암흑 물질과 암흑 에너지는 무엇일까요?
우주의 대부분을 차지하는 암흑 물질과 암흑 에너지는 무엇으로 이루어져 있을까요?
이것들은 우주의 운명에 어떤 영향을 미칠까요?
현재까지 밝혀진 것은 무엇일까요?
우주는 우리가 볼수 있는 물질뿐만 아니라 보이지 않는 암흑물질과 암흑에너지로 이루어져 있으며 암흑에너지는 68%, 암흑물질은 27%, 보통물질은 5%를 차지하게 됩니다. 즉 우리가 볼수 있는 물질은 전체의 5%정도이며 나머지 95%는 암흑물질과 암흑에너지로 볼수 없는 것이지요! 암흑물질이란 빛을 방출하거나 흡수하지 않기에 보이지 않으며 중력의 ㅇ ㅕㅇ향으로 그 존재를 알수 잇는 물질입니다. 우리가 볼수 없지만 은하들이 이상하게 빠르게 회전하거나 중력 렌즈 효과를 일으키는 것으로 존재를 추측하는 것이지요. 뉴턴역학에 따르면 은하의 외곽 부분ㅇ ㅔ있는 별들은 중심에서 멀어질수록 속도가 느려져야하는데 은하의 바깥쪽 별들도 거의 같은 속도로 회전하는 관측의 결과를 확인하게 된것이지요. 이는 우리가 보지 못하는 거대한 질량을 은하가 감싸고 있어야 한다는 뜻이므로 암흑물질이 있다는 것을 의미합니다. 강한 중력은 빛을 휘게 만드는데 우리가 보는 은하단에서 보이지 않는 질량이 빛을 휘게 만드는 현상을 관측하였고 눈에 보이는 물질보다 훨씬 많은 질량이 존재해야 한다는 증거로 밝혀집니다. 암흑 물질이 없다면 현재 우리가 보는 은하들의 ㄱ대한 거미줄 같은 구조는 형성될수 없으며 컴퓨터시뮬레이션을 통해서도 암흑물질의 존재가 있어야 지금과 같은 은하들이 생성될수 있음을 확인하여습니다! 아마도 암흑물질은 WIMP(약하게 상호작용하는 무거운 입자), 액시온(가볍고 전하를 띠지 않는 가설상의 입자), 비활성 중성미자(기존 중성미자보다 더 무겁고, 다른 입자와 거의 상호작용하지 않음)정도로 예측하고 있습니다! 암흑에너지란 우주의 팽창을 가속시키는 미지의 에너지로서 암흑물질이 중력으로 물질을 묶는 역할을 하며 우주의 팽창을 밀어내는 힘으로 작용하고 있습니다. 우주 팽창 속도가 증가하고 있는데 1998년 Ia형 초신성을 연구한 과학자들이 멀리 있는 초신성이 예상보다 더 어두워지는 것을 발견하고 우주의 팽창 속도가 시간이 지나면서 빨라지고 있따는 것으로 확인하게 되었습니다. 원래 우주는 팽창하더라도 점점 느려질것으로 예상했지만 가속되고 있었던것이지요! 우주의 초기 상태를 분석한 결과 보통 물질과 암흑물질만으로는 현재의 우주 모습을 설명할수 없었던것이지요~ 따라서 추가적으로 보이지 않는 에너지를 예측하게 된것입니다. 암흑에너지는 우주상수인 진공에너지, 스칼라장, 중력이론 수정등으로 예측하고 있습니다! 암흑물질은 이후 미래의 우주가 빅립(암흑에너지가 매우 강하여 우주의 끝이 팽창하여 결국 은ㅇ하, 별, 원자까지 찢어지는 상황이 됨), 열적죽음(암흑에너지가 일정한 속도로 팽창하면 결국 모든 물질이 너무 멀어져 열과 에너지가 없는 차가운 우주가 됨), 빅 크런치(암흑에너지가 줄어들고 중력이 다시 우주를 수축시키기 시작하다면 우주는 다시 붕괴하여 대붕괴가 다시 발생하게 됨), 빅바운스(팽창하였다 수축한 뒤 다시 새로운 우주로 폭발할수도 있음)으로 나누어 예측하고 있으며 빅프리즈인 열적죽음형태로 나아갈것으로 예측하고 있습니다!