우주가 얼마나 큰지 아는 사람은 없지만, 수십억 개의 은하가 있으며, 많은 사람들이 1 조의 별을 포함하고 있습니다. 그것은 모든 가스, 먼지, 행성 및 흥미로운 공간 잔해물을 섭취하지 않고도 많은 것들입니다. 그러나 천문학 자들은 우리가 단순히 감지 할 수없는 약 5 배 더 중요하다고 말합니다.
이 실종 된 것들은 스위스 천문학 자 프리츠 츠키키 (Fritz Zwicky)가이를 이론화 한 첫 번째 사람으로서 독일어로 'Dunkle Materie'라고 불렀습니다. 이상하게도, 암흑 물질 은 가 아닙니다 어둡습니다. 어두운 색상의 물체는 대부분의 빛을 흡수하는 것을 흡수하지만 어두운 물질은 완전히 투명 해 보입니다. 나는 우리가 어두운 물질을 발견 한 것처럼‘나타나’라고 말합니다. 그 존재는 중력의 영향으로 평범한 물질의 행동에서 유추됩니다.
암흑 물질의 한 가지 효과는 은하의 은하와 클러스터가 날아가는 것을 막는 것입니다. 원심력이 함께 잡고있는 힘보다 더 커질 정도로 빠른 것을 회전 시키면 날아갑니다. 많은 아마추어 포터의 바퀴에서 이런 일이 일어나는 것을 볼 수 있습니다. 은하도 회전하는 속도로 함께 머무를 수 없어야합니다. 마치 우리가 볼 수없는 문제가 더 많아서 함께 붙잡고 있습니다. 마찬가지로, 우리는 아인슈타인의 일반적인 상대성 이론에서 은하가 렌즈 역할을하기에 충분히 공간을 날려 렌즈 역할을 할 수 있다는 것을 알고 있습니다.
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- 중력에 문제가 있습니다
Zwicky는 1930 년대에 Dark Matter의 존재를 처음으로 제안했지만 40 년 후 미국 천문학 자 Vera Rubin이 은하계 회전에 관한 데이터를 발표 한 것은 그 아이디어가 심각하게 받아 들여 졌다는 데이터를 발표했습니다. CD와 같은 단단한 무언가가 회전하면 CD의 일부는 가장자리가 중간에 가까운 것보다 더 빨리 이동합니다.
그러나 은하계는 중력에 의해 느슨하게 연결되어 있으며 중심에서 나가면 회전 속도가 최대로 튀어 나온 다음 꼬리를 끄는 것이 기대였습니다. 켄트 포드 (Kent Ford)와 함께 일하는 루빈 (Rubin)은 은하계에서 가장자리 근처의 별은 중간 근처의 사람들과 비슷한 속도로 움직 였다는 것을 보여 주었다. 이것에 대한 가장 분명한 이유는 많은 물질이 은하 바깥쪽에 구형으로 분포되어있다.
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어두운 물질은 소위 Machos (거대한 소형 후광 물체) 일 것이라고 처음으로 생각했습니다. 그러나 이것에 대한 좋은 증거는 없으며, 평범한 문제는 후광을 형성 할 것으로 예상되지 않을 것입니다.
암흑 물질이 무엇이든, 그것은 중력의 영향을받을 가능성이 있었지만 전자기력은 예를 들어, 예를 들어 의자에 앉을 수있게하는 빛이나 일반적인 문제의 상호 작용에 영향을받지 않을 것입니다. 이것은 라이벌 개념을 Machos와 일치 시켰으며, Wimps (약하게 상호 작용하는 거대한 입자). 그러나 암흑 물질은 정확히 무엇입니까?
한 후보자가 이미 발견되었다 - 중성미자, 입자는 핵 반응에 의해 막대한 양으로 방출 된 입자입니다. 중성미자는 물질과 거의 상호 작용하지 않습니다. 중성미자는 작은 덩어리 만 가지고 있지만 충분히 암흑 물질의 영향을 줄 수 있습니다.
그러나 중성미자는 약한 중력의 힘에 의해 쉽게 포착되지 않기 위해 너무 빨리 움직여서 할인되었습니다. 우주 전자 레인지 배경 방사선으로부터 우주의 초기 구조에 대한 관찰은 은하의 형성에 관여 한 것으로 보이는 암흑 물질이 중성미자와 같은 속도로 이동하지 않았 음을 확인한다.
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질량이 있지만 중성미자는 WIMP로 이상적이지 않으며, 이론가들은 이론가들이 상당히 높은 질량을 가질 것이라고 믿는다. 이것은 입자 물리학의 표준 모델 외부의 입자를 제안했습니다. 한 잠재적 후보가 초대칭에서 나왔다. 표준 모델 입자의 입자는 쿼크 및 전자와 같은 효과적으로 중요한 입자 인 Fermions와 광자와 같은 힘 캐리어 인 Bosons의 두 가지 범주로 분해됩니다. 일반 상대성 이론과 양자 이론을 결합하기위한 제안 중 하나 인 문자열 이론의 많은 변형은 각 입자가 반대 유형의 '초대칭'입자를 가지고 있음을 시사합니다.
가장 가벼운 부류의 초대칭 입자 인 Neutricinos는 가능한 암흑 물질의 후보로 제시되었습니다. 불행히도, 이러한 입자는 CERN의 큰 Hadron Collider에 의해 생성 될 정도로 가볍지 않아야하지만 단일 초대칭 입자가 감지 된 적이 없어서 의심의 여지가 있습니다. 암흑 물질을 감지하기 위해 설계된 실험에서 야생의 그러한 입자에 대한 증거도 없습니다.
초대형 옵션이 거의없는 것처럼 보이면 또 다른 경쟁자는 Axion입니다. 이 가상의 입자는 정당한 이유 때문에 세척 제품처럼 들립니다. 식기 세척기 세제의 이름을 따서 명명되었습니다. 양자 물리학에서 이상한 것을 설명하기 위해 꿈을 꾸는 입자입니다. Axion은 질량이 매우 낮을 것이지만 (중성미자보다 작음), 중성미자와 마찬가지로 암흑 물질로 작용하기에는 너무 빨리 움직일 것으로 예상됩니다. 그러한 입자는 감지되지 않았습니다.
.일부 물리학 자, 특히 리사 랜달 (Lisa Randall)은 a 을 찾아서 암흑 물질 입자 우리는‘암흑 물질 쇼비 니스트’입니다. 랜달은 표준 모델이 17 가지 유형의 입자가 포함되어 있다고 지적합니다. 그렇다면 왜 암흑 물질이 단일 유형의 입자로 구성되어야합니까? 우리는 보이지 않는 평행 어두운 물질 우주를 상상할 수 있었는데, 여기서‘어두운 빛’은 어두운 태양에서 어두운 태양이 어두운 존재가 차지하는 어두운 행성으로 빛납니다. 실제로는 암흑 물질이 중력 이외의 다른 스스로 상호 작용하지 않는 것처럼 보이지만 재미있는 추측입니다.
.암흑 물질에 대한 직접적인 증거를 계속 찾지 못하면 또 다른 옵션이 존재하지 않는다는 것입니다. '수정 중력'의 깃발 아래에 수집 된 몇 가지 이론이 있습니다. 아이디어는 아인슈타인의 일반 상대성 이론이 매우 효과적이지만 은하와 같은 많은 물질을 다루기 위해 수정이 필요하다는 것입니다. 결과는 추가 물질을 요구하지 않고 관찰 된 행동입니다.
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수정 된 중력은 매력적으로 단순하지만 많은 과학자들은 기본 형태 인 Mond (수정 된 Newtonian Gravity)를 거부합니다. 왜냐하면 총알 클러스터를 포함하여 은하 구조의 명확한 예가 있기 때문에 수정 된 중력 이론을 사용하여 설명하기가 어렵습니다.
그러나 마찬가지로 암흑 물질은 많은 은하가 회전하는 방식을 설명하지 못합니다. 두 이론 모두 모든 예를 다루기 위해 약간의 조정이 필요하며, 수정 된 중력의 변형은 매우 유망한 것처럼 보입니다. 대안 적으로, 암흑 물질이 개별 별과 은하의 규모에 대해 다른 행동을 제공하는 초 유체 인 하이브리드 접근법이 제안되었지만,이 접근법은 강력하기 위해 훨씬 더 세부적인 것이 필요하다.
.또한 처음에는 암흑 물질이 필요하지 않았다는 마지막 가능성을 고려하는 것도 중요합니다. 수학자 도널드 사아리 (Donald Saari)는 은하의 회전 행동을 예측하는 데 사용 된 모델이 잘못되었다고 제안합니다. 은하는 수십억 개의 별들 사이의 중력 상호 작용을 포함합니다. Saari는 암흑 물질을 예측하는 계산이 너무 많은 근사치와 관련하여 현실과 제대로 일치하지 않음을 제안합니다. 즉, 추가적인 문제가 필요하지 않음을 의미합니다.
.검색이 계속됩니다. 차세대 탐지기가 건설되고 있으며, 2020 년대 초에 온라인으로 몇몇은 온라인으로 진행되고 있습니다. 그러나 방대한 노력에도 불구하고 검색은 지금까지 콘크리트를 생산하지 않았습니다. Vera Rubin이 2001 년에 지적한 것처럼, 그녀는 1980 년에 암흑 물질 입자가 10 년 안에 직접 관찰 될 것이라고 예측했지만 여전히 보지 못했습니다. 다시, 2000 년 천문학 자 로열 마틴 리즈도 비슷한 10 년 예측을했습니다. 그의 타임 스케일도 길다.
우리는 암흑 물질이 발견 될지 확신 할 수 없습니다. 그러나이 도전적인 미스터리는 과학이 매우 매력적인 이유 중 하나입니다. 여전히 발견해야 할 것이 많으며 암흑 물질 효과의 원인은 목록에 높습니다.
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