역겨운 어두운 물질

반발력 있는 어두운 물질

반발력 있는 어두운 물질 (p1)

반발력 있는 어두운 물질.

** 장 피에르 피에트 및 P. 미디 ** **마르세유 천문대, 프랑스 ** ---

요약 :

우리는 매력적이고 반발력 있는 힘을 동시에 포함하는 두 개의 인구 집단 시스템의 현상학적 측면을 탐구한다. 중력장에 의해 결합된 두 개의 장 방정식과 함께, 두 개의 접히는 구조를 가진 새로운 기하학적 구조는 "음의 질량"이라는 장애물을 회피할 수 있으며, 이로 인해 모든 입자의 에너지가 양수인 시스템을 가능하게 한다. 이러한 조건에서 두 번째 인구 집단의 물질은 기하학적으로 관측할 수 없으며, 따라서 반발력 있는 어두운 물질의 상태를 얻는다. 은하들은 균일한 반발력 있는 어두운 물질 분포의 공극에 위치하게 된다. 이는 현실적인 회전 곡선을 가진 고립 효과를 유발한다. 우리는 반발력 있는 어두운 물질과 관련된 음의 중력 렌즈 효과가 관측된 강한 효과를 설명할 수 있으며, 이는 전통적인 어두운 물질 모델의 대안이 될 수 있음을 보여준다. 이 새로운 우주론 모델에서 유도된 우주의 나이는 두 종류의 물질 간의 상호작용으로 인해 157억 년이 된다.

1) 서론. ** **
...오늘날 관측 가능한 물질만으로 천문 관측을 설명하는 것은 더 이상 불가능하다. 그래서 어두운 물질의 개념이 점점 널리 퍼져 나가게 되었다. 이 우주의 관측 불가능한 성분에 대한 다양한 가설들이 제시되었다. 이 성분은 중력장 형성에 기여하여 은하와 중력 렌즈 효과에서의 질량 부족 현상을 유발해야 한다. 마코는 실망스러웠다. 일부는 질량이 있는 중성자와 같은 물리적으로 추측적인 입자를 사용한다. 현재까지는 어떤 공식도 우세하지 않았으며, 이 어두운 물질에 대한 많은 가설이 가능하다. 본 논문에서는 우리의 물질(질량 m)과 특정한 어두운 물질(질량 m*) 간의 중력 상호작용의 결과를 연구하고자 한다. 이 경우 다음과 같은 조건이 만족되어야 한다:

• m과 m'은 뉴턴의 법칙에 따라 서로 끌어당긴다

• m와 m'은 뉴턴의 법칙에 따라 서로 끌어당긴다

• m과 m*는 뉴턴과 유사한 법칙에 따라 서로 밀어낸다

우리는 m*를 "반발력 있는 어두운 물질"이라고 부른다.

이것은 다음 식을 고려함으로써 간단히 요약할 수 있다:
(1)

여기서 질량 ma와 mb는 양수이거나 음수일 수 있다. 물리학자들은 즉시 음의 질량을 가진 입자도 음의 에너지를 가진다는 점을 지적할 수 있다. 이는 물리적으로 의미가 없다. 본 논문의 3절에서는 두 개의 인구 집단, 즉 질량 m과 m이 모두 양수이며, 에너지 mc²와 mc²도 양수인 새로운 기하학적 맥락을 제안할 것이다. 이로 인해 힘은 이전의 그림에 맞게 작용할 수 있다. 두 하위 시스템이 중력으로만 상호작용할 수 있다는 사실은 기하학적으로 설명될 것이다.

.

2) 은하를 고립시키는 반발력 있는 어두운 물질.

...오랫동안, 관측을 통해 추론된 물질 분포에 의해 생성된 중력장이 은하에서 원심력과 균형을 이루지 못한다는 것이 알려져 왔다. 부족한 질량은 관측된 질량의 약 3~5배이다. 또한, 은하의 회전 곡선은 관측된 물질 분포로는 설명할 수 없는 특징적인 단계(주변의 과도한 속도)를 보인다. 따라서 연구자들은 은하의 폭발을 방지하고 회전 곡선의 이 특징을 재현하기 위해 인위적으로 도입된 어두운 물질 분포를 시도했다. 이제 우리가 제안한 모델, 즉 관측 가능한 일반 물질과 관측 불가능한 반발력 있는 어두운 물질을 고려하고, 이 모델이 은하의 고립을 보장할 수 있는지 살펴보자. 먼저, 마야모토와 나가이의 모델[1]에 따라 물질이 분포된 은하를 고려하자:
(2)

...이 축대칭 물질 분포는 일반적인 반발력 있는 어두운 물질 분포의 공극에 위치한다고 가정된다(도 1, 여기서 일반 물질은 식(2)에서 a = 5, b = 1로 분포된다).

** ** 도 1: 반발력 있는 어두운 물질로 둘러싸인 은하. 축대칭 시스템.

...우리는 이 주변에 반발력 있는 어두운 물질을 배치하고, 경험적으로 조정된 임의의 밀도 경사를 가진다. 이 질량 분포는 두꺼운 타원체의 중첩을 통해 설명될 수 있으며, 이 타원체는 물질 밀도 ri(양수이거나 음수일 수 있음)를 가진다. i는 무거운 타원체의 인덱스이며, 수평 축 ai와 수직 축 bi를 가진다. 이러한 물체 내부와 외부의 장은 비교적 간단한 해석적 공식([2] 및 [3])으로 주어진다. 이러한 무거운 타원체 집합이 주어지면 3차원 장을 계산할 수 있다. 도 1에서는 반발력 있는 어두운 물질의 질량 밀도 r*를 공간 내 흰 점의 밀도 변화로 나타냈다. 이는 이미지가 암시하는 바와 같이 질량 점을 사용한 수치 시뮬레이션 결과가 아니다. 질량 분포는 다양한 매개변수(축 길이, 질량 밀도)를 가진 무거운 타원체의 집합으로 설명되었다.

...도 2는 선택된 반발력 있는 어두운 물질 분포를 보여준다. 도 3은 위에서 설명한 방법에 따라 이 반발력 있는 어두운 물질에 의해 생성된 중력장을 나타낸다. 도 1과 (2-3)의 스케일은 다르며, 마지막 두 도는 확대된 모습이다. 스케일 일치는 표시되어 있다. 우리가 볼 수 있듯이, 반발력 있는 어두운 물질 분포는 은하에 대해 r 방향과 z 방향 모두에서 고립 효과를 생성한다. 도 3은 단독으로 반발력 있는 어두운 물질에 대한 회전 속도를 보여준다. 이와 같은 반발력 있는 어두운 물질 분포가 주변 속도를 크게 가능하게 한다.

도 2: 선택된 반발력 있는 어두운 물질 분포: 밀도 r(r)를 가진 두꺼운, 둥근, 중심을 향한 타원체의 집합. d는 타원체의 직경이다.*