은 칼슘을 갇힌 반면 미국 팀은 Ytterbium을 사용했습니다. 그럼에도 불구하고, Xenon1t의 결과와 함께 그들의 발견은 어두운 가슴이 진짜라고 주장하는 사람들에게 팔에 촬영 된 것입니다. 정황 증거는 확실히 장착되고 있습니다.
천문학 자들은이 사건을 더욱 강화하고 있습니다. 어두운 보손이 중력의 영향을받는다면, 일반적인 문제와 같은 방식으로 함께 뭉쳐야합니다. 네덜란드의 Radboud University의 Hector Olivares는“그들은 Boson Stars로 자각 할 것입니다. 
이 별들은 밤하늘을 가로 지르는 별자리에 닿는 것과는 매우 다를 것입니다. 코어에서 핵 융합이 발생하지 않은 우선 초보자에게는 빛이 나지 않을 것입니다. 그들은 또한 투명 할 것입니다. Olivares는“그들에게 다가온 모든 것은 곧바로 지나갈 것입니다.
평범한 물질과 암흑 물질 사이의 비 묘사 상호 작용의 부족은 그것이 벽을 통해 표류하는 유령과 같을 것임을 의미합니다. 결국, 의자를 통과하지 않는 유일한 이유는 바닥의 전자와 좌석에있는 전자 사이의 반발력이있는 전자기 힘입니다.
.Olivares에 따르면, Boson Star는 모든 주요 은하의 중심에 살고 있다고 생각되는 초대형 블랙홀 (SMBHS)만큼 커질 수 있습니다. 사실, 그는 거대한 보슨 스타가 처음에 우리를 SMBH라고 생각하는 것이 우리를 속이는 것이 가능할 것이라고 의심합니다. "두 사람 모두 단단한 표면이 부족하다"고 그는 블랙홀이 이벤트 지평으로 알려진 리턴이없는 우주 함정이라는 사실을 언급했다.
.블랙홀과 어두운 보손 스타
Olivares는 최근에 블랙 홀 같은 Boson Star쪽으로 떨어지는 재료의 첫 번째 시뮬레이션을 수행했습니다. "우리는 그들이 블랙홀과 구별 할 수 있음을 발견했습니다."라고 그는 말합니다. 그림자가 없기 때문입니다.
2019 년 천문학 자들은 블랙홀이 삼키는 누락 된 빛으로 렌더링 된 어두운 지역 (그림자)을 포함하여 블랙홀의 최초 이미지를 발표했습니다. 보슨 스타에는 그림자가 없지만, 재료가 삼키지 않고 물질이 똑바로 지나가는 것은 때로는 사칭하는 기능을하는 기능이 있습니다. Olivares는 이것을 의사 사진이라고 부릅니다.
"대부분의 경우 우리는 의사 섀도우가 보이지 않으며 우리가 할 때 블랙홀의 그림자보다 작습니다."라고 그는 말합니다. 우리는 이것을 곧 은하수의 중심에있는 SMBH가 실제로 거대한 보손 스타인지 확인하기 위해 테스트로 사용할 수 있습니다. Olivares는“이벤트 Horizon 망원경을 사용하여 구별 할 수있는 것입니다. 그 작업은 현재 진행 중입니다.
우리가 그 결과를 참을성있게 기다리는 동안, 스페인의 산티아고 드 콤포 스텔라 (Santiago de Compostela)의 Juan Calderón Bustillo 박사는 이미 두 개의 보손 스타가 검은 구멍으로 가장 한 것을 발견했을 것입니다. 재앙적인 천상의 충돌은 울부림 - 중력파를 만듭니다.
그들은 미국의 Ligo (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory)를 사용하여 2015 년에 처음으로 픽업되었습니다. 우리가 지금까지 보았던 대부분의 사건은 이진 블랙홀이었습니다 - 두 개의 중력 몬스터가 서로를 공전하는 두 개의 중력 몬스터가 망각으로 나선형입니다.
일반적으로, 그러한 충돌에는 3 가지 다른 단계가 있습니다-스피얼, 합병 및 새로운 메가 블랙홀이 생성됩니다. 그러나 Bustillo에 따르면, 하나의 특정 이벤트가 홀수로 튀어 나옵니다 :GW190521. "우리는 그 첫 번째 영적 단계를 보지 못합니다."라고 그는 말합니다. "대신 정면 충돌 일 수 있습니다."
우리가 지금까지 본 나머지 블랙홀 합병은 이미 서로 공전하는 두 개의 블랙홀에서 나옵니다. 그러나 이전에 연결되지 않은 두 개의 블랙홀이 함께 부서지면 충돌 전에 스피릿 내 단계의 부족을 설명 할 수 있습니다. 부스티야는 수학을했지만 그 설명은 날지 않았습니다.
"중력파 신호는 예상보다 오래 지속됩니다."라고 그는 말합니다. 그 결과 블랙홀도 필요보다 빠르게 회전합니다. 정면 충돌은 이미 서로 주위에 뿌려진 한 쌍의 블랙홀과 동일한 회전 부스트를 제공하지 않습니다. "그래서 게이트는 다른 설명을 위해 열려 있습니다."라고 덧붙였습니다.
Bustillo는 두 Boson 스타 사이의 정면 충돌이 대신 법안에 맞을 수 있는지 궁금해했습니다. 그들이 할 수있는 것으로 밝혀졌습니다. 그의 연구에 따르면, 블랙홀을 충돌하는 것과 비교할 때 보손 스타를 충돌하는 과정에 추가 단계가 있습니다. 충돌하는 두 가지에서 만든 큰 보손 스타는 블랙홀이되기 전에 약간 진동합니다.
이 여분의 진동 단계는 신호가 두 개의 충돌 블랙홀에 대해 기대하는 것보다 오래 지속되는 이유를 설명 할 수 있습니다. Bustillo는 또한 충돌 데이터를 사용하여 별을 구성하는 가슴의 질량을 계산할 수있었습니다. "값은 다른 측정의 현재 제약에 관한 것"이라고 그는 말한다. 다시 말해, 그것은 암흑 물질에 대한 기존 아이디어에 맞습니다.
실제 클린 처는 우리가 초기 정신 내 단계없이 충돌로부터 더 많은 중력파를 볼 때 올 것입니다. Bustillo는“탐지기가 이와 같은 더 많은 신호를 볼 것으로 기대합니다. 보손 스타를 충돌하여 설명 할 수 있고 각각의 독립적 인 이벤트는 어두운 보손에 대해 같은 질량을 일관되게 제공한다면, 스루 스타일이있을 가능성을 무시하기가 더 어려워 질 것입니다.
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로마 사피엔 자 대학교 (Sapienza University of Rome)의 코스탄티노 파실리오 (Costantino Pacilio) 박사에 따르면, 다가오는 두 가지 실험이 곧 싸움에 합류 하여이 사건을 더욱 발전시키는 데 도움이 될 수 있습니다. 첫 번째는 유럽 지상 기반 중력파 탐지기 인 아인슈타인 망원경입니다. 두 번째는 레이저 간섭계 공간 안테나 (LISA)입니다.이 우주선 트리오는 250 만 킬로미터 씩 서로 분리 된 형성으로 날아갈 우주선 트리오입니다.
Pacilio는“둘 다 Ligo보다 높은 민감도를 가질 것이므로 중력파의 모양을보다 정확하고 상세하게 살펴볼 것입니다. 모든 충돌 객체가 그 특징을 파도의 모양으로 인쇄하기 때문에 중요합니다.
특히, 두 충돌 객체가 중력으로 서로 변형되는 방식은 고유 한 서명을 제공합니다. Pacilio는“Boson Stars는 이국적인 대상입니다. "그들은 우주와 중력으로 만 상호 작용하기 때문에 이것이 스스로를 보여줄 수있는 유일한 방법입니다."
.우리가 망원경을 발명했을 때, 우리가 이미 볼 수있는 것들을 더 잘 볼 수있었습니다. 그러나 수세기 후, 시선을 만나는 것보다 우주에 더 많은 것이 있다는 것이 점점 더 분명 해지고 있습니다. 아마도 별에 대한 우리의 아이디어를 거꾸로 바꾸고 우주를 통해 보이지 않는 많은 보이지 않는 별이있을 수 있다는 사실을 받아 들일 때가되었을 것입니다.
- 이 기사는 BBC Science Focus Magazine의 360 호에 처음 등장했습니다. - 여기에서 구독하는 방법을 알아보십시오
