[다큐S프라임] 은하의 암흑 곳곳에 숨어 있는 암흑물질 / YTN 사이언스

[@진국-o2q]

10년전만해도 암흑물질 주장하는 학자들
무시당했는데 언제부턴간 죄다 암흑물질타령

[@하하하-f9v4g]

화이팅

[@michaelkahn8744]

나선형 팔들이 중심에서 거리가 멀든 가깝든 같은 속도로 도는 현상이 우리 은하계뿐 아니라 거의 모든 은하계에서 발견될 정도면 은하들이 암흑물질 속에 완전히 담가져 있어야 하기에 적당한 감지장치만 있으면 우리 주변에서도 흔히 감지될 수 있어야 합니다.
그런데 무엇하러 그 비싼 돈을 써가며 고성능 망원경을 제작해서 그 먼 곳을 뒤적거릴까요?
멀고 먼 우주의 끄터리에 암흑물질로 된 천체와 은하와 암흑우주를 발견했다고 구라를 풀겠다는 거겠지요.
그러고 나서 이러겠지요. "암흑물질로 된 천체와 우주는 지능높은 사람 눈에만 보이고 내 암흑물질 방정식은 지능높은 사람만 이해합니다"
벌거벗은 임금님 이야기가 공연히 나온게 아닙니다.
암흑물질이나 암흑 에너지는 실재하지 않으며 그것은 우주의 팽창이 시공간의 만곡과 맞물려 만드는 만유인력이나 우주 척력과 같은 유령효과일 뿐입니다.
현재 물리학자들 간에 받아들여지고 있는 우주의 모습은, 이견도 있긴 하지만, 삼차원적인 풍선 모양의 공으로서 모든 천체들이 그 풍선 안에 떠돌아 다니고 있는 것을 상상하시면 대략 맞을 것입니다.
그리고 시간이 감에 따라 이풍선이 점점 부풀어가고 있는데 이것을 우주의 팽창(Expansion)이라고 부르지요.
그런데 초기에 믿어진 바로는 빅뱅으로 시작된 우주는 제로의 크기에서 점차로 커져서 오늘에 이른 것이며 그 팽창의 원인은 빅뱅이라는 폭발시 생겨난 폭발에너지가 내 놓는 팽창력이라고 보고 있습니다.
그러나 우주 안의 여러 천체들 역시 중력이라는 것으로 서로 묶여있는데 현재까지는 빅뱅 때 생긴 폭발력이 천체들간의 중력보다 세기 때문에 팽창이 지속되고 있지만 언젠가는 빅뱅의 에너지가 점차 소진되면서 팽창력이 줄어들어 천체들 간에 잡아당기는 중력과 맞먹게 되면 팽창이 멈추고 그 다음 순간 부터는 천체들 간의 중력에 빅뱅 폭발력이 압도되어 우주는 다시 수축하기 시작할 것이라는 그런 학설이 지배적이었고 그 증거로 학자들은 팽창속도가 점차로 줄어들고 있을 것이라는 가정하에 관측을 했지만 실제로 예상했던 팽창률 감소는 일어나지 않고 있다는 것이 발견되었습니다.
즉 우주 팽창률은 감소하는 것이 아니라 등속으로 팽창하고 있던가 아니면 더 빨라지고 있을지도 모른다는 것을 뒷받침 하는 쪽으로 관측 데이터가 나왔다는 것이지요.
이것이 가속팽창설(accelerated Expansion)을 낳게 만든 원인입니다.
그래서 무엇인가 숨어있는 부가적인 힘이 있어 그것이 우주를 가속팽창시키고 있다고 단정한 과학자들은 “암흑 에너지”란 것을 가정하고 지금까지 그 것을 찾느라고 과학자들은 부단히 노력하고들 있는 것입니다.
삼차원 구형 우주모형의 문제는 각 은하계의 중력장이 뉴턴 역학에 따라 비록 거리의 자승에 반비례 해서 약해지기는 해도 그 영역은 무한해야 하기에 우주 안을 넓게 차지하고 있는 완전 무중력 공간을 설명할 수가 없다는 것입니다.
그리고 우주의 팽창이 은하계 안에서는 일어나지 않는 다는 것 역시 지금 받아들여지고 있는 우주모델로는 사실상 설명이 안됩니다.
물론 높은 사람들이 자기들의 권위를 이용해서 이것 저것 덕지덕지 이유를 달아 궁색하게들 설명들을 하지만 사실상 설득력이 전혀 없다는 것입니다.
그리고 은하들을 관찰해 보면 거의 모두가 나선형의 팔들이 은하의 가운데 중심점에 한데 붙어있는 모양으로 이루어져 있고 이것이 은하의 중심 주변을 돌고 있는 모양인데 선풍기를 생각하시면 됩니다.
그런데 뉴턴역학에 따르면 은하를 구성하고있는 천체들의 회전 속도가 은하의 중심에서 밖으로 멀리 갈수록 느리게 움직여야 하는데 이들 모두가 사실상 같은 속도로 회전을 하고 있다는 것입니다.
뉴턴역학에 의하면 바깥 쪽의 천체가 이렇게 빨리 돌아가면 은하에서 이탈하여 밖의 우주공간으로 날아가 버리고 말 것인데도 천체들이 날아가지 않고 무엇인가에 붙들려 있는 양 제 자리들을 잘 지키고 있다는 것입니다.
이 현상이 발표된 해가 1933년인데 이것을 발견한 스위스의 천문학자 Fritz Zwicky 는 우주 공간에는 무엇인가 보이지 않는 물질이 있어 이들 나선형 팔을 구성하고 있는 천체들이 날아가지 않도록 붙들어 주는 것 같다고 생각해서 이 물질을 “암흑물질 - Dark Matter”라고 이름을 붙인 것인데 물리학자들이 이 물질을 찾기위해 온갖 가설을 다 내 세우고 벼라별 짓을 대 해봤지만 지금까지도 이 물질은 괴도 루팡처럼 잡힐 생각을 안하고 있습니다.
이 문제에 대해 알렉산더 대왕이 Gordian Knot을 一刀兩斷 하듯이 결단을 내리고 내 놓은 가설이 바로 “암흑물질과 암흑에너지는 없고 단지 우주의 구조 자체가 만들어 내는 현상일 뿐이다. 지금까지 우리가 믿어온 우주의 구조는 잘못된 것이다” 입니다.
이것을 설명하면 다음과 같습니다.
1. 우주의 구조는 삼차원적인 풍선이 시간의 흐름을 따라 팽창해가는 그런 모습이 아니라 사차원적인 공의 모습입니다.
즉 우리가 사는 삼차원적인 우주공간은 반지름을 시간축으로 하는 사차원적인 공의 표면이며 이 표면은 삼차원인 超 球面 (Hypersphere or Hypersurface)으로서 우리는 이 삼차원 표면에 살고 있는 것입니다. 따라서 우주는 사차원적인 극좌표계(Polar Coordination System) 안의 사차원적인 공의 모습을 하고 있으며 따라서 시간의 흐름을 따라 1 광초 (299792.458 km) 씩 길어져 가는 우주의 반지름에 비례하여 우주의 둘레는 대략 188만 km 씩 길어져 가는데 그것 때문에 우주 표면의 두 지점은 점차로 멀어져 가게 됩니다.
이것이 우주가 팽창하는 원리입니다.
그 팽창률을 이 새로운 이론을 적용해서 계산한 것이 아래 링크로 가시면 보실 수 있는 영어원문에는 나와 있는데 그것은 70.82 km/sec-Mpc 로서 이것은 과거 허블 망원경 시대로부터 지금의 Huygens 우주 망원경 시대에 수백번 실시된 관측치들 (67 ~ 75)의 평균치와 매우 근사하기에 상당히 설득력이 있는 값입니다.
그리고 상기의 계산결과는 새로 제안된 4차원 극좌표계 내의 공 모양의 4차원 우주모델을 적용하면 암흑에너지라는 새로운 에너지를 도입할 필요가 없어진다는 이야기도 됩니다. 즉 암흑 에너지는 없다는 이야기가 되는 것입니다.
2. 4차원 구형 우주모델은 우주가 점차로 팽창해 가는 것을 가정합니다.
그런데 그 모양은 대략적으로 모든 방향에 같은 비율로 팽창해 간다고 볼수 있지만 미세하나마 방향에 따라 조금씩 차이를 보인다고 보는 것입니다.
즉 4차원 공 모양의 우주의 모습은 대략적으로 공 모양이지만 그 표면이 약간씩 주름이 잡혀있다는 것입니다.
이것은 지구가 둥글기는 하지만 산이있고 평야가 있고 강과 호수가 있고 바다가 있어 약간의 굴곡이 있듯이 우주라고 하는 4차원 공의 표면 (실제로는 3차원 공간) 역시 균일하지 않고 곳에 따라 미세하나마 팽창률이 다를 수가 있다는 것입니다. 그러한 팽창률의 차이는 자연히 우주 표면에 시공간적인 주름을 만들게 됩니다.
그리고 아인슈타인의 일반 상대성 이론은 시공간의 주름이 중력의 효과를 만든다고 말하고 있습니다.
즉 우주라고 하는 4차원 공의 표면의 곳에 따른 팽창률의 미세한 차이로 생겨난 시공간의 주름살은 지구 표면의 지형처럼 이 곳 저 곳에 삼차원적인 골자기나 강물 같은 곳을 만들게 되고 이러한 장소는 질량체를 잡아 가두는 장소가 됩니다.
우리가 보는 은하나 성운들이 모두들 이러한 시공간 적인 주름이 만들어내는 중력에 끌려 삼차원적인 호수나 강, 바다에 갇힌 천체로 보면 맞는 것입니다.
그리고 이러한 현상들이 암흑물질이라는 보이지 않는 물질이 만들어 내는 현상으로 보이는 것입니다.
암흑물질이 실제 물질이 아니라고 추축할 수 있는 다른 단서 하나는 암흑물질 덩어리라고 추측되는 것들끼리 상호 역학적인 작용이 관찰되지 않는다는 것입니다.
진짜 물질이라면 자기들끼리 중력에 의해 밀든지 당기든지 무언가 반응을 보여야 할 것인데 그렇지가 않다는 것입니다.
글자수 제한 때문에 여기서 그치겠습니다.
자세한 것은 링크
www.academia.edu/82481487/Title_Alternative_Explanation_of_Dark_Matter_and_Dark_Energy
에 클릭하시면 그림으로 잘 표시가 되어있어서 쉽게 이해하실 수 있으실 것입니다.

[@Ultrastory]

■ God among us with force .