암흑물질(dark matter)과 암흑에너지(dark energy)의 근원은 하나다 -7 음의질량-암흑물질-암흑에너지

[ 암흑물질(dark matter)과 암흑에너지(dark energy)의 근원은 하나다]


음의질량을 통한 암흑물질, 암흑에너지 가설에서 암흑물질과 암흑에너지가 서로 다른 것이 아니라,
암흑물질은 은하 밖에 존재하는 음의 질량에 의한 구심력 효과이고,
우주팽창을 설명하는데 필요한 암흑에너지는 우주전체 적으로 음의 질량이 양의 질량에 작용하는 척력 및 이의 적분값인 양의 퍼텐셜 에너지 라고 주장하고 있습니다.


따라서, 은하내의 회전속도를 설명하는 음의 질량 분포 및 평균밀도를 구하고, 이러한 음의 질량에 의한 양의 값을 갖는 퍼텐셜에너지의 크기가 현재 우주의 가속팽창을 설명할수 있다면, 음의 질량이 암흑물질과 암흑에너지의 근원이라는 가설이 타당함을 입증할 수 있습니다.

[ 음의 질량(음의 에너지)은 관측되었으나 버려졌다! ]

1998년 HSS(High-z Supernova Search팀, 우주의 팽창을 관측한 두팀중 한팀으로, 이들의 관측결과로부터 우주가 팽창하고 있다는 것이 밝혀진 매우 중요한 연구논문을 발표함.) 팀의 관측에서, 만일 우주상수가 0 이라면,

Ω_M  = -0.38( ± 0.22)

이라고 계산한걸 본적이 있습니다.
이값의 의미는 결국, 우주상수가 없는 기존의 장방정식을 통해서 구한 우주의 질량밀도는 계산결과 질량밀도가 음의 값이 나왔고, 음의질량에 대한 물성을 이해하지 못했던 그들은 아인슈타인의 우주항을 곧 떠올리고, 우주상수가 존재하는 증거라고 주장하게 되었다는 것입니다.

(부연설명: 1998년 HSS팀과 같이 초신성을 관측했던 다른팀 SCP(Supernova Cosmology Project)팀의 경우, 우주상수가 0이라면, Ω_M = -0.40 [± 0.1 statistical] [ ± 0.5 systematic ] 라는 관측값을 제시하였고, 두팀 모두 서로의 계산결과를 검토했다고 함.

Brian P. Schmidt, et al., Observational Evidence from Supernovae for an Accelerating Universe and a Cosmological Constant, 1998, [arXiv:astro-ph/9805201]
S. Perlmutter et al., (Supernova Cosmology Project), Astrophys. J. 517, 565, 1999, [astro-ph/9812133]

이때, 이값에 대해서 질량이 Negative값 일수는 없다고 판단하여 이 값을 버린것으로 알고 있습니다.

우리는 수식이 음의 값을 버린게 아니라, 우리의 관념이 음의 값을 버렸다는 점을 기억해야 합니다. 또한, 아인슈타인이 자신의 인생에 있어 최대의 실수라고 하였던 우주항 역시 장방정식에 인위적으로 삽입되었다는 사실을 상기할 필요가 있습니다.


현재의 메인스트림 이론, E_T  = 양의 질량({4.6}) + 다크메터(23.3) + Λ(72.1)

음의질량 가설, 만일 음의 질량 = 23.3% ,

E_T  = 양의 질량( x % ) + 음의 질량( 5.1 x % )  + 토탈퍼텐셜에너지(U_T)
저는 암흑물질의 상당부분이 음의질량이라고 생각하고 있습니다. 대략 암흑물질의 50~100%가 음의 질량이라고 추정합니다.


[ 우주의 나이 ]
우주상수 Λ = 0 이고, 우주가 음의 질량 밀도를 갖을때 우주의 나이를 한번 구해 보았습니다.

프리드만 방정식에서,


값을 얻게됩니다.
이 값은, WMAP의 최신값 t=13.73 Gyr 값에 매우 근접하고, 3.6% 정도 더 큰값입니다.

앞서, 우주상수값을 0으로 두고 HSS팀이 구한 음의 질량 밀도 -0.38을 사용하는 매우 큰 변화( Λ값이 x^4의 계수인점을 고려하면) 에 비추어 보면, 결과값이 다른 방식들에 의해서 예측된 우주의 나이와 매우 근접한 값을 주고 있습니다.

음의 질량 가설을 통해서 구한 우주의 나이가, 다른 관측에 의해서 예측된 우주의 나이값의 범위 내에 있다는 것은, 음의 질량이 실재 존재할 가능성을 높여주고 있는 것으로 해석할 수 있습니다.


참고로, 
Ω_M  = Ω_(visible) (4.6) + Ω_(dark) ( - 23.3) =  - 18.7 일 경우,
t_0 = 14.927 Gyr 라는 값을 얻었습니다.

우주에서 오래된 별들의 방사능 원소의 붕괴를 통해서 예측되는 우주의 나이는 15.2 ± 2.1Gyr 이고,
구상성단의 HR도를 통해서 계산된 우주의 나이는 13.2 ± 2Gyr입니다.
두값의 산술평균값은 14.2 ± 2.05Gyr.

음의 질량밀도로 구한 14.225Gyr 값이 우주의 나이에 대한 다른 관측수단의 범위내에 있다는 점은 음의 질량가설이 옳을 가능성을 조금 높혀준다고 볼수 있습니다.



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정리해 보져!
HSS팀 과 SCP팀은 우주를 관측했고, 그들은 70년동안 검증된 장방정식으로부터 음의 질량밀도를 얻었습니다!
==> 그들은 매우 당황했겠져~, 음의 질량밀도라니! XX 됐다, 검증하고 또 검증했으나 결과는 음의질량밀도...
==> 음의 질량밀도를 받아들일수 없었던 그들은 아인슈타인의 우주항을 곧 떠올렸습니다! 그리고, 장방정식을 수정하였습니다! Wow! 그들은 문제를 해결했다고 생각했습니다!


But,
비록, 그들이 우주항을 집어넣어 우주가 가속팽창한다는 것에 대해서 설명을 하는데 성공했을지라도, 그들은 최소한 두개의 새로운 문제를 만들었고, 따라서 문제는 해결된 것이 아니라 증가되었다는 점입니다.

우주상수(Cosmological Constant)의 근원은 무엇인가?
우주상수가 이와 같이 특별한 값을 갖는 이유는 무엇인가?

그들은 기대했던 진공에너지를 통해서 설명을 시도했으나, 실패하였습니다.(진공에너지값이 우주상수에 비해 10^117배나 큰것으로 나왔고), 또한 그들은 암흑물질(다크메터) 또한 설명해야 했습니다. 그러나, ΛCDM 가설이 옳다면 태양계내에도 암흑물질이 가득해야(일반물질보다 대략 5배이상 많아야 하므로~)하고, 지구에서도 관측되어야 함에도 불구하고, 지난 30년간 암흑물질을 직접 관측하는데 실패하였습니다.


그런데,
만약, 장방정식의 계산결과 나온 음의질량이(음의 에너지가) 실제 존재한다면,

1) 암흑물질 - 은하내의 별이나, 은하단에서의 은하의 공전커브를 설명하는데 필요한 추가적인 구심력을 발생시키는 물질 
2) 암흑에너지 - 우주의 가속팽창을 발생시키는 척력적인 역할을 하는 에너지
3) 질량밀도의 파인튜닝 문제 -우주의 질량밀도가 왜 임계질량밀도 근처인가?하는 우주의 미래와 관련된 매우 중요한 문제입니다.
4) 인플레이션 문제 -인플레이션을 발생시킨 힘의 근원과 인플레이션의 시작기작과 자연스런 종료기작이 현재 만족스럽게 설명되고 있지 못합니다.
5) 우주상수의 미세조정문제 -우주상수가 왜 관측값과 같이 작고 0이 아닌 양의 값을 갖고 있는가 하는 문제입니다.
6) 암흑에너지의 상전이 문제 -인플레이션이나 우주의 가속팽창 모두 다크에너지와 같은 척력을 발생시키는 에너지에서 나와야 하는데 반하여, 인플레이션시에는 이 암흑에너지값이 매우 큰반면, 현재는 매우 작기에 상전이가 있었다고 추론하고 있는 문제입니다.
7) 우주의 감속팽창과 가속팽창 - 우주론과 관련하여 옳은 이론이라면 우리우주의 감속팽창에서 가속팽창으로 가속도가 변하는 과정을 설명하여야 합니다.

등이 모두 설명된다고 합니다.(참고사항 : HSS팀과 SCP팀의 관측결과는 음의질량에 대한 논문을 쓴 이후에 알게되었습니다. 저는 음의질량 자체에 대해서 고민을 했고, 이것 으로부터 암흑물질과 암흑에너지를 설명할수 있겠다는 결과를 얻었고, 올해 7월경에 HSS팀과 SCP팀의 논문을 보던중에 기존의 우주상수가 없는 장방정식이 말하고 있는것은 음의질량의 존재라는 것을 알게되었습니다.)

또한, 그동안 음의질량은 존재할수 없다는 주장의 근거였던 음의무한대 에너지준위로의 천이문제가 생기지 않는다는 것을 앞서 설명하였습니다.

(현재 이중에서, 제가 2)번 암흑에너지의 정확한 식과 현재의 관측값을 증명한 포스팅(
http://icarus2.egloos.com/2714697)과, 7)번 우주의 감속팽창과 가속팽창에 대한 포스팅(http://icarus2.egloos.com/2720544)을 하였습니다. 이후 포스팅에서 나머지 5개의 문제도 설명되거나 증명됨을 보이도록 하겠습니다.)


*음의 질량 가설을 바라보는 어떤 관점 :
*************************************************************
허접한 한명의 물리학도(Icarus2)   VS   ΛCDM 관련 물리학자(관련분야의 50~60%정도 될듯 합니다.) : No

Einstein, Dirac, Hubble, Friedmann, ..., Icarus2 : 70년 동안 검증된 장방정식(우주상수가 없는 Field eq.)
VS
지난 12년간 관련분야 50~60%의 물리학자들에 의해서 받아들여진 새로운 장방정식(우주상수가 있는 Field eq.)

: Yes
**************************************************************

그러니, 음의질량 가설을 어떤 사이비 또는 크랙팟의 주장으로 생각하지 마시고 진지하게 읽어봐 주시기 바랍니다.
이 문제는 그동안 수없이 검증되어 왔던 우주상수가 없는 장방정식이 옳으냐, 우주의 가속팽창이라는 결과를 설명하기 위해서 우주상수가 삽입된 장방정식이 옳으냐, 하는 문제와 연관되어 있습니다. 기존의 물리학자들에게는 우주상수가 없는 장방정식이 우주의 가속팽창을 설명할수 없다고 생각되었지만, 제가 보기에는 기존의 장방정식이 우주의 가속팽창과 암흑물질 모두를 훌륭하게 설명하고 있다고 생각되기 때문입니다.

우주상수를 집어넣은 측은, 우주상수를 삽입하고도, 아직까지 삽입된 우주상수(Λ)의 근원을 설명하지 못하고 있고, 현재의 관측값을 증명하지도 못하고 있습니다. 문제의 심각성과 중요성을 알기에 물리학자들의 주력이 투입되었는데도 불구하고, 벌써 12년을 넘겨가고 있습니다. 암흑물질은 이미 30년이 넘어섰습니다...


그런데, 너무 자신있게 주장하는것은 아닌지 모르겠네여~
여하튼 매우 중요한 문제들에 대해서 자칭 증명했다고 하오니 암흑물질과 암흑에너지, 우주의 미래에 관심있으신 분이라면, 끝까지 마져 읽어보시기 바랍니다.
최소한, 현재의 암흑에너지 관측값과 우주의 감속팽창과 가속팽창을 설명한 것만으로도 다음글을 읽을만한 가치가 있다고 생각합니다. 아직 암흑에너지의 관측값을 증명한 사람은 처음이기에~


우주상수(Cosmological constaqnt) 와 암흑물질(dark matter)의 근원은 아직 관측되지 않았습니다.
가속팽창과 중력효과(구심력 효과:centripetal force effect)가 오직 관측되었을 뿐입니다.

다음 포스팅에서는 이와 같은 음의 질량이 암흑물질의 구심력 효과를 발생시키는 것에 대해서 설명토록 하겠습니다.
===============
http://vixra.org/abs/0907.0015


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