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과학자들의 최신 암흑 물질 및 암흑 에너지 계산이 중요한 이유

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1998년에 과학자들은 놀라운 우주적 진실을 발견했습니다. 그들은 우주가 팽창하고 있을 뿐만 아니라 가속 세월이 흐를수록 우리가 볼 수 없는 힘에 의해 가속됩니다.

그 신비한 영향은 곧 물리학에서 가장 큰 수수께끼 중 하나인 암흑 에너지로 알려지게 될 것입니다.

그것은 암흑 물질이라고 불리는 우리 우주의 혼란스러운 측면을 동등하게 보완할 것입니다. 이는 1933년 과학자들이 은하계가 단순히 무너지는 것을 막는 숨겨진 후광과 같은 장벽을 구성하는 모든 것을 설명하기 위해 처음으로 입증된 포괄적 개념입니다. (사람의 눈으로는 가늠할 수 없는 또 다른 힘.)

그러나 암흑 물질과 암흑 에너지의 애매한 성질을 육안으로 파악할 수는 없지만 수학으로 측정할 수는 있습니다. 그리고 수요일에 Astrophysical Journal에 실린 일련의 논문에서 천체 물리학자들은 암흑 우주를 포함한 우리 우주의 구성과 진화에 대해 가장 정확한 한계를 제시했습니다.

Pantheon+라는 강력한 분석 메커니즘을 통해 팀은 우주가 약 2/3의 암흑 에너지와 1/3의 물질로 구성되어 있으며 대부분이 암흑 물질 형태임을 발견했습니다. 보다 구체적으로, 그들은 우주의 66.2%가 암흑 에너지로 발현되고 나머지 33.8%가 암흑 물질과 가시 물질 모두에 속한다고 의심합니다.

Pantheon+의 결과보다 훨씬 더 흥미로운 것은 작동 방식입니다. 요컨대, 팀은 강력한 우주 손전등 배열을 활용하여 시간을 거슬러 올라가 100억 년 전의 우주 내용을 문서화했습니다.

“손전등”은 1a형 초신성을 의미합니다.

이 별 폭발은 너무 밝아서 전체 은하보다 빛이 나기 때문에 지구에서 수십억 광년 떨어진 거리에서 볼 수 있습니다. 손전등과 같지만 긴 복도를 밝히는 것이 아니라 시공간의 무한한 터널을 밝히고 있습니다. 사실, 그들은 1933년에 암흑 물질의 존재를 밝히고 1998년에 암흑 에너지를 밝히는 데 도움이 되는 암흑 우주의 발견에 매우 중요합니다.

Pantheon+는 한 단계 더 발전했습니다. 분석을 뒷받침하는 과학자들은 1,500개 이상의 초신성에 초점을 맞췄습니다. 이 초신성은 모두 합쳐지면 알려진 우주의 약 4분의 3을 밝힙니다. 정말이지.

우주의 타임라인.

우리의

“이 결합된 Pantheon+ 데이터 세트를 통해 우리는 우주가 암흑 물질이 지배하던 때부터 우주가 암흑 에너지에 의해 지배되기까지의 우주에 대한 정확한 시각을 얻을 수 있었습니다.”라고 Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics의 천문학자 Dillon Brout는 성명에서 말했다.

브라우트는 “이 데이터 세트는 암흑 에너지가 켜지고 현재까지 가장 큰 규모로 우주의 진화를 주도하는 것을 볼 수 있는 독특한 기회”라고 말했다.

이것은 몇 가지 과학적 논쟁을 해결할 수 있습니다

앞으로 Pantheon+의 유산은 어두운 우주를 초월할 태세입니다.

추가 보너스로, 분석 도구는 우주가 정말로 가속적인 속도로 팽창하고 있음을 확인했습니다. 그리고 그것은 과학적 사고의 초석인 입자 물리학의 표준 모델을 뒷받침하는 매우 유망한 증거를 제공했습니다.

이 프레임워크는 알려진 모든 단일 입자가 서로 독립적으로 동작하는 방식을 대략적으로 설명하고 암흑 우주가 실제로 무엇에 관한 것인지에 관한 많은 주요 이론의 기초 역할을 합니다.

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표준 모델의 입자 이미지.

페르미랩

“우리는 현재까지 우주의 역학과 역사에 가장 정확한 제약을 가할 수 있습니다.”라고 Brout가 말했습니다. “우리는 데이터를 조사했으며 이제 우주가 영겁에 걸쳐 어떻게 진화했는지 그 어느 때보다 자신 있게 말할 수 있으며 암흑 에너지와 암흑 물질에 대한 현재 최고의 이론이 강력하다고 말할 수 있습니다.”

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즉, Pantheon+는 암흑 물질과 암흑 에너지에 대한 대체 이론을 마무리해야 한다고 말할 수 있습니다. 관련 없는 표준 모델에. 그 이론들은 음, 틀릴 수도 있습니다.

또한 Pantheon+ 데이터 세트의 개인적으로 가장 좋아하는 결과에 대해서도 이야기해야 합니다. 마침내, 그것은 물리학자들 사이에서 오랫동안 지속되어온 다소 열띤 논쟁을 잠재우는 데 도움이 될 수 있습니다.

마침내 우리는 허블 상수로 알려진 것을 해독하는 길에 들어서게 될 것입니다. 일종의.

기본적으로 우리는 우주가 기하급수적으로 팽창하고 있다는 것을 알고 있습니다. 말 그대로 실시간으로 일어나는 것을 볼 수 있습니다. 그러나 과학자들은 그러한 팽창이 일어나는 정확한 속도에 동의할 수 없습니다. 솔루션의 핵심은 허블 상수이지만 해당 상수를 계산하는 다른 방법은 다른 답을 산출하는 것 같습니다.

허블아벨_1.jpg

은하단 Abell 370의 호와 줄무늬는 은하단의 중력장에 의해 멀리 떨어진 배경 은하의 빛이 왜곡되는 “중력 렌즈 현상”을 나타냅니다. 렌즈 효과는 천문학자들이 은하단의 암흑 물질 분포를 측정하는 데 도움이 됩니다.

NASA, ESA 및 Hubble SM4 ERO 팀

Pantheon+ 샘플을 다른 과학 공동 작업의 데이터와 통합한 후 하버드 보도 자료에 따르면 현재 우주 팽창 속도에 대한 가장 엄격한 지역 측정값이 있을 수 있다고 합니다. (여기서 키워드는 “local”입니다. 나중에 추가하겠습니다.)

간단히 말해서, 공동 연구에서는 허블 상수가 메가파섹(km/s/Mpc)당 초당 73.4km(45.6마일)라는 놀라운 사실을 발견했습니다. 1.3% 불확실성.

“또 다른 방식으로 말하면, 1 메가파섹(326만 광년)에 대해 분석은 가까운 우주에서 우주 자체가 시속 160,000마일 이상으로 팽창하고 있는 것으로 추정합니다.”라고 설명합니다. 문맥상 이 수치는 2001년의 획기적인 측정치인 72km/s/Mpc와 이후 보고된 74km/s/Mpc의 중간에 있습니다.

그러나 69.8km/s/Mpc의 상수를 제안하는 다른 주요 측정과는 거리가 멀다.

예, 여전히 불일치가 있습니다. 그리고 다시 Pantheon+의 상수는 “로컬” 측정을 기반으로 합니다.

따라서 Pantheon+ 팀은 “우주 역사의 완전히 다른 시대의 관측은 다른 이야기를 예측한다”고 강조합니다. 따라서 어떤 면에서 새로운 대조되는 허블 상수를 갖는 것은 노트 허블의 긴장을 푸는 것이 아니라 이미 만연한 논쟁을 고조시키는 것입니까? 내가 말했듯이, 그것은 복잡합니다.

플럭스 웹

우주 전체의 암흑 물질 필라멘트 시뮬레이션.

자리야 루키치/로렌스 버클리 국립 연구소

“우리는 데이터 세트에서 이러한 문제에 대한 새로운 해결책에 대한 단서를 찾는 것이 가능할 것이라고 생각했지만 대신 우리 데이터가 이러한 옵션 중 많은 것을 배제하고 심각한 불일치가 그 어느 때보 다 완고하다는 것을 발견했습니다.”라고 Brout는 말했습니다. .

그러나 하루가 끝나면 Pantheon+의 결과가 매우 깨끗하기 때문에 적어도 허블의 끊임없는 논쟁에서 논쟁의 핵심이 어디에 있는지 설명할 수 있을 것입니다.

“최근 많은 이론들이 초기 우주에서 이국적인 새로운 물리학을 지적하기 시작했습니다.”라고 브라우트는 말했습니다. “그러나 이러한 검증되지 않은 이론은 과학적 과정을 견뎌야 하며 허블 긴장은 계속해서 주요 도전 과제로 남아 있습니다.”

물리학은 복잡한 퍼즐과 난제, 솔직히 말해서 막다른 골목으로 가득 차 있습니다. 그러나 저는 이러한 장애물이 현장을 계속 유지하고 마음을 돌리는 동기로 생각하고 싶습니다. 이것이 Pantheon+가 처음부터 혁신된 이유입니다.

그리고 이 메커니즘을 통해 우리는 최소한 우주의 어두운 면에 대한 진실을 해부하는 데 절대적으로 전진했습니다. 또는 Brout가 말했듯이 “Pantheon+는 암흑 에너지, 그 기원 및 진화를 제한하는 날짜에 대해 우리에게 최고의 기회를 제공합니다.”

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