중력파에 대한 이해

중력파는 흔히 질량을 가진 물체가 가속운동을 할 때 생겨지는 중력의 변화가 시공간을 전파해가는 시공간의 잔물결을 말하는 것인데요. 지금까지 우리가 감지 한 중력파는 시공 해의 쓰나미와 같았지만 잔물결도 우주에 스며 들어야한다고 믿고 있었습니다. 이제 은하 전체에 흩어져있는 펄서 의 빛을 13 년 동안 조사한 결과 이러한 배경 신호에 대한 첫 번째 힌트가 밝혀 졌을 것입니다.

 

 

중력파는 공간과 시간 구조의 왜곡으로, 일반적으로 블랙홀 또는 중성자 별 간의 충돌에서 생성이 되는데요. 파도는 처음 아인슈타인의 일반 상대성 이론에 의해 세기 전에 예측되었지만되지 않은 직접 2015까지 감지 하여, 수십보다 이후 몇 년 동안 집어 들었습니다. 중력파는 거의 평평한 시공간에 아주 작은 변화가 있을 경우 아인슈타인의 파동방정식과 장방적식으로 기술이 됩니다.

 

 

이것은 마치 평평한 호수에 돌을 던지면 물결이 퍼져나가는 방식과 유사합니다. 이 파동방정식의 단순한 표현한 평면파가 되며 시간과 공간의 중력의 변화가 파동의 모양으로 보여지는 것입니다. 그것들은 우주에서 가장 에너지가 많은 사건들 중 일부에서 시작되었지만, 이 파동이 지구에 도달 할 즈음에는 실제로는 양성자 폭의 약 1000 분의 1에 불과한 믿을 수 없을 정도로 작은 규모로만 현실을 왜곡하고 있습니다. 그렇게 도착한 중력파들은 단지 큰 것들입니다. 지금까지 이루어진 모든 중력파 탐지는 우주 대격변의 날카 롭고 갑작스런 신호 였지만 저주파 파동의 배경 잡음도 꾸준히 있어야 가능합니다. 그러나 이들은 주파수가 훨씬 낮고 파장이 길기 때문에 탐지하기가 훨씬 더 어렵습니다. 즉, 단일 파동이 지구를 통과하는 데 훨씬 더 오래 걸립니다. 그러나 그것들을 찾는 것이 중력파를위한 북미 나노 헤르츠 천문대의 목표이기도 합니다. 새로운 연구의 주 저자 인 조셉시몬은“다른 관측소들은 몇 초 정도의 중력파를 검색합니다.

 

 

"우리는 수년 또는 수십 년 정도의 파도를 찾고 있다고 밝혔습니다" 현재 중력파를 찾으려면 LIGO 및 Virgo와 같은 매우 민감한 기기가 필요합니다. 이 기기는 4km 길이 7키로의 터널 아래로 레이저를 발사하고 빛의 미세한 왜곡을 관찰합니다. 그러나 나노 전문대는 전체 은하계를 사용하기 위해 그렇게 확장됩니다. 펄서는 지구 위로 방사선 빔을 예측 가능한 펄스로 휘두르는 빠르게 회전하는 별이며, 그주기는 영겁에 걸쳐 일정하게 유지가 됩니다. 그러나 LIGO의 레이저처럼 중력파는 빛이 지나갈 때 늘어나고 짜 내야하므로 천문학 자들은 저주파 중력파 배경을 감지 할 수가 있습니다. 펄서로부터의 안정된 빛 신호는 중력파 배경에 의해 왜곡 될 수 있습니다라고 나노 전문대의 헤르츠가 밝혔습니다.

 

나노 북측전문대 팀은 2 ~ 14 년 동안 은하수를 가로 지르는 45 개의 펄서를 관찰 해 왔습니다. 그리고 이제 데이터는 그들 중 다수에 영향을 미치는 몇 가지 일반적인 과정들을 얘기하는 것 같습니다. 시몬은 "데이터 세트에서 강력한 신호를 발견했습니다."라고 말합니다. “그러나 이것이 중력파 배경이라고 아직 말할 수는 없습니다. 우리는 각각의 펄서들을 하나씩 살펴 보았습니다. 나는 우리 모두가 우리의 데이터를 버리는 엉뚱한 것들을 찾을 것으로 기대하고 있었다고 생각합니다. 그러나 우리는 그것들을 모두 통과했고 이럴수가 실제로 여기에 뭔가가 있습니다'라고 말했습니다.

 

” 나노전문대 팀은 이 신호가 중력파 배경에서 오는 것인지 확인하기 위해 추가 작업을 수행해야한다고 말합니다. 이상적으로는 더 많은 펄서가 감시 목록에 추가되고 전체 무리를 더 오랜 기간 동안 관찰해야합니다. 탐지가 확인되면 그 출처를 찾는 것이 다음 단계 일 수 있습니다. 배경 신호는 은하 중심에 숨어있는 초 거대 블랙홀 사이의 충돌에서 비롯된 것으로 믿어집니다. "중력파 배경에 대한 이러한 유혹적인 첫 번째 힌트는 초 거대 질량 블랙홀이 합쳐질 가능성이 있고 우리가 우주 전역의 은하에서 초 거대 질량 블랙홀 합병으로 졸졸 흐르는 중력파의 바다를 휩쓸고 있음을 시사합니다."라고 팀원 인 줄리아가 말했습니다.