암흑물질의 모든것

우주에 있는 물질보도 훨씬 많은 암흑 물질과 암흑 에너지의 정체는 현재 과학자들이 풀어야 할 가장 큰 과제라고 할 수 있습니다.그중에서 함흑물질은 그 정체를 풀기 위해 수많은 실험이 진행되고 있지만 약간의  실마리도 얻지 못한 상태입니다.암흑물질을 검출하기 위한 실험은 모두 실패로 끝났습니다.물론 그래도 도전은 계속되고 있지만,이쯤 되면 실제로는 암흑 물질이 존재하지 않는 것이 아닌가 하는 합리적인 의심이 가능합니다. 우리가 암흑 물질의 존재를 아는 이유는 은하와 은하단의 이동 속도나 형태가 눈에 보이는 물질만으로는 설명되지  않는데 있습니다.보이지 않지만 중력을 행사하는 물질이 있다고 보는 것입니다.이에 대한 대안적인 설명  가운데 하나가 수정된 중력 이론입니다.눈에 보이지 않는 물질 대신 중력 이론을 수정하는 것입니다.

다마 국제공동 연구팀은 1995년부터 지하실험실에 설치한 검출기로 암흑물질 탐색 실험을 시작했습니다.3년 뒤인 1998년 검출기에는 계절에 따라 변하는 신호가 포착됐습니다.다마 팀은 이 신호를 암흑물질의 유력 후보로 꼽히는 윔프 입자가 남긴 흔적이라고 주장했습니다.지구가 공전궤도를 지나는 과정에서 암흑물질의 밀도가 다른 지역을 통과하고,그 결과 신호가 달라진다는 주장이었습니다.하지만 현재까지 세계 어느 연구팀도 다마 팀이 측정한 에너지 범위에서 윔프의 흔적이 맞는지에 대한 논란이 이어지고 있습니다.기초과학연구원은 지하실험 연구단이 이 오랜 미스터리를 검증할 신호탄을 쐇다며,독자적인 연구개발을 통해 다마 팀과 동일한 암흑물질 검출 설비를 개발하고 강원도 양양 양수발전소 지하에 위치한 지하 실험실에서 2016년 부터 본격적인 실험을 시작했습니다. 암흑물질 탐색 실험은 고순도의 결정에 암흑물질이 드만 확률로 충돌하는 순간의 신호를 포착하는 원리입니다. IBS가 주도하는 코사인 100 공동연구협력단은 다마 팀과 동일한 요오드화나트륨 결정을 이용하는 실험설비를 마련하는 한편 더 안정적인 검출환경을 조성했습니다.고체 차폐체에 액체 섬광체를 추가한 이중 차폐 설계를 도입해,외부의 잡신호를 줄이는 동시에 결정 내부에서 만들어지는 방사능도 줄였습니다.

천문학자들이 허블우주망원경과 새로운 관측 기술을 이용하여 지금까지 알려진 것보다 훨씬 적은 규모로 뭉쳐있는 암흑물질을 찾아냈다고 합니다.이러한 결과는 널리 받아들여지고 있는 차가운 암흑물질 이론의 근간이 되는 전제 사항중 하나를 확정하는 결과이기도 합니다.차가운 암흑물질 이론에 따르면 모든 은하는 암흑물질 구름 안에 휘감겨 존재한다.암흑물질 자체는 매우 느리게 움직이거나 차가운 입지들로 구성되어 있다.이들은 한데 모여 우리 은하 미리내의 수십만 배에 달하는 질량의 구조체로부터 비행기 하나 정도의 질량을 닺춘 덩어리 까지  다양한 질량의 구조를 형성할 수 있습니다.허블관측을 통해 암흑물질의 본성과 이들이 어떻게 움직이는지에 대한 새로운 통찰을 얻을 수 있었습니다.이번 관측 팀의 일원인 캘리포니아 대학 토마소 트로이는 차가운 암흑물질 모델을 위해 강도높은 관측 검증을 진행햇고 성공적으로 이 검증을 통과해냇다고 말햇습니다.암흑물질은 우주의 질량 중 상당 부분을 차지하고 있는 눈에 보이지 않는 물질로서 은하가 성장할 수 있는 발판이 된 물질입니다. 천문학자들 암흑물질을 직접 볼 수는 없지만 이들이 별과 은하에 미치는 중력을 통해 그 존재를 간접적으로 측정할 수 있다고 합니다.이처럼 적은 질량의 덩어리들에는 작은 은하들이 일체 포함되어 있지 않기 때문에  암흑물질 덩어리에 잠겨 있는 별들을 이용하여 암흑물질을 찾아내는 전통적인 방법으로는 포착이 불가능했던 것입니다.관측 대상이 된 8개의 퀘이사와 은하들은 공간을 구부리는 효과를 만들만큼 정확한 배열을 하고 있었습니다.

암흑물질 덩어리는 각각의 퀘이사의 모습이 일그러지면서 대상의 겉보기 광도와 위치를 변형 시킵니다.천문학자들은 암흑물질의 영향이 없다면 퀘이사가 원래 어떤 모습으로 보였을지를 추정하여 이를 실제 보이는 퀘이사의 모습과 비교하였습니다.이를 통해 적은 규모로 모여있는 암흑물질 덩어리의 질량을 측정할 수 있습니다. 과학자들은 데이터 분석을 위해 정교한 컴퓨터 프로그램을 개발햇으면 관측기법의 재편을 강도높게 수행했습니다. 하지만 암흑물질을 구성하는 입자의 유형들에 대해서는 여전히 아는 것이 없습니다.비러의 설명은 다음과  같습니다.아직 암흑물질에 입자가 있다는 것에 대한 직접적인 실험증거는 없습니다.우주론학자들이 관측을 근거로 암흑물질에 입자가 있다라고 말하지 않는다면 그 어떤 입자물리학자도 암흑물질에 대해 이야기 하지 않을 것입니다.천문학자들은 제임스웹우주명원경이나 광대역적외선탐사망원경과 같은 적외선 망원경으로 암흑물질에 대한 연구를 지속해나갈 것입니다.