암석 기반
아직 기록하지 못한 우주의 다섯 번째 근본적인 힘이 있을 수 있으며, 새로운 연구에 따르면 이를 발견할 수 있는 최선의 방법은 깊은 우주가 아니라 비교적 가까운 물체에 있을 수 있습니다.
저널 Communications Physics에 게재된 연구에 자세히 나와 있듯이 천문학자들은 태양계의 소행성에 대한 면밀한 관찰을 통해 우주의 모든 질량의 85%를 차지하는 것으로 여겨지는 보이지 않는 물질인 암흑 물질을 형성하는 새로운 입자의 존재를 조사할 수 있다고 제안합니다.
그들은 지구 근처 소행성 Bennu에서 NASA OSIRIS-REx 임무가 수집한 풍부한 데이터를 이 잠재적인 시험장의 증거로 지적합니다. 연구 책임자인 유다이 차이에 따르면, 베누와 다른 지구 근처 소행성은 이미 광범위하게 추적되고 있기 때문에, 데이터의 편차는 물리학 표준 모형에서 상당한 격차를 나타낼 수 있습니다.
결국, 이는 해왕성의 존재가 관측되기 전에 예측된 방식입니다. 즉, 이웃 천왕성의 궤도의 불규칙성을 통해 예측된 것입니다.
뉴멕시코주 로스앨러모스 국립연구소의 연구원인 차이는 성명에서 “물체의 궤적은 종종 새로운 물리학을 발견하는 데 유용할 수 있는 이상 현상을 나타냅니다.”라고 말했습니다.
밀짚 보손
물리학 표준 모형은 현재 우주의 알려진 네 가지 근본적인 힘 중 세 가지를 설명하고 있으며, 세 가지 모두 이를 설명하는 자체 입자를 가지고 있습니다. 유일한 이상치는 중력인데, 아인슈타인의 일반 상대성 이론에 따르면 기술적으로 힘이 아니라 시공간의 왜곡이기 때문에 포함되지 않습니다(즉, 중력이 양자가 아닌 한).
그리고 힘의 영역을 넘어 중력만이 이상한 것은 아닙니다. 우주에 대한 우리의 이해의 상당 부분은 아직 표준 모형이 그린 깔끔한 그림에 맞지 않습니다. 암흑 물질은 우주가 우주적 규모로 어떻게 조직되는지 이해하는 데 필수적이기는 하지만, 대표적인 예입니다.
과학자들은 암흑 물질이 무엇인지 모르고, 그 존재는 주로 은하의 구조를 지배하는 엄청난 중력적 영향을 통해 추론됩니다. 한 가지 주요 가설은 암흑 물질의 가능한 형태가 초경량 보손이라고 불리는 입자일 수 있다고 제안하는데, 그 이유는 그 질량이 전자의 10억 분의 1보다 작기 때문입니다.
이전 연구에서는 블랙홀 주변의 상호 작용을 연구하여 초경량 보손의 존재를 알아내려고 했습니다. 그러나 연구자들은 베누의 데이터만 사용하여 이 다섯 번째 힘에 대한 제약 조건을 확립했다고 말합니다.
이탈리아 트렌토 대학교의 물리학자인 공동 저자인 서니 바그노치는 성명에서 “우리가 달성한 엄격한 제약은 유카와형 5번째 힘에 대한 가장 엄격한 한계 중 일부로 쉽게 변환됩니다.”라고 말했습니다.
연구자들은 이론을 발전시키기 위해 2029년에 지구에 근접하여 접근할 것으로 예상되는 또 다른 지구 근처 소행성 아포피스에 주목하기로 계획했습니다.
소행성에 대한 추가 정보: 유럽, 지구 외 “충돌 현장”을 조사하기 위해 우주선 배치
물리학의 신비한 “다섯 번째 힘”이 지구 근처 소행성에 영향을 미칠 수 있다
프랭크 랜디모어
2024년 10월 11일 금요일 오전 1시 03분 AEDT·3분 읽기
물리학의 신비한 “다섯 번째 힘”이 지구 근처 소행성에 영향을 미칠 수 있다
프랭크 랜디모어
2024년 10월 11일 금요일 오전 1시 03분 AEDT·3분 읽기
암석 기반
아직 기록하지 못한 우주의 다섯 번째 근본적인 힘이 있을 수 있으며, 새로운 연구에 따르면 이를 발견할 수 있는 최선의 방법은 깊은 우주가 아니라 비교적 가까운 물체에 있을 수 있습니다.
저널 Communications Physics에 게재된 연구에 자세히 나와 있듯이 천문학자들은 태양계의 소행성에 대한 면밀한 관찰을 통해 우주의 모든 질량의 85%를 차지하는 것으로 여겨지는 보이지 않는 물질인 암흑 물질을 형성하는 새로운 입자의 존재를 조사할 수 있다고 제안합니다.
그들은 지구 근처 소행성 Bennu에서 NASA OSIRIS-REx 임무가 수집한 풍부한 데이터를 이 잠재적인 시험장의 증거로 지적합니다. 연구 책임자인 유다이 차이에 따르면, 베누와 다른 지구 근처 소행성은 이미 광범위하게 추적되고 있기 때문에, 데이터의 편차는 물리학 표준 모형에서 상당한 격차를 나타낼 수 있습니다.
결국, 이는 해왕성의 존재가 관측되기 전에 예측된 방식입니다. 즉, 이웃 천왕성의 궤도의 불규칙성을 통해 예측된 것입니다.
뉴멕시코주 로스앨러모스 국립연구소의 연구원인 차이는 성명에서 “물체의 궤적은 종종 새로운 물리학을 발견하는 데 유용할 수 있는 이상 현상을 나타냅니다.”라고 말했습니다.
밀짚 보손
물리학 표준 모형은 현재 우주의 알려진 네 가지 근본적인 힘 중 세 가지를 설명하고 있으며, 세 가지 모두 이를 설명하는 자체 입자를 가지고 있습니다. 유일한 이상치는 중력인데, 아인슈타인의 일반 상대성 이론에 따르면 기술적으로 힘이 아니라 시공간의 왜곡이기 때문에 포함되지 않습니다(즉, 중력이 양자가 아닌 한).
그리고 힘의 영역을 넘어 중력만이 이상한 것은 아닙니다. 우주에 대한 우리의 이해의 상당 부분은 아직 표준 모형이 그린 깔끔한 그림에 맞지 않습니다. 암흑 물질은 우주가 우주적 규모로 어떻게 조직되는지 이해하는 데 필수적이기는 하지만, 대표적인 예입니다.
과학자들은 암흑 물질이 무엇인지 모르고, 그 존재는 주로 은하의 구조를 지배하는 엄청난 중력적 영향을 통해 추론됩니다. 한 가지 주요 가설은 암흑 물질의 가능한 형태가 초경량 보손이라고 불리는 입자일 수 있다고 제안하는데, 그 이유는 그 질량이 전자의 10억 분의 1보다 작기 때문입니다.
이전 연구에서는 블랙홀 주변의 상호 작용을 연구하여 초경량 보손의 존재를 알아내려고 했습니다. 그러나 연구자들은 베누의 데이터만 사용하여 이 다섯 번째 힘에 대한 제약 조건을 확립했다고 말합니다.
이탈리아 트렌토 대학교의 물리학자인 공동 저자인 서니 바그노치는 성명에서 “우리가 달성한 엄격한 제약은 유카와형 5번째 힘에 대한 가장 엄격한 한계 중 일부로 쉽게 변환됩니다.”라고 말했습니다.
연구자들은 이론을 발전시키기 위해 2029년에 지구에 근접하여 접근할 것으로 예상되는 또 다른 지구 근처 소행성 아포피스에 주목하기로 계획했습니다.
소행성에 대한 추가 정보: 유럽, 지구 외 “충돌 현장”을 조사하기 위해 우주선 배치
Mysterious “Fifth Force” of Physics Could Be Influencing Asteroids Near Earth
Frank Landymore
Fri 11 October 2024 at 1:03 am AEDT·3-min read
Rocky Foundations
There may be a fifth fundamental force of the universe that we haven’t documented yet — and, according to new research, our best bet of uncovering it may not lie in deep space, but in objects relatively close to home.
As detailed in a study published in the journal Communications Physics, astronomers propose that close observations of asteroids in our Solar System could be used to interrogate the existence of a new particle that forms dark matter, the invisible substance that is believed to account for 85 percent of all mass in the universe.
They point to the wealth of data gathered by the NASA OSIRIS-REx mission on the near-Earth asteroid Bennu as evidence of this potential testing ground. Since Bennu and other near-Earth asteroids are already extensively tracked, any deviations in their data could represent significant gaps in the Standard Model of physics, according to study lead author Yu-Dai Tsai.
This is, after all, how the existence of planet Neptune was predicted before it was even observed: through irregularities in the orbit of neighboring Uranus, the researchers note.
“The trajectories of objects often feature anomalies that can be useful in discovering new physics,” Tsai, a researcher at Los Alamos National Laboratory in New Mexico, said in a statement.
Straw Boson
The Standard Model of physics currently accounts for three of the four known fundamental forces of the universe, and all three have their own particles to explain them. The one outlier is gravity, which isn’t incorporated because it’s technically not a force but a warping of spacetime, according to Einstein’s theory of general relativity (that is, unless gravity is quantum).
And beyond the realm of forces, gravity isn’t the only odd one out. A lot of our understanding of the universe doesn’t yet fit the neat picture painted by the Standard Model. Dark matter is a prime example, even though it is essential to our understanding of how the universe organizes on a cosmic scale.
Scientists don’t know what dark matter is, and its existence is mainly inferred through its enormous gravitational influence that governs the structures of galaxies. One leading hypothesis proposes that a possible form of dark matter may be particles called ultralight bosons, so-named because their masses would be less than one-billionth of an electron.
Previous research has tried to tease out the existence of ultralight bosons by studying interactions around black holes. Using just data from Bennu, however, the researchers say they’ve established constraints on this possible fifth force.
“The tight constraints we’ve achieved translate readily to some of the tightest-ever limits on Yukawa-type fifth forces,” said coauthor Sunny Vagnozzi, a physicist at the University of Trento in Italy, in the statement.
To advance their theory, the researchers plan to turn their eyes to Apophis, another near-Earth asteroid that’s expected to swing by our planet in a close approach in 2029.
More on asteroids: Europe Deploys Spacecraft to Investigate Extraterrestrial “Crash Scene”
