암흑 유체
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1. 개요
암흑 유체는 국소적인 에너지 밀도에 따라 인력 또는 척력으로 작용하는 유체로 가정되는 이론이다. 이 이론은 중입자 밀도가 높은 곳에서는 암흑 물질처럼, 물질이 적은 곳에서는 암흑 에너지와 유사하게 작용한다고 예측한다. 암흑 유체는 다양한 중력 이론의 특수한 경우를 재현할 수 있으며, 적색 편이와 밀도에 따른 수정된 중력 모델을 제시하기도 한다. 암흑 유체는 복잡한 유체역학적 분석 대신 스칼라장 모델을 통해 단순화하여 연구된다.
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| 암흑 유체 | |
|---|---|
| 개요 | |
| 유형 | 가설 |
| 설명 | 암흑 에너지와 암흑 물질을 통합하는 가설적인 유체 |
| 세부 사항 | |
| 구성 요소 | 음의 질량을 가진 입자와 정상적인 질량을 가진 입자 |
| 제안자 | 제이미 판스 |
| 관련 개념 | |
| 관련 항목 | ΛCDM 모형 |
2. 작동 원리
암흑 유체는 다양한 물질 밀도의 사례에서 인력이나 척력의 연속적인 범위를 예측한다는 점에서 암흑 물질과 암흑 에너지를 넘어선다. 실제로, 급팽창, 퀸테선스, k-에선스, f(R), 일반화된 아인슈타인-에테르 f(K), MOND, TeVeS, BSTV 등과 같은 다양한 다른 중력 이론의 특수한 경우들이 암흑 유체에 의해 재현된다. 암흑 유체 이론은 또한 적색편이와 밀도에 따라 MOND에 대한 흥미로운 수정 사항을 제시하는 특정 f(K+R) 모델과 같은 새로운 모델을 제안한다.
2. 1. 높은 밀도 영역
암흑 유체는 국소적 에너지 밀도에 따라 인력이나 척력으로 행동을 하는 특정한 종류의 유체로 가정된다. 이 이론에서 암흑 유체는 바리온 밀도가 높은 공간 영역에서 암흑 물질처럼 거동한다. 암흑 유체는 물질이 존재할 때 속도가 느려지고 주변에서 응집되며, 더 많은 암흑 유체가 끌려 와서 그 주위에서 응집하여 그 근처의 중력을 증가시킨다.이러한 효과는 항상 존재하지만 은하와 같은 매우 큰 질량이 있을 때만 눈에 뜨이게 된다. 이러한 설명은 암흑 물질 이론과 유사하며 암흑 유체 방정식의 특수한 경우에는 암흑 물질이 재현된다.
2. 2. 낮은 밀도 영역
은하 초은하단 사이의 거시 공동 공간과 같이 상대적으로 물질이 적은 곳에서, 이 가설은 암흑 유체가 이완되며 음의 압력을 가지게 된다고 예측한다. 따라서 암흑 유체는 척력이 되어 암흑 에너지와 유사한 효과를 내게 된다.3. 이론적 배경
암흑 유체는 국소적 에너지 밀도에 따라 인력이나 척력으로 행동하는 특정 종류의 유체로 가정된다. 이 이론에서 암흑 유체는 바리온 밀도가 높은 공간 영역에서 암흑 물질처럼 거동하며, 물질이 존재할 때 속도가 느려지고 주변에서 응집된다. 또한 더 많은 암흑 유체가 끌려와 그 주위에서 응집하여 근처의 중력을 증가시킨다.
이러한 효과는 항상 존재하지만 은하와 같은 매우 큰 질량이 있을 때만 눈에 뜨이게 된다.
한편, 은하 초은하단 사이의 거시 공동 공간과 같이 상대적으로 물질이 적은 곳에서 이 가설은 암흑 유체가 이완되며 음의 압력을 가지게 된다고 예측한다. 따라서 암흑 유체는 척력이 되어 암흑 에너지와 유사한 효과를 낸다.
암흑 유체는 다양한 물질 밀도의 사례에서 인력이나 척력 특성의 지속적인 범위를 예측한다는 점에서 암흑 물질과 암흑 에너지보다 우월하다.
3. 1. 기존 이론과의 관계
암흑 유체는 국소적 에너지 밀도에 따라 인력이나 척력으로 행동하는 특정한 종류의 유체로 가정된다. 이 이론에서 암흑 유체는 바리온 밀도가 높은 공간 영역에서 암흑 물질처럼 거동한다. 암흑 유체는 물질이 존재할 때 속도가 느려지고 주변에서 응집되며, 더 많은 암흑 유체가 끌려와 그 주위에서 응집하여 근처의 중력을 증가시킨다.이러한 효과는 항상 존재하지만 은하와 같은 매우 큰 질량이 있을 때만 눈에 뜨이게 된다. 이러한 설명은 암흑 물질 이론과 유사하며 암흑 유체 방정식의 특수한 경우에는 암흑 물질이 재현된다.
한편, 은하 초은하단 사이의 거시 공동 공간과 같이 상대적으로 물질이 적은 곳에서 이 가설은 암흑 유체가 이완되며 음의 압력을 가지게 된다고 예측한다. 따라서 암흑 유체는 척력이 되어 암흑 에너지와 유사한 효과를 내게 된다.
암흑 유체는 다양한 물질 밀도의 사례에서 인력이나 척력 특성의 지속적인 범위를 예측한다는 점에서 암흑 물질과 암흑 에너지보다 우월하다. 실제로, 급팽창, 퀸테선스, k-에선스, f(R), 일반화된 아인슈타인-에테르 f(K), MOND, TeVeS, BSTV 등과 같은 중력 이론의 다양한 특별한 경우는, 암흑 유체에 의해 재현될 수 있다. 또한 암흑 유체 이론에 의하여, 적색편이와 밀도에 의존하는 MOND에 대한 흥미로운 보정을 제안하는 특정 f(K+R) 모델과 같은 새로운 모델을 제안하고 있다.
3. 2. 새로운 모델 제시
암흑 유체는 국소적 에너지 밀도에 따라 인력이나 척력으로 행동을 하는 특정한 종류의 유체로 가정된다. 이 이론에서 암흑 유체는 바리온 밀도가 높은 공간 영역에서 암흑 물질처럼 거동한다. 이 아이디어는 어두운 유체가 물질의 존재에 있을 때 속도가 느려지고 주변에서 응집된다는 것이며, 또한 암흑 유체에 의하여 더 많은 암흑 유체가 끌려 와서 그 주위에서 응집하여 그 근처의 중력을 증가시킨다.이러한 효과는 항상 존재하지만 은하와 같은 매우 큰 질량이 있을 때만 눈에 뜨이게 될 것이다. 이러한 설명은 암흑 물질 이론과 유사하며 암흑 유체 방정식의 특수한 경우에는 암흑 물질이 재현된다.
한편, 은하 초은하단 사이의 거시 공동 공간과 같이 상대적으로 물질이 적은 곳에서 이 가설은 암흑 유체가 이완되며 음의 압력을 가지게 된다고 예측한다. 따라서 암흑 유체는 척력이 되어 암흑 에너지와 유사한 효과를 내게 된다.
암흑 유체는 다양한 물질 밀도의 사례에서 인력이나 척력 특성의 지속적인 범위를 예측한다는 점에서 암흑 물질과 암흑 에너지보다 우월하다. 실제로, 급팽창, 퀸테선스, k-에선스, f(R), 일반화된 아인슈타인-에테르 f(K), MOND, TeVeS, BSTV 등과 같은 중력 이론의 다양한 특별한 경우는, 암흑 유체에 의해 재현될 수 있다. 또한 암흑 유체 이론에 의하여, 적색편이와 밀도에 의존하는 MOND에 대한 흥미로운 보정을 제안하는 특정 f(K+R) 모델과 같은 새로운 모델을 제안하고 있다.
4. 단순화 가정
암흑 유체 가설에서는 스칼라장 모델을 통해 가설을 단순화하는 과정을 거쳤다.[8][11][2][5]
4. 1. 유체역학적 접근의 어려움
암흑 유체는 표준 유체역학 모델처럼 분석되지 않는데, 이는 유체역학의 완전한 방정식은 아직 풀기가 너무 어렵기 때문이다.[8][11][2][5] 일반화된 Chaplygin 가스 모델과 같은 공식화된 유체 기계적 접근 방식은 암흑 유체를 모델링하는 데 이상적인 방법이지만, 현재 계산을 실행하려면 너무 많은 관측 데이터 포인트가 필요한데 아직 우주론자들이 사용할 수 있는 데이터 포인트가 충분하지 않다.암흑 에너지와 암흑 물질에 대한 다른 대안적 접근 방식에서와 마찬가지로, 암흑 유체 가설에서는 스칼라 필드 모델을 통해 가설을 모델링하여 단순화하는 단계를 수행했다.[2][5][8][11]
4. 2. 스칼라장 모델
암흑 유체는 표준 유체역학 모델처럼 분석되지 않는데, 이는 유체역학의 완전한 방정식은 아직 풀기가 너무 어렵기 때문이다. 일반화된 Chaplygin 가스 모델과 같은 공식화된 유체 기계적 접근 방식은 암흑 유체를 모델링하는 데 이상적인 방법이지만 현재 계산을 실행하려면 너무 많은 관측 데이터 포인트가 필요한데 아직 우주론자들이 사용할 수 있는 데이터 포인트가 충분하지 않다.[8][11]암흑 에너지와 암흑 물질에 대한 다른 대안적 접근 방식에서와 마찬가지로, 암흑 유체 가설에서는 스칼라 필드 모델을 통해 가설을 모델링하여 단순화하는 단계를 수행했다.[2][5]
참조
[1]
서적
Is it possible to consider Dark Energy and Dark Matter as a same and unique Dark Fluid?
https://archive.org/[...]
[2]
간행물
Dark Fluid: a complex scalar field to unify dark energy and dark matter
[3]
간행물
A Unifying Theory of Dark Energy and Dark Matter: Negative Masses and Matter Creation within a Modified ΛCDM Framework
[4]
웹사이트
Bizarre 'Dark Fluid' with Negative Mass Could Dominate the Universe
https://www.space.co[...]
2018-12-17
[5]
간행물
One-loop quantum corrections to cosmological scalar field potentials
[6]
웹사이트
宇宙は「暗黒流体」に満ちている？ 新説を巡る科学者とメディアの責任を考える
https://wired.jp/201[...]
2019-01-21
[7]
저널
Is it possible to consider Dark Energy and Dark Matter as a same and unique Dark Fluid?
https://archive.org/[...]
[8]
저널
Dark Fluid: a complex scalar field to unify dark energy and dark matter
[9]
저널
A Unifying Theory of Dark Energy and Dark Matter: Negative Masses and Matter Creation within a Modified ΛCDM Framework
[10]
웹인용
Bizarre 'Dark Fluid' with Negative Mass Could Dominate the Universe
https://www.space.co[...]
[11]
저널
One-loop quantum corrections to cosmological scalar field potentials
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