암흑물질 또는 암흑에너지라는게 정확하게 어떤건가요?

Question

안녕하세요. 가끔 과학에 관련된 기사나 다큐 같은걸 보게 되면 암흑물질 또는 암흑에너지라는 말이 나오는데 이 암흑물질 또는 암흑에너지라는게 정확하게 어떤건가요? 밝혀진게 있나요?

Answer 1

안녕하세요.

암흑물질(dark matter)과 암흑에너지(dark energy)는 우주의 가장 미스터리한 구성 요소 중 하나입니다. 두 용어 모두 우주를 이해하는 데 필수적이지만, 그들의 성질과 역할은 근본적으로 다릅니다.
암흑물질은 우주의 총 물질량 중 대략 27%를 차지하지만, 직접적으로 빛을 내지 않거나 다른 전자기 방사선을 방출하지 않기 때문에 관측할 수 없습니다. 암흑물질의 존재는 간접적인 방법으로만 추론됩니다. 주로 은하의 회전 속도나 은하단 내 은하들의 움직임을 통해 그 존재가 유추됩니다. 은하들이 예상보다 훨씬 빠른 속도로 회전하고 있는데, 이는 보이는 물질만으로는 설명이 되지 않습니다. 따라서 추가적인 중력을 제공하는 무언가가 존재한다고 추론할 수 있는데, 이것이 바로 암흑물질입니다.
암흑물질은 아직 직접 관측되지 않았기 때문에, 그 구성 요소나 정확한 특성은 아직 확실히 밝혀지지 않았습니다. 후보로는 WIMPs (Weakly Interacting Massive Particles, 약하게 상호작용하는 대량 입자) 또는 축삭소(Axions) 등이 제안되고 있습니다.
암흑에너지는 우주의 총 에너지 밀도의 약 68%를 차지하는 미지의 형태의 에너지로, 우주의 가속 팽창을 설명하는 데 중요한 역할을 합니다. 1990년대 말에 우주의 팽창 속도가 시간이 지남에 따라 느려지는 것잉 ㅏ니라 오히려 가속되고 있다는 관측 결과가 나오면서 암흑에너지에 대한 가설이 제기되었습니다.
암흑에너지의 정확한 본질은 아직 알려지지 않았으며, 다양한 이론적 모델이 존재합니다. 가장 널리 받아들여지는 이론 중 하나는 '코스모로지컬 상수(cosmological constant)'라는 개념으로, 이는 알베르트 아인슈타인의 일반 상대성 이론에서 비롯된 것입니다. 이외에도, 변화하는 암흑에너지 모델이나 수정된 중력 이론 등 다양한 접근 방식이 연구되고 있습니다.
암흑물질과 암흑에너지는 각각 우주의 중력적 구조 형성과 우주의 팽창 속도에 결정적인 영향을 미치는데, 이들 두 현상은 현대 우주론에서 가장 중요한 미해결 문제 중 일부입니다. 이 분야의 연구는 여전히 활발히 진행 중이며, 미래의 천체물리학 및 입자물리학 연구를 통해 더 많은 답을 얻을 수 있을 것입니다.