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가상 우주 속 암흑 물질 (Dark Matter in a Simulated Universe)

2017년 10월 31일

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Illustration Credit & Copyright Tom Abel & Ralf Kaehler (KIPAC, SLAC), AMNH

우리 우주에 유령이라도 나타난 것일까? 이 암흑 물질 지도가 그렇게 보일 수 있다. 눈에 보이지 않는 암흑 물질의 중력으로 은하들이 왜 그렇게 빠르게 도는지, 은하단에서 움직이는 은하들이 왜 그렇게 빠른지, 왜 중력 렌즈가 강하게 빛을 왜곡하는지, 그리고 가까운 우주와 우주 배경 복사에서 볼 수 있는 물질이 왜 그렇게 분포하는지를 설명할 수 있다. 미국 자연사 박물관의 헤이든 플라네타리움 스페이스 쇼 다크 유니버스에서 만든 위의 사진은 우리 우주 속의 유령, 암흑 물질이 어떻게 분포하는지를 잘 보여주ㅠ고 있다. 복잡한 컴퓨터 시뮬레이션 화면 속에 마치 거미줄처럼 복잡하게 얽힌 우주의 구조 속 암흑 물질의 가닥이 검게 표현되어 있고, 우리에게는 더 친숙한 일반 물질로 이루어진 매듭들은 주황색으로 표현되어 있다. 이런 시뮬레이션은 실제 천문학적으로 관측된 모습과 잘 부합한다. 사실 더 무서운 점은, 암흑 물질 — 정체를 알 수 없는 이상한 물질 — 이 더 이상 우주의 중력을 만들어내는 가장 강한 기원이 아니라는 점이다. 우주 최고 중력의 영광은 이제 암흑 에너지에게로 돌아갔으며, 이는 이제 우주 전체를 지배하고 있는 균일한 반중력의 기원으로 생각된다.

Explanation: Is our universe haunted? It might look that way on this dark matter map. The gravity of unseen dark matter is the leading explanation for why galaxies rotate so fast, why galaxies orbit clusters so fast, why gravitational lenses so strongly deflect light, and why visible matter is distributed as it is both in the local universe and on the cosmic microwave background. The featured image from the American Museum of Natural History’s Hayden Planetarium Space Show Dark Universe highlights one example of how pervasive dark matter might haunt our universe. In this frame from a detailed computer simulation, complex filaments of dark matter, shown in black, are strewn about the universe like spider webs, while the relatively rare clumps of familiar baryonic matter are colored orange. These simulations are good statistical matches to astronomical observations. In what is perhaps a scarier turn of events, dark matter — although quite strange and in an unknown form — is no longer thought to be the strongest source of gravity in the universe. That honor now falls to dark energy, a more uniform source of repulsive gravity that seems to now dominate the expansion of the entire universe.