음의 질량을 통한 암흑물질, 암흑에너지 가설은,
암흑물질(dark matter)과 암흑에너지(dark energy)의 근원이 음의질량(negative mass, 마이너스 질량)으로부터 기인하고 있음을 주장하고 있다.
이중 암흑에너지는 척력 또는 반중력(antigravity)성분으로, 반중력 성분을 갖는 음의 질량에 대응되고, 음의 질량이 존재한다면 암흑에너지가 설명될 수 있음은 알려져 있다. 반면에, 암흑물질은 은하내의 로테이션 커브를 변경시키는 구심력(centripetal force) 성분으로, 당연스럽게 양의 질량을 가지고 인력을 작용시키는 추가적인 물질을 필요로 하는 것으로 알려져 있다.
일반적으로 암흑물질과 암흑에너지는 한쪽은 인력, 한쪽은 척력을 발생시키는 대상으로서 완전히 상반되는 특성을 가지고 있다.
"음의 질량"이 암흑에너지를 설명할 수 있음은 이미 받아들여지고 있기에 관건은 이러한 "음의 질량"이 은하내에 구심력 효과를 발생시킬 수 있는가? 여부이다.
몇개월 전에 시뮬레이션 프로그램을 통해서 매우 인상적인 결과를 얻었다.
**동영상의 플레이 타임 제한으로 인해서 일부 내용을 줄였습니다.
**유튜브의 경우 15분까지 업로드가 가능하여 14분짜리 버전을 올렸습니다. 누군가 평점을 잘 주어서, 이번주 과학기술분야 최고평점 동영상 리스트에 올랐네여...
http://www.youtube.com/watch?v=ylEi2gpnD08
위의 시뮬레이션을 통해서 내릴수 있는 결론은
최소한 축대칭을 가진 질량 분포의 경우, 은하 외부에 분포하는 음의 질량(암흑물질)으로부터 은하내의 양의 질량들(항성들)에 추가적인 구심력효과가 있는 것으로 보인다. 축대칭이란 일반적으로 은하가 회전하는 경우 존재하기에, 대부분의 은하들이 축대칭의 특성을 가지고 있는 것으로 볼수 있다.
위 시뮬레이션 결과는 암흑에너지의 근원에 해당할 수 있는 "음의 질량" 또는 "음의 에너지"가 암흑물질 또한 설명할 수 있음을 시사하는 결과이기에 좀더 엄밀한 계산과 시뮬레이션을 통해서 검증해 볼 필요가 있다고 생각한다.
앞서 "암흑물질, 암흑에너지, 음의 질량의 논리정리 및 검증방법"(http://icarus2.egloos.com/3010778)에서 "음의 질량"이 암흑물질과 관계된 12가지 특성을 설명할 수 있음 또한 고려할 필요가 있다.(** 이 포스팅의 동영상에 음의 질량의 기본적인 운동특성에 대한 설명이 잘 담겨있기에 이해가 필요하신분은 참고하시기 바랍니다.)
또한 최근에 올라온 연구 논문들 또한 암흑물질의 특성과 관련하여 "음의 질량 가설"의 주장을 뒷바침 해주고 있는 것으로 보인다.
앞서 기술했던, 은하 중심부의 블랙홀에서 암흑물질이 전혀 또는 거의 존재하지 않는 것으로 보이는 결과와 함께,
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12)암흑물질이 일반물질과 중력적인 상호작용을 하면서도, 은하내의 블랙홀과 같은 거대중력원에 의해서 분포가 거의 영향 받지 않는 문제점.
: 은하중심부의 블랙홀이 암흑물질을 전혀 또는 거의 흡수하지 않는 것으로 보이는 관측 결과들에 대한 타당한 설명.(http://icarus2.egloos.com/3007188)
- Astronomers Find Black Holes Do Not Absorb Dark Matter
- Greedy Supermassive Black Holes Dislike Dark Matter
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몇일전에 올라온 연구논문에 의하면,
universe today 기사
http://www.universetoday.com/77662/missing-milky-way-dark-matter/
원 논문 : 20101104일자 arXiv
"No evidence for a dark matter disk within 4 kpc from the galactic plane"
http://arxiv.org/PS_cache/arxiv/pdf/1011/1011.1289v1.pdf
이 논문 또한, "은하내"의 암흑물질에 부정적인 결과를 시사하고 있다.
1. "암흑물질은 존재한다!"는 증거들
1) 은하의 로테이션 커브
2) 중력렌즈 효과
3) 총알은하단(Bullet Cluster)의 모습
4) WMAP 데이타
5) 우주의 거대 구조 등 명확해 보이는 증거가 있는 반면에
2. "암흑물질이 은하내부에는 존재하지 않는다!"는 증거들
1) 지구에 존재하지 않는다!
: 현재까지 실험실에서의 관측실패(XENON100, CDMS II...)
2) 태양계에 존재하지 않는다!
: 현재의 일반적인 설명은 암흑물질의 균일분포를 가정함에 의해서 암흑물질의 평균밀도를 떨어뜨리고, 이에따라 태양계내에서의 미관측에 대한 설명을 제공하나, 개인적으로 보기에 작위적인 설명으로 보인다. 총알성단(Bullet Cluster)의 모습 및 각종 은하의 모습으로부터 암흑물질이 은하 주변에 클러스터링 되는 현상이 명확하게 있어 보인다. 암흑물질이 은하와 같은 중력원에 클러스터링 된다면 태양계와 같은 중력원에 또한 클러스터링 되는 현상이 분명히 존재하고, 우리는 그 영향을 검출할 수 있어야 한다.
3) 은하계 중심에도 존재하지 않는다!
은하계 중심의 블랙홀 시뮬레이션 결과로부터 암흑물질을 포함하고 있지 않는 것으로 보이는 부정적인 결과
Greedy Supermassive Black Holes Dislike Dark Matter
http://www.universetoday.com/13091/greedy-supermassive-black-holes-dislike-dark-matter/
Astronomers Find Black Holes Do Not Absorb Dark Matter
http://www.universetoday.com/60422/a...b-dark-matter/
4) 은하계 평면(galactic plane)에도 존재하지 않는다!
"No evidence for a dark matter disk within 4 kpc from the galactic plane"
http://arxiv.org/PS_cache/arxiv/pdf/1011/1011.1289v1.pdf
5) 은하계내의 Halo에도 존재하지 않는다
은하계의 할로에 존재하는 Globular Cluster들에서의 암흑물질의 비존재 문제들
Evidence Against Dark Matter Halos Surrounding the Globular Clusters MGC1 and NGC 2419
http://arxiv.org/abs/1010.5783
6) E=mc^2의 관계 및 기존의 물리학적 성과로부터, 암흑물질의 본질이 CDM(Cold Dark Matter)이라면, 암흑물질들끼리 중력적으로 뭉치지 않아야 할 이유 및 암흑물질이 일반물질과 뭉치지 않아야 할 이유가 약하다.
7) 은하의 크기에 비해 암흑물질 할로의 크기는 훨씬 더 큰 것으로 알려져 있으나, 양의 질량에 대한 구각 정리는 할로에 존재하는 양의 질량들이 그 내부의 양의 질량들에게 추가적인 구심력효과를 제공하지 못하는 점.
이와같이 암흑물질에 대해 서로 이질적으로 보이는 관측결과들을 ΛCDM가설을 통해서 설명하기 어렵다.
1.암흑물질은 존재한다! 는 것과, 2. 암흑물질이 은하내부에 존재하지 않는다! 는 증거들은 암흑물질이 은하외부에 존재하며, 은하내부의 물질들에 구심력효과를 미치는 경우 타당하게 설명될 수 있다.===> 음의 질량 가설
"음의 질량" 가설은 암흑물질이 "음의 질량"으로 이루어져 있고, 이러한 암흑물질이 은하 외부에 분포하고 있음을 설명하고 있으며, 은하 외부에 분포하면서 은하내부의 양의 질량 들에게 추가적인 구심력 효과를 제공할 수 있음을 보이고 있다.
또한 암흑물질(음의질량)들간에 척력적인 효과로 인해서 기본적으로 암흑물질로 이루어진 항성이나, 은하, 은하계들이 존재하지 않고, 암흑물질이 자연스럽게 균일분포하게 됨을 설명할 뿐만 아니라, 음의 질량이 무거운 양의질량인 은하나 은하단에 인력적인 효과를 받음에 의해서 은하나 은하단 주변에 클러스터링 됨 또한 명확하게 보여주고 있다.
또한, 최근의 발표들 처럼 은하 내부에서 암흑물질이 직접적으로 관측 또는 계산되지 않는 점에 대해서도 명확한 설명을 제공하고 있다.
즉, 암흑물질의 효과가 존재하면서도 은하내에서 관측되지 않는 결과에 대해서 설명을 제공하고 있다는 점이다.
위의 시뮬레이션 동영상을 보고,
혹시나 이글을 읽는 분중에서 능력이 뛰어난 분이 있다면, 음의 질량으로 이루어진 쉘(축대칭 또는 구대칭)이 내부 양의 질량들에게 추가적인 구심력 효과를 작용시키는지에 대해서 수식적으로 증명해 볼 것을 권한다.
위 시뮬레이션은 최소한 축대칭을 가지는 질량분포에 대해서 양의 질량 쉘만 간주했을 때에 비해 추가적인 구심력 효과가 있음을 명확히 시사하는 것으로 보이고, 만일 이것이 사실이라면 매우 의미있는 논문이 될 것이기 때문이다.
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Hypothesis of dark matter and dark energy with negative mass :
http://vixra.org/abs/0907.0015
http://www.gravitation3d.com/index.html
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