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암흑물질

목차

1. 개요
2. 상세
3. 우주의 미래 예측
4. 암흑물질의 후보
5. 각종 매체에 등장하는 암흑물질


1. 개요

dark matter
우주의 상태로 보아 분명히 있어야 하는 질량인데, 아직 관측이 되지 않고 있는 것들의 총칭. 별하고 거리가 멀거나 별빛을 가릴 정도로 두터운 가스 구름이나, 블랙홀이나 뉴트리노 혹은 원자가 되지 못하고 남은 쿼크 덩어리 또는 에테르 등의 다양한 가설이 제시되고 있다. 기자의 말에 따르면 알록달록하다고 한다.[1]

2. 상세

중력은 질량에서 발생하기 때문에, 어떤 천체에 중력이 미치려면 그 정도 질량을 가진 무언가가 있어야 한다. 그러나 우주에는 중력을 발생시키지만 빛으로는 관측할 수 없는 물질들이 상당히 많은데, 이를 암흑 물질이라 한다.

별의 운동을 관찰해보면 케플러 법칙에 의해 중심으로부터 거리가 멀어질수록 공전속도가 느려지는 것이 관측되어야한다. 이것은 태양계에서 태양과 가장 가까운 행성인 수성의 공전속도가 가장 빠르고 해왕성의 공전속도가 가장 느린 것만 봐도 알 수 있다. 다시 말해 중심부와 가까울수록 공전속도가 빠른 것이다.

그러나 신기하게도 우리 은하를 공전하고 있는 별들의 움직임을 분석해 보면 외곽에 있는 별들의 공전속도가 중심부쪽에 있는 별들과 비슷하거나, 더 빠르다. 이 현상은 우리 은하 외곽에 보이지 않는 무언가가 있어서 별들에 중력을 미쳐서 공전속도에 영향을 주고 있기 때문이라고 생각할 수 있다. 다만 그것이 어떤 물질에 의해서 이런 현상이 발생하는지는 아직 수수께끼이다. 그래서 '암흑 물질' 이라고 부르는 것이다.

암흑 물질은 은하단 또는 초은하단을 헤일로 형태로 둘러싸고 있는 것으로 알려져 있으며, 개개의 은하 외곽에서도 관측된다.

우주에 분포하는 암흑물질의 양은 관측 가능한 물질보다 훨씬 많다. 이 때문에 은하의 질량을 보이는 것보다 훨씬 뻥튀기시키는데 일조하고 있는데, 예를 들면 안드로메다 은하는 우리 은하보다 별의 개수가 2배 이상 많지만, 우리 은하에는 암흑 물질이 더 많기 때문에 질량은 비슷하다.

은하단 차원에서도 암흑물질은 중요한데, 겉보기에는 은하들이 각각의 빠른 속도로 인해 흩어져야 할 상황인데도 중력적으로 은하단에 묶여 있는 것을 볼 수 있기 때문이다. 암흑물질이 은하단을 유지시키는데 중요한 역할을 하는 것이다.

아직 명확한 존재와 구별법, 정의가 확립되어 있지 않고 그 양에 대해 정확히 알려진 바가 없어서 섣부른 추측을 붙이는 것은 금물이다. 하지만 정체를 밝히려는 시도가 되던 중에 암흑에너지라는 개념을 또 도입해야 할 지경이 되었다. 이론적으로 설명이 되지 않는 것을 일부러 끼워 맞추는 식으로 집어넣은 이론이라 먼 미래에는 플로지스톤설처럼 무시당하는 이론이 될 지도 모른다.

암흑물질이나 암흑에너지같은 것을 배제하고 현재 우주의 팽창 속도를 설명하는 가설도 나왔다. 이 가설대로라면 우주는 다시 찌그러들어 다시 빅뱅이 일어날 수 있다.



아무래도 용어 자체가 뭔가 암흑적이고(?) 어둠의(?) 이미지다 보니 엄청 특별한 물질일 것으로 생각하는 사람이 많으나, 가깝게는 일반 화학에서 부터 멀게는 자물리학까지 등장하는 우리가 아는 물질들로 이루어 진 것이 그저 보이지 않는 것일 뿐이다.어두워서 다크 절대 우리의 상상을 초과하는 물질들이 아니다.

물론, 암흑에너지는 우리가 듣도 보도 못 한 것이 맞다.

3. 우주의 미래 예측

현재 천문학계에서는 이 암흑 물질의 질량을 구하려고 오만가지 실험과 시도를 많이 하는데, 그 이유는 이 암흑 물질의 총 질량을 알게 되면 우주의 밀도를 구할 수 있어서 우주의 미래를 단편적으로 점칠 수 있기 때문이다. 그나마 암흑물질은 질량을 가지고 있기에 중력렌즈 현상을 통해서 그 분포를 어느 정도 알 수 있기는 하다.

우주 공간이 일정 수준 이상의 밀도를 넘게 되면 그 시점부터 물질 간의 인력이 강해져 수축한다. 이 상태에서 모든 물질이 한 점에 모여 고열 우주로 돌아가는 것을 빅 크런치(Big Crunch)라고 부르고, 이와 반대로 밀도가 일정 수준 이하일 경우 공간이 계속 팽창하여 절대영도가 되거나 과도한 팽창력으로 모든 것이 원자 단위로 산산조각으로 찢어지는 것을 각각 빅 프리즈(Big Freeze)와 빅 립(Big Rip)이라고 부른다. 우주 전체 질량의 대부분을 차지하는 암흑물질(, 그리고 암흑에너지)의 양이 어느 정도인지를 측정할 수 있다면 우주의 미래를 알 수 있다. 현재 밝혀진 암흑물질과 암흑에너지의 비율은 3:7이고, 우주는 빅 프리즈로 끝날 것으로 예상된다.

4. 암흑물질의 후보

  • 갈색 왜성: 별이 되지 못해 거의 빛을 내지 못하는 가스 덩어리이다. 그러나 암흑물질의 양이 워낙 많기 때문에 갈색 왜성만으로는 암흑물질의 존재를 해결할 수 없을 것으로 생각된다.
  • MACHOs: 마초와는 다르다! 다르지 않다. 엄연히 아래의 WIMPs를 노리고 지은 이름이다. MAssive Compact Halo Objects(무거운 고밀도 헤일로 천체)의 약자, 블랙홀, 중성자별 등으로 이루어져 있다. 연구를 통해 암흑물질 전체 질량을 이것으로 설명하기에는 부족하다는 결과가 나왔다.
  • WIMPs(Weakly Interacting Massive Particles): 약한 상호 작용을 하는 무거운 입자들을 말한다. 뉴트리노 같이 다른 물질들과 상호 작용을 거의 하지 않으면서도 암흑물질의 막대한 양을 설명할 수 있을만큼 그 수와 질량이 커야 한다. 암흑물질은 다른 물질과 부딫히지 않아 운동량이 0에 가까운데 뉴트리노 같은 경우 광속에 가깝게 운동하는 물질이라 후보에서 탈락.
  • 2015/1/14 기준 이론상 존재가 예견된 물질인 초대칭성 입자나 액시온이 가장 유력한 후보이다. 입자와 부딫히지 않고, 보이는 것에 비해 밀도가 높아 질량이 크다는 점이 모두 암흑물질의 조건을 충족시킨다.
  • 또는 일부 과학자들은 뉴턴의 중력 법칙에 결함이 있다고 주장한다. 즉, 중력 법칙은 태양계와 같은 작은 범위에서는 잘 맞지만, 은하나 은하단과 같은 거시적인 스케일에서는 오차가 발생한다는 것이다. 대표적인 이론으론 수정 뉴턴 역학이 있다.
  • 르미 감마선 망원경의 관측 결과로 감마선 영역의 관측이 활발해지면서 이 분야의 연구가 활발해지고 있는 것으로 보인다.

5. 각종 매체에 등장하는 암흑물질

그냥 잘 모르는 거지만 왠지 이름이 멋있어서(…) 픽션에서는 여러가지 굉장한 아이템으로 등장한다. 게다가 이름에 암흑이 들어가 있으니 어둠에다크에서 죽음의데스를 느끼며 깊고 어두운 물질. 흐콰 무언가 사악하거나 어둠에 관련된 속성이나 원소로 나오기도(...).

  • 갤럭시 온 파이어 2
    작중 DLC인 '캐모 클럽'을 구매할 시 판매 상인에게서 획득 가능한 '암흑 물질 레이저'가 있다. 발사 시 레이저의 외형은 시꺼먼 레이저를 초록색으로 둘러논 듯한 괴상한 외형.(...) 이러니 저러니 해도 화력은 탄속 레이저 최강.

  • 니들리스
    작중에 니오는 니들리스와 천사의 힘의 근원이다. 니들리스와 천사들의 무지막지한 능력의 근원으로 이것이 없으면 니들리스와 천사는 능력을 쓸 수 없다. 그런데 예외적으로 니들리스와 천사의 힘의 근원인 다크 매터를 없앨 수있는 상당히 동떨어진 니들리스가 있다. 항목 참조

  • 디지몬 시리즈
    다크드라몬, 황제드라몬 역시 암흑 물질을 무기로 사용한다. 그런데 다크드라몬의 다크 로어는 사실 어떻게 상대에게 데미지를 주는지 알 수가 없다(...). 황제드라몬의 경우엔 암흑 물질을 무식하게 압축시켜서 반경 수백미터 크기의 블랙홀로 만들어 발사(...)한다. 전투 형태의 기가 데스의 설정으로 볼 때, 최소 어지간한 행성의 10%를 완전히 괴멸할 만한 위력이 있는 것 같다. 블랙홀이면 행성은 먼지 들이키는 수준도 안된다는건 생각치 말자

  • 디펜스 데빌
    악마들의 힘의 원천이 되는 물질로 나온다. 물론 과학의 암흑 물질과는 관련이 없다.

  • 리그 오브 레전드
    챔피언 중 하나인 베이가의 스킬로 존재한다.

  • 별의 커비 시리즈
    일종의 종족으로서 등장. 별의 커비 2, 별의 커비 3, 별의 커비 64 등 세 작품에 걸쳐 흑막 집단으로서 암약하며, 별의 커비 2에서는 단일 개체만 나오다가 별의 커비 3부터 종족 규모로 침략하기 시작한다. 다만 별의 커비 3의 2P 캐릭터 구이는 이 종족의 일원이면서도 커비의 동료이다. 이들 모두가 사악한 마음을 지닌 것은 아닌 모양.
    다른 생물에 빙의해 조종하는 능력을 가지고 있어 별의 커비 3의 모든 보스들, 그리고 별의 커비 64에서는 웨이들 디아드렌느 등에게 들러붙어 커비와 싸우게 만든다. 이 능력의 최고 피해자는 디디디 대왕. 위에 언급된 세 작품 모두에서 이들에게 빙의당하는 신세이며, 심지어 별의 커비 3에서 빙의당했을 때는 배에서 눈이나 이빨이 튀어나오는 안습한 모습까지 보여준다.[2]
    여러 가지 형상이 있지만 기본적으로는 검은 몸통에 눈알이 하나 달린, 커비 캐릭터답지 않게 징그러운 생김새를 지녔다. 이 종족의 우두머리인 제로 역시 흰 몸통에 빨간 눈알 하나 달린 외형. 이 독특한 외형은 일종의 클리셰 취급이 되어, 별의 커비 64 이후에 발매된 작품에서도 비슷한 생김새의 최종보스가 나오면 이 종족의 일원이 아닐까 하는 추측을 받는다. 다만 그들 중 정말로 이 종족에 속해 있다고 밝혀진 사례는 아직 없다.
    백괴사전에서는 모에선을 발사한다고 소개되어 있다.

  • 더 바인딩 오브 아이작: 리버스
    먹으면 공포효과를 가지는 눈물이 나오는데, 일정 확률로 몬스터들에게 공포효과를 주면서 몬스터들이 플레이어로부터 멀리 떨어려지려고 한다.

  • 슈퍼 마리오 갤럭시
    빠지면 사망하는 우주의 액체로 존재한다(…). 대표적으로 후반부의 쿠파 스테이지나 '퍼플코인 온 루이지' 같은 곳. 특히, 쿠파 스테이지의 다크 매터에 빠지면 한다. 그냥 블랙홀 같은데...

  • 스타 트렉
    이와 비슷한 물체로 추정되는 은 물질이 등장한다. 블랙홀을 만들어 시간 이동도 할 수 있는 듯.

  • 어떤 마술의 금서목록
    카키네 테이토쿠는 이 물질에서 이름 따온 능력을 갖고 있다. 미원물질이라 쓰고 다크 매터라고 읽는다. 실제론 아무런 관련이 없다.
  • 오게임
    유료 서비스를 결제하기 위한 일종의 사이버머니 개념으로 존재한다. [3]

  • 용자왕 가오가이가 파이널
    솔 11유성주들이 우리 우주의 암흑 물질을 유용하여 삼중련 태양계를 부활시키는 데 사용하였다는 대목이 나온다. 이때 사용된 암흑 물질의 분량만큼 우리 우주가 줄어들어 지구멸망을 넘어선 주멸망 직전의 위기를 낳았다.[4]

  • 유희왕
    여기에서 이름을 딴 No.95 갤럭시아이즈 다크 매터 드래곤이 나왔다.

  • 월드 오브 워크래프트
    울두아르의 히든 네임드인 관찰자 알갈론이 10인 난이도에서 드랍.

  • 은하수를 여행하는 히치하이커를 위한 안내서
    무한정 수명이 늘어난 와우배거의 우주선[5]인 탕그리스니르 호가 암흑물질로 만들어져 있다. 때문에 통상적인 공격으로는 피해를 입힐 수 없다.

  • 은혼
    시무라 타에는 계란으로 이 물질을 만들곤 한다. 보통 본인은 계란말이라 우기지만 다크매터라 부른다 초밥으로도 가능. 불을 사용하지 않아도 어느 순간(한 컷) 완성되며, 부가효과로 기억상실 등이 따라온다.

  • 퀘이크 시리즈
    스트로그는 이 물질을 개인화기로까지 사용한다. 나중에 주인공 케인이 이를 손에 넣어 무기로 사용한다. 엄밀히 말하자면 BFG의 대타.
  • 큐라레: 마법 도서관
    여기서는 인간화된 캐릭터가 카드로 등장한다. #

  • 크로노 트리거
    마왕이 사용하는 최종기술의 이름.

  • 투 러브 트러블
    라라 사타린 데빌룩유우키 리토에게 데빌루크 성의 음식을 보여준답시고 재료로 넣은 게 이 물질이다. 맛은 둘째치고 연기 색부터가.. 그보다 보통의 요리에서 연기가 나와도 되는 건진 모르겠다[6]

  • 파이널 판타지 시리즈
    파이널 판타지 4에서는 제무스가 암흑 물질의 힘을 받아들여 제로무스로 진화하며, 파이널 판타지 5에서는 이것과 같은 이름의 아이템인 "다크 매터"가 약사의 어빌리티인 "조합"에 사용되는 아이템으로 등장. 여기다가 뭘 섞어도 대부분 쉐도우 플레어같은 암흑 속성의 공격을 하는 효과가 나온다(…). 이후 파이널 판타지 시리즈에서 단골로 등장한다.

  • 퓨처라마
    탁구공만한 윤기있는검은색 구슬로 묘사되며, 우주선 연료로 사용한다. 게다가 그 출처는 어떤 동물의 똥... 무게는 프라이가 단 한알을 낑낑데며 집어들지 못하면서 "태양 1000개만큼 무겁다고!"라고 한다거나, 니블러가 똥을 쌀 때 '쾅!'하는 굉음이 나며 보도블럭을 뚫고 들어가는 장면도 있는 반면, 릴라벤더가 삽(고양이 똥 푸는 그 삽)으로 한손으로 서너개를 휙 파내는 둥 상황에 따라 제각각이다. 이 연료를 사용하는 엔진을 만든 개발자는 나중에 악질 사업가에게 복수하겠다고 결국 암흑물질을 연료로 못 쓰게 만들어버린다.

  • D.Gray-man
    악마를 만드는 주 재료로 이노센스와 상반되는 개념으로 등장한다.

  • GTO
    오니즈카 에이키치코딱지가 이것이다.
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  • [1] 저 사진은 무언가가 어디에 모여있는가를 표현한 것이다. Contour(한글로는 등고선이라고 한다.)라고 하며 무언가 값이 높은 쪽을 빨간색, 낮은 쪽을 파란색으로 표현하는 것일 뿐이다. 지도에서 시각적으로 알아보기 쉽게 해발고도가 높은 쪽을 빨간색으로, 낮은 쪽을 초록색으로 나타내는 것과 같다. 그런데 기자는 그냥 카메라로 찍은 줄 알고 있다...
  • [2] 이 작품 이후로 디디디 대왕은 배에서 뭔가가 튀어나오는 것이 클리셰가 되어 버려서, 신작인 별의 커비 트리플 디럭스에서 블랙 디디디라는 적이 (디멘션 미러에서) 나타나 배에서 이빨을 드러내며 공격하는 패턴이 있다!
  • [3] 외우주로 함선을 보내면 낮은 확률로 이걸 얻을 수도 있으며, 캐쉬로도 구입할 수 있다.
  • [4] 근데 과학적으로는 암흑물질이 사라지면 암흑에너지를 상쇄할 중력이 줄어들어서 오히려 팽창이 가속화돼야 한다.
  • [5] 정확히는 원래 토르의 우주선이다.
  • [6] 물론 그녀의 요리 실력이 바닥을 기는 것도 한 몫 한다
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last modified 2015-04-09 16:52:30
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