암흑물질,암흑에너지,파동,광자,

질문>

1.우주의 대부분을 이루는 암흑에너지, 암흑물질은 정체가 무엇인가요?그리고 <공간>은 물질이 아닌데 어떻게 중력에 휘어지는 건가요?

 

2.파동은 중력의 영향을 받나요?

 

 3.빛의 속도로 달리면 질량이 무한대가 되기 때문에 빛의 속도로 달리는 것은 불가능 하잖아요.그러면 광자는 빛의 속도로 달리니까 광자가 질량이 있다면 광자의 질량이 무제한이 되어야 하는 건가요?

  

이런 질문을 중학생이 햇는데 어떻게 답해주어야 하나요?

 

답변>

1.암흑물질 : 은하의 운동을 살펴보면 각운동량들을 보았을 때 은하 내 전체 질량이 수학적 계산보다 더 크게 나타난다는 것을 알게 되었습니다. 그래서 수학적 계산을 비교해보았을 때 우리가 측정한 질량보다 몇 배 이상의 질량이 더 존재하고 있을 것이란 추정을 하게 되고 그 원인 물질을 암흑 물질이라 하게 됩니다.

암흑물질은 우선 우리가 쉽게 보기 힘든 외부 행성이나 중성미자 또는 블랙홀 등으로 추정되고 있습니다.

암흑에너지 : 빅뱅 이론과 현재의 우주 질량 분포를 비교해보면 이상하게도 중력보다 척력의 효과가 더 크게 나타난다는 측정 결과가 나온 것으로 압니다. 그래서 중력보다 우주의 팽창 효과를 더 크게 하는 미지의 에너지가 있을 것이라 전제하고 그것을 암흑에너지라고 하게 됩니다. 이는 우주 공간이 앞으로 팽창할지, 수축할지 또는 일정상태를 유지할지 결정할 수 있는 요소이면서도 아직 그 정체를 파악조차 못 하고 있는 것으로 압니다.

2. 탄성파라면 당연히 중력의 영향을 받을 것이고(물질이 관여하니까요) 비탄성파도 빛과 같으 전자기파 같은 경우 중력에 의한 공간 왜곡 등이 영향을 주는 것을 중력렌즈 등을 통해 영향을 받는다는 것을 알 수 있습니다.

3. 광자는 입자 상태일 때는 정지질량을 갖지만 파동 상태일 대는 정지질량을 갖지 않습니다. 정지질량을 갖는 물질이 빛의 속도에 도달하면서 질량이 무한대가 된다고 보는 것입니다.
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답변 추가 사항>

암흑이라는 말 자체가 아마도 눈에 보이지 않는 이라는 뜻일 것입니다. 즉 아직까지 기술적으로 확인이 어렵다는 의미이겠지요 ! 암흑물질과 암흑에너지는 서로 반대성향이 강합니다. 전자는 인력원이고 후자는 척력원인 성격이 어느정도 강합니다.

일단 공간 자체도 존재로 보아야 합니다. 즉 공간 역시 이 우주 내에서만 의미를 같는다고 보아야 할 것 같으며 워낙 추상적인 성격이 강해서 설명이 좀 .... 여튼 중력에 의해 휜다기 보단 휘어진 곳에 중력원이 있다고 보는 것이 더 설명이 쉽습니다. 그렇다면 파동도 원래는 직선으로 달리지만 그 직선 자체가 휜 것이므로 휘어지게 되겠고 그렇다면 중력의 영향을 받는다고도 볼 수도... 광자만이 광속이 될 수 있는 이유는 광자의 정지질량(정지했다고 가정했을때의 질량) 0이기 때문입니다. 다른것은 선생님의 말씀대로 질량이 무한대가 되므로 광속이 될 수 없는 것으로 알 고 있습니다.