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암흑물질 미스터리 11. 암흑물질 미스터리 , 암흑 섹터 — 암흑물질도 자체적인 힘과 입자를 가질 수 있는가 암흑 섹터 — 암흑물질도 자체적인 힘과 입자를 가질 수 있는가암흑물질이 중력 외에 다른 힘을 갖는다면. 그리고 그 힘이 우리가 모르는 새로운 입자를 통해 전달된다면. 이것은 단순히 입자 하나를 찾는 문제가 아니다. 암흑물질 자체가 자체적인 물리학을 가진 별도의 세계, 즉 암흑 섹터(dark sector)를 이루고 있을 수 있다는 가설이다.암흑 섹터란 암흑물질이 우리가 아는 물질 세계와 분리된 채로 자체적인 힘과 입자를 가지는 체계를 이룰 수 있다는 이론적 가설이다. 우리 세계에 전자기력, 강한 핵력, 약한 핵력과 그것을 매개하는 입자들이 있듯, 암흑 섹터에도 암흑광자, 암흑원자 같은 구조가 있을 수 있다. 두 세계는 중력을 통해서만, 또는 극히 약한 혼합 효과를 통해 연결될 수 있다.이 가설은 검증하기 ..
암흑물질 미스터리 10. 암흑물질 미스터리 , 암흑물질이 없으면 은하는 존재할 수 없다 — 구조 형성의 역설 암흑물질이 없으면 은하는 존재할 수 없다 — 구조 형성의 역설암흑물질은 단지 은하 바깥에 있는 무언가가 아니다. 은하가 처음 만들어지는 데 없어서는 안 될 요소였다. 빅뱅 이후 균일했던 우주에서 어떻게 은하가, 별이, 그리고 결국 우리가 만들어질 수 있었는가. 이 질문의 답에 암흑물질이 필수적으로 등장한다.암흑물질이 없었다면 은하는 존재할 수 없다는 것은 현재 우주론의 핵심 주장 중 하나다. 빅뱅 직후 일반 물질은 빛의 압력에 갇혀 중력으로 뭉치지 못했다. 반면 암흑물질은 빛과 상호작용하지 않아 그 훨씬 이전부터 독자적으로 밀도 높은 구조를 형성할 수 있었다. 이 암흑물질의 중력 씨앗이 없었다면 현재 우주의 나이 안에 오늘날과 같은 은하가 만들어질 수 없었다는 것이 시뮬레이션과 CMB 관측이 일관되게 보..
암흑물질 미스터리 09. 암흑물질 미스터리 , 소규모 구조 문제 — 냉 암흑물질 모델이 맞지 않는 세 가지 이유 소규모 구조 문제 — 냉 암흑물질 모델이 맞지 않는 세 가지 이유냉 암흑물질(CDM, Cold Dark Matter) 모델은 우주 대규모 구조를 설명하는 데 매우 성공적이다. 코스믹 웹의 필라멘트와 보이드 분포, 은하단의 형성, 우주 마이크로파 배경 복사의 미세한 구조까지 CDM과 관측이 잘 맞는다. 그런데 스케일을 줄이면 이야기가 달라진다. 소규모 구조 문제는 CDM 모델이 왜소 은하 수준에서 보이는 세 가지 예측 불일치를 통칭한다.소규모 구조 문제란 냉 암흑물질 모델이 은하 및 왜소 은하 스케일에서 관측과 맞지 않는 세 가지 현상을 말한다. 누락 위성 문제, Too-Big-To-Fail 문제, 코어-쐐기 문제가 그것이다. 이 문제들은 CDM 모델이 완전히 틀렸다는 것이 아니라, 소규모에서의 예측이 관..

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