[논문 리뷰] A Possible Candidate for Dark Matter

Shihao Chen|ArXiv.org|2001. 03. 28.

Stellar, planetary, and galactic studies인용 수 3

한 줄 요약

이 논문은 기존의 발산 없는 양자장 이론에서 제안된 W-물질이 중력 외에 다른 방식으로는 탐지되지 않으며, 중력만으로 상호작용하므로 암흑물질을 구성한다고 제안한다. 저자들은 RXJ1865와 3C58를 F-물질과 W-물질로 이루어진 복합 천체인 W-F별로 식별하고, 중력적 비정상성에 의해 지진과 쓰나미 사건을 연관지킨다.

ABSTRACT

On the basis of a new quantum field theory without divergence presented by us we identify W-matter with dark matter and guess that the two new stars RXJ1865 and 3C58 and quasi-stellar objects are the compounds of a F-celestial body with a W-celestial body with massive enough mass, and some earthquakes, some tsunamis and some disasters in some areas like Bermuda are caused by W-objects. Keywords: Dark matter; W-matter; Quasi-stellar objects.

연구 동기 및 목표

• 기존의 발산 없는 양자장 이론에서 유도된 W-물질을 암흑물질의 물리적 후보로 규명한다.
• W-입자가 중력 외에 다른 상호작용을 하지 않음을 가정하여 암흑물질의 비중력적 탐지 실패를 설명한다.
• W-물질과 관련된 관측 가능한 천체적 현상, 예를 들어 비정상적인 적색편이와 중력 렌즈 효과를 예측한다.
• RXJ1865와 3C58와 같은 설명되지 않은 천체를 F-물질과 W-물질로 이루어진 W-F별로 해석한다.
• 일부 지진, 쓰나미 및 버마해협의 이상 현상이 거대한 W-천체에서 기인하는 일시적인 중력 효과 때문이라고 설명한다.

제안 방법

• F-입자(일반 물질)와 W-입자(암흑물질)로 구성된 두 개의 대칭적인 영역을 가진 새로운 양자장 이론을 수립하며, 라그랑지안 ℒ = ℒ_F + ℒ_W로 기술한다.
• F-입자와 W-입자가 중력 외에 상호작용하지 않으며, 필드 매개 상호작용이 없음을 가정하여 상호 독립성을 유지한다.
• 우주론적 및 천체물리적 시스템을 모델링하기 위해 총 에너지-운동량 텐서 𝒯_μν = 𝒯_Fμν + 𝒯_Wμν를 포함한 아인슈타인 장 방정식을 적용한다.
• F-세계와 W-세계 간의 대칭성을 바탕으로 W-물질이 우주의 50%의 물질을 차지할 수 있으며, 비중력적 상호작용이 전혀 없음을 유추한다.
• W-천체를 중력적으로 결합된, 투명하며 F-입자와의 상호작용이 중력 렌즈 효과와 tidal 힘 외에는 없는 천체로 모델링한다.
• F-와 W-천체가 상대 속도가 0인 상태에서 융합할 경우 고밀도의 적색편이를 띠는 천체인 W-F별이 형성되며, 질량과 적색편이로써 관측 가능하다고 제안한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 발산 없는 양자장 이론에서 유도된 W-물질이 중력 외의 상호작용만을 가지며 암흑물질 후보로 타당한가?
• RQ2 F-세계에 존재하는 거대한 W-천체가 어떤 천체적 신호를 유도할 수 있는가?
• RQ3 왜 RXJ1865와 3C58는 명백한 쿼크별 설명 없이 극도로 높은 밀도와 온도를 보이는가?
• RQ4 W-천체에서 기인하는 중력적 비정상성이 쓰나미와 지진과 같은 급작스러운 자연재해를 설명할 수 있는가?
• RQ5 은하핵형 항성체는 내재된 W-물질의 깊은 중력 잠재력으로 인해 발생하는 적색편이를 보일 수 있는가?

주요 결과

• 발산 없는 양자장 이론의 대칭적인 영역에서 유도된 W-물질은 유일하게 중력 상호작용만을 가지며, 암흑물질의 물리적 실현으로 제안된다.
• 우주의 에너지-운동량 텐서에는 F-입자와 W-입자 양쪽의 기여가 포함되어야 하며, 이들 사이에 비중력적 결합은 존재하지 않는다.
• RXJ1865(반지름 11.3 km, 온도 7×10⁵ °C)와 3C58(중성자별 밀도의 5배, 온도 1×10⁸ °C)는 극도의 특성을 지닌 것으로, 쿼크별이 아닌 W-F별로 해석된다.
• W-천체는 F-입자에 대해 투명하므로, 그 주변을 통과하는 광자에 대해 중력 렌즈 효과와 적색편이를 유도한다.
• F-와 W-천체 간의 중력적 상호작용은 마찰 없이 통과를 가능하게 하지만, F-천체에 지진과 tidal 효과를 유도할 수 있으며, 일부 지진과 쓰나미를 설명할 수 있다.
• 은하핵형 항성체는 W-F별일 수 있으며, 그 큰 적색편이는 극도로 깊은 중력 잠재력에 내재된 W-물질 때문이지, 극도의 빛의 세기나 거리 때문이 아니다.