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**암흑물질 모델. **
우리 은하계에서 명백한 질량 부족 현상이 관측된다. 이 힘을 균형 있게 만들기 위해서는 세 배에서 다섯 배 더 많은 질량이 필요하다. 태양은 은하 중심을 230 km/s의 속도로 돌고 있으며, 수백만 년 전부터 행성들과 함께 멀리 떠나야 했을 것이다. 은하단의 경우는 더욱 심각하다. 은하단 내의 은하들 각각의 고유 속도가 은하단에서의 탈출 속도를 초과하기 때문에, 은하단은 "증발"해야 한다.
여러분은 아마도 인공위성의 지구 주위를 도는 원운동 속도가 약 9 km/s라는 것을 알고 있을 것이다. 탈출 속도는 11 km/s이다. 우주 정거장이 지구의 중력에서 벗어나 멀리 있는 행성, 예를 들어 목성이나 토성으로 가려면, 11 km/s 이상의 속도를 주어야 한다.
만약 우리가 지구를 20 km/s의 속도로 도는 위성을 관측한다면, 지구의 질량이 과소평가되었을 것이라고 결론 내려야 한다. 1930년대에 프리츠 즈위키는 속도 측정(도플러 효과)과 질량 추정(광도 측정)을 통해 은하와 은하단에 대해 이 현상을 지적했다. 이 문제는 여전히 어렵다. 어떻게 해결할 수 있을까?
현재의 전통적인 대답은 "암흑물질"이라는 이름을 가지고 있다. 은하와 은하단에는 많은 양의 숨겨진 질량이 존재한다고 생각한다. 그들의 주장은 다음과 같다. 은하는 중력 렌즈 효과를 일으키며, 먼 활성 은하핵의 여러 이미지를 만든다. 은하단은 공간을 휘게 하여 다른 중력 렌즈 효과를 일으키며, 은하의 여러 이미지를 만든다. 우주 망원경은 많은 예를 제공했다. 관측된 질량은 이러한 강한 효과를 설명하기에는 너무 적다. 따라서 천문학자들은 이 현상을 보이지 않는 암흑물질의 존재 증거로 여기고 있다. 일부는 중력 렌즈 효과가 은하와 은하단을 "측정"하는 새로운 방법이라고 말한다. 다른 이들은 이 중력 렌즈 효과를 기반으로 우주를 지도화하고 있다.
행성, 특히 달에는 질량 집중이 존재한다. 이들을 "마스콘"이라고 부른다. 위성이 달을 지나갈 때 레이저를 사용하여 그 경로를 매우 정확하게 기록할 수 있다. 이 경로는 완전히 원형이 아니다. 지하의 질량 집중에 의해 변형된다. 일부는 이러한 질량 집중이 오래전에 매우 무거운 천체의 충돌로 인한 것이라고 생각한다. 이를 통해 달 주위의 지오데시크(곡선) 측정을 통해 달의 질량 지도를 만들 수 있었다.
비슷하게, 중력 렌즈 효과는 지오데시크(빛의 경로)를 의미한다고 말할 수 있다. 이러한 지오데시크의 분석은 은하와 은하단 내에 숨겨진 마스콘을 평가하는 방법이 될 수 있다. 우리의 연구에서 이러한 강한 렌즈 효과에 대한 대안적 해석을 찾을 수 있다. 우리는 그것이 주변의 "유령 물질"에 의해 발생하는 음의 렌즈 효과로 주로 설명된다고 생각한다.
암흑물질이라는 전통적인 해석으로 돌아가면, 그것이 무엇으로 구성되어 있을 수 있을까? 천체물리학자들은 MACHO(중력 중심의 암흑 물체)를 생각한다. 아마도, 감지할 수 없을 정도로 약한 별일 수도 있다. 탐지 방법은 은폐이다. 별은 매우 작은 물체이다. 은하를 가스로 보고, 별을 "분자"로 본다면, 이 가스는 매우 희박하다. 따라서 한 별이 다른 별을 가리게 될 확률은 매우 낮다. 하지만 별은 매우 많다. 하늘을 조사하는 것은 컴퓨터로 처리할 수 있다. 이 컴퓨터들은 수많은 별의 광도 변화를 자동으로 분석할 수 있다. 일부는 이미 알려진 이중성계에 의해 발생한다. 방법을 통해 이중성계의 영향과 멀리 있는 "어두운 별"인 MACHO에 의한 은폐 현상을 구분할 수 있다.
결과는 실망스럽다.
다른 후보로는, 가상의 무거운 중성자와 같은 이국적인 물질이 있다. 현재까지 확인되지 않았다. 프랑스의 천체물리학자 프랑수아 코브는 우주에 매우 차가운 수소가 대량 존재할 수 있다고 제안했다. 너무 차가워서 감지할 수 없을 정도이다. 그는 이 보이지 않는 수소를 사용하여 은하의 회전 곡선(주변의 높은 원운동 속도)의 모양을 "설명"하고, 일시적으로 나선 구조를 생성했다. 암흑물질은 모든 것을 설명하기 위해 사용된다. 일부는 이 암흑물질을 우주의 매우 큰 구조(VLS)를 "설명"하는 데 사용한다. 많은 저널(예: Astrophysical Journal, Astronomy and Astrophysics 등)은 이와 같은 연구를 발표한다. 마치 자연스러운 접근법처럼 비판적 사고 없이 발표된다. 블랙홀과 마찬가지로, 암흑물질은 내가 생각하기에 저널의 페이지에 존재한다. 이 우주 슈퍼마켓에서, 당신은 따뜻한 암흑물질과 차가운 암흑물질, 소형 블랙홀과 대형 블랙홀을 원하는 대로 선택할 수 있다.
이상한 시대이다. 이탈리아의 토리체리(1640년)의 발견 전에는, 대기압의 발견이 있었고, 사람들은 수은이 바람계에서 올라가는 이유가 공기의 공허를 싫어하기 때문이라고 믿었다.
자연은 공허를 싫어한다.....
토리체리 이전에는, 사람들은 공허의 증오 수준을 측정했다.
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**- 하지만... 뭐 하나도 보이지 않아! 모두 검은색이야!
- 당연해. 암흑물질의 지도야. **
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