What is Dark Matter?

Dark matter was first proposed by Fritz Zwicky in 1930s to explain the discrepancy between predicted and observed rotation speeds of stars in the galaxy. Observed cluster of galaxies, the Coma cluster, needed at least 400 times the mass he had calculated to hold itself together.

암흑물질은 은하 내를 공전하는 별들의 속도의 이론적 예측과 실제 관측 결과가 다른 현상을 설명하기 위해서 1930년대에 Fritz Zwicky 로 부터 제안되었습니다. 관측된 머리털자리 은하단에는 이를 지탱하기 위해 최소 400배의 질량이 더 있어야 한다는 것이 계산되었습니다.

In the 1970s, astronomer Vera Rubin confirmed the idea by observing the velocity of stars moving around the center of the neighboring Andromeda galaxy. She observed that the stars at the edge of the galaxy moved with greater velocity than expected, indicating that the disk of visible stars was surrounded by an even larger halo of matter that couldn’t be seen.

1970년대에 천문학자 Vera Rubin 은 안드로메다 은하 중심을 도는 별들의 속도를 측정했는데, 은하 가장자리에서 움직이는 별들의 속도가 예상보다 큰 것을 보고 이는 보이는 별들이 보이지 않는 거대한 halo나 물질에 둘러쌓여 있다는 것을 확인했습니다.

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Since then, evidence for dark matter has been firmly established by astrophysical and cosmological observations, such as gravitational lensing of background radiation. We now know that only 5% of the universe consists of ordinary matter, while of the remainder, 27% is dark matter and 68% is dark energy. Identifying the nature of this dark matter is the longest outstanding problem in all of modern physics.

그 이후로부터 중력렌즈 효과나 배경 잡음등의 암흑물질에 대한 증거들이 천문학적, 우주론적 관측에 의하여 발견되었습니다. 현재 우리는 일반적인 물질은 5%정도 밖에 되지 않고 나머지27%의 암흑물질과 68%의 암흑에너지가 주로 우주를 이루고 있다고 생각합니다. 현대 물리학에서 이 암흑물질을 알아내는 것이 주요한 과제로 남아있습니다.


A leading candidate for dark matter is a Weakly Interacting Massive Particle (WIMP). These particles only interact within the weak force, in addition to the gravity, and are electrically neutral. WIMPs are theoretically favored because they can be produced in the early universe with the correct abundance to result in the observed relic density. The expected WIMP mass ranges from 1 GeV to 10 TeV, and many experimental efforts are currently underway to detect them.

암흑물질의 대표적인 후보로는 질량을 가진 상호작용이 약한 입자(WIMP)가 있습니다. 이 입자들은 오직 약력, 중력에만 반응하는 중성입자입니다. WIMP가 초기우주에서 생성되면 관측된 relic dencity 의 양과 잘 맞기 때문에 이론적으로도 WIMP가 있다고 생각합니다. WIMP의 질량은 1GeV ~ 10TeV 정도로 예측되며 많은 실험들이 이를 검출하기 위해 노력중입니다.