암흑물질이란 무엇인가요?

우주론에서 암흑물질이란 전자기파의 관측으로 연구할 수 없는 물질, 즉 전자기력과 상호작용하지 않는 물질을 말한다.

현재 사람은 중력의 영향을 통해서만 알 수 있는데, 우주에는 엄청난 양의 암흑물질이 있다는 사실이 밝혀졌다. 우주 전체를 구성하는 물질 중 기존 물질(중입자 물질)은 4.9를 차지하고, 암흑 물질은 26.8, 68.3은 암흑 에너지(질량-에너지 등가)를 차지한다. 암흑 물질은 입자 물리학의 표준 모델 외부에 있는 새로운 입자(또는 여러 개)로 구성될 가능성이 높습니다.

암흑물질의 기본 특성: 암흑물질은 중력 상호작용에 참여하므로 질량을 가지지만, 암흑물질 입자 하나의 질량은 아직 측정할 수 없습니다. 암흑물질은 우주 구조 형성의 여러 단계에서 암흑물질의 증거가 있기 때문에 우주 나이(수백억 년)의 시간 규모에서 암흑물질은 안정적이어야 합니다.

암흑물질은 기본적으로 전자기 상호작용에 참여하지 않고 광자와 매우 약하게 상호작용하며 기본적으로 빛을 방출하지 않습니다. 컴퓨터 시뮬레이션 결과, 암흑물질은 빛의 속도보다 훨씬 느리게 움직이는 것으로 나타났는데, 즉 '차가운 암흑물질'이다.

탐지 방법

암흑물질이 미세한 입자로 구성되어 있다면 지구에는 항상 수많은 암흑물질 입자가 통과하고 있어야 합니다. 이러한 입자 중 하나가 탐지기 물질의 핵에 충돌하면 탐지기는 핵 에너지의 변화를 감지하고 충돌의 특성을 분석하여 암흑 물질의 특성에 대해 학습할 수 있습니다.

그러나 WIMP(Weakly Interacting Massive Particles)의 경우 일반 물질과의 상호 작용이 매우 약하기 때문에 탐지기에 포착될 확률도 매우 약합니다. 다른 유형의 우주선의 간섭을 최대한 차단하기 위해 암흑물질 직접 탐지 실험이 지하 깊은 곳에서 수행되는 경우가 많습니다.

전 세계적으로 수십 건의 암흑물질 지하탐지 실험이 진행되고 있다. 직접적인 탐지 실험에서는 암흑 물질 입자의 존재에 대한 결정적인 증거를 찾지 못했습니다. 이 실험의 결과는 암흑 물질 입자의 질량과 상호 작용 강도에 강력한 제약을 가합니다.

위 내용 참고: 바이두백과사전-암흑물질