암흑물질은 우주 질량에너지의 약 27%를 차지하고 있음에도 불구하고 직접 관측된 적이 없습니다. 빛을 방출하거나 흡수하거나 반사하지 않기 때문에 현재의 망원경으로는 볼 수 없습니다. 암흑물질을 이해하려는 탐구는 미지의 세계로 향하는 여정으로, 우주에 대한 우리의 이해에 도전합니다.
암흑물질이란?
암흑물질은 우주 전체 질량의 많은 부분을 차지한다고 가정된 물질의 한 종류를 말합니다. 그것의 존재는 눈에 보이는 물질, 방사선, 우주의 대규모 구조에 대한 중력 효과로부터 추론됩니다.
암흑물질의 증거
은하의 회전 곡선: 암흑 물질에 대한 최초의 증거 중 하나는 은하의 회전 곡선을 관찰하는 것에서 비롯되었습니다. 은하의 별들은 눈에 보이는 질량만으로 설명될 수 있는 것보다 훨씬 더 빨리 중심 궤도를 돕습니다. 이 불일치는 필요한 중력을 제공하는 보이지 않는 추가적인 질량의 존재를 암시합니다.
중력 렌즈: 은하단처럼 거대한 물체는 뒤에 있는 물체의 빛을 휘게 하고 왜곡시킵니다. 이 렌즈의 크기는 암흑 물질의 존재를 나타내는 눈에 보이는 것보다 훨씬 더 많은 질량의 존재만으로 설명될 수 있습니다.
우주 마이크로파 배경: 우주 마이크로파 배경은 빅뱅의 잔광이며, 우주의 작은 요동은 초기 우주의 스냅사진을 제공합니다. 이러한 요동의 분석은 우주의 구조 형성에 영향을 미친 암흑 물질의 존재를 나타냅니다.
우주의 대규모 구조 우주 전체에 은하와 은하단이 분포하는 것도 암흑 물질의 존재를 암시합니다. 대규모 우주 구조에서 관찰되는 패턴과 형성은 암흑 물질을 포함한 시뮬레이션과 일치합니다.
암흑물질의 본질
암흑 물질의 존재에 대한 강력한 증거에도 불구하고, 암흑 물질의 본질은 과학에서 가장 큰 미스터리 중 하나로 남아 있습니다. 암흑 물질이 무엇인지 설명하기 위해 여러 이론과 후보들이 제안되었습니다
약한 상호작용을 하는 거대 입자
윔프는 가장 인기 있는 암흑 물질 후보 중 하나입니다. 이 가상 입자들은 오직 중력과 약한 핵력을 통해서만 상호 작용하는 것으로 알려져 있어 탐지하기가 매우 어렵습니다. 현재 전 세계적으로 많은 실험들이 윔프를 탐지하려고 시도하고 있지만, 아직까지 성공한 것은 없습니다.
액시온즈
액시온은 암흑물질을 구성할 수도 있는 또 다른 가상의 입자입니다. 이 입자들은 매우 가볍고 일반 물질과 매우 약하게 상호작용합니다. 이 입자들은 원래 양자 색역학의 문제를 해결하기 위해 제안되었지만, 잠재적인 암흑물질 후보로 부상하기도 했습니다.