전체 글 (34) 썸네일형 리스트형 Non-Gaussianity와 초기 요동의 통계적 특성 (f_NL 분석) 우주 초기 밀도 요동은 오늘날 은하, 은하단, 대규모 구조 형성의 씨앗 역할을 한다. 이 초기 요동이 어떤 통계적 성질을 가졌는지를 정량적으로 규정하는 핵심 개념이 바로 Non-Gaussianity다. 일반적인 표준 우주론에서는 초기 곡률 요동이 Gaussian random field로 매우 잘 근사된다고 가정하지만, 실제로는 양자 요동의 생성 방식, inflation의 세부 동역학, 다중 장 효과 등에 의해 미세한 Non-Gaussianity가 남을 수 있다. 이 미세한 비가우시안 성분은 단순한 “잡음”이 아니라 초기 우주 물리의 세부 구조를 드러내는 정밀한 탐침이 된다. Non-Gaussianity의 크기와 형태는 주로 fNL이라는 매개변수로 정리되며, CMB anisotropy, 대규모 구조의 cl.. High-redshift quasar의 기원과 초기 블랙홀 성장 모델 high-redshift quasar는 적색편이 z ≳ 6 이상에서 발견되는 초고광도 퀘이사로, 우주가 탄생한 지 10억 년이 채 되지 않은 시점에 이미 10⁹ M⊙ 규모의 supermassive black hole(SMBH)이 존재했다는 사실을 보여준다. 이 관측 결과는 초기 우주에서 블랙홀이 얼마나 빠르게 성장할 수 있는지, 어떤 시드(seed) 블랙홀에서 출발했는지, 그리고 어떤 accretion 메커니즘이 작동했는지를 이해하는 데 직접적인 도전을 제기한다. 표준적인 별잔해 블랙홀 성장만으로는 제한된 시간 안에 이 정도 질량에 도달하기 어렵기 때문에, high-redshift quasar는 초기 블랙홀 형성 이론을 검증하는 실질적인 시험대 역할을 한다. 초기 블랙홀 성장 모델은 크게 두 단계로 나누.. Halo mass function의 이론적 기원 Halo mass function은 우주에서 형성되는 암흑물질 할로의 개수를 질량에 따라 분포 함수로 나타낸 것으로, 우주 구조 형성 이론의 핵심을 구성하는 개념이다. 은하와 은하단은 모두 암흑물질 할로에 의해 지지되기 때문에 Halo mass function은 곧 은하 형성과 대규모 구조 분포를 설명하는 기초 물리량이 된다. 이 함수는 초기 밀도 요동의 통계적 성질과 중력 성장의 역학을 동시에 반영하며, ΛCDM 우주론을 검증하는 데 필수적인 역할을 수행한다. Halo mass function의 이론적 기원은 Press–Schechter formalism에서 출발하며, 이후 excursion set theory와 spherical collapse model의 도입을 통해 보다 정교한 형태로 발전했다. .. 21cm tomography와 cosmic dawn 관측 21cm tomography는 중성 수소의 hyperfine 전이를 이용해 우주가 별과 은하를 처음 형성하기 시작한 cosmic dawn 시기의 구조를 3차원적으로 복원하는 관측 기법이다. cosmic dawn은 우주가 암흑시대를 벗어나 최초의 별이 점화되고 초기 은하가 등장하던 시기이며, 이때 중성 수소는 Lyα radiation, X-ray heating, 초기 별 형성 과정의 영향으로 온도와 스핀 상태가 빠르게 변화한다. 이러한 변화는 brightness temperature의 시간·공간적 분포로 기록되며, 21cm 신호는 초기 우주의 물리적 조건을 정밀하게 반영하는 강력한 지표다.21cm 신호는 매우 넓은 적색편이 범위에서 관측할 수 있기 때문에 cosmic dawn에서 reionization 초.. Reionization History와 구조 형성의 초기 단계 Reionization epoch은 우주의 진화 과정에서 암흑물질 구조가 별과 은하로 발전하기 시작한 첫 단계이며, 초기 광원들이 방출한 고에너지 광자가 우주적으로 중성 수소를 다시 전리시키는 시기를 의미한다. 이 시기는 cosmic dawn과 cosmic dark ages 사이에 위치하며, 우주가 최초의 별·원시은하·블랙홀을 형성하기 시작했다는 사실을 직접적으로 보여주는 중요한 전환점이다. Reionization 과정은 초기 구조 형성의 속도와 규모를 조절하며, ionized bubbles의 공간적 분포는 암흑물질 할로의 성장과 밀접하게 연결된다. Reionization history는 CMB polarization data, quasar absorption feature(Lyman-α forest),.. Primordial Power Spectrum과 인플레이션 모델 제약 Primordial power spectrum은 초기 우주의 밀도 요동이 파장별로 어떤 분포를 가졌는지 기술하는 핵심 함수로, 인플레이션 이론이 예측하는 물리적 특성을 직접적으로 반영한다. 이 스펙트럼은 CMB anisotropy, BAO 신호, large-scale structure(LSS) 형성과 밀접하게 연관되어 있으며, 각 스케일에서의 요동 진폭은 초기 스칼라 장이 어떤 동역학을 겪었는지를 추적하는 데 매우 중요한 역할을 한다. ΛCDM 모델에서는 이 스펙트럼을 거의 scale-invariant 형태로 가정하지만, 실제 우주에서 측정된 기울기와 러닝(running)은 인플레이션 모델의 자유도를 강하게 제한하는 데이터로 활용된다. 인플레이션 이론은 스칼라 장의 잠재함수 형태에 따라 서로 다른 예측을.. 이전 1 2 3 4 5 6 다음
