[ 암흑 물질 ] 미지의 물질과 우주 질량 불일치에 대한 가설

암흑 물질

[ 암흑 물질 ] 에 대한 논의는 현대 우주론과 물리학에서 매우 중요한 주제이며 관심사입니다.

암흑 물질의 개념은 현재 관측하고 있는 우주의 질량 분포와 중력 효과 사이의 불일치를 설명하기 위해 제안된 이론적 개념입니다. 물질과 전자기파의 상호작용을 중력장 내에서 그 질량을 추정할 수 있지만, 중력의 영향만 보이고 중력원인 물질은 관측되지 않는 경우가 많습니다.

암흑 물질 개념

암흑 물질은 전자기파와 상호작용하지 않으며, 그 존재를 증명하는 직접적인 신호도 없기 때문에 암흑이라는 이름이 붙여졌습니다. 이 개념은 우주 전체에 매우 널리 퍼져 있는 미지의 물질로 사용되며, 우주의 물질 총량을 중력으로 계산할 때 일반 물질보다 6배 이상 많다고 추정됩니다.

암흑 광자 (Dark Photon)와 액시온 (Axion)은 암흑물질 후보 중 가장 유력한 후보입니다.

암흑 광자 (Dark Photon)와 액시온 (Axion)

암흑물질의 후보 암흑 광자 (Dark Photon)와 액시온 (Axion)

암흑 광자 (Dark Photon)

• 암흑물질이나 암흑 물질 에너지와 관련된 입자 후보로 제안됨.
• 암흑 물질의 빛을 방출하거나 흡수하는 작용을 수행할 수 있는 가상 입자.
• 우주의 암흑 물질에 영향을 미칠 수 있음.

암흑 광자 (Dark Photon)는 암흑 물질이나 암흑 물질 에너지와 관련된 입자 후보로 제안되었습니다. 이 입자는 암흑 물질이 빛을 방출하거나 흡수하는 데 관련된 작용을 수행할 수 있는 가상 입자입니다. 암흑 광자는 표준 모형의 전자기 상호작용의 암흑 물질로, 암흑 물질과 상호작용하며 우주의 암흑 물질에 영향을 미칠 수 있다고 합니다.

액시온 (Axion)

• 표준 모형의 보완으로 제안된 입자로, CP 문제를 해결하기 위해 처음으로 제안됨.
• 가벼운 중성 암흑 물질 후보이며, 암흑 물질과 관련이 있을 수 있음.
• 실험적으로 액시온의 존재를 확인하기 위해 다양한 실험이 진행 중.

액시온은 1970년대에 제안된 가설적 입자로, 원래는 강한 상호작용(양성자와 중성자 간의 힘)을 설명하는 양자 색역학(QCD)에서 발생하는 문제를 해결하기 위해 제안되었습니다. 액시온 (Axion)은 표준 모형의 보완으로 제안된 입자이며, CP 문제를 해결하기 위해 처음으로 제안되었습니다.

그러나 이론적으로는 액시온은 함흑 물질의 대다수를 설명할 수 없을 정도로 가벼운 입자라고 합니다.

액시온은 양자 크로마동력학(QCD)에서 파생되는 가상 입자이며, 물리학자들은 액시온의 존재를 실험적으로 확인하기 위해 다양한 실험을 수행하고 있습니다.

크로마동력학(Quantum Chromodynamics, QCD)는 양자역학의 한 분야로,
원자의 상호작용(Strong Interaction)을 설명하는 이론입니다.

암흑 광자와 액시온 물질은 태양 코로나에서 특정 조건에서 전자기파로 변환될 수 있다고 합니다. 이 변환은 그들의 질량이 태양 플라즈마의 주파수와 일치할 때 발생합니다. 이러한 변환으로 생성된 전자기파는 암흑물질의 질량과 동일한 에너지를 갖는 무선 주파수 범위에서 단색 신호로 나타날 수 있습니다.

이 관측는 전파 망원경 Low FrequencyArray (LOFAR) )을 통해 감지되었다고 합니다.

이미지 출처: astron.nl

비록 암흑 물질이 완벽하게 관측되지 않지만, 그 존재를 부정할 수 없는 이유는 다른 대안이 부족하기 때문입니다. 인간이 완벽하게 관측할수 없다고 해서 존재하지 않는 것은 아닐겁니다.