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은하의 회전곡선이 암흑물질을 증명한 이유

은하의 회전곡선(observed rotation curves)은 눈에 보이는 별과 가스만으로는 설명할 수 없는 운동을 보여주며, 이 관측은 암흑물질(dark matter) 존재를 추론하는 가장 직접적이고 강력한 증거들 중 하나입니다. 본문에서는 회전곡선의 관측적 특성, 고전역학적 기대값과의 불일치, 암흑물질 헤일로(halo) 모델의 등장, 대안 이론과 추가적 독립 증거들(중력렌즈, 우주배경복사, 탄도 관측 등)을 차분히 정리합니다. 핵심 관측과 이론의 연결고리를 단계별로 설명하여 왜 회전곡선이 암흑물질의 ‘발견’으로 이어졌는지 이해하기 쉽게 풀어드리겠습니다. ※ 아래는 은하의 별빛 분포(가시광)과 실제 회전 속도의 차이를 보여주며, 암흑물질 헤일로가 은하를 둘러싸고 있음을 개념적으로 표현한 이미지입니다...

중력렌즈는 거대한 질량이 시공간을 휘게 만들어 빛의 길을 굽히는 현상으로, 멀리 있는 천체를 확대·복제·왜곡해 보여 주며 우주의 보이지 않는 물질과 팽창 역사를 읽는 강력한 도구입니다.유리 렌즈가 빛을 굴절시키듯, 우주의 질량 분포—은하나 은하단, 심지어 별 하나—가 공간 자체를 휘게 만들어 빛의 경로를 바꿉니다. 그 결과 배경 은하가 고리처럼 보이거나, 한 개의 퀘이사가 둘·셋으로 복제되어 보이고, 보통으로는 볼 수 없을 만큼 희미한 천체가 ‘자연 망원경’을 통해 선명해지기도 합니다. 중력렌즈는 단순한 시각 효과가 아니라, 암흑물질의 모양과 양, 우주 팽창률, 심지어 외계행성의 존재까지 추적하는 열쇠로 쓰입니다.※ 아래는 전경 은하단의 질량이 배경 은하의 빛을 휘어 ‘아인슈타인 고리’와 아크를 만드는 ..