우주의 질량과 에너지의 4 분의 1을 구성하는 신비한 물질 인 암흑 물질은 매우 작고 가벼운 입자로 만들어 질 수 있다고 새로운 연구가 제안했다. 이 "퍼지"형태의 암흑 물질은 이러한 작은 입자의 파장이 엄청나게 넓은 영역에 걸쳐 번져서 우주 역사의 과정을 바꾸고 초기 우주의 엉뚱한 은하 대신 길고 엉성한 필라멘트를 만들었을 것입니다. 시뮬레이션에 따라.
이번 발견은 관찰 결과에 영향을 미칩니다. 다가오는 망원경은이 초기시기로 돌아가서 다른 유형의 암흑 물질을 잠재적으로 구별하여 물리학자가 속성을 더 잘 이해할 수있게합니다.
암흑 물질은 우주 전체에서 발견되는 미지의 거대한 물질입니다. 암흑 물질이라는 이름은 빛을 발산하지 않지만 중력 효과는 은하단을 묶어 은하계의 별들이 다른 속도보다 빠르게 회전하도록 도와줍니다. 많은 과학자들은 대부분의 암흑 물질이 차갑다는 것을 믿습니다. 그러나 작고 희미한 가능성과 같은 완전히 다른 아이디어가 있습니다. 즉, 너무 가벼워서 빠르게 움직입니다.
프린스턴 대학의 천체 물리학 대학원생이자 새로운 논문의 공동 저자 인 Lachlan Lancaster는 "우리의 시뮬레이션은 최초의 은하와 별이 차가운 암흑 물질을 가진 우주와는 퍼지 암흑 물질을 가진 우주에서 매우 다르게 보인다는 것을 보여줍니다" Physical Review Letters 저널에 Live Science가 말했다.
랭커스터는 암흑 물질에 대한 가장 일반적인 추측은 그것이 양성자 질량의 수십 또는 수백 배에 달하는 약한 쌍방향 입자 (WIMP)로 구성되어 있다고 암시한다. 이 유형의 암흑 물질을 사용하는 시뮬레이션은 우주 거미줄로 알려진 길고 거미 같은 가스와 먼지로 둘러싸인 방대한 빈 공간을 포함하여 우주의 대규모 구조를 재현하는 데 매우 좋습니다. 그러나 더 작은 규모의 경우, 이러한 모델에는 천문학자가 망원경으로 관찰 한 것과 많은 불일치가 있습니다. 이 표준 견해에서, 암흑 물질은 은하의 중심에 쌓여 야하지만 아무도 그렇게하는 것을 본 적이 없습니다.
반대로 MIT의 발표에 따르면 퍼지 암흑 물질은 전자의 질량에서 아마도 10 억 10 억 10 억분의 1이 될 것입니다. 양자 역학에 따르면 입자는 질량과 반비례하는 파장을 가진 파동으로 생각할 수 있다고 Lancaster는 말했다. 따라서 이러한 가벼운 입자의 파장은 수천 광년입니다.
따라서 희미한 암흑 물질은 차갑고 WIMP 암흑 물질보다 응집하기가 더 어려울 것입니다. 랭커스터와 그의 공동 저자는 차가운 암흑 물질 우주에 은하가 구형 후광에서 비교적 빠르게 형성 될 수 있음을 보여 주었다.
그러나 희미한 암흑 물질은 대신 길고 전경이 많은 물질로 응집 될 것이다.“덩어리 은하보다 더 큰 필라멘트”라고 Lancaster는 말했다. 암흑 물질은 또한 은하 중심에서 쌓이는 데 더 어려움을 겪을 수 있으며, 천문학 자들이 왜 은하계를 볼 때 이러한 덩어리를 관찰하지 못하는지를 설명 할 수 있습니다.
칠레의 LSST (Large Synoptic Survey Telescope)와 같은 계측기와 전 세계에 구축 된 30 미터 급 망원경은 곧 우주의 가장 초기 시절로 귀환 할 수있을 것입니다. Lancaster는 향후 10 년 안에 데이터를 수집 할 것으로 예상되는데, 이는 "우리는 희미한 암흑 물질의 영향을보기 시작하거나 배제하기 시작할 것"이라고 말했다.
컬럼비아 대학의 천체 물리학자인 예레미아 오 스트리커 (Jeremiah Ostriker)는 다른 연구자들이 퍼지 암흑 물질에 대해 추측했지만, 새로운 시뮬레이션은 우주적 효과를보다 신중하게 처리한다고 말했다.
OStriker는“이것은이 변형 이론에서 구조의 형성에 대한 세부 사항을 설명하는데 도움이된다”고 덧붙였다. "그리고 그것은 가장 흥미로운 변형 이론 중 하나입니다."
Lancaster는 그의 팀의 미래 시뮬레이션이 퍼지 암흑 물질의 영향에 대한 자세한 내용을 포착하는 데 초점을 맞출 수 있으며 천문학 자에게 망원경을 통해 볼 수있는 것에 대한 더 나은 아이디어를 제공 할 수 있다고 말했다.
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