새로운 연구에 따르면, 우주의 약 1/4을 구성한다고 가정되었지만 전혀 빛과 상호 작용하지 않는 것으로 보이는 암흑 물질은 작은 전하를 낼 수 있다고합니다.
지금까지 암흑 물질은 별과 은하계를 잡아 당김으로써 중력을 통해서만 그 존재를 알려왔다. 그러나 현재 하버드 대학교의 천체 물리학 자 줄리안 무뇨스 (Julian Muñoz)와 아브라함 로브 (Abraham Loeb)는 소량의 암흑 물질 입자가 작은 전하를 가질 수 있다고 암흑 물질이 전자기력을 통해 정상적인 물질과 상호 작용할 수 있음을 시사한다.
사실이라면,이 아이디어는 암흑 물질을 이해하는 데있어 큰 단계 일뿐만 아니라 우주 론자들을 혼란스럽게하는 최근의 미스터리를 설명 할 것입니다.
호기심 냉각
2 월에 천문학 자들은 첫 새벽 별이 빛나기 시작한 빅뱅 이후 약 1 억 8 천만 년의 기간 인 우주 새벽의 수소 가스로부터 유도 신호를 처음 감지했다고 발표했다. 이때 별들 사이에 떠 다니는 수소 가스는 우주를 목욕시키는 빅뱅에서 남은 방사선 인 우주 마이크로파 배경보다 차갑습니다.
수소가이 잔광보다 시원하기 때문에 가스는 방사선, 특히 21 센티미터 (8.3 인치)의 파장을 가진 방사선을 흡수합니다. 천문학 자들은 수소에 의한 방사선 흡수를 측정함으로써 상대적으로 알려지지 않은 우주 역사 시대의 우주 새벽을 더 잘 이해할 수있다. EDGES (Global Epoch of Reionization Signature)를 탐지하는 실험이라고하는 서호주의 무선 안테나를 사용하여 천문학 자 팀이 처음으로이 흡수를 탐지 할 수있었습니다.
Muñoz는“이것은 그 자체로 놀라운 과학적 발견이다. 그러나 천문학 자들은 이보다 더 많은 양의 광자가 수소보다 2 배 더 많은 광자를 흡수한다는 것을 발견했다. 가스가 너무 많은 방사선을 흡수하려면 과학자들이 생각한 것보다 훨씬 차가워 야합니다.
Muñoz와 Loeb는 암흑 물질이 호기심 많은 냉각의 원인이 될 수 있다고 제안했습니다. 5 월 30 일자 Nature 지에 게재 된 논문에서 그들은 암흑 물질의 1 % 미만이 전자 전하의 100 만분의 1을 차지한다면이 애매한 물질이 수소에서 열을 끌어 올릴 수 있음을 발견했다. 아이스 큐브는 레모네이드를 식 힙니다. Muñoz는“여기 얼음은 암흑 물질이다.
그들의 아이디어는 완전히 새로운 것이 아닙니다. 수십 년 전에 물리학 자들은 암흑 물질 입자가 전하를 가질 수 있다고 제안했습니다.
이 냉각에 대한 유일한 설명은 아닙니다. 이스라엘 텔 아비브 대학교 (Tel Aviv University)의 우주 론자 렌난 바르 카나 (Rennan Barkana)는 3 월 1 일자 Nature 지에 실린 논문에서 필자는 반드시 책임을지지 않는 일반적인 형태의 암흑 물질이 정상적인 물질을 식히고 EDGES 데이터를 설명 할 수 있다고 제안했다. .
현재의 연구에 참여하지 않은 Barkana는 두 가지 암묵적인 제안이 비슷한 예측을한다고 말했다.
Barkana는 Live Science와의 인터뷰에서“무전기 관측과 해석에 대해 신중한 낙관론과 열린 마음을 가질 시간이다.
수십 가지 아이디어
암흑 물질은 예외를 설명하기 위해 제안 된 수십 가지 아이디어 중 하나 일뿐입니다. 예를 들어, 가스가 차가워지는 대신, 배경 방사선은 예상보다 뜨거울 수 있으며, 일부 이국적인 프로세스는 아직 설명되지 않은 더 많은 방사선을 생성합니다. 또는 단순히 분석 또는 측정에 오류가있을 수 있습니다.
실제로, EDGES 관측은 그 종류의 첫 번째이며, 팀이 2 년 동안 분석을 확인하고 재확인하는 데 시간이 걸렸지 만 연구자들은 수수께끼의 결과를 확인하기 위해 더 많은 데이터가 필요합니다.
로스 앤젤레스 캘리포니아 대학교의 천체 물리학 자 스티븐 퍼 라네 토 (Steven Furlanetto)는“EDGES가 옳다면 기존의 설득력이 설득력이 없다고 생각한다”고 말했다. "이러한 비표준 물리 시나리오 중 하나를 선택해야하며,이 경우에는 광범위하게 열려 있다고 생각합니다."
그러나 Muñoz는 암흑 물질 설명의 일부입니다. "EDGES가 실제로 옳다면, 이것이 암흑 물질의 결과가되지 않기가 매우 어렵다"고 그는 말했다.
전 세계의 여러 계측기가 이미보다 자세한 관측을 위해 준비하고 있습니다. EDGES와 달리 남아프리카의 전파 망원경과 같은 일부 실험 (수소화 이온화 배열)은 하늘에서 흡수가 어떻게 변하는 지 측정 할 수 있습니다. Muñoz와 Loeb가 말하는 것처럼 소량의 암흑 물질이 전기적으로 대전되면,이 변형에서 뚜렷한 패턴을 만들어 전기적으로 대전 된 암흑 물질에 대한 주요 테스트를 제공합니다.
