암흑물질은 결국 존재하지 않았다. 이대로라면 파기될 수도..

 

 

 

과학자들은 암흑 물질이 존재한다고 생각해 왔습니다.

 

우주의 물질 중 무려 85%나 차지하고 있을 것으로 생각해 왔죠.

 

하지만 아니었습니다. 최근의 탐색 결과 아무것도 발견되지 않았습니다.

 

이제 암흑 물질은 과거의 '에테르' 처럼, 완전히 부정될 가능성마저 생겼습니다.

 

이번 연구는 Tev 천체물리학회와 LIDINE 물리학회에서 발표되었습니다.

 

 

 

 

 

은하는 매우 빠른 속도로 회전하고 있습니다.

하지만 은하의 별들은 아주 안정적으로 유지되고 있죠.

 

어째서 별들은 은하 바깥쪽으로 튕겨져 나가지 않는 걸까요?

 

그것은 바로 암흑 물질 때문입니다. 암흑 물질들이 별들은 강하게 붙잡고 있기 때문이죠.

 

이것이 강한 원심력이 발생되는 은하에서, 별들이 안정적으로 유지되고 있는 이유입니다.

 

 

 

 

 

 

그러면 이러한 암흑 물질들은, 언제 발견이 되었을까요?

 

아이러니하게도 암흑 물질은, 지금까지 그 흔적조차 발견된 적이 없습니다. 

 

우주의 다양한 현상들을 설명하기 위해 도입된 가장 유력한 가설일 뿐이죠.

 

물론 암흑 물질에 대한 연구가 전혀 진척이 없었던 것은 아닙니다.

 

그동안 과학자들은 수 많은 연구를 통해서, 암흑 물질의 가장 유력한 후보를 제안했는데요.

 

이 입자가 바로, WIMP라고 하는 특이한 성질의 입자입니다.

 

우주를 구성하는 모든 입자들은, 반대되는 성질을 가진 입자를 가질 것으로 생각됩니다.

 

WIMP는 이러한 반대되는 입자들 중에서, 가장 가벼운 입자를 말하는데요.

 

그 어떠한 물질들과도 거의 상호 작용하지 않고, 오로지 중력에만 반응하는 특이한 입자입니다.

 

과학자들은 WIMP가 1제곱센티미어의 면적에, 초당 약 10만 개가 지나갈 것으로 추정하고 있죠.

 

그래서 충분히 민감한 검출기가 있다면, 발견할 수 있을 것으로 생각해 왔습니다.

 

 

 

 

 

 

 

그래서 과학자들은 역사상 가장 민감한 검출기, LUX-ZEPLIN를 개발하게 되었습니다.

 

LUX-ZEPLIN은 WIMP를 감지하면 빛을 방출하게끔 설계가 되어 있는데요.

 

2022년에 설치가 되서, 2024년 8월까지 약 280일간 탐색을 진행해 왔었습니다

 

그리고 마침내 그 결과가 발표되었습니다. 결과는 실패였습니다.

 

LUX-ZEPLIN는 WIMP 입자는 커녕 이와 비슷한 흔적조차 전혀 발견해내지 못했죠.

 

물론 포기하기엔 다소 이르지만, 이번의 결과로 WIMP 입자의 입지가 크게 흔들리게 되었습니다.

 

역사상 가장 강력한 검출기로도 발견해내지 못한 WIMP 입자.

 

더 강력한 검출기가 필요한 걸까요? 아니면 WIMP는 존재하지 않는 걸까요?

 

 

 

LUX-ZEPLIN

 

 

 

어쩌면 암흑 물질은 우리가 알고 있는 형태의 입자가 아니라서 그럴 수도 있습니다.

 

기존의 물리학으로 이해하기 어려운, 아주 특별한 형태를 가지고 있을 수도 있죠.

 

이들은 일반적인 물질과는 전혀다른, 독자적인 암흑 핵이나 암흑 원자로 구성되어 있을지도 모릅니다.

 

그래서 이러한 암흑의 입자들은, 애당초 기존의 검출기로는 발견할 수 없는 걸지도 모릅니다.

 

또는 우주에는 실제로 암흑 물질같은 것들은, 애당초 존재하고 있지 않았을지도 모릅니다.

 

그래서 아무리 강력한 검출기를 개발해도, 암흑 물질은 절대로 검출될 수가 없는 거죠.

 

그래서 다른 과학자들은 암흑 물질을 대체하는, 수정 뉴턴 역학이라는 이론을 제안하고 있습니다.

 

기존의 뉴턴 역학에서는 거리가 멀어지면 중력도 같이 멀어지게 된다고 설명하고 있는데요.

 

하지만 수정 뉴턴 역학에서는, 거리에 따라 중력의 약해짐이 생각보다 느리다고 제안합니다.

 

그래서 거리가 멀어도 중력의 영향을 계속 받기 때문에, 우리가 몰랐던 더 많은 일들이 일어날 수 있다는 거죠.

 

은하의 별들이 튕겨져나오지 않는 이유는 암흑물질이 아니라, 결국 중력때문었다는 겁니다.

 

이외에도 기존에 암흑 물질을 이용해서 설명되던 현상들이, 대부분 수정 뉴턴 역학으로도 설명되고 있습니다.

 

실제로 최근에 이루어진 연구에서, 암흑 물질과 수정 뉴턴 역학의 대결이 이루어지기도 했었는데요.

 

결과는 수정 뉴턴 역학 쪽이 실제 관측 결과와 더 일치하는 것으로 나타나기도 했었습니다.

 

 

 

 

 

 

 

이번의 발표로 인해서, WIMP 입자의 입지가 많이 줄어들게 되었습니다.

 

물론 과학자들은 이 이후로도, WIMP 입자를 계속 찾아볼 예정인데요.

 

하지만 어쩌면, 이제 암흑 물질의 다른 후보를 찾아야 될 시점이 온 건지도 모르겠습니다.

 

그런데 암흑 물질은 정말 존재하기는 하는 걸까요? 또 언제까지 찾아야 되는 걸까요?

 

암흑 물질을 찾기 위한 그 동안의 여정이, 이제 최종장으로 접어들고 있습니다.

 

머지 않아 과학자들은, 이 오랜 여정의 결론을 내려야만 될 겁니다.

 

 

 

 

 

2024.09.04 - [지구・ 생명] - 과학자들은 지구를 둘러싼 새로운 힘을 발견했습니다.

과학자들은 지구를 둘러싼 새로운 힘을 발견했습니다.

2024.08.29 - [과학・ETC] - 화성을 지구처럼 만드는 현실적인 방법(진짜 이렇게 하면 됨)

화성을 지구처럼 만드는 현실적인 방법(진짜 이렇게 하면 됨)