문서의 임의 삭제는 제재 대상으로, 문서를 삭제하려면 삭제 토론을 진행해야 합니다. 문서 보기문서 삭제토론 중력파 (문단 편집) === 검출 성공(GW150914) === [youtube(vd1Pak5f6GQ, start=243))] >(4분 03초부터) >"Ladies and gentlemen. We have detected gravitational waves. We did it." >'''"신사 숙녀 여러분, 우리가 중력파를 검출해 냈습니다. 우리가 해냈습니다."'''[* 이런 말을 하는 것도 당연하다. 아인슈타인이 [[일반 상대성 이론]]으로 주장한 것을 '''정확히 100년''' 만에 발견했으니. [[https://www.youtube.com/watch?v=EpKcPgsYn44|편집본]] [[https://www.youtube.com/watch?v=aEPIwEJmZyE&feature=youtu.be&t=1870|공식 방송]]. 현재는 스트리밍된 버전을 볼 수 있다.] >---- >— 데이비드 라이츠(David Reitze), 고급 레이저 간섭계 중력파 관측소(LIGO) 실험 책임자 >"It's like how X-ray changed medicine." >'''"X-ray의 발견이 의학 분야를 어떻게 변화시켰는지 생각해 보세요."''' >---- >ㅡ 사볼 마카(Szabolcs Marka), LIGO 연구 참여 컬럼비아 대학교 교수 >"Albert Einstein was right again." >'''"다시 한번 [[알베르트 아인슈타인]]이 옳았습니다."''' >---- >— 데이비드 뮈어(David Muir), [[ABC(미국)|ABC]] WORLD NEWS TONIGHT 진행자 [[https://www.ligo.org/detections.php|발표 전문]] [[미국 국립과학재단|미국 국립과학재단(NSF)]]은 한국 시각 [[2016년]] [[2월 12일]] 오전 12시 30분, [[워싱턴 DC]] 내셔널프레스클럽에서 기자회견을 열어 한국과 미국, 독일, 일본 등 16개국 80여 개 연구기관 1,000여 명의 연구진이 참여한 '고급 레이저 간섭계 중력파 관측소(LIGO) 과학 협력단'이 중력파 검출에 성공했다고 밝혔다. 같은 시각 유럽 연합(EU)의 중력파 검출 연구단인 '버고(VIRGO)'도 이탈리아 마체라타에 위치한 버고 관찰소에서 이 같은 내용을 발표했다.[* 그러나 버고 간섭계는 LIGO의 검출 당일에 업그레이드 작업에 들어가 있었으므로 결과적으로 중력파를 검출하진 못했다.] 연구진에 따르면 이번에 관측한 중력파는 지구로부터 13억 광년 떨어진 곳에서 쌍성계를 이루고 있던 두 개의 블랙홀이 충돌해 새로운 블랙홀이 되는 과정에서 생성된 것이다. 블랙홀의 질량은 각각 태양의 36배, 29배이며, 하나로 결합하여 태양보다 62배 무거운 블랙홀이 됐다. 이때 태양 3개분의 [[질량-에너지 동등성|질량이 에너지로 전환]]되면서 발생한 중력파[* 이때 방출된 에너지의 양은 관측 가능한 우주에 있는 모든 별이 방출하는 에너지의 합의 10배, 또는 킵 손의 말에 의하면 50배 이상에 해당하는 3.6×10^^49^^ W (36 뒤에 0이 48개 붙은 값이다). 가장 밝은 초신성이 태양의 방출 에너지(3.846×10^^26^^ W)의 5700억 배에 해당하는 에너지를 방출하고, 가장 밝은 은하가 태양 350조 개와 맞먹는 에너지를 방출한다는 것을 감안하면 엄청나게 크다. 중요한 것은, 관측에 따르면 이러한 밀집성 간의 병합이 우주에서 매우 희귀한 편이긴 하지만 앞서 말한 것들보다 드문 것이 아니다. 또 이만큼의 엄청난 에너지가 방출되었음에도 불구하고 중력파가 이제서야 직접적으로 검출되었다는 것은 그만큼 중력파 검출이 어려웠음을 알 수 있다. 이게 LIGO의 재공사 이후 가동 1년도 안 돼서 검출되긴 했지만...]가 빛의 속도로 지구를 스쳐 지나갔는데, 이 순간을 LIGO가 놓치지 않고 잡아낸 것이다. 연구팀은 "5.1시그마[* 중력파로 인한 현상이 아닌 __우연의 일치__일 확률이 약 590만분의 1이라는 뜻이다. 또는 신뢰수준 99.99994%.]보다 정밀한 수준의 검출"이었다고 설명했다. [[http://www.mt.co.kr/view/mtview.php?type=1&no=2016021123281544880&outlink=1|뉴스 기사]] 보통 5시그마 정도를 인정의 기준으로 생각한다. 또 첫 신호를 검출하는 동안(2016년 1월경에 검출 종료)에 세 개의 다른 신호를 더 검출하였다고 한다. 이번 두 번째 중력파는 각각 태양 질량의 14배와 8배인 두 블랙홀이 합병해 빠르게 회전하는 21배의 태양 질량의 블랙홀이 만들어지는 과정에서 발생한 것으로 루이지애나 주립대학 물리학과 가브리엘라 곤잘레즈 교수는 "블랙홀의 질량이 최초 중력파를 낸 것보다 가벼워서 검출기의 민감한 주파수 대역에서 더 오랜 시간인 1초 정도 머물렀다"며 "우주에 얼마나 다양한 블랙홀이 존재하는지 조사를 시작할 수 있게 된 것"이라고 평가했다. 더 큰 질량의 블랙홀 충돌이었던 1차 검출에서는 중력파 신호가 불과 0.25초 동안만 지속됐다. [[https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/73/Orbit1.gif|#]][* 영문 위키피디아] 질량이 큰 두 천체(블랙홀, 중성자별 등)가 있고 어쩌다보니 서로에 대해 공전을 하게 된 상황이라고 생각해보자.[* 사실 두 천체가, 그것도 질량이 태양의 수십 배에 달하는 거대한 블랙홀 2체가 병합할 정도로 가깝게 공전을 하게 된 사연이 무엇인지도 흥미로운 주제 중 하나다. 과거 쌍성계였던 두 초거성이 진화하여 이중 블랙홀로 재탄생했을 가능성이 가장 높지만, 항성으로부터 진화했다고 보기에는 두 블랙홀의 질량이 상당히 큰 편이다. 다른 가설로는 삼체 상호작용에 의해 포획이 일어났다는 가설과, 원래 중력으로 묶여있지 않던 두 블랙홀이 서로 매우 가까이 접근할 때 궤적이 변하면서 생기는 중력파 방출에 의해 운동에너지를 잃으면서 포획이 일어날 수 있다는 가설이 존재한다.] 서로에게 중력을 행사하고 두 천체의 질량중심(그림의 빨간 십자가)를 중심으로 공전을 하게 된다. 고전역학적 [[이체문제]]에서는 서로를 공전하는 두 물체의 궤도는 영원히 바꾸지 않아야 하지만, 실제로는 두 천체의 가속 운동에서 나오는 중력파의 물결이 주변 퍼져 나가고 있기 때문에 총 에너지는 차츰 줄어들어 두 천체의 궤도는 점점 가까워지다가 결국 합병이 이루어지게 된다. [[파일:gw.png|width=500]] 위 그림의 맨 윗 줄인 공이 회전하는 모습은 두 천체(논문에서는 두 블랙홀)가 서로 가까워지다가 합쳐지는 과정을 그림으로 나타낸 장면이다. 거리가 가까워지면서 공전 반지름이 작아지고 각[[운동량]]의 보존을 위해서 속도는 점점 빨라진다. 그러다가 두 천체가 매우 가까이 있을 때에는 매우 빠른 속도로 공전을 하게 된다. 이후 두 천체가 하나로 합쳐지고, 합쳐진 천체는 더 큰 질량의 하나의 천체가 된다. 두 번째 줄은 서로에 대해 공전하는 천체 때문에 생겨나는 중력파로 인한 공간 변형을 나타내는 그래프이다. 세로 축은 변형률이다. 두 천체가 서로에 대해 공전을 함에 따라 중력파가 생겨 공간이 출렁이기 시작하고[* 출렁인다는 것은 공간 자체가 출렁인다는 의미이다. 공간이 출렁임에 따라서 공간의 어떤 축으로는 늘어나고 다른 축으로는 줄어들 수 있다. 그 늘어나고 줄어드는 것을 변형율이라고 한다.] 그 출렁임의 강도는 두 천체가 얼마나 가까이 있는지, 얼마나 빠르게 움직이는지에 따라 변화한다. 두 천체가 가까이 접근함에 따라 공전시간이 줄어들게 되고 중력파의 주파수는 점점 커진다.[* 그래프가 점점 조밀해지는 것을 볼 수 있다. 이를 중력파의 주파수가 커졌다고 표현했다.] 그러다가 두 천체가 합쳐지게 되면 더 이상 중력파는 생성되지 않는다.[* 서로에 대한 공전으로 인해 생기는 중력파는 더이상 생겨나지 않는다는 의미이다.] 세 번째 줄은 두 천체의 움직임을 나타낸 그래프이다. 검은 색은 블랙홀 사이의 거리, 녹색은 블랙홀의 상대속도를 나타낸다. 두 블랙홀이 시간이 지남에 따라 점점 가까워지고 빨라지는 것을 알 수 있는데 이는 위에서 설명한 내용과 일치한다. 그러다가 하나의 천체로 합쳐진 이후에는 상대 속도나 거리가 없으므로 그래프가 더 이상 존재하지 않는다. [[파일:external/upload.wikimedia.org/LIGO_measurement_of_gravitational_waves.png]] 측정방법은 간단히 말해서 [[마이컬슨 간섭계]]를 무지막지하게 크게 만들어, 중력파가 간섭계에 영향을 끼칠 경우 나타나는 레이저의 미세한 변화를 서로 다른 장소에서 측정하는 방식으로 이루어졌다. 서로 다른 두 장소의 검출기에서 2015년 9월 14일에 검출된 GW150914. 이론적으로 예상되는 값과 비교한 사진이다. 이 프로젝트에 참여한 오정근 교수가 2016년 6월 22일 서울의 한 학교에서 강의한 내용에 따르면, 이 중력파를 검출한 사건은 매우 극적이었다. 사실 LIGO는 시설이 완공되고 나서 대대적인 업그레이드 작업이 있었다. 그런데 미국이 이를 혼자 하려니 힘들어서 전 세계랑 손잡고 라이고의 업그레이드를 실시했는데(이를 Advanced LIGO라고 한다) 업그레이드와 조립을 마치고 작동을 시작한 뒤 30분만에 검출된 것이었다. 해당 중력파는 지금으로부터 약 13~14억 년 전에 두 블랙홀이 충돌하면서 생성되었는데[* 이때 지구는 공룡도 없었던, 이제 막 생명이 태동할 때인 [[선캄브리아대]]였다!] 이때 발생한 중력파가 지구를 통과하기 약 30분 전쯤, 대략 목성궤도를 통과할 쯤에 LIGO가 가동된 것이다. 사실 14억 년이라는 천문학적인 시간에 비하면 30분은 '찰나'라는 표현조차도 너무 길다고 느껴질 정도의 시간이다. 비유하자면 빛이 1초 동안 이동한 거리에서 머리카락 굵기의 약 8분의 1에 해당하는 거리가 차지하는 비율과 비슷하다.[* 30만 킬로미터에서 12μm의 비율이다. 정확한 산식은 299,792,458 / 24,544,275,840,000] 그야말로 극적인 발견이었다. 또 같은 해 12월 26일에도 검출에 성공했는데(GW151226) 이 발견에 얽힌 사연은 더 가관인 것이... 원래는 수일 전에 실험을 멈추기로 예정되어 있었는데 그곳 사람들이 "야 어차피 곧 크리스마스고 휴일엔 할 일도 없는데 그냥 계속 작동시켜 놔보자!" 그래서 가동을 시켜놨는데 [[그런데 그것이 실제로 일어났습니다|정말 또 검출됐다.]]저장 버튼을 클릭하면 당신이 기여한 내용을 CC-BY-NC-SA 2.0 KR으로 배포하고,기여한 문서에 대한 하이퍼링크나 URL을 이용하여 저작자 표시를 하는 것으로 충분하다는 데 동의하는 것입니다.이 동의는 철회할 수 없습니다.캡챠저장미리보기