은하의 중력과 질량 등을 설명하는데 이론적으로 맞지 않아 만든 개념이 암흑물질이라고 알고 있습니다. 분명 많은 무수한 똑똑한 천문학자들이 연구하고 있지만 암흑물질은 언젠가 깨질 수도 있다는 가설로 알고있습니다. 정말 신비로운 우주를 사람이 이해할 수 있는 표현으로 설명하려니 참 어려운 것 같네요
혹시 막대 나선 은하도 비슷한 매커니즘으로 설명할 수 있지 않을까요? 거대 블랙홀이 중심을 잡고, 충돌로 튀어나간 암흑 물질들이 수렴하는 과정에서 회전하는 막대 형태의 공간 분포를 가지면 그 안에 갇힌 별들이 막대 팔이 되고, 바깥쪽으로 튀어나가 돌던 별뭉치들이 암흑물질 덩어리들에 끌려가면서 나선팔이 되는거죠.
두 개의 은하가 충돌해서 은하 파편이 생길 때 일반물질은 서로 상호작용하며 다시 뭉쳐서 별과 은하를 만들게 되는데, 암흑물질은 일반물질과 상호작용을 하지 않는 관계로 일반물질과 분리되어 충돌방향으로 없어짐. 은하를 형성하는데 암흑물질이 중요한 역할을 하므로 일반적인 은하에서는 암흑물질이 발견되지만, 충돌 이력이 있는 은하는 암흑물질이 없어지게됨.
잘 보았습니다. 질문 둘: 암흑물질이 일반물질과 반응하지 않는다면, (1)암흑물질의 존재때문에 은하의 회전이 케플러 법칙을 따르지 않는다는데, 은하의 회전은 관측가능한 일반 물질로 측정할 텐데... (2)그러면 (충돌 전 또는 애초에) 암흑물질은 왜 하필 은하와 같이 있는 걸까요? 우연히?
4:44 내용이 잘 이해되지 않아 질문 드립니다. 1. 은하의 충돌시 암흑물질 외 물질(항성 등)은 실제 충돌하는 것이 아니라 서로의 중력에 뒤섞이는 것으로 알고 있는데, 영상에서 말하는 찐득하게 반죽된다는 표현이 이걸 말하는 건가요? 2. 1번 질문의 답이 실제 충돌하여 반죽되는 것이라면 그래픽에서 Hot gas는 항성과 같은 별이 아니라 성운같은 가스를 말하는 건가요? 3. 암흑물질은 중력외에는 상호작용하지 않는물질이다 라고 알고 있는데, 1번 질문이 맞다면(은하의 충돌은 별이 실제 충돌하는 것이 아니라 중력에 의해 뒤섞이는 것이다) 암흑물질도 중력 작용으로 같이 뒤섞여야 하는것이 아닌가요?
좋은 질문주셔서 감사합니다, 우선 (1) 찐득하게 반죽된다는 것은 가스 물질이 서로 반죽되며, 다시 작은 gas clump (가스 덩어리)를 형성한다는 뜻입니다. 이렇게 형성된 가스 반죽 속에서 다시 별들이 만들어지게 됩니다. (2) 네, 그래픽에서 표현된 Hot gas는 개개의 별만을 의미하는 것이 아니라, 나중에 별이 될 수 있는 별 먼지 가스 구름 자체를 의미합니다. (3) 다른 댓글에서도 답 드렸듯이, 서로 고속으로 정면 충돌하는 상황이기 때문에 원래 날아오던 빠른 속도의 관성이 남아있습니다. 따라서 두 암흑 물질 덩어리도 물론 서로 중력으로 붙잡으려는 효과도 있지만, 일단 원래 날아오던 빠른 속도의 관성으로 그대로 관통하게 되는 효과가 더 우세합니다. 반면 서로 찐득하게 뭉칠 수 있는 가스 물질들은 더 쉽게 정체되어 가운데에 모이게 됩니다. 가스 물질 끼리의 전자기적/열역학적 상호작용이 초기의 빠른 속도 관성을 더디게 하는 일종의 브레이크 역할을 한 셈입니다🙂
@@hechtrch7553 암흑물질 입자끼리 중력 상호작용을 통해 서로 끌어당기긴 하지만, 처음 가진 속력이 중력에 비해 너무 커서 중력만으로는 속력을 전부 상실해서 딱 달라 붙을 방법이 없습니다. 가스 입자는 가까운 거리에서 중력보다 훨씬 강한 전자기 상호작용으로 속력을 모두 상실할 수 있지만, 관측적으로 암흑물질은 그러한 성질이 없거나 있다하더라도 극히 미미한 것으로 여겨집니다. 총알 은하단이 그것을 뒷받침하는 예시예요. 압흑물질 입자가 왜 그러한 성질을 가지는지는 입자 자체가 실험적으로 검출된 적은 없으므로 모르죠. 단지, 입자물리학의 확장 모형에서 예측되는 입자를 통해 추정만 할 뿐입니다.
너무나 좋은 의견입니다, 실제로 많은 천문학자들은 우리은하 헤일로를 떠도는 구상성단 일부가 UDG의 깨진 파편일 수 있다는 가능성도 고려하고 있습니다. 특히 Ultra-compact dwarf galaxy라는 종족이 있는데요, 외곽의 별이 모두 날아가고 중심부만 남아서 아주 크기가 작고 밀도가 높은 왜소은하 찌꺼기들이 구상성단의 연장선에 있을거라는 이론이 존재합니다.
방금 이 영상 하나로 암흑물질이 "있다"쪽으로 드디어 마음이 기울었습니다. 그동안의 제 뇌 안에서의 프로세싱 과정은 굳이 설명드릴 필욘 없어보이구요 ㅋㅋ 암흑물질 대신 "우주의 구겨짐" 때문이지 않을까 라고 혼자 망상으로 상상했었는데, 이 영상에서 설명한 현상은 암흑물질 없이 설명 자체가 불가능하네요!
댓글보고 조금 이해가 되기는 했는데, 여전히 의문이 좀 남습니다. 1. 예를 들어 우리은하가 안드로메다 은하와 언젠가는 합쳐진다고 들었는데, 그렇게 된다고 하더라도 실제 별과 별이 부딛치게되는 경우는 1%도 안된다고 들었습니다 (우주 대부분이 비어있어서) 영상에서 80억년전 은하의 충돌은 가스로 구성된 은하라서 전자기력이 강하게 작용한 것일까요? 2. 암흑물질의 경우 중력외에는 어떠한 힘과도 상호작용하지 않는다고 하는데, 그렇다면 암흑물질들끼리는 서로간에 인력에 의해 가까워졌다가 멀어졌다를 반복할뿐 서로 뭉쳐지지도 못할거 같다는 생각이 드는데요, 제가 이해한게 맞나요?
우주먼지님이 훨씬 구체적으로 잘 설명해주시겠지만 제가 설명드려보면, 은하를 이루는 물체들이 랜덤하게 움직이고 있는 상황에서 별과 행성은 전기적으로 거의 중성이고, "단위 부피당 물체의 수"가 매우 적어서 충돌할 가능성이 거의 없습니다. 반면, 성간 물질은 이온화되기가 쉬워서 대부분 이온화되어 있는 데다가 별보다는 입자의 수가 훨씬 많기 때문에 입자끼리 충돌하는 빈도가 매우 큽니다. 예컨대 별은 수십 입방광년에 하나가 들어있지만, 성간 물질 입자는 1입방미터에 수천 개 이상이 들어있죠. 따라서 이건 동영상에서 다루는 처음 은하가 가스로 구성된 은하라서 그런 게 아니라, 은하의 일부가 가스로 되어있다면 그곳의 가스가 가스로서 마땅히 가져야 할 성질이예요. 물론 동영상의 설명처럼 암흑물질이 있는 두 은하가 암흑물질이 없는 은하를 생성하려면 처음 두 은하의 충돌 각도, 속도 등 운동학적인 성질을 잘 살펴보기도 해야겠죠.
덧붙여서 성간물질에서 탄생하는 태양이나 지구처럼 규모가 작고 가시적인 물체들은 순전히 보통 물질로만 이루어져 있기 때문에, 암흑물질은 충돌성이 없어서 잘 뭉치지 않는다고 여겨지고 있습니다. 총알 은하단처럼 충돌하는 은하단은 그러한 생각을 뒷받침하는 정황적 증거 중 하나이고요. 은하 이상의 규모에서는 은하를 감싸는 암흑물질 헤일로들이 서로 충돌하고 이완하면서 더 거대한 암흑물질 헤일로를 생성하는 걸로 알고있어요.
두 은하가 충돌할 때 두 은하들의 가스가 상호작용한 것과 두 은하의 암흑물질이 두 은하들의 가스와 상호작용하니 않는 것은 이해가 갑니다. 그런데 두 은하간의 암흑물질은 서로 상호작용이 일어나야 되는 거 아닌가요? 하지만 관측결과가 그렇지 않다고 나오는 것으로 보이니, 제 생각에는 암흑물질은 우리의 우주보다 더 고차원에 존재하는 것 같습니다. 마치 3차원상에서 두 선이 서로 엇갈려 만나지 않아도 2차원 평면에 투영하면 두 선의 그림자는 교차하는 것처럼 말이죠. 두 암흑물질 덩어리는 고차원 적인 공간에서 서로 경로가 엇갈려 만나지 않고 서로 갈길 가지만 그들의 중력이 투영되는 우리 우주에서는 서로가 품고있는 은하가 충돌하는 결과를 맞게 된게 아닐까요?
실제 이영욱 교수님은 암흑물질은 없다는 쪽에 배팅하겠다. 측정의 오류에서 발생했다 라고하신 논문도있고..최국형?? 교수님은 없다고 하진않겠지만 암흑물질이 아니라고해도 설명할방법이 있다고 몇가지 예를 설명하신거도있죠..우리나라에서도 저분야에 여러교수님들이 함께 참여하고계시고..어서 우리나라에서도 노벨상이 나오면 좋겠습니다.
