암흑 물질은 무엇입니까? 현대 천문학에서 가장 당혹스러운 질문 중 하나입니다. 우리는 은하에서부터 우주 전체의 진화에 이르기까지 모든 것에 대한 중력의 영향을 볼 수 있기 때문에 암흑 물질이 존재한다는 것을 알고 있습니다. 이다. 가장 좋은 추측은 일반적인 문제와 매우 자주 이야기하고 싶지 않은 이상한 새로운 입자입니다 (그렇지 않으면 지금까지 보았을 것입니다). 하나의 가능성은 그것이 액시온 (axion)으로 알려진 이국적인 가상의 종류의 입자이고, 천문학 자 팀은이 이상한 우주 코터를 엿보기 위해 블랙홀 이외의 다른 것을 사용하고 있지 않다는 것입니다.
액시온 아젠다
솔직히 말하면, 우리는 액시온이 존재하는지 모른다. 그들은 고 에너지 물리학의 수수께끼를 설명하기 위해 발명되었습니다. 많은 종류의 아 원자 입자와 관련된 임의의 상호 작용을 취하고 반대 부호에 대한 모든 사람의 전하를 끄고 거울에서 프로세스를 실행하면 동일한 결과를 얻을 수있는 특정 종류의 대칭이 있습니다. 이것을 전하 및 패리티 대칭 또는 짧게 CP 대칭이라고합니다.
이 대칭은 약한 핵력의 경우와 같이 그것이 느껴질 때마다이 대칭을 위반할 수있는 경우를 제외하고는 사실상 모든 곳에서 유지됩니다.
수수께끼는 모든 권리에 의해 강력한 핵력이 이것을 위반해야한다는 것입니다. 수학에는 CP- 대칭을 명백히 깨뜨리는 용어가 있지만 실험에서 강한 핵력으로 대칭의 징후가 깨지는 것을 볼 수 없습니다. 따라서이 대칭을 깨뜨려야 할 때 무언가를 계속 진행해야합니다.
정답 또는 적어도 하나의 잠재적 정답은 액시온이라는 새로운 종류의 입자입니다. Axion은 CP 대칭이 유지되고 모든 사람이 일상 생활을 할 수 있도록 힘의 특정 종류의 균형을 복원합니다 (예, 여기서 스타 워즈 참조를 알고 있습니다). 물론 지금까지의 실험은 액시온의 존재를 직접적으로 밝히지 않았으며, 액시온이 가질 수있는 가능한 질량과 속성의 범위가 있습니다.
가능한 범위의 허용 가능한 질량과 액시온의 특성 내에서 놀라운 것이 발생합니다. 우리가 우주를 암흑 물질로 채우고 싶다면, 그 암흑 물질은 특정한 성질을 가져야합니다. 그것은 보통 물질과 자주 상호 작용할 수 없으며, 심지어 자주 그들과 상호 작용할 수도 없습니다. 또한 많은 것이 필요하며 매우 안정적이고 오래 지속되어야합니다. 가능한 범위의 액시온 특성 중 일부는 가상 입자가 암흑 물질의 후보가 될 수 있음을 밝혀냅니다.
어두운 액시온
우리가 axion을 암흑 물질로 만들면 일반적으로 모든 일반적인 암흑 물질 관찰을 설명 할 수 있습니다. 은하 내부의 회전 곡선을 설명 할 수 있습니다. 그것은 은하단 내의 은하의 움직임을 설명 할 수있다. 우주 우주 마이크로파 배경의 관측에 적합하도록 초기 우주에서 충분히 풍부하게 제조 될 수있다. 등등.
또한, 은하의 중심에있는 액시온은 하나의 거대한 공을 형성하기에 충분히 단단하게 묶여서 처음에는 초 거대 블랙홀과 매우 흡사하게 보입니다. 작고 빛과 상호 작용하지 않으며 엄청나게 클 것입니다. Event Horizon Telescope의 최근 관측 결과에 따르면 다른 은하계의 거대한 블랙홀에 대한 문자 그대로의 그림을 볼 수 있었지만, 이러한 Axion 코어가 여전히 우주의 은하계 깊이에 숨어 있다는 것을 배제하지는 않습니다. 또한 이러한 가능한 액시온 코어를 사용하여 속성을 처리 할 수 있습니다.
블랙홀이 핵심
Event Horizon Telescope 외에는 초 거대 블랙홀에 대한 직접적인 관찰이 없습니다. 우리는 소용돌이 치는 물질과 그 주변의 것을 볼 수 있습니다. 그리고 그 재료의 특성으로부터 우리는 블랙홀의 크기와 질량을 추정 할 수 있습니다. 이 기술을 사용하여 수십 년 동안 우리는 매우 이상한 관계를 발견했습니다. 더 큰 은하들은 중앙에 더 큰 블랙홀을 호스팅합니다. 이 관계는 실제로 상대적으로 빡빡하며 블랙홀이 어떻게 든 은하계와 공진되어 있다는 것을 알려줍니다.
그러나 내가 말했듯이, 우리는 블랙홀을 직접 관찰 할 수 없습니다. 따라서 그들은 블랙홀이 아닐 수도 있습니다. 그들은 은하의 중심에 숨어있는 액시온 코어 일 수 있습니다. 이 경우 블랙홀이 호스트 은하와 함께 진화 된 것이 아니라, 그 축색 코어가 호스트 은하와 함께 진화 된 것입니다. 은하가 클수록 주관 할 수있는 액시온 암흑 물질이 더 많으며 중심의 액시온 핵이 더 커집니다.
즉, 중앙 어두운 물체 (블랙홀 또는 액시온 코어)와 은하 사이의 관계를 사용하여 액시온의 속성을 제한 할 수 있습니다. 이것은 당신이 axion 입자 덩어리를 가지고 놀기 시작하면 얼마나 쉽게 덩어리를 형성하여 코어를 형성 할 수 있는지에 영향을 미치기 때문에 호스트 은하와의 관계를 바꿀 것입니다.
천문학 자 팀은 최근에 블랙홀과 은하의 관계를 이용하여 정확하게이 작업을 수행했으며, 액시온 입자 질량에 약간의 상한을 설정하여 향후 실험과 직접 검색을 안내 할 수있었습니다. 우주의 암흑 물질에 대한 책임은 액시온인가? 언젠가 상황에 대한 정보를 얻을 수 있기를 바랍니다.
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