천문학 자들은 다른 물체를 중력으로 끌어 당겨 암흑 물질을 간접적으로 매핑합니다.
폴 엠. 셔터 천체 물리학 자입니다 오하이오 주립대 학교, 의 주인 우주인에게 물어보세요 과 우주 라디오의 저자우주에서의 당신의 자리.Sutter는이 기사에 Space.com의 전문가 목소리 : Op-Ed & Insights.
우주론으로 알려진 과학의 전 지구에 대한 현대의 연구는 현재의 지위를 많은 주목할만한 인물로 빚어 냈으며, 거의 한 세기에 걸친 헌신적이고 어려운 연구를 거슬러 올라갑니다.
이러한 이름 중 일부는 익숙 할 수 있습니다. 앨버트 아인슈타인, Edwin Hubble, Vera Rubin 등. 그러나 최근에 노벨상위원회는 당신이 알지 못할 수도있는 이름, Jim Peebles, 2019 년 물리학상 절반을 줬습니다"우주에서의 진화와 우주에서의 지구의 위치에 대한 우리의 이해에 기여합니다."
짐 피블스의 노력이 없다면 우주론은 오늘날의 위치에 있지 않을 것입니다. 그것은 한 가지입니다 빅뱅 모델 티셔츠 뒷면의 단순함 (예 : "우주가 더 작고 더 뜨거웠지만 지금은 그렇지 않습니다")에서 비교할 수있는 예측을 할 수있는 정확한 수학적 공식으로 바꾸는 것은 완전히 다른 것입니다. 관찰. 피블스가 우주론을 "정확하고 일반적으로 올바른 생각"에서 "실제 과학 분야"로 변화시키는 데 도움이되었다고 말하는 것은 공정하다. 그의 통찰력이 우리를 인도 한 세 가지 주요 길을 살펴 보자.
우주 전자 레인지 배경
초기 우주가 오늘날보다 작 으면 더 뜨겁고 밀도가 높아야합니다. 이 현실을 받아들이면 먼 과거의 어느 시점에서 우주 아주 조밀하고 뜨거워서 완전히 다른 물질 상태에 있었을 것입니다.
우주가 현재 부피의 약 백만 분의 일인 130 억 년 전, 우주의 모든 물질이 너무 매끄러 워 져서 전자가 원자에서 분리되어 자유 로워지는 물질 상태 인 플라즈마가되었습니다. 스스로 로밍. 당시 우주는 매우 강렬했습니다.
그러나 나이가 들수록 커지고 추워졌습니다. 그리고 특정 나이에 온도와 압력이 임계 임계 값 아래로 떨어졌고 전자는 즉시 노크되지 않고 원자에 부착 될 수있었습니다. 순식간에 우주는 방사선에 투명 해졌으며, 그 방출 순간에 문자 그대로 희미한 빛은 오늘날까지 지속되어 우주를 흡수합니다.
그러나 오늘날 그 빛은 많은 증기를 잃어 버렸고 마이크로파 대역에서 절대 영점보다 몇도 정도 차가워지고 있습니다. 이 "우주 전자 레인지 배경"1964 년에 한 쌍의 전자파 물리학자가 우연히 발견했지만 피블스를 포함한 한 이론가들이 이미 그 존재를 예측 한 것으로 알려져있다. 이론가들도.
암흑 물질
1970 년대 천문학 자 베라 루빈 은하와 관련된 재미있는 일을 발견했습니다. 별 안의 별이 너무 빨리 궤도를 돌고있었습니다. 사실, 은하계가 수십억 년 전에 떨어져 나갔을 것입니다. 그러나 그들은 조개처럼 행복했습니다.
무슨 일이 있었 니? 우리는 은하만큼 큰 규모의 중력의 성질에 대해 이해하지 못했습니까? 아니면 루빈이 관찰 할 때까지 우주에 여분의 성분이 숨겨져 있었습니까?
루빈 자신을 포함한 일부 천문학 자들은 우리가 물리 법칙을 조정하여 문제를 올바르게 해결해야한다고 생각했습니다. 그러나 피블스를 포함한 다른 사람들은 눈을 만나는 것보다 은하계에 더 많은 것이 있다고 생각했습니다. 그는 우리가 현재 "차가운 암흑 물질"이라고 부르는 최초의 지지자 중 하나였습니다. 빛과 상호 작용하지 않는 새로운 형태의 물질로 중력을 통하지 않고는 다른 물질과 상호 작용하지 않습니다. 우리는 이제 암흑 물질 5 : 1의 비율로 정상적인 물질을 휩쓸고 우주를 포화시킵니다.
피블과 공동 연구자들은이 새로운 가설이 은하 행동의 관점에서 무엇을 의미하는지 조사하는 노력을 기울였으며 관찰자들이 목표로 삼고 측정 할 수있는 유용한 테스트를 제공했습니다.
오늘날 우리는 여전히 암흑 물질을 완전히 이해하지 못하지만 정확한 정체성을 아직 정확히 지적하지는 못했지만 증거는 우주 전자 레인지 배경 자체의 미묘한 각인을 포함하여 여러 각도에서 나 왔으며 암흑 물질은 우리의 주요 구성 요소입니다. 우주.
우주 구조
그러나 피블스는 빅뱅의 가장 빠른 순간이나 우주에 신비 롭고 보이지 않는 구성 요소로 멈추지 않았습니다. 피블스는 크게 갔다.
우리는 우리 주위의 우주에서 온갖 종류의 공상 배열에있는 모든 종류의 다른 종류의 은하들을 봅니다. 일부 은하계는 거대한 성단으로 묶여 있고, 다른 은하계는 외로움입니다. 일부는 거대하고 거칠고, 다른 것은 작고 거의 눈에 띄지 않습니다. 그리고 가장 큰 규모로 축소하면 광대 한 "우주 웹"는 자연에서 볼 수있는 가장 큰 패턴으로, 보이는 우주의 한쪽 끝에서 다른 쪽 끝으로 확장되는 구조입니다.
우주 웹은 은하로 만들어졌으며 이름에서 알 수 있듯이 우주 거미줄처럼 보입니다.
어떻게 했어 그 우연히 있다?
피블스와 그의 친구들은 우주 웹의 기원을 설명하는 길을 이끌었고, 우주의 구조는 시간이 지남에 따라 천천히 성장하여 매번 지나갈 때마다 작은 비트에서 큰 비트로 쌓이는 것을 발견했습니다.
그들은 우주 마이크로파 배경에서 구조의 씨앗에 대한 힌트를 찾는 방법을 찾았는데, 이는 10 만분의 1 정도의 작은 온도 변화로 볼 수 있습니다. 이러한 변화는 평균보다 약간 더 높은 밀도의 첫 번째 풀의 위치였으며, 여기서 더 많은 물질 (특히 암흑 물질)이 수백만 년에 걸쳐 흐를 것입니다.
결국 그 작은 덩어리가 자라면서 은하가되고 어떤 은하들이 모여서 은하단을 형성하게됩니다. 그리고이 거대한 구조물을 짓는 데 사용 된 모든 것이 어딘가에서 나왔기 때문에 광대 한 빈 지역이 열리고 확장되었습니다. 이것들은 공극으로 알려진 우주 웹의 간격이되었습니다.
수십 년 동안 Jim Peebles는 수백 편의 논문을 작성했으며 수백 명의 천문학 자, 천체 물리학 자, 물리학 자 및 우주 론자들과 협력했으며 현재 우리가 이해하고있는 우주의 초상화를 그리는 데 중요한 역할을했습니다.
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