우주 미스터리 (4) 썸네일형 리스트형 06. 암흑물질 미스터리 , 액시온 — 강한 CP 문제에서 태어난 암흑물질 후보 액시온 — 강한 CP 문제에서 태어난 암흑물질 후보입자물리학에는 잘 알려지지 않은 이상한 우연이 있다. 강한 핵력을 기술하는 양자색역학(QCD) 이론에는 CP 대칭성을 깰 수 있는 항이 방정식 안에 자연스럽게 들어간다. 그런데 실험에서 강한 핵력은 CP 대칭을 거의 완벽하게 지킨다. 이론은 깨질 수 있다고 말하는데, 자연은 깨지 않는다. 이것이 강한 CP 문제다. 그리고 그 해결책으로 제안된 것이 액시온이라는 입자였다.액시온이란 1977년 물리학자 로베르토 펙케이(Roberto Peccei)와 헬렌 퀸(Helen Quinn)이 제안한 대칭성이 자발적으로 깨질 때 나타나는 가상의 입자다. 극도로 가볍고 전자기력과 거의 반응하지 않아 관측이 어렵지만, 강한 자기장 안에서 광자로 전환될 수 있다는 특성을 가진.. 05. 암흑물질 미스터리 , 암흑물질 대신 중력을 바꾸면 어떻게 되는가 — MOND 이론 MOND 이론 — 암흑물질 대신 중력을 바꾸면 어떻게 되는가암흑물질의 존재를 가정하지 않고 중력 법칙 자체를 조금 수정하면 어떨까. 은하 회전 곡선의 이상 현상을 설명하는 데 보이지 않는 물질이 필요한 게 아니라, 중력 공식이 특정 조건에서 달라진다면. MOND 이론은 이 발상에서 출발한다.MOND란 Modified Newtonian Dynamics, 즉 수정 뉴턴 역학의 약자다. 이스라엘 물리학자 모르데하이 밀그롬(Mordehai Milgrom)이 1983년 제안한 이 이론은, 중력 가속도가 어떤 임계값 이하로 작아지면 뉴턴 역학이 수정된다고 본다. 이 수정이 은하 외곽부처럼 중력이 극도로 약한 환경에서 발동하면, 보이지 않는 물질 없이도 평탄한 회전 곡선을 설명할 수 있다.수십 년이 지난 지금, MO.. 02. 암흑물질 미스터리 , 총알 성단 — 보이지 않는 물질의 가장 강력한 증거 총알 성단이 암흑물질 증거로 인정받는 이유2006년 발표된 총알 성단(Bullet Cluster, 1E 0657-56) 합성 사진은 암흑물질 논쟁에서 하나의 전환점이 되었다. 지구에서 약 37억 광년 떨어진 이 천체는 두 은하단이 충돌한 흔적이다. 사진 속에는 분홍빛 구름과 파란빛 구름이 서로 다른 위치에 분리된 채 찍혀 있었다. 총알 성단은 암흑물질 연구에서 가장 자주 인용되는 관측 증거다.총알 성단이란 두 은하단이 충돌하는 과정에서 뜨거운 가스와 질량의 분포가 분리된 것이 확인된 천체계다. X선으로 관측되는 뜨거운 가스는 충돌 중심부에 뭉쳐 있는 반면, 중력렌즈 분석으로 추적한 질량 중심은 가스가 없는 위치에서 검출되었다. 이 분리는 가시 물질과 다르게 행동하는 어떤 물질이 있음을 시사한다.이 관측이.. 01. 암흑물질 미스터리 , 은하는 왜 예상보다 빨리 도는가 — 베라 루빈과 암흑물질의 발견 은하 회전 곡선과 암흑물질 — 베라 루빈이 발견한 우주의 공백태양계에서 바깥쪽 행성일수록 느리게 공전한다는 사실은 오래전부터 알려져 있었다. 이것이 케플러의 제3법칙이고, 지금껏 한 번도 어긋난 적이 없는 규칙이었다. 그런데 1970년대 천문학자 베라 루빈은 이 법칙을 은하 전체에 적용했을 때 전혀 다른 결과를 마주했다. 은하 바깥쪽 별들은 느려지지 않았다. 은하 회전 곡선은 예상과 달리 평탄했다.암흑물질이란 전자기파로는 관측되지 않지만 중력을 통해 존재가 간접 확인되는 미지의 물질이다. 빛을 내거나 흡수하지 않아 망원경으로는 직접 볼 수 없으며, 현재 우주 전체 에너지-질량의 약 27%를 차지하는 것으로 추정된다. 은하 회전 곡선의 이상 현상은 이 암흑물질의 존재를 처음으로 강하게 시사한 관측 증거였다.. 이전 1 다음
