리튬 문제 문서 원본 보기

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'''리튬 문제'''({{lang|en|lithium problem}}) 또는 '''리튬 불일치'''({{lang|en|lithium discrepancy}})는 [[천문학]]에서 [[우주 마이크로파 배경]]으로 측정한 우주 초기 [[대폭발 핵합성]]으로 인한 [[리튬]] 발생 예측량과, [[은하헤일로]]에 분포하는 금속함량이 낮은 [[항성의 종족|종족 II]] 항성의 관측을 통해 측정한 리튬 존재량 간의 차이를 말한다. 대폭발 이론 중 정설로 받아들여지는 모형에 따르면 [[수소]](<sup>1</sup>H, [[중수소|<sup>2</sup>H]]), [[헬륨]]([[헬륨-3|<sup>3</sup>He]], [[헬륨-4|<sup>4</sup>He]])의 존재량은 예측과 일치하나, [[리튬 동위 원소]]인 [[리튬-7]]은 관측치에 비해 이론적인 예측치가 3배 이상 크다.<ref name=HouStats>{{저널 인용|last1=Hou |first1=S. Q. |last2=He |first2=J.J. |last3=Parikh |first3=A. |last4=Kahl |first4=D. |last5=Bertulani |first5=C.A. |last6=Kajino |first6=T. |last7=Mathews |first7=G.J. |last8=Zhao |first8=G. |date=2017 |title=Non-extensive statistics to the cosmological lithium problem |journal=The Astrophysical Journal |volume=834 |issue=2 |pages= 165|doi=10.3847/1538-4357/834/2/165 |bibcode=2017ApJ...834..165H |arxiv=1701.04149 |s2cid=568182 }}</ref> 이 현상은 천체물리학자 데이비드 슈람의 이름을 딴, 대폭발 핵합성에서 예측한 초기 원소의 풍부도를 우주론적 중입자 함량의 함수로 나타낸 '슈람 점도'에서 두드러지게 나타난다.

[[파일:Schramm plot BBN review 2019.png|섬네일|400px|이 '슈람 점도'<ref>{{저널 인용| last1=Tanabashi | first1=M. | last2=Hagiwara | first2=K. | last3=Hikasa | first3=K. | last4=Nakamura | first4=K. | last5=Sumino | first5=Y. | last6=Takahashi | first6=F. | last7=Tanaka | first7=J. | last8=Agashe | first8=K. | last9=Aielli | first9=G. | last10=Amsler | first10=C. | display-authors=5|collaboration=Particle Data Group| title=Review of Particle Physics | journal=Physical Review D | publisher=American Physical Society (APS) | volume=98 | issue=3 | date=2018-08-17 | issn=2470-0010 | doi=10.1103/physrevd.98.030001 | page=030001| bibcode=2018PhRvD..98c0001T |doi-access=free}} and 2019 update.</ref>에서는 <sup>4</sup>He, D, <sup>3</sup>He, <sup>7</sup>Li의 풍부도를 표준 [[대폭발 핵합성]] 모형에서의 우주론적 [[중입자]] 함량의 함수로 나타내었다. 우주 마이크로파 배경에서의 <sup>7</sup>Li (좁은 수직선, 95% [[신뢰 구간]]) 추정치와 대폭발 핵합성에서의 D&nbsp;+&nbsp;<sup>4</sup>He (넓은 수직선, 95% 신뢰 구간) 유사 범위는 관측된 경원소의 풍부도(노란색 상자)와 겹쳐야 하는데, <sup>4</sup>He와 D에서의 값은 범위 내로 들어오나, <sup>7</sup>Li의 경우는 관측치가 대폭발 핵합성에서의 예측치보다 3배 ~ 4배 이하에 위치한다.]]

== 리튬의 기원 ==
대폭발 직후 우주는 거의 대부분 수소와 헬륨으로 구성되어 있었으며, 리튬과 베릴륨은 미량 존재했고, 이보다 무거운 원소는 없다시피 하였다.<ref name="habitable"/>

=== 대폭발에서의 리튬 합성 ===
대폭발 핵합성을 통해서 [[리튬-7]]과 [[베릴륨-7]]이 모두 생성되었으며, 이 두 원소가 이후 원자질량이 7인 핵의 대다수를 차지하였고, 이에 비해 [[리튬-6]]의 생성량은 1000배 이상 낮았다. {{nuclide|베릴륨|7}}은 이후 [[전자 포획]]을 통해 {{nuclide|리튬|7}}로 붕괴([[반감기]] 53.22일)하였기 때문에, 관측할 수 있는 원시 리튬은 {{nuclide|리튬|7}}과, {{nuclide|베릴륨|7}}의 붕괴로 생겨난 리튬의 합이다.

두 동위 원소는 다음 과정을 거쳐 형성된다.
<!-- 
H-3 + He-4 -> Li-7 + y
He-3 + He-4 -> Be-7 + y
-->:{| border="0"
|- style="height:2em;"
|{{nuclide|hydrogen|3}}&nbsp;||+&nbsp;||{{nuclide|helium|4}}&nbsp;||→&nbsp;||{{nuclide|lithium|7}}&nbsp;||+&nbsp;||{{SubatomicParticle|Gamma}}
|- style="height:2em;"
|{{nuclide|helium|3}}&nbsp;||+&nbsp;||{{nuclide|helium|4}}&nbsp;||→&nbsp;||{{nuclide|beryllium|7}}&nbsp;||+&nbsp;||{{SubatomicParticle|Gamma}}
|- style="height:2em;"
|}

또한, 생성된 동위 원소는 다음 과정을 거쳐 붕괴한다.
<!-- 
H-3 + He-4 -> Li-7 + y
He-3 + He-4 -> Be-7 + y
-->:{| border="0"
|- style="height:2em;"
|{{nuclide|beryllium|7}}&nbsp;||+&nbsp;||{{SubatomicParticle|neutron}}&nbsp;||→&nbsp;||{{nuclide|lithium|7}}&nbsp;||+&nbsp;||{{SubatomicParticle|proton}}
|- style="height:2em;"
|{{nuclide|lithium|7}}&nbsp;||+&nbsp;||{{SubatomicParticle|proton}}&nbsp;||→&nbsp;||{{nuclide|helium|4}}&nbsp;||+&nbsp;||{{nuclide|helium|4}}
|- style="height:2em;"
|}

대폭발 시 생성된 리튬의 양은 계산할 수 있다.<ref>{{저널 인용| bibcode= 1985ARA&A..23..319B | title= Big bang nucleosynthesis – Theories and observations | last1= Boesgaard | first1=A. M. | last2= Steigman | first2= G. | volume= 23 |date= 1985 | pages= 319–378 | journal= Annual Review of Astronomy and Astrophysics |id=A86-14507 04–90 |location=Palo Alto, CA | doi= 10.1146/annurev.aa.23.090185.001535}}</ref> [[수소-1]]은 우주의 92%를 차지하는 가장 많은 [[핵종]]이며, 그 뒤는 8%를 차지하는 [[헬륨-4]]이다. <sup>2</sup>H, <sup>3</sup>H, <sup>3</sup>He, <sup>6</sup>Li, <sup>7</sup>Li, <sup>7</sup>Be 등 다른 동위원소는 매우 희귀하며, 계산한 리튬의 풍부도는 수소의 10<sup>−10</sup>배이다.<ref name=23bbn>{{서적 인용|last1=Tanabashi |first1=M. |display-authors=et al. |editor-last1=Fields |editor-first1=B. D. |editor-last2=Molaro |editor-first2=P. |editor-last3=Sarkar |editor-first3=S. |title=The Review |date=2018 |chapter=Big-bang nucleosynthesis |journal=Physical Review D |volume=98 |issue=3 |pages=377–382 |doi=10.1103/PhysRevD.98.030001 |bibcode=2018PhRvD..98c0001T |url=https://pdg.lbl.gov/2019/reviews/rpp2018-rev-bbang-nucleosynthesis.pdf
}}</ref> <sup>1</sup>H와 <sup>4</sup>He의 풍부도는 젊은 항성을 관측한 결과와 일치한다.<ref name="habitable">{{서적 인용|isbn=978-0691140063|title=How to Build a Habitable Planet: The Story of Earth from the Big Bang to Humankind|url=https://archive.org/details/howtobuildhabita0000lang|last1=Langmuir|first1=C. H.|last2=Broecker|first2=W. S.|year=2012}}</ref>

=== PP II ===
{{참고|리튬 연소}}
항성 내에서 리튬-7은 [[양성자-양성자 연쇄 반응]]의 일환으로 생성된다.

[[파일:Proton-Proton II chain reaction.svg|섬네일|양성자-양성자 II 연쇄 반응.]]

<!-- Autogenerated using Phykiformulae 0.11 by [[User:SkyLined]]
He-3 + He-4 -> Be-7 + y
Be-7 + e- -> Li-7 + ve (0.861MeV/0.383MeV)
Li-7 + H -> 2He
-->:{| border="0"
|- style="height:2em;"
|{{nuclide|helium|3}}&nbsp;||+&nbsp;||{{nuclide|helium|4}}&nbsp;||→&nbsp;||{{nuclide|beryllium|7}}&nbsp;||+&nbsp;||{{math|{{SubatomicParticle|Gamma}}}}
|- style="height:2em;"
|{{nuclide|beryllium|7}}&nbsp;||+&nbsp;||{{SubatomicParticle|Electron}}&nbsp;||→&nbsp;||{{nuclide|lithium|7|charge=-}}&nbsp;||+&nbsp;||{{math|{{SubatomicParticle|Electron Neutrino}}}}&nbsp;||+&nbsp;||{{val|0.861|u=MeV}}&nbsp;||/&nbsp;||{{val|0.383|u=MeV}}
|- style="height:2em;"
|{{nuclide|lithium|7}}&nbsp;||+&nbsp;||{{nuclide|hydrogen|1}}&nbsp;||→&nbsp;||2&nbsp;{{nuclide|helium|4}}
|}

PP II 반응은 140만 ~ 270만 켈빈 이상에서 주로 일어난다.

[[파일:Stable nuclides H to B.png|섬네일|right|400px|원자번호가 작은 원소의 안정한 핵.]]

== 관측된 리튬의 풍부도 ==
비록 예측된 리튬의 풍부도가 매우 적지만, 실제 관측한 리튬의 풍부도는 이보다 3배에서 4배 더 낮은데,<ref name=fields11>{{저널 인용|last=Fields |first=B. D. |date=2011 |title=The primordial lithium problem |journal=Annual Review of Nuclear and Particle Science |volume=61 |issue=1 |pages=47–68 |doi=10.1146/annurev-nucl-102010-130445| doi-access=free |arxiv=1203.3551 |bibcode=2011ARNPS..61...47F}}</ref> 이는 [[수소]](<sup>1</sup>H, [[중수소|<sup>2</sup>H]])와 [[헬륨]]([[헬륨-3|<sup>3</sup>He]], [[헬륨-4|<sup>4</sup>He]])의 관측 결과가 예측과 일치하는 것과 반대이다.<ref name=HouStats/>

[[파일:SolarSystemAbundances.svg|섬네일|center|800px|[[태양계]]에서의 원소 풍부도. 대폭발에서 발생한 수소와 헬륨이 제일 흔하며,<ref>{{서적 인용|last1=Stiavelli |first1=M. |year=2009 |title=From First Light to Reionization the End of the Dark Ages |url=https://books.google.com/books?id=iCLNBElRTS4C&pg=PA8 |page=8 |publisher=Wiley-VCH |location=Weinheim, Germany |isbn=9783527627370|bibcode=2009fflr.book.....S }}</ref> Li, Be, B는 대폭발과 항성 모두에서 제대로 핵합성이 일어나지 않아 양이 적다. 이 세 원소는 주로 [[우주선 파쇄]]를 통해 형성된다.]]

늙은 별에는 예측치보다 리튬이 적고, 젊은 별에는 예측치보다 더 많다.<ref name="MWoo">{{웹 인용|title=The Cosmic Explosions That Made the Universe|url=http://www.bbc.com/earth/story/20170220-the-cosmic-explosions-that-made-the-universe|last=Woo|first=M.|date=21 Feb 2017|website=earth|publisher=BBC|url-status=live|archiveurl=https://web.archive.org/web/20170221214442/http://www.bbc.com/earth/story/20170220-the-cosmic-explosions-that-made-the-universe|archivedate=21 February 2017|access-date=21 Feb 2017|quote=A mysterious cosmic factory is producing lithium. Scientists are now getting closer at finding out where it comes from|df=dmy-all}}</ref> 한 모형에서는 별이 젊을 때 생성된 리튬이 '난류 혼합'과 '확산'으로 인해 별의 대기 밑으로 가라앉아 관측되지 않는다고 보았는데,<ref>{{저널 인용|last1=Richard |first1=O. |last2=Michaud |first2=G. |last3=Richer |first3=J. |date=2005-01-20 |title=Implications of WMAP Observations on Li Abundance and Stellar Evolution Models |url=https://doi.org/10.1086/426470 |journal=The Astrophysical Journal |language=en |volume=619 |issue=1 |pages=538–548 |doi=10.1086/426470 |arxiv=astro-ph/0409672 |bibcode=2005ApJ...619..538R |s2cid=14299934 |issn=0004-637X}}</ref> 금속함량이 낮은 [[NGC 6397]]의 항성을 분광 관측한 결과는 이 모형과 일치하였지만, 확산이 일어나는 원리가 아직 정립되지 않았다.<ref>{{저널 인용|last1=Korn |first1=A. J. |last2=Grundahl |first2=F. |last3=Richard |first3=O. |last4=Barklem |first4=P. S. |last5=Mashonkina |first5=L. |last6=Collet |first6=R. |last7=Piskunov |first7=N. |last8=Gustafsson |first8=B. |date=August 2006 |title=A probable stellar solution to the cosmological lithium discrepancy |url=https://www.nature.com/articles/nature05011 |journal=Nature |language=en |volume=442 |issue=7103 |pages=657–659 |doi=10.1038/nature05011 |pmid=16900193 |arxiv=astro-ph/0608201 |bibcode=2006Natur.442..657K |s2cid=3943644 |issn=1476-4687}}</ref> 항성 내부의 온도가 240만 켈빈 이상이 될 경우 헬륨 원자핵 2개와 양성자가 충돌해 [[리튬 연소]]가 발생하기는 하지만, 이를 감안해도 별의 세대가 뒤로 갈수록 이론적인 예측치보다 리튬의 함량이 더 높아진다.<ref name=emsley/><ref name="Cain">{{웹 인용|url=http://www.universetoday.com/24593/brown-dwarf/|archiveurl=https://web.archive.org/web/20110225032434/http://www.universetoday.com/24593/brown-dwarf/|archivedate=25 February 2011|title=Brown Dwarf |accessdate=17 November 2009 |last=Cain |first=Fraser |publisher=Universe Today}}</ref>

[[파일:Nova Centauri 2013 ESO.jpg|섬네일|[[센타우루스자리 V1369]]는 처음으로 [[신성 (천체)|신성]]에서 리튬이 발견된 사건이었다.<ref>{{웹 인용|title=First Detection of Lithium from an Exploding Star|url=http://www.eso.org/public/news/eso1531/|accessdate=29 July 2015|url-status=dead|archiveurl=https://web.archive.org/web/20150801001700/http://www.eso.org/public/news/eso1531/|archivedate=1 August 2015|df=dmy-all}}</ref>]]

리튬은 차갑고 가벼운 [[갈색왜성]]에는 존재하지만, 뜨거운 [[적색왜성]]에서는 파괴되기 때문에, 둘 사이를 구별하기 위해 리튬 스펙트럼을 이용하기도 한다.<ref name=emsley/><ref name="Cain"/><ref>{{웹 인용|url=http://www-int.stsci.edu/~inr/ldwarf3.html |archive-url=https://archive.today/20130521055905/http://www-int.stsci.edu/~inr/ldwarf3.html |url-status=dead |archive-date=21 May 2013 |title=L Dwarf Classification|accessdate=6 March 2013 | first =N. | last = Reid | date = 10 March 2002}}</ref>

=== 태양과 유사한, 행성이 있는 항성에서의 리튬 부족 ===
항성 500개를 조사한 결과, 태양과 유사한 항성 중, 행성이 없는 항성은 행성이 있는 항성보다 리튬이 10배 더 많다는 사실이 밝혀졌다.<ref name="Discover">{{저널 인용|url=https://www.discovermagazine.com/the-sciences/want-a-planet-you-might-want-to-avoid-lithium |last1=Plait |first1=P. | title=Want a planet? You might want to avoid lithium |date=11 November 2009}}</ref><ref name = "Israelian">
{{저널 인용|last1=Israelian |first1=G. |date = 2009 |title = Enhanced lithium depletion in Sun-like stars with orbiting planets |journal = Nature |volume =462|issue=7270| pages=189–191 |doi=10.1038/nature08483 |pmid = 19907489 |bibcode=2009Natur.462..189I |arxiv = 0911.4198 |s2cid=388656 |quote=<span style="font-family:LatinModern;"><small>... confirm the peculiar behaviour of Li in the effective temperature range 5600–5900 K ... We found that the immense majority of planet host stars have severely depleted lithium ... At higher and lower temperatures planet-host stars do not appear to show any peculiar behaviour in their Li abundance.</small></span>}}</ref> 태양의 표면은 리튬을 연소시킬 만큼 뜨겁지 않지만, 표면에 존재하는 리튬의 양은 기존 [[성운설|성운]]에 존재했던 리튬의 1% 미만이다.<ref name = "Israelian"/> 이를 고려할 때, 행성이 존재하면 행성의 중력이 항성 표면의 혼합을 촉진해, 리튬이 연소될 수 있는 핵으로 이동한다는 추측이 제기되었으며,<ref name="Discover"/><ref name = "Israelian"/> 이를 외계 행성을 찾는 데 이용할 수 있다는 제안도 존재한다.<ref name="Discover"/> 하지만 현재 이 가설은 천문학계에서 비판과<ref name="BaumannRamírez2010">{{저널 인용|last1=Baumann|first1=P.|last2=Ramírez|first2=I.|last3=Meléndez|first3=J.|last4=Asplund|first4=M.|last5=Lind|first5=K.|display-authors=2|title=Lithium depletion in solar-like stars: no planet connection|journal=Astronomy and Astrophysics|volume=519|year=2010|pages=A87|issn=0004-6361|doi=10.1051/0004-6361/201015137|arxiv=1008.0575 |bibcode=2010A&A...519A..87B |doi-access=free}}</ref><ref name="RamírezFish2012">{{저널 인용|last1=Ramírez|first1=I.|last2=Fish|first2=J. R.|last3=Lambert|first3=D. L.|last4=Allende Prieto|first4=C.|display-authors=2|title=Lithium abundances in nearby FGK dwarf and subgiant stars: internal destruction, galactic chemical evolution, and exoplanets|journal=The Astrophysical Journal|volume=756|issue=1|year=2012|pages=46|issn=0004-637X|doi=10.1088/0004-637X/756/1/46|arxiv=1207.0499 |bibcode=2012ApJ...756...46R |hdl=2152/34872|s2cid=119199829 |hdl-access=free}}</ref> 지리를<ref name="FigueiraFaria2014">{{저널 인용|last1=Figueira|first1=P.|last2=Faria|first2=J. P.|last3=Delgado-Mena|first3=E.|last4=Adibekyan|first4=V. Zh.|last5=Sousa|first5=S. G.|last6=Santos|first6=N. C.|last7=Israelian|first7=G.|display-authors=2|title=Exoplanet hosts reveal lithium depletion|journal=Astronomy & Astrophysics|volume=570|year=2014|pages=A21|issn=0004-6361|doi=10.1051/0004-6361/201424218|doi-access=free}}</ref><ref name="Delgado MenaIsraelian2014">{{저널 인용|last1=Delgado Mena|first1=E.|last2=Israelian|first2=G.|last3=González Hernández|first3=J. I.|last4=Sousa|first4=S. G.|last5=Mortier|first5=A.|last6=Santos|first6=N. C.|last7=Adibekyan|first7=V. Zh.|last8=Fernandes|first8=J.|last9=Rebolo|first9=R.|last10=Udry|first10=S.|last11=Mayor|first11=M.|display-authors=2|title=Li depletion in solar analogues with exoplanets|journal=Astronomy & Astrophysics|volume=562|year=2014|pages=A92|issn=0004-6361|doi=10.1051/0004-6361/201321493|doi-access=free}}</ref> 동시에 받는, 논란거리로 자리잡았다.

=== 금속함량이 낮은 항성에서의 리튬 풍부 ===
[[황색왜성]] 일부에서도 리튬이 고농도로 나타나기도 하는데,<ref name="high">{{저널 인용|doi=10.3847/2041-8213/aaa438|title=Enormous Li Enhancement Preceding Red Giant Phases in Low-mass Stars in the Milky Way Halo|journal=The Astrophysical Journal|volume=852|issue=2|pages=L31|year=2018|last1=Li|first1=H. |last2=Aoki|first2=W. |last3=Matsuno|first3=T. |last4=Kumar|first4=Y. Bharat|last5=Shi|first5=J. |last6=Suda|first6=T. |last7=Zhao|first7=G. |last8=Zhao|first8=G.|bibcode=2018ApJ...852L..31L|arxiv=1801.00090|s2cid=54205417 }}</ref> 이러한 항성에서는 주변에 [[중성자별]]이나 [[블랙홀]] 등 무거운 천체가 있을 경우, 중심에서 리튬이 표면으로 끌려 나와 관측량이 증가한다.<ref name=emsley>{{서적 인용|last=Emsley |first=J. |title=Nature's Building Blocks |publisher=Oxford University Press |location=Oxford|date=2001 |isbn=978-0-19-850341-5}}</ref>

== 해결법 ==
현재까지 제안된 해결법은 다음의 세 방법으로 구분할 수 있다.

=== 천체물리학적 해결법 ===
대폭발 핵합성의 결과가 맞다고 보면, 측정한 리튬의 양에 문제가 있다는 뜻이므로, 천체물리학적 해결법에서는 관측 방법을 개편하는 데 초점을 둔다. 예를 들어, 이온화 보정이나 항성 표면 온도 측정 오류 등은 항성 내 수소와 리튬의 측정 비율에 영향을 줄 수 있다. 또한, 현재 관측되는 리튬의 풍부도와, 항성이 형성될 당시의 리튬 함량 사이에는 관련이 없을 수도 있다. 결론적으로, 현재 천체물리학에서는 리튬의 함량을 정확하게 측정하는 것을 목표로 하고 있다.<ref name="fields11" />

천문학자 일부는 핵자의 속력이 [[맥스웰-볼츠만 분포]]를 따르지 않는다고 보아, 트살리 통계를 이용하여 분포 값이 일반적인 맥스웰-볼츠만 분포의 <math>q = 1</math> 대신 <math>1.069 < q < 1.082</math>라고 보면, 리튬 문제를 해결할 수 있다고 주장하였다.<ref>{{저널 인용|last1=Hou |first1=S. Q. |last2=He |first2=J. J. |last3=Parikh |first3=A. |last4=Kahl |first4=D. |last5=Bertulani |first5=C. A. |last6=Kajino |first6=T. |last7=Mathews |first7=G. J. |last8=Zhao |first8=G. |title=Non-Extensive Statistics to the Cosmological Lithium Problem |date=2017-01-11 |url=http://dx.doi.org/10.3847/1538-4357/834/2/165 |journal=The Astrophysical Journal |volume=834 |issue=2 |pages=165 |doi=10.3847/1538-4357/834/2/165 |arxiv=1701.04149 |bibcode=2017ApJ...834..165H |s2cid=568182 |issn=1538-4357}}</ref>

=== 핵물리학적 해결법 ===
관측으로 측정한 리튬의 양이 맞다고 보면, [[표준 모형]]과 표준 우주론에 따라, 대폭발 핵합성의 예측치에 문제가 있다는 결론이 나온다. 대폭발 핵합성 자체는 검증된 입자 모형에 뿌리를 두고 있지만, 모형에서 [[약한 상호작용]]과 [[강한 상호작용]]을 다루기 어렵기 때문에, 이 부분과 관련하여 계산의 오류가 있을 수 있다.<ref name="fields11" />

먼저, 반응 예측이 잘못되었거나 누락되었을 수 있는데, 최근 연구에서는 [[단면적 (물리학)|단면적]] 계산과 열핵 반응을 검토하는 데 의견 대부분이 모이고 있다.<ref>{{저널 인용|last1=Angulo|first1=C.|last2=Casarejos|first2=E.|last3=Couder|first3=M.|last4=Demaret|first4=P.|last5=Leleux|first5=P.|last6=Vanderbist|first6=F.|last7=Coc|first7=A.|last8=Kiener|first8=J.|last9=Tatischeff|first9=V.|last10=Davinson|first10=T.|last11=Murphy|first11=A. S.|date=September 2005|title=The 7Be(d,p)2α Cross Section at Big Bang Energies and the Primordial 7Li Abundance|journal=Astrophysical Journal Letters|language=en|volume=630|issue=2|pages=L105–L108|doi=10.1086/491732|arxiv=astro-ph/0508454 |bibcode=2005ApJ...630L.105A |issn=0004-637X|doi-access=free}}</ref><ref>{{저널 인용|last1=Boyd|first1=Richard N.|last2=Brune|first2=Carl R.|last3=Fuller|first3=George M.|last4=Smith|first4=Christel J.|date=November 2010|title=New nuclear physics for big bang nucleosynthesis|url=https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2010PhRvD..82j5005B/abstract|journal=Physical Review D |language=en|volume=82|issue=10|pages=105005|doi=10.1103/PhysRevD.82.105005|issn=1550-7998|arxiv=1008.0848|bibcode=2010PhRvD..82j5005B |s2cid=119265813 }}</ref> 둘째로, [[삼중 알파 과정]]에서 중요한 역할을 하는 [[프레드 호일]]의 [[탄소-12]] 내 공명 발견으로, 일부는 공명 현상을 계산하지 않은 것이 문제의 원인이라고 보기도 한다.<ref>{{저널 인용|last1=Hammache|first1=F.|last2=Coc|first2=A.|last3=de Séréville|first3=N.|last4=Stefan|first4=I.|last5=Roussel|first5=P.|last6=Ancelin|first6=S.|last7=Assié|first7=M.|last8=Audouin|first8=L.|last9=Beaumel|first9=D.|last10=Franchoo|first10=S.|last11=Fernandez-Dominguez|first11=B.|date=December 2013|title=Search for new resonant states in 10C and 11C and their impact on the cosmological lithium problem|url=https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2013PhRvC..88f2802H/abstract|journal=Physical Review C|language=en|volume=88|issue=6|pages=062802|doi=10.1103/PhysRevC.88.062802|issn=0556-2813|arxiv=1312.0894|bibcode=2013PhRvC..88f2802H |s2cid=119110688 }}</ref><ref>{{저널 인용|last1=O'Malley|first1=P. D.|last2=Bardayan|first2=D. W.|last3=Adekola|first3=A. S.|last4=Ahn|first4=S.|last5=Chae|first5=K. Y.|last6=Cizewski|first6=J. A.|last7=Graves|first7=S.|last8=Howard|first8=M. E.|last9=Jones|first9=K. L.|last10=Kozub|first10=R. L.|last11=Lindhardt|first11=L.|date=October 2011|title=Search for a resonant enhancement of the 7Be + d reaction and primordial 7Li abundances|url=https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2011PhRvC..84d2801O/abstract|journal=Physical Review C|language=en|volume=84|issue=4|pages=042801|doi=10.1103/PhysRevC.84.042801|bibcode=2011PhRvC..84d2801O |issn=0556-2813}}</ref>

=== 표준 모형 이외의 해결법 ===
모든 계산이 올바르다고 가정할 경우, [[표준 모형]] 이후의 이론을 사용하는 해결책이 필요할 수도 있다.<ref name="fields11" />

암흑물질의 붕괴와 [[초대칭]]을 연관지어, 대폭발 핵합성 전후로 경원소에 영향을 주는 새 반응이 존재한다는 가설이 해결책 중 하나로 등장하였는데, [[대형 강입자 충돌기]]를 이용해 이를 증명할 수 있을 것이라 기대하였지만,<ref name="fields11" /> 2020년 ATLAS 실험 결과에서는 여러 초대칭 이론이 사실이 아닌 것으로 드러났다.<ref>{{저널 인용|last=Collaboration|first=Atlas|year=2021|title=Search for squarks and gluinos in final states with jets and missing transverse momentum using 139 fb$^{-1}$ of $\sqrt{s}$ =13 TeV $pp$ collision data with the ATLAS detector|journal=Jhep |volume=02 |page=143 |language=en|doi=10.1007/JHEP02(2021)143|arxiv=2010.14293 |s2cid=256039464 }}</ref><ref>{{웹 인용|last=Sutter|first=Paul|date=2021-01-07|title=From squarks to gluinos: It's not looking good for supersymmetry|url=https://www.space.com/no-signs-supersymmetry-large-hadron-collider|access-date=2021-10-29|website=Space.com|language=en}}</ref>

기본상수의 값을 바꿀 경우, 적색편이가 큰 영역의 금속 원자 전이가 우리의 위치와 다를 수 있고, 표준 모형에서의 결합과 입자의 질량이 변화할 수 있으며, 핵물리학 매개 변수 또한 변화가 일어난다.<ref name="fields11" />

표준으로 받아들여지지 않는 우주 모형 일부에서는 지역별로 중입자와 광자 사이의 비율이 다를 수 있다고 보는데, 이는 [[우주론 원리]]를 부정하여 대규모 비등방성이 있다는 이론이다. 하지만 이를 검증하기 위해서는 매우 많은 관측이 필요하다.<ref>{{저널 인용|last1=Holder|first1=Gilbert P.|last2=Nollett|first2=Kenneth M.|last3=van Engelen|first3=Alexander|date=June 2010|title=On Possible Variation in the Cosmological Baryon Fraction|journal=Astrophysical Journal|language=en|volume=716|issue=2|pages=907–913|doi=10.1088/0004-637X/716/2/907|arxiv=0907.3919 |bibcode=2010ApJ...716..907H |issn=0004-637X|doi-access=free}}</ref>

== 같이 보기 ==
* [[대폭발]]
* [[리튬 동위 원소]]
* [[물리학의 미해결 문제 목록]]
* [[리튬 연소]]

== 각주 ==
{{각주}}

[[분류:리튬]]
[[분류:대폭발우주론]]
[[분류:핵합성]]