문서의 임의 삭제는 제재 대상으로, 문서를 삭제하려면 삭제 토론을 진행해야 합니다. 문서 보기문서 삭제토론 중력파 (문단 편집) === 중력파 검출이 힘들었던 이유 === 모형으로써 설명하자면 아래 그림과 같다.[* 아래 그림은 측정 대상이 중력파일 경우와 전자기파일 경우를 각각 간략히 표현한 것이다. 중력파 검출에 레이저(전자기파) 간섭계를 사용한 것과는 직접적으로 아무 관계 없으니 오해의 여지에 주의.] [[파일:중력파와 전자기파.png]] 전자기파는 시험전하를 이용하여 전기력을 측정함으로써 알아낼 수 있다. 그리고 혹시 검출되는 힘이 미약하다 싶으면 시험전하의 전하량을 늘려서 전기력을 더 키워서 손쉽게 해결할 수 있다. 꼭 관측자 기준 좌표계가 아니더라도, __전하량이 서로 다른__ 두 시험전하 사이의 거리의 변화를 이용하여 검출할 수 있다. 허나 중력파는 이야기가 달라진다. 먼저 '중력'은 시공간 자체의 구부러짐으로 설명된다. 이는 다시 말하자면 중력파는 '''시공간 자체의 __기하학적 요동__'''이며, 관측자도 중력파를 따라 같이 흔들린다. 결국 관측자 자신은 중력파를 느낄 수 없다. 더욱이 중력파로 인한 가속운동은 중력파가 동일할 때 '''물체의 질량에 관계없이 모두 똑같이 나타난다.''' 이 때문에 위 그림에서 짙은 회색이나 옅은 회색이나 다 똑같이 요동친다. 관측자 기준 변위를 측정하든 두 물체 사이의 거리 변화로 측정하든 간에 위치·거리 변화의 상쇄로 인해 측정 난이도가 극한에 다다른다. 해결책은 바로 위치에 따른 중력파의 차이를 검출하는 것이다. [[기조력]]은 위치별로 중력이 달라져서 발생하는 힘이다. 중력파의 차이도 마찬가지. '''충분히 긴''' 막대 모양의 측정장치를 준비하여 막대 양 끝의 기조력을 감지하거나 혹은 두 시험장치의 거리를 '''충분히 멀리''' 떨어뜨려 둘 사이의 거리 변화를 감지한다. 비용상으로는 후자의 방식이 효율적이다. 앞서 소개한 LIGO도 거울 사이의 거리가 4km에 이른다.[* 이는 [[마이컬슨-몰리 실험]] 장치의 거울 간 거리의 수백 배에 이른다. 거기에 거울로 레이저가 계속 반사되게 해 실질적인 길이는 400km에 이른다!] 요약하자면 위치에 따른 중력파의 위상차를 측정이 가능할 정도로 확보하는 것이 해결책의 요지이다.[* 실제의 LIGO검출기는 레이저를 90도 각도로 이루어진 최대한 자유롭게 공간에 걸어놓은 두 거울에 각각 비춰 반사되는 레이저를 하나로 합치게 하여 간섭현상을 일으키는데, 만약 중력파로 기조력이 바뀌어 각 거울에서 나오는 빛의 이동거리가 바뀐다면(거울과 거울의 거리의 이야기가 아니다.) 하나로 모은 간섭무늬에 변화가 생기고(명암) 그것을 검출하는 것이다. 빛의 이동거리가 바뀐다는 건 빛의 속도가 바뀌는 것과 같은 이야기라고 하는 모순을 생각할 수 있다. 이는 빛의 군속도가 아닌 위상속도가 바뀌면서 간섭무늬에 영향을 주는 것에 비롯되기 때문이다.][* 이해를 돕자면 빛의 속도로 움직이면서 손전등으로 어떤 정지해있는 물체를 비춘다고 가정했을 때 그 물체에 생기는 그림자의 이동속도를 생각하는 것이다. 어떤 물체와의 거리를 1미터 앞에서는 광속으로 움직이는 손전등을, 반대쪽으로 물체와의 거리를 2미터 되는 곳에 벽을 설치하여 그림자를 생기게 한다면 손전등이 움직이는 거리의 두 배를 그림자는 같은 속도로 움직였다는 것이고, 이것이 위상속도이며 빛의 속도보다 충분히 빠를 수 있다는 것이다.] 여기서 끝이 아니다. 레이저 간섭을 이용하여 검출하는 LIGO에서 중력파가 아니더라도 빛의 간섭을 흔드는 요인이 얼마든지 있다. 사실 중력파는 까마득히 멀리 떨어진 천체에서 퍼져나와 그중 일부가 __지구 전역__으로 도달하는 양상이기 때문에, 지구 어디서 측정하나 거의 동시에 거의 같은 흔들림이 관측되어야 한다. 그래서 미국 내에서도 루이지애나 주와 워싱턴 주에 각각 배치한 것. 두 관측소 사이의 거리는 약 3천km 정도이다. 관측소 사이에 3천km 거리를 둔 이유는 중력파의 방향을 알기위함이다. 거의 같은 중력파가 A와 B를 통과할 때 생가는 시간의 오차를 계산해 어느 방향에서 왔는가를 계산한다. 이때, 상당한 노이즈 대책이 필요한데, 대표적인 것이 진공관과 낮은 온도이다. 실제로 온도 노이즈를 줄이기 위해서 반사경으로 사파이어를 사용한다. 더 정확한 중력파 관측을 위해서는 관측소와 반사경 사이의 거리를 더 멀리 떨어뜨려 놔야 하는데, 지표면에서는 그 긴 거리에서 '진공과 극저온'을 유지하는 것이 어렵다. 그래서 나온 방안이 중력파 관측 위성을 우주에 쏘아 올리는 것이다. LISA 계획은 3대의 중력파 관측 위성을 쏘아 올려, 관측소와 거울 사이의 거리를 250km까지 확보하는 것을 목표로 하고 있다.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