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[물리] 양자중력을 밝혀줄지도 모를 왜소행성 에리스(Eris)
2013.01.29 18:24
양자중력을 밝혀줄지도 모를 왜소행성 에리스(Eris)http://mirian.kisti.re.kr/futuremonitor/view.jsp?cn=GTB2013010498&service_code=03 | |
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| KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 2013-01-29 | |
| 명왕성을 죽인 것은 시작일 뿐이었다. 그리스의 전쟁의 신 이름을 딴 왜소행성 에리스(Eris) 역시 어쩌면 암흑물질과 암흑에너지에 대한 가장 인기 있는 설명을 무력화시킬 수 있을 것이다. 많은 은하들은 그 은하들이 가진 눈에 보이는 물질만으로 설명될 수 있는 것보다는 더 강한 중력과 더 큰 질량을 갖고 있는 것처럼 보인다. 은하들이 과도하게 무거운 이유는 대체로 암흑물질 때문이라고 생각되고 있다. 암흑물질은 중력을 통해서 물질과 상호작용을 하는 보이지 않는 물질이다. 하지만 지금까지 누구도 암흑물질 입자를 직접 검출하지는 못했다. 그러나 충분히 확립된 물리학의 개념이 그러한 은하들의 크기에 대해 또 다른 설명을 해 줄지도 모른다. 이 개념은 빈 공간이 실제로는 가상입자, 즉 너무나 빠르게 발생하고 사라지기 때문에 우리가 볼 수는 없는 물질과 반물질들로 가득 찬 거품투성이의 혼란스런 바다라는 것이다. 너무나 작은 양자 물체이긴 하지만, 이러한 거품 같은 입자들이 전하와 비슷하게 반대의 중력전하를 가질지도 모른다고 스위스 CERN의 물리학자 드라간 하이두코비치(Dragan Hajdukovic)는 생각했다. 중력장이 존재할 때, 그러한 입자들이 은하 질량의 모순을 설명할 수 있는 2차적인 중력장을 발생시킬 것이라는 것이다. 하이두코비치의 이론은 우주를 가속 팽창시킨다고 생각되고 있는 당황스런 힘인 암흑에너지도 설명할 수 있을지 모른다. 만약 가상입자들이 중력전하를 가지고 있다면, 시공간 자체에 작은 전하가 스며들어 우주에 있는 물체들이 서로 멀어지도록 만들 수 있을 것이다. 양자규모의 중력이 작용하는지를 시험하기 위해서, 하이두코비치는 아인슈타인으로부터 트릭을 차용할 계획이다. 다른 행성들을 당기는 것과 같은 태양계의 중력효과로 인해서, 수성의 태양 둘레의 타원형 경로는 천천히 회전하는 세차운동을 한다. 1800년대 천문학자들은 이러한 세차운동이 뉴턴 물리학의 예측과는 다른 속도로 일어난다는 것을 깨달았다. 아인슈타인은 태양의 질량이 시공간에 굴곡을 만들어 이러한 차이를 설명하기에 충분한 영향력을 수성에 끼친다는 것을 증명함으로써, 자신의 일반상대론을 믿게 만들었다. "양자중력은 더 멀리서 궤도운동을 하는 물체들에 대해서 비슷한 모순을 만들지 모른다"고 하이두코비치는 말했다. 여기서는 에리스와 그 달인 디스노미아(Dysnomia)이다. 해왕성 너머의 궤도에는 비슷한 물체들이 많이 있다는 것을 증명함으로써 명왕성의 행성지위가 박탈되었음은 잘 알려져 있듯이, 에리스가 태양으로부터의 매우 먼 거리에 있다는 것은 일반상대론의 효과가 무시해도 좋을 만큼 작아진다는 것을 의미한다. 따라서 뉴턴 물리학이 우위를 점하게 되어, 에리스 주위에서의 디스노미아의 세차운동 속도는 1세기마다 13각초(arc seconds)가 되어야 할 것이다. 그러나 만약 양자중력이 존재한다면, 그 속도는 1세기마다 -190각초가 되어야 한다고 하이두코비치는 계산했다. 이러한 계산을 확인하는데 필요한 측정은 현존하는 천문대들을 이용하여 지구에서 수행될 수 있을 것이라고 그는 생각한다. “수성처럼 태양에 매우 가까운 행성이 있었기 때문에 아인슈타인은 운이 좋았다. 천문학적 시험이 가능한 해왕성 너머의 물체들이 있기 때문에 나의 이론도 운이 좋을지 모른다”고 하이두코비치는 말했다. 지구에서의 시험이 양자중력의 효과를 검출할 만큼 충분히 민감할 것인지에 대해서 롱우드대(Longwood University)의 게리 페이지(Gary Page)는 회의적이다. 그럼에도 불구하고, 일반적인 생각을 뛰어넘은 하이두코비치를 그는 칭찬했다. “사람들이 기꺼이 약간 불리한 입장에 처하려고 하는 것은 항상 좋은 일”이라고 그는 말했다. | |
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