美.日.유럽 연구진, 암흑물질 첫 관측
글쓴이: dormael / 작성시간: 월, 2007/01/08 - 9:44오후
美.日.유럽 연구진, 암흑물질 첫 관측...요미우리신문
실제 관측이 불가능해서 우회하는 방법으로 관측했나 보네요.
시각적으로 구성을 했다고 합니다.
예전 같았으면 암흑물질이라고 하면 만화나 영화에 나오는 용어인줄 알았을텐데, 최근에 우주와 관련된 책을 좀 읽어서 실제 우주과학에 쓰이는 용어라는걸 알게 됐네요.
M-이론과 관련된 실험 데이터들도 나와야 할텐데...
Forums:
탑을노려라!건버스터
탑을노려라!건버스터 에서 처럼 아광속으로 항해하면,
엄청 흔들리겠군요...
이제 암흑물질을 모아서 지구를 복제하는 무리가 나타나고,
가오가이거가 출동을 ===3=3=3
emerge money
https://xenosi.de/
암흑물질은
암흑물질(Dark matter)은 뭐 간단히 말하자면 스스로 빛을 내지 않는 모든 물질이 다 포함됩니다. 흥미있는 분들은 WMAP실험을 검색해보시면 이런 저런 얘기가 나올텐데요.
구글맵과 비슷한 NASA의 world wind에 보면 SDSS와 WMAP 우주 에너지분포 지도도 있습니다.
예전에 은하 주변의 별의 운동을 보다가 간단한 뉴톤역학으로 계산해보니 보이는 별보다 은하가 훨씬 무겁다는 사실을 발견했습니다. 그래서 빛을 내지 않는 암흑물질이 있어야 한다는 것이 주장되었죠.
사실 암흑물질의 존재는 오래전부터 생각되어 왔었는데, 중성미자나 우리가 아는 보통의 물질 (목성같이 빛을 내지 않는 별) 또는 중성자 양성자등으로 된 물질도 가능하다고 생각했었는데. 이런저런 문제로 그게 불가능하다고 판명되었습니다.
20세기 말에 WMAP을 이용한 우주 배경복사 정밀 실험과, 깊은 우주의 고대 초신성 연구를 통해서 우주의 70%가 우리가 알지 못하는 암흑물질로 차 있다는 사실을 알게 되었죠.
저 위의 기사는 암흑물질을 발견했다는 것은 아니고, 중력으로 멀리서 오는 별빛이 휘는 중력렌즈 현상을 통해서 암흑물질의 분포도를 그렸다는 얘기입니다. 아직도 암흑물질이 뭔지는 모릅니다.
그뿐 아니라... 우주에는 지금 물질도 아닌 암흑에너지(Dark energy)가 존재한다는 것이 거의 정설이 되고 있습니다. 암흑 물질과 달리 암흑에너지는 진공이 가진 에너지라서 위의 방법으로도 관측이 불가능하죠.
예전에 좀 일했던 분야라서.. ^^
dark energy ... 왠지
dark energy ...
왠지 스타워즈의 다크포스가 떠오르는군요.
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귓가에 햇살을 받으며 석양까지 행복한 여행을...
웃으며 떠나갔던 것처럼 미소를 띠고 돌아와 마침내 평안하기를...
- 엘프의 인사, 드래곤 라자, 이영도
즐겁게 놀아보자.
http://akpil.egloos.com
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웃으며 떠나갔던 것처럼 미소를 띠고 돌아와 마침내 평안하기를...
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즐겁게 놀아보자.
부럽습니다.. ^^
관련된 내용으로 블로깅도 좀 해주세용. ^^
이번에 관측에 사용된 장비가 중력파감지기 인것 같던데요.
더 정밀한 버전도 작업하고 있다고 읽었습니다.
재밌어 지네요.
-- Signature --
青い空大好き。
蒼井ソラもっと好き。
파란 하늘 너무 좋아.
아오이 소라 더좋아.
DM(Dark Matter)이
스스로 빛을 내지 않는 모든 물질이 다 포함되어 있다고 하면 오해의 소지가 있을 것 같습니다.
일반인들에게는 가시광선을 내지 않는 물질을 지칭하는 것처럼 들리니까요.
블랙홀,일반 행성,소행성,가스와 같이 전파나 X선을 내놓지만,
가시광선을 내놓지 않는 천채들은 DM에 범주에 속하지 않습니다.
(블랙홀은 애매합니다만..)
DM은 오직 중력(질량)으로만 관측되며 다른 상호작용을 거의 하지 않는 것으로 알려진 미지의 물질로서
설명하는 것이 옳은 것 같습니다.
현시점에는 단지 그것이 약한 상호작용을 하는 소립자(WIMP=Weak interactive massive particle)정도로 추정할 뿐입니다.
그리고, 보이는 별보다 은하가 훨씬 무겁다라는 표현도 조금은 오해의 소지가 있습니다.
현재 관측되는 은하계의 구성원만으로 은하의 원반운동를 설명할 수 없다라는 것이 더 정확한 표현인 것 같습니다.
은하계 주변(외곽)에 더 많은 질량이 있어야만 관측되는 원반운동이 설명된다는 것이죠.
그래서, 과학자들은 은하계의 실제 모양이 달걀처럼 노른자에 관측되는 천채들이 있고,
노른자를 둘러싼 흰자위부분에 DM이 있는 할로(Halo)설로 DM을 설명합니다.
물론 노른자의 크기가 실제 달걀보다는 훨씬 작아야 합니다.
적어도 관측되는 부분보다 질량상으로 5배만큼 많은 DM이 은하계 주변 존재해야 하니까요.
매우 작은 노란자가 되겠죠. 차라리 원자로 비유하는 편이 나을까요?
이건 그나마 상황이 낫습니다.
적어도 DM에 어디 있는지 아니까요...
인플레이션 우주론을 규명하기 위해서 쏘아 올려진 WMAP가 관측한 바로는
일반상대성이론하에서 현재 은하계를 통해 알려진 질량(DM포함)보다 2배가 넘는 양의 질량이 더 있어야만
우주의 팽창이 설명이 된다고 합니다.
이것은 더 암울하죠...
실제 우주의 70%에 해당하는 질량이 어디에 있는지는 물론 그 위치를 조금도 예측도 못하는 상황이 되니까요.
그래서, 극히 일부의 물리학자들은 아에 일반상대성이론이 틀렸다고 주장하기도 합니다.
즉, 뉴튼,일반상대성이론이 옳아야만 관측된 현상을 설명하는데 DM이 필요할뿐,
만약 이러한 기초 이론이 틀렸다면 DM이 존재하지 않을수도 있다는 것이죠.
물론 정설은 아닙니다.
다음은 지난해 8월, 찬드라 X선 관측소에서 측정한 DM의 직접적인 관측 결과라고 합니다.
DM과 일반물질이 섞여 있는 두 가스덩어리가 충돌한 장면을 잡아낸 것이죠.
http://chandra.harvard.edu/photo/2006/1e0657/animations.html#1e0657_bullett_anim
이번 네이처의 암흑물질 기사는 암흑물질의 분포를 관측했다는 점에서 매우 의미가
크다고 하겠습니다.
아직은 무엇인지 몰라도 적어도 어디에 있는지는 조금이나 알게 되었으니까요.
There is no spoon. Neo from the Matrix 1999.
There is no spoon. Neo from the Matrix 1999.
아 제가
아 제가 지난세기까지는 (^^) WIMPs에 관한 연구를 조금 했었죠. 요새는 다른 쪽 연구를 하고 있습니다만.
위에 제글에 잘못된것 위에 지적해주신것들은 아니고요 다른게 하나 있었네요.
사실 원래 다크매터를 말할때는 강한 상호작용을 하는 입자들이나 위에 말한 블랙홀이나 목성 왜성같은 어두운 별도 모두 포함했었습니다.
이런 별들로 된 암흑물질을 MACHO(MAssive Compact Halo Objects)라고 부르는 데 위의 WIMPS와 대조되어 재미있죠.
후에 중력렌즈를 이용한 방법으로 은하내에 빛을 내지 않는 무거운 별들의 분포를 알아내는데 성공해서 이들이 암흑물질에서 차지하는 부분이 아주 작다는 것을 알게 된거죠.
게다가 WMAP과 다른 연구를 통해서 별이나 물질을 이루는 중성자와 기타 등등은 현재 우주 총질량의 10%를 넘을 수 없다는 사실이 발견되었기 때문에 암흑물질을 주로 WIMPs 같은걸로 설명하려는겁니다. WIMPS는 암흑물질 후보중 하나라고 할 수 있죠.
인플레이션은 WMAP의 직접적인 과제는 아닙니다만.. WMAP은 기본적으로 배경복사의 각도에 따른 정확한 온도차를 측정하는 것이 목적인데. 이 측정을 통해서 상당히 많은 양의 정보를 얻을 수 있었습니다.
특히 우주초기의 물질 구성, 에너지의 스펙트럼 분석을 통해서 초기의 강입자 분포등도 알 수 있었습니다. 이론 물리 하는 사람들은 이 분석을 통해서 인플레이션 모델같은 (아직도 모델에 불과합니다.) 여러 종류의 이론의 가능성을 탐색하는 것이죠.
위에 잘못된 내용이 있었다는 것은 암흑물질이 70%라는 말입니다. 사실은 암흑에너지가 70%, 암흑물질이 30%, 눈에 보이는 별들이 1%, 암흑물질중 눈에 안보이는 별들및 가스등 일반적으로 알려진 물질로 된것은 최대 총 암흑물질의 1/3을 넘을 수 없습니다.
암흑물질이 은하를 흰자처럼 감싸고 있다고 것도 정확한 표현은 아니겠죠. 암흑물질은 은하 안에도 똑같이 존재해야 하니까요. 보다 정확한것은 빛을 내지 않는 공같은 물질이 전체 은하라한다면, 눈에 보이는 별들의 은하가 그 중심에 박혀있다고나 할까..
어떻게 말하든 전문적인 지식을 일반인에게 정확히 전달할 방법은 없는것 같네요.
일반상대론을 수정해도 암흑물질은 존재해야 합니다만, 암흑에너지는 일반상대론을 수정해서 없애버릴 수 있습니다. 이쪽 연구하지 않는 분들은 관심이 있어도 암흑에너지와 암흑물질을 혼동하시더군요.
몇 년전에 제가 모대학 천문-물리 연구소에서 WMAP과 암흑에너지에 관한 콜로퀴움을 했었는데, 천문전공 교수님이 질문하실때 보니 암흑물질과 암흑에너지를 구분 못하시더군요.
사실 저도 일반상대론을 수정해야 한다고 생각하는 소수 물리학자에 속합니다. 그냥 밀어 붙이기에는 너무 우주론이 지저분해지고 설명하기 어려운 일이 많이 생기기 때문에, 제가 보기에는 그쪽이 더 타당한 근거가 많이 보이기 때문이죠. 하지만 제 능력이 부족해서 이쪽으로는 연구를 못하고 있습니다.
그런데 kldp에 갑자기 어울리지 않는 우주론 얘기가 너무 많이 나오네요. ^^
^^
번데기 앞에서 주름잡은 것이 아닌지 해서 약간 긴장되네요.
은하계 회전 커브설명에 대해서 지적하신 부분은,
DM의 존재가치가 은하계 내부보다는 외부쪽에 더 비중이 있고,(그래야 회전 커브가 설명이 되기 때문에)
실제로 DM의 조사도 대부분 은하계 내부보다는 외부쪽에서 이루어진 것으로 보았기 때문에
성간에 존재하는 DM에 대해서 제가 좀 비약한 것 같습니다.
암흑 에너지에 대해서는 기존의 은하계에서 관측되는 DM과 구분하기 위해서 요즘은 Dark Energy로 부르지만,
전에는 Known Dark Matter, Unknown Dark Matter(=Dark Energy)로 설명하는 학자들도 보았습니다.
사실 Matter(mass)=Energy이니까요 ^^
요즘은 일반적으로 암흑에너지로 부르는 것으로 알고 있습니다.
MOND(Modified Newtonian dynamics)과 같은 일반상대성이론이나 뉴튼역학의 수정을 주장하는 이론은
Vera Rubin의 그 유명한 안드로메다 은하계의 회전커브 관측을 통해 필요성이 대두된 DM없이
이러한 역학들의 수정을 통해서 현상을 설명하고자 태어난 것으로 알고 있습니다.
이런 뒤숭숭한 때에 좀 기분전환이 될만한 대화를 나누게 되어서 기쁩니다.
There is no spoon. Neo from the Matrix 1999.
There is no spoon. Neo from the Matrix 1999.
암흑에너지는
암흑물질과 암흑에너지를 구분하는것은 몇가지로 나뉠 수 있겠지만 혼용되지 않습니다. 그 이유는 암흑에너지는 근본적으로 음의 압력을 가지고 있어야 하기 때문이죠.
음의 압력이란 설명하기 힘든데, 간단히 말하자면, 부피를 늘리면 다시 수축하려는 성질, 압축하면 튕겨내려는 성질이 양의 압력이라면 부피를 늘리면 오히려 더 늘어나려고 하고 압축하면 더 쭈그러 들려고 하는 성질입니다.
그렇기 때문에 암흑에너지에 해당되는 놈은 기본적으로 공간이 팽창될때 같이 팽창되는 전우주적인 크기를 가지고 있어야 합니다. 아인슈타인의 우주상수가 한가지 예이고. 제가 예전에 조금 일했던 우주끈, Domain Wall등이 이에 해당됩니다.
반면 암흑물질은 그게 무엇이든간에 팽창과 함께 일반적인 물질처럼 에너지 밀도가 변해야 하죠.
가장 대표적인 차이라면, 암흑물질은 그게 무엇으로 되어있더라도 우주의 팽창을 저지하는 성질을 가집니다. 반면 암흑에너지는 그게 무엇으로 되어있더라도 우주의 팽창을 가속하는 성질을 가지죠. 현재 암흑에너지가 더 많아진다면 점점 세상은 암흑물질로 뒤덮이게 되고 결국에는 우주에서 별이 모두 사라지고 암흑에너지의 세상이 되고 맙니다.
위에 알고 계신대로 은하의 속도곡선을 설명하려면 일반상대론만 고치는게 아니고 뉴톤역학까지 고쳐야 하죠. 하지만 암흑물질의 증거가 그거 말고도 여러 군데 있기 때문에 딱히 좋은 대안은 아닙니다.
하지만 암흑에너지가 도입된 이유는 좀 다릅니다. WMAP에서 관측한 결과 우주가 전 방향으로 매우 평평한데 이는 일반상대론으로 설명되지 않습니다. 일반상대론적 우주론에서는 어떤 곡률을 가진 우주도 평등하게 존재할 수 있죠.
우주의 곡률은 평평한 상태에서 조금만 벗어나도 우주의 형성과정을 많이 바꾸게 되는데 이걸 설명할 방법이 없습니다. 게다가 관측된 물질의 총 양은 평평할 조건인 우주 밀도의 1%, 암흑물질까지 다 넣어봐야 30%정도인거죠. 그래서 나머지 70%를 채우기 위해 암흑에너지라는 놈을 생각하는겁니다.
만약 일반상대론을 조금 고쳐서 자연스럽게 평평한 우주를 유도할 수 있다면 암흑물질은 여전히 존재하더라도 암흑에너지는 필요 없습니다.
인플레이션 이론도 마찬가지인데요, 일반상대론을 그대로 받아들이면 현재 우주를 설명할 길이 없기때문에 이를 해결할 방편으로 생각한게 인플레이션이론입니다.
불행히도 현재 인플레이션을 일어나게 할 어떤 논리적 물리법칙도 발견되지 않았습니다. 그래서 현재도 그냥 완성되지 않은 모델딱지를 떼지 못하고 있죠.
따라서 일반상대론을 약간수정할 수 있다면, 우주론이 훨씬 간단해질거라고 생각합니다. 하지만 아직 일반상대론에 어긋난 관측이 하나도 없고, 대신할 이론도 없죠. GPS같은 곳에 이미 일반상대론이 실생활에 사용되는 시대에서 일반상대론에 손을대기란 웬만한 용기로는 가능하지 않습니다.
.
^^
일반 상대성이론의 중력의 척력(음압)은 힉스장이론등과 함께
인플레이션 우주론의 중요한 우주 팽창의 설명인 것은 이해하고 있습니다.
다만, 70%암흑에너지, 29%의 DM, 1% 일반물질(OM)을 언급할 때,
이 퍼센트가 의미하는 것이 결국은 질량비(amount of matter)이기 때문에,
제 생각에는 초기에는 암흑에너지를 암흑물질로 표기한 것 같습니다.
다만, 혼용을 하더라도, 단지 암흑물질이라고 표현하지는 않고,
29%에 상응하는 DM과 구별할 수 있는 수식어를 분명히 붙였었습니다.
말씀하신데로 DM과는 성격을 분명하게 달리하기 때문입니다.
저도 최근에는 암흑에너지에 대해서 DM이라고 지칭하는 것은 본 기억이 없네요.
일반상대성이론의 대안설 중에 하나인 MOND 같은 경우는
최근의 일련의 DM의 직접적인 관측(?)으로 입지가 많이 흔들렸다는 것은
저도 잘 이해하고 있습니다. ^^
There is no spoon. Neo from the Matrix 1999.
There is no spoon. Neo from the Matrix 1999.
너무 두분만 얘기하시면 아니됩니다. ㅡ,.ㅡ
혹시라도 궁금하신 분들께, 제가 읽어본 책으로
태초 그 이전 http://book.naver.com/bookdb/book_detail.php?bid=127293
읽고있는 책으로는
평행우주 http://book.naver.com/bookdb/book_detail.php?bid=2117217
가 있습니다.
후자가 그래도 편하게 읽을만 하네요.
-- Signature --
青い空大好き。
蒼井ソラもっと好き。
파란 하늘 너무 좋아.
아오이 소라 더좋아.