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학술회의 사이트 (2013년 9월 2일~7일):
발표 제목:
양의 질량과 음의 질량으로 구성된 두 집단 간의 중력 상호작용에 의해 VLS를 설명하는 대안 모델.
Jean-Pierre Petit, Gille d’Agostini
초록:
1972년 프랑스 수학자 장-마리 수리오가 보여주었듯이, 음의 질량은 자연스럽게 동역학적 군에서 도출된다. 포앵카레 군은 민코프스키 공간에서의 운동에 작용하며, 이 공간의 등거리군이다. 이 군은 스칼라의 집합인 운동량에도 작용하며, 그 개수는 군의 차원(10개)과 일치한다. 포앵카레 군의 원소는 두 부분집합으로 나뉜다. 수리오는 운동에 작용할 때 시간의 방향을 바꾸지 않는 첫 번째 부분집합을 '동시계'라고 명명했다. 두 번째 부분집합은 그 원소들이 과거에서 미래로 향하는 운동을 미래에서 과거로 향하는 운동으로 바꾸기 때문에 '역시계'라고 불렀다. 1972년 수리오는 이러한 운동이 실제로 음의 에너지를 지닌 입자(만약 질량을 가진다면 음의 질량)를 나타낸다는 것을 입증했다. 이러한 음의 에너지와 질량을 가진 입자들은 음의 에너지를 가진 광자를 방출하는데, 이 광자는 우리의 눈이나 망원경으로 감지될 수 없다. 게다가 질량과 에너지가 반대인 입자들 사이의 전자기적 상호작용을 설명하는 이론은 존재하지 않는다. 따라서 이 둘은 서로 파괴되지 않고 공존할 수 있다. 이러한 조건에서 가능한 유일한 상호작용은 중력이다. 같은 부호의 질량을 가진 입자들은 뉴턴 법칙에 따라 서로 끌어당긴다. 반대 부호의 질량을 가진 입자들은 '역뉴턴 법칙'에 따라 서로 밀어낸다. 따라서 두 집단은 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 보여지듯 서로 분리되는 경향을 가진다. 게다가 같은 밀도일 때 음의 질량이 더 크다면, 그들의 제인 시간(Jeans time)은 짧아진다. 이로 인해 음의 질량 집단이 형성되며, 나머지 공간에 있는 물질을 밀어내게 되고, 전체적으로 안정된 시스템을 형성한다. 이러한 세포는 집단들이 서로 상호작용하지 못하게 막는 감옥과 같다. 이 집단들은 서로 연결된 비누방울처럼 생긴 양의 질량 구조에 대해 고정점 역할을 한다. 3차원에서 이러한 구조는 VLS를 설명하는 양의 질량 분포를 만들어낸다. 또한 이 모델은 양의 질량 물질이 판상 구조로 압축될 때 효과적인 복사 냉각을 가능하게 하여 원시 은하의 형성에 기여할 수 있음을 시사한다. 반면 음의 질량 집단은 우주의 나이보다 긴 냉각 시간을 가질 수 있다.
우주의 대규모 구조를 양의 질량과 음의 질량으로 구성된 두 집단 간의 상호작용에 기인하는 모델.
Jean-Pierre Petit, Gille d’Agostini
초록:
1972년 프랑스 수학자 장-마리 수리오는 음의 질량이 동역학적 군으로부터 자연스럽게 나타남을 보였다. 포앵카레 군은 민코프스키 공간에서의 운동에 작용하며, 이 공간의 등거리군이다. 이 군은 스칼라의 집합인 운동량에도 작용하며, 그 개수는 군의 차원(10)과 같다. 포앵카레 군의 원소는 두 부분집합으로 나뉜다. 수리오는 운동에 작용할 때 시간 방향을 바꾸지 않는 첫 번째 부분집합을 '동시계'라고 명명했다. 두 번째 부분집합은 그 원소들이 과거에서 미래로 향하는 운동을 미래에서 과거로 향하는 운동으로 바꾸기 때문에 '역시계'라고 불렀다. 1972년 수리오는 이러한 운동이 실제로 음의 에너지(질량이 있다면 음의 질량)를 지닌 입자들에 해당함을 입증했다. 음의 에너지와 질량을 가진 입자들은 음의 에너지를 가진 광자를 방출하며, 이 광자는 우리의 눈이나 망원경으로 감지될 수 없다. 또한 질량과 에너지가 반대인 입자들 사이의 전자기적 상호작용을 설명하는 이론은 존재하지 않는다. 따라서 이 둘은 서로 파괴되지 않고 공존할 수 있다. 이러한 조건에서 가능한 유일한 상호작용은 중력이다. 같은 부호의 질량을 가진 입자들은 뉴턴 법칙에 따라 서로 끌어당긴다. 반대 부호의 질량을 가진 입자들은 '역뉴턴 법칙'에 따라 서로 밀어낸다. 따라서 두 집단은 서로 분리되는 경향을 가진다. 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 이를 확인할 수 있다. 게다가 같은 밀도일 때 음의 질량이 더 크다면, 그들의 제인 시간은 더 짧아진다. 이로 인해 음의 질량 집단이 형성되며, 남은 공간에 있는 양의 질량 물질을 밀어낸다. 이 시스템은 안정적이다. 세포는 집단들이 서로 상호작용하지 못하게 막는 감옥과 같다. 이 집단들은 서로 연결된 비누방울처럼 생긴 양의 질량 구조에 대해 고정점 역할을 한다. 3차원에서는 VLS를 설명하는 양의 질량 분포를 얻을 수 있다. 또한 이 과정은 양의 질량 물질이 판상 구조로 압축될 때 효과적인 복사 냉각을 가능하게 하여 원시 은하의 형성에 기여할 수 있다. 반면 음의 질량 집단은 우주의 나이보다 긴 냉각 시간을 가질 수 있다.
발표(2013년 9월 1일, 화요일, 수학물리 세션에서 15분 발표)는 4페이지로 제한되었으며, PDF로 다운로드 가능합니다.
****프라하 학술회의 수학물리 발표, 2013년 9월
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