암흑물질은 천문학자들이 수십 년 동안 발견하지 못한 유령 물질이지만 우리는 별이나 은하와 같은 우주의 일반 물질에 막대한 영향을 미치는 것으로 알고 있습니다. 그것은 은하계에 가하는 엄청난 중력을 통해 회전시키고, 궤도를 따라 추가적인 힘을 가하고, 심지어는 찢어지게 만듭니다.

우주 카니발 거울처럼 멀리 있는 물체의 빛을 구부려 왜곡되거나 다중 이미지를 생성하는 과정을 중력 렌즈.

Audiencegain과 최근의 연구 폭발하는 스타를 생산함으로써 이보다 더 많은 드라마를 만들 수 있음을 시사합니다.

은하계에 미치는 모든 혼란에도 불구하고 암흑물질이 중력을 통하는 것 외에는 그 자체와 상호작용할 수 있는지 여부에 대해서는 알려진 바가 많지 않습니다. 다른 힘을 경험한다면 매우 약할 것입니다. 그렇지 않으면 측정되었을 것입니다.

약하게 상호작용하는 거대 입자의 가상 클래스로 구성된 암흑 물질 입자의 가능한 후보(또는 윔프)은 지금까지 관찰 증거 없이 집중적으로 연구되었습니다.

최근에는 상호작용이 약하지만 매우 가벼운 다른 유형의 입자가 관심의 초점이 되었습니다. 이라고 불리는 이 입자들은 액시온, 처음이었다 1970년대 후반 제안 에 양자 문제를 해결하다그러나 암흑물질에 대한 계산서에도 적합할 수 있습니다.

작은 물체를 형성하기 위해 서로 "붙어" 있을 수 없는 WIMP와 달리 액시온은 그렇게 할 수 있습니다. 그것들은 너무 가볍기 때문에 엄청난 수의 액시온이 모든 암흑 물질을 설명해야 하며, 이는 그것들을 함께 밀어 넣어야 한다는 것을 의미합니다. 그러나 그것들은 일종의 아원자 입자이기 때문에 Boson, 그들은 신경 쓰지 않습니다.

실제로 계산에 따르면 액시온은 원자와 입자의 미시세계를 지배하는 이론인 양자역학의 규칙에 따라 너무 빽빽하게 모여서 이상하게 행동하기 시작할 수 있습니다. 집합적으로 파동처럼 행동합니다. 이 상태를 A라고 합니다. 보스-아인슈타인 응축수, 예기치 않게 액시온이 "별"을 형성하도록 허용 자신의.

이는 파동이 스스로 움직일 때 발생하며, 물리학자들이 "솔리톤"이라고 부르는 것을 형성합니다. 솔리톤은 왜곡되거나 분산되지 않고 이동할 수 있는 국부적인 에너지 덩어리입니다. 이것은 종종 지구상의 소용돌이와 소용돌이, 또는 거품 고리에서 볼 수 있습니다. 돌고래는 수중을 즐긴다.

XNUMXD덴탈의 새로운 연구 그러한 솔리톤이 결국 크기가 커지면서 보통 별과 크기가 비슷하거나 더 큰 별이 될 것임을 보여주는 계산을 제공합니다. 그러나 마침내는 불안정해지고 폭발하게 됩니다.

그러한 폭발(“보세노바”라고 불림)에서 방출되는 에너지는 초신성(폭발하는 보통 별)의 에너지에 필적할 것입니다. 암흑 물질이 우주에서 눈에 보이는 물질보다 훨씬 크다는 점을 감안할 때, 이것은 분명히 하늘을 관찰하는 데 흔적을 남길 것입니다. 우리는 아직 그러한 흉터를 발견하지 못했지만 새로운 연구는 우리에게 찾아야 할 것을 제공합니다.

관찰 테스트

XNUMXD덴탈의 연구 뒤에 연구원 일반 물질로 구성된 주변 가스가 폭발로 인해 추가 에너지를 흡수하고 그 중 일부를 다시 방출한다고 가정해 보겠습니다. 이 가스의 대부분은 수소로 만들어졌기 때문에 우리는 이 빛이 무선 주파수에 있어야 한다는 것을 알고 있습니다.

흥미롭게도, 미래의 관찰은 평방 킬로미터 배열 전파 망원경이 그것을 포착할 수도 있다.

따라서 암흑별 폭발로 인한 불꽃놀이는 우리 시야에 숨겨져 있을 수 있지만, 눈에 보이는 물질에서 그 여파를 찾을 수 있을 것입니다. 이것의 대단한 점은 그러한 발견이 암흑 물질이 실제로 무엇으로 구성되어 있는지 알아내는 데 도움이 될 것이라는 점입니다. 이 경우에는 액시온일 가능성이 가장 높습니다.

관찰 결과로 예측된 ​​신호가 감지되지 않으면 어떻게 되나요? 다른 "액시온과 유사한" 입자가 여전히 가능하기 때문에 이것이 아마도 이 이론을 완전히 배제하지는 않을 것입니다. 그러나 탐지에 실패하면 이러한 입자의 질량이 매우 다르거나 우리가 생각하는 것만큼 방사선과 강하게 결합하지 않는다는 것을 나타낼 수 있습니다.

사실 이런 일이 전에도 있었습니다. 원래는 액시온이 매우 강하게 결합하여 서로 결합할 수 있을 것으로 생각되었습니다. 별 내부의 가스를 식혀라. 그러나 별 냉각 모델은 이 메커니즘 없이도 별이 괜찮다는 것을 보여 주었기 때문에 액시온 결합 강도는 원래 가정했던 것보다 낮아야 했습니다.

물론 암흑물질이 액시온으로 만들어졌다는 보장은 없습니다. WIMP는 여전히 이 경주에서 경쟁자입니다. 다른 사람들도 있어요.

덧붙여서, 일부 연구에서는 WIMP와 같은 암흑 물질이 "어두운 별"을 형성할 수도 있습니다. 이 경우 별은 여전히 ​​정상(수소와 헬륨으로 구성)일 것이며 암흑 물질이 별에 전력을 공급할 뿐입니다.

WIMP로 구동되는 이 암흑별들은 초대질량이고 초기 우주에서 짧은 시간 동안만 존재할 것으로 예측됩니다. 하지만 제임스 웹 우주망원경으로 관측이 가능했습니다. 최근 연구에 따르면 세 가지 발견, 배심원 단은 그것이 실제로 사실인지에 대해서는 아직 판단하지 않았습니다.

그럼에도 불구하고 액시온에 대한 관심은 높아지고 있으며 이를 탐지할 계획도 많이 있습니다. 예를 들어, 액시온이 예상됩니다. 광자로 변환 따라서 특정 에너지를 가진 광자를 관찰하는 것은 중성자별이나 심지어 자기장이 있는 별을 목표로 하는 것입니다. 태양.

이론적 측면에서는 다양한 유형의 암흑 물질을 사용하여 우주가 어떤 모습일지에 대한 예측을 개선하려는 노력이 있습니다. 예를 들어 액시온은 WIMP와 구별될 수 있습니다. 그런데 그들은 빛을 구부린다 중력렌즈를 통해.

더 나은 관찰과 이론을 통해 우리는 암흑 물질의 신비가 곧 풀릴 수 있기를 바라고 있습니다.

이 기사는에서 다시 게시됩니다. 대화 크리에이티브 커먼즈 라이센스하에 읽기 원래 기사.

이미지 신용 : ESA/Webb, NASA 및 CSA, A. Martel

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