암흑물질의 관측증거 - 은하단 충돌에 대한 설명 -9 음의질량-암흑물질-암흑에너지

[ 암흑물질의(dark matter) 관측증거 - 총알성단(Bullet Cluster)의 충돌에 대한 설명 ]


Fig.22 Bullet Cluster(ExtraD 님의 포스팅 "암흑물질의 증거 포착: Chandra X-ray observatory" : http://extrad.egloos.com/1396629, 은하단 충돌과 암흑물질 미스테리 : http://extrad.egloos.com/1763879 참조)
아래 사진에서 빨간색이 일반물질의 주분포이고, 파란색이 암흑물질의 주분포이며, 암흑물질이 명확하게 서로간에 분리되어 있음을 알수 있습니다.

Fig23. MACS J0025.4-1222 Cluster - 총알성단과 같이 암흑물질이 양쪽으로 분리되어 있는 형태의 암흑물질 관측증거
잘 안보이시겠지만, 그림에서 노란색이 일반물질의 질량분포이고(중심은 노란색 가장 작은원), 빨간색이 암흑물질의 분포입니다. 여기서도 암흑물질이 명확하게 2군데로 나누어져 있습니다. 또한 일반물질의 중심이 두 암흑물질의 사이에 있습니다.

REVEALING THE PROPERTIES OF DARK MATTER IN THE MERGING CLUSTER MACS J0025.4−1222*
http://arxiv.org/abs/0806.2320v2


Fig. 22. 총알성단의 총돌 모습 : http://arxiv.org/abs/astro-ph/0608407
가운데 그림에서, 파란색이 암흑물질이고, 빨간색이 일반물질, 흰색이 은하들입니다. 실제 관측에서는 파란색의 안보이는 암흑물질로 인하여 중력중심의 위치가 조금 다르고, 일반물질은 서로간에 상호작용을 하는데 반하여, 암흑물질은 상호작용이 거의 없이 은하단을 중심으로 한 구조를 그대로 유지하고 있는것 처럼 보이고 있습니다.

두가지 관측 증거 모두 일반물질이 서로 가까운 곳에 위치하고, 암흑물질이 서로 먼쪽에 배치된 모습을 뛰고 있습니다.

1) + 질량, + 질량 : 인력적

2) - 질량(암흑물질), - 질량(암흑물질) : 척력적

3) 거대 +질량(은하, 은하단),  - 질량(암흑물질) : 인력적

※ 위의 성질들은 임의로 부여된 성질이 아니라, II장 뉴턴역학적 분석에서 나온다는 점을 상기하시기 바랍니다!
음의질량과 양의질량의 운동형태 -3번 포스팅 :
http://icarus2.egloos.com/2721739

4) 결과 : 최소한 위의 3가지 특성으로부터 (+ 질량,+ 질량)은 가까운쪽에, (- 질량, - 질량)은 서로 먼쪽에 배치될 거라는 것은 예측할 수 있습니다. fig.22.에서 암흑물질이 서로 먼쪽에 배치되고, 눈에 보이는 양의 질량이 서로 가까운 쪽에 배치되는걸 다른 암흑물질 후보들로 설명할 수 있을까요? 


총알성단의 모습에서 암흑물질이 암흑물질이나 일반물질 모두에 척력적인 성질만 있어서는 저와같은 모습을 갖을수 없는데, 암흑물질이 척력적인 성질만 있다면, 암흑물질이 균일하게 분포할뿐 저와같이 모여서 중력효과를 발생시킬수가 없기 때문입니다. 암흑물질이 암흑물질간에 척력적인 힘을 작용하지만, 암흑물질이 일반물질과는 인력적인 상호작용을 하기에 위와같이 암흑물질이 붙잡혀서 뭉쳐져 있는 구조를 갖을수 있다는 점입니다.

총알성단의 충돌모습은 암흑물질(다크메터)과  암흑물질간의 성질, 암흑물질과 일반물질간의 성질 두가지가 모두 충족되어야 만이 설명될수 있고, 음의질량의 성질은 이 두가지를 훌륭하게 설명해 준다는 점입니다.

음의 질량(암흑물질)이 현상과 정성적으로 일치하는 결과를 보여준다는 점은 음의질량(negative mass)을 통해 좀더 엄밀한 시뮬레이션을 할 필요가 있음을 말해 줍니다.

Fig.22의 모습을 다시한번 보시고, 암흑물질과 암흑물질간에, 암흑물질과 일반물질간에 어떤 중력적인 성질이 있으면 현상이 설명될수 있을지에 대해서 한번 고민해 보시기 바랍니다.



- 음의 질량 분포에 영향을 미치는 주요 요소 -
균일하게 분포하는 음의 질량은 거대 양의 질량(은하 또는 은하단)에 인력적인 효과를 받기에 음의 질량을 가진 암흑물질이 은하의 인력으로 인하여, 은하주변에 뭉쳐있게 됩니다. 

음의 질량의 균일한 분포(음의 질량간에 척력적인 성질로 인한 균일분포)를 깨뜨리는 요인으로
첫째는, 음의 질량이 거대 양의 질량에 인력적인 효과를 받기에, 은하나 은하단과 같은 거대 양의 질량 근처의 음의 질량 분포는 은하나 은하단에 가까울수록 음의 질량밀도가 높고, 멀수록 낮아지게 될 것입니다.

두번째, 강력한 중력을 가진 양의 질량(은하단과 같은)이나, 양의 질량을 가진 가스구름 등이 음의 질량이 분포해 있는 기존 영역을 통과해 간다면, 이때 음의 질량은 양의 질량을 만나 소멸하거나, 거대 양의 질량의 인력적인 효과로 인하여 끌려갈 수 있기에 음의 질량 곧, 암흑물질이 없는 모습을 보일수 있습니다. 물질 반물질의 소멸과정을 통해서 유추해 볼수 있는 점은, 음의 질량과 양의질량의 소멸과정의 경우에도, 제반 법칙들이 존재할 것이기에, 가령 운동량 보존이나, 스핀보존, 기타등등의 이유로 음의 질량과 양의질량의 소멸반응이 제한적으로 발생할 가능성이 높아 보입니다.

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다음포스팅에서는 인류의 존재 및 우주의 미래와 관련된 궁극의 문제인 "왜 현재의 질량밀도가 임계질량밀도 근처인가? " 하는 문제에 대해서 증명 및 설명해 보도록 하겠습니다!
Hypothesis of Dark Matter and Dark Energy with Negative Mass :
http://vixra.org/abs/0907.0015


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