앞에서는 중성수소선이 어떻게 나오는가에 대해서 설명했습니다..(과연 그것을 설명이라고 할수 있을런지.. 뭐..잘하시면..직접 파동함수를 풀어보시는것도 괜찮죠..)
그럼 이 선이 왜 중요한것인지를 말씀드리겠습니다.
중성수소에서 나오는 빛의 파장이 21cm라서 21cm중성수소선이라고 한다고 말했던가요?
어째든지 이 빛은 지구에서 그러니까 실험실에서는 관측이 불가능한 빛이죠.그 이유는 앞에서 설명했으니까 알아서들 보시구요..
그럼 지구에서(실험실에서) 볼 수 없는 것을 우주에서는 어떻게 측정할수 있었을까요?
은하내에서 중성수소의 양이 어느정도될까요? LG에서 볼때 우리은하나 안드로메다은하 그리고 M33같은 경우에는 태양질량의 10의 9승배정도 있다고 추정됩니다.
그럼 어떻게 중성수소로 존재할수 있을까요. 우주의 밀도는 매우 희박합니다.. 뭐.. 우주에서 gas 상태로 존재한다는 것이 우리 지구 대기처럼 이렇게 많은 기체가 있는것이 아닙니다.실험실에서 만드는 진공조차도 우주와 비교하면 입자가 많은 것이라고 할수 있다는군요..쉽게 말하면..중성수소가 분자 상태로 있고 싶어도.. 다른 중성수소와의 사이가 너무 멀리 떨어져 있어서 그냥 중성수소 상태로 있는다고 하는군요....
하여튼..이렇게 많으니..중성수소에서 나오는 선을 관측할수 있지 않을까하는 생각을 가지게 되었습니다.. (움..이것은 중성수소선이 나오려면 대부분이 평균적으로 매우 오랜 시간이 걸리지만 그중일부는 평균적인것보다 빠른시간에 나올수 있다는 점에서 착안하였죠..뭐.. 왜 그런가하면. 스펙트럼선의 방출이 양자역학적으로 설명되기 때문입니다..)

그럼 이것만으로천문학에서 중요하게 되었는가..당연히 아니죠.. 우주에서 오는 빛이 얼마인데.. 단순히 빛이 나온다고 중요하게 되겠습니까?
천문학에서 관측하는 여러 파장대중에.. 파장이 912Å(맞나..이것도 기억이 가물가물..참고로 왜 이파장인가하면 ..이것을 보통 라이만 선이라고 부르고.. 이정도 파장을 가진 빛은 수소 원자에서 바닥 상태의 전자를 떼어낼수 있을만큼의 에너지를 가지죠..) 이하가 되는 파장의 빛은 멀리있는것 까지 관측이 힘들답니다..왜냐구요.. 그것은 성간흡수 때문입니다. 그런데 21cm선..그러니까 전파영역에서는 성간흡수가 일어나지 않는 답니다.. 다시말해 먼거리에 있는 곳의 전파도.. 우리에게 관측될수 있다는 것입니다..(대부분의 외부은하 관측은 분광관측이랑 전파관측을 많이하고 있습니다..)
그리고 두번째는 많은 은하가 중성수소를 가지고 있고 그 분포 범위도..은하에서 많은 부분을 차지하고 있다는 것입니다.. (움..이를테면 나선은하같은경우..은하의 원반에 중성수소가 분포하고 있죠..) 이것이 무엇에 좋은가하면.. 중성수소선은 스펙트럼상에서 단일한 선으로 나타난답니다.. 그런데.. 이것이 성간흡수도 일어나지 않으니까..당연히 우리에게 관측이 되겠죠.. 그런데 단일한 선으로 나타나면 적색편이나 청색편이되는 것을 쉽게 알아낼수 있다는 것입니다. 그럼 그것으로 무엇을 알수 있는가 하면..은하까지의 적색편이는 물론이고.. 나선은하같은 경우에는 그 은하 원반이 회전하는 시선속도곡선을 구할수 있답니다.

그럼 이런것을 구하여서 무엇하는가.. 먼저..적색편이를 구하면 그 은하까지의 거리를 구할수 있죠.. 그다음은.. 시선속도곡선을구해서 뭐하는가 하는것입니다. 시선속도곡선은 그 은하 원반의 회전속도와 관계가 있습니다..그리고 회전 속도는 그 은하의 물질과 관계가 있구요..(이것은 케플러 제3법칙의 뉴턴식응용과 관계가 있습니다..)
그런데 이 물질의 분포가.. 우리가 관측하는 것이랑 전혀 다르다는 것입니다..
그러니까 우리가 물질이 없다고 관측한 부분에서의 회전속도를보니 그 부분에서도 물질이 존재해야만 나오는 회전 속도곡선이 나왔다는 것입니다...
이것이 바로 암흑물질 문제의 출발이었답니다.....