블랙홀과 관련된 중력파를 처음으로 관찰한 과학자들

 

과학자들은 처음으로, 블랙홀과 다른 거대한 우주 물체들이 우주를 통해 이동하면서 발생하는 중력파를 관찰했다고 말합니다.

북미, 유럽, 중국, 인도, 호주의 전파망원경을 사용하는 국제 과학자 그룹이 이번 관측을 실시했습니다.

중력파의 존재는 100년 전 물리학자 알버트 아인슈타인에 의해 그의 일반 상대성 이론의 일부로 처음으로 예측되었습니다. 아인슈타인의 이론은 중력이 시공간의 굴곡에 의해 발생한다고 제안했습니다.

과학자들은 중력파가 우주를 통과할 때, 그들이 통과하는 모든 것을 누르고 늘린다고 믿습니다. 하지만 연구원들은 수년간 파도의 확실한 증거를 찾기 위해 고군분투했습니다. 1970년대에, 연구원들은 충돌하는 두 별의 움직임을 연구함으로써 간접적인 증거를 발견했습니다. 그 연구는 1993년 노벨 물리학상의 일부로 영예를 얻었습니다.

그리고 나서, 2016년에 천문학자들은 중력파의 첫 번째 직접적인 증거를 발견했다고 발표했습니다. 그 증거는 레이저 간섭계 중력파 관측소 또는 LIGO로 알려진 미국 기반의 연구 프로젝트에서 나왔습니다. LIGO 프로젝트는 지상 망원경 장비를 사용하여 두 블랙홀이 지구로부터 약 13억 광년 떨어진 곳에서 서로 충돌했을 때 발생하는 중력파를 감지했습니다.

하지만 LIGO의 노력은 높은 주파수에서만 파도를 잡을 수 있었습니다. 최근의 연구에서, 과학자들은 중력파 신호를 확인하는 방법으로 저주파를 찾으려고 시도하고 있었습니다.

연구원들은 NANOGrav라는 프로젝트의 약 15년간의 데이터를 사용하여 이러한 신호를 성공적으로 발견했다고 말했습니다. 이 프로젝트는 저주파 중력파를 찾기 위해 오랫동안 북아메리카 전역의 망원경을 사용해 왔습니다. 그 결과는 최근 천체물리학 저널 오브 레터즈의 한 연구에 발표되었습니다.

그 연구는 과학자들이 펄사라고 불리는 죽은 별들을 향해 일련의 전파 망원경을 조준하는 것을 포함했습니다. 펄서는 우주에서 회전하면서 전파 신호를 보냅니다. 이 신호들은 너무 예측 가능해서 과학자들은 전파가 언제 지구에 도착해야 하는지 정확히 알고 있습니다. 펄서는 마치 "우주 저 멀리에서 똑딱거리는 완벽한 규칙적인 시계"와 같습니다, 라고 NANOGrav의 멤버 사라 비글랜드가 말했습니다. 그녀는 위스콘신 밀워키 대학의 천체 물리학자입니다.

하지만 중력파는 지구와 펄서 사이의 거리에 영향을 미칠 수 있고, 이것은 신호 활동을 바꿀 수 있습니다. 연구원들은 68개의 다른 펄서에서 똑딱거리는 속도의 작은 변화를 조사했습니다. 어떤 신호들은 일찍 왔고 다른 신호들은 늦게 왔습니다. 과학자들은 이 연구 방법이 중력파가 통과하고 있다는 충분한 증거를 제공했다고 말했습니다.

지금까지, 이 방법은 이러한 저주파 파동이 정확히 어디에서 오는지를 식별할 수 없었습니다, 라고 Marc Kamionkowski가 말했습니다. 그는 존스 홉킨스 대학의 천체 물리학자로 최근의 연구에 관여하지 않았습니다.

그러나 Kamionkowski는 AP 통신에 이 과정이 어떻게 저주파 중력파가 지속적인 배경 "소음"을 생성하는 것처럼 보이는지 보여준다고 말했습니다 그는 그 소리를 파티 중간에 서 있을 때 사람이 듣는 소리와 비교했습니다. 카미온코우스키는 "이 모든 사람들이 말하는 것을 듣게 될 것이지만, 특별히 아무것도 듣지 못할 것입니다,"라고 말했습니다.

발견된 배경 소음은 일부 과학자들이 예상했던 것보다 "크다"고 치아라 밍가렐리는 말했습니다. 그녀는 NANOGrav 팀의 일원이자 예일 대학교의 천체 물리학자입니다. 밍가렐리는 이것은 우주에서 블랙홀이 합쳐지는 경우가 이전에 생각했던 것보다 더 많거나 더 많다는 것을 의미할 수 있다고 AP에 말했습니다.

또는 우주의 형성에 대한 새로운 의문을 제기할 수 있는 중력파의 다른 원천이 있을 수도 있다는 것을 암시할 수도 있습니다. 예를 들어, 또 다른 이론은 중력파가 빅뱅 직후의 빠른 팽창 기간으로부터 남겨질 수 있다는 것입니다. 빅뱅은 많은 과학자들이 우주를 창조했다고 믿는 폭발입니다.

마이클 키스는 연구팀의 일원이었고 연구용 망원경 모음인 유럽 펄서 타이밍 어레이와 함께 일하고 있습니다. 그는 지구와 빅뱅 사이의 은하들이 그러한 중력파를 "사라지고" 있을 가능성이 높다고 말했습니다.

미래에, 과학자들은 저주파 중력파가 우주의 초기 팽창에 대한 훨씬 더 많은 정보를 제공할 수 있을 것이라고 말합니다. 게다가, 그러한 연구는 암흑 물질의 신비에 대한 연구를 확장하는데 도움을 줄 수도 있습니다.