암흑물질이 있다는 것은 어떻게 아나요?

Question

여러 과학자들이 우주에 암흑물질이 있다고 하는데도 불구하고 아직까지 밝혀진 바가 없다고 하던데 그 이유가 무엇인가요?

관측 장비로 측정 못하는 암흑 물질이 존재하는 것은 어떻게 아나요?

이용준 전문가 · Accepted Answer

암흑물질은 말 그대로 암흑이라 전자기파를 방출하지 않기 때문에 망원경이나 전파망원경 등 일반적인 관측방법으로는 관측할 수 없습니다. 암흑물질이 가진 중력을 이용하여 간좁적으로 관측합니다. 빛은 우주공간이든 어디서든 직진합니다. 그러나 중력이 작용하면 중력에 의해 빛의 경로가 휘어집니다. 매우 큰 질량을 가진 천체가 있다면 빛은 그 천체 주위에서 휘어집니다. 만일 암흑물질이 있다면 뒤에 있는 천체로부터 방출되는 빛이 암흑물질의 중력에 의해 휘어져 경로를 바꾸고 우리 눈에는 여러 개로 보이기도 합니다. 이러한 현상을 중력렌즈라고 합니다. 렌즈를 통해 빛을 모으듯 암흑물질의 중력이 빛을 모아주는 역할을 하는 것입니다.

호탕한개미핥기272 · Answer

안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.암흑물질이 어떤 입자로 이루어져 있는지 밝히진 못하였습니다. 하지만, 암흑물질의 존재를 가정하게 되면 기존 이론으로 설명하지 못한 현상들을 설명할 수 있습니다. 암흑물질이란 질량을 가지고 있어 중력에 의한 상호작용(힘을 받거나 행할 수 있음)은 가능합니다. 하지만, 전자기력과 상호작용하지 않는 물질입니다. 즉, 전자기력과 상호작용하지 않는다는 것은 전기적 중성이며 빛과 상호작용하지 않는다는 의미이고 눈으로 보이지 않는다는 의미입니다. 암흑물질은 중력과 상호작용하기 때문에 증거가 되는 현상들이 있습니다. 그 현상들로는 은하 내의 은하 중심으로부터 거리에 따른 행성과 별의 공전 속도 그래프, 중력 렌즈 효과, 총알 은하단 등이 있습니다. 이러한 현상은 물질들, 천체들에 의한 중력으로 해석되는 현상입니다. 하지만 눈에 보이는 물질들의 중력만으로는 관측된 데이터를 해석하는데 한계가 있으며, 보이는 질량보다 더 큰 질량이 있어야한다는 사실로부터 암흑물질을 도입한 것이죠.

감자탕맛있다 · Answer

안녕하세요. 김형윤 과학전문가입니다.암흑물질의 존재는 아직 직접적으로 관측되지 않았지만, 그 존재를 뒷받침하는 많은 증거들이 있습니다. 대표적인 증거로는 다음과 같습니다.* 은하계의 회전 속도: 은하계의 별들은 중심에서 멀어질수록 속도가 느려져야 하지만, 실제 관측 결과는 그렇지 않습니다. 이는 암흑물질이 은하계의 중심에서 멀리 떨어진 곳에도 존재하여 별들의 속도를 유지시켜주고 있기 때문입니다.* 은하단의 중력렌즈 현상: 은하단은 중력이 매우 강하기 때문에, 은하단 뒤에 있는 은하의 빛을 휘게 합니다. 이 현상을 은하단의 중력렌즈 현상이라고 합니다. 은하단의 중력렌즈 현상을 분석하면 은하단에 암흑물질이 존재한다는 것을 알 수 있습니다.* 우주 마이크로파 배경 복사: 우주 마이크로파 배경 복사는 우주가 탄생한 직후의 잔광입니다. 우주 마이크로파 배경 복사를 분석하면 우주에 암흑물질이 존재한다는 것을 알 수 있습니다.암흑물질은 우주에서 가장 많은 질량을 차지하고 있지만, 아직 그 정체는 밝혀지지 않았습니다. 암흑물질의 정체를 밝히는 것은 우주를 이해하는 데 중요한 열쇠가 될 것입니다.

하얀도화지113 · Answer

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.암흑물질은 우주의 특정 현상을 관찰하거나 수학적 모델을 통해 추론됨으로써 알려진 것입니다. 아직 직접적으로 관측되지는 않았지만, 우리가 관측 가능한 우주와 그 동력에 영향을 주는 것으로 추정되는 물질입니다.암흑물질의 존재는 주로 천문학적 관측을 통해 알려졌습니다. 천체의 운동 경로나 중력 상호작용의 연구 등을 통해 암흑물질이 존재하지 않으면 설명할 수 없는 현상들이 발견되었기 때문입니다. 또한, 우주 배경 복사와 같은 우주의 초기 상태를 연구하는 데서도 암흑물질의 존재를 추론할 수 있습니다.또한, 암흑물질의 존재를 뒷받침하는 수학적 모델도 제시되었습니다. 우주의 크기와 구조를 설명하기 위해 암흑물질로 가정한 모델들이 우주론 연구에서 사용되고 있습니다.

활달한파리매77 · Answer

안녕하세요. 조사를 해본 결과 암흑물질은 가시광선이나 다른 전자기파를 방출하지 않기 때문에 관측 장비로 직접 관측할 수 없습니다. 그러나 암흑물질은 중력의 영향을 미치기 때문에, 암흑물질이 존재한다는 것을 간접적으로 알 수 있습니다.예를 들어, 은하의 회전 속도는 암흑물질이 존재한다는 것을 암시합니다. 은하의 별들은 은하의 중심에서 멀어질수록 속도가 느려지지만, 실제로는 은하의 별들은 은하의 중심에서 멀어질수록 속도가 빨라집니다. 이것은 은하의 중심에 암흑물질이 존재하여 별들의 속도를 빨라지게 하는 것으로 설명됩니다.또한, 은하단의 운동은 암흑물질이 존재한다는 것을 암시합니다. 은하단은 수백 개에서 수천 개의 은하가 모여 있는 집단입니다. 은하단은 서로 중력을 끌어당기고 있지만, 은하단의 운동은 암흑물질이 존재하여 은하단이 붕괴되지 않고 유지되는 것으로 설명됩니다. 도움이 되셨다면 좋아요 추천 부탁드립니다. ^^

지구과학·천문우주

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암흑물질이 있다는 것은 어떻게 아나요?