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블랙홀 병합: 다중 링다운 주파수의 첫 번째 감지   

둘의 합병 블랙홀 영감, 합병 및 링다운 단계의 세 단계가 있습니다. 특성 중력파 각 단계에서 방출됩니다. 마지막 링다운 단계는 매우 간단하며 최종 속성에 대한 정보를 인코딩합니다. 블랙홀. 바이너리 데이터 재분석 블랙홀 합병 사건 GW190521은 결과적으로 생성된 두 개의 개별 희미한 링다운 주파수 형태로 합병의 서명 여진에 대한 증거를 처음으로 제공했습니다. 블랙홀 안정된 대칭 형태로 자리 잡았기 때문이죠. 이는 링다운 단계에서 다중 중력파 주파수를 처음으로 감지한 것입니다. 마치 종소리가 막힌 후 한동안 '울리는' 것처럼 결과적으로 싱글은 왜곡됩니다. 블랙홀 합병 후 형성된 '고리'는 한동안 희미하게 방출됨 중력파 대칭적이고 안정된 형태를 얻기 전에. 그리고 종의 모양이 종소리의 특정 주파수를 결정하는 방식과 유사하게 머리카락 없는 정리, 종의 질량 및 회전이 결정됩니다. 블랙홀 링다운 주파수를 결정합니다. 따라서, 이 개발은 링다운 주파수를 사용하여 최종 특성을 연구하는 길을 열어줍니다. 블랙홀 

블랙홀 매우 강한 중력장을 지닌 거대한 물체입니다. 둘 때 궤도를 도는 블랙홀 서로 나선형으로 돌다가 결국에는 하나로 합쳐지게 됩니다. 공간-주변의 시간이 방해를 받아 파문을 일으킵니다. 중력파 바깥쪽으로 방사됩니다. 2015년 XNUMX월 LIGO가 최초로 중력파를 탐지하면서 중력파 천문학이 시작된 이후 중력파 두 개가 합병되어 생성됨 블랙홀 1.3억 광년 떨어져서 합쳐져 블랙홀 이제는 거의 매주 한 번씩 정기적으로 감지됩니다.   

합병 블랙홀 3단계를 가지고 있습니다. 둘이 언제 블랙홀 넓게 분리되어 천천히 궤도 서로 약한 빛을 발산 중력파. 바이너리는 점차 작아지고 작아집니다. 궤도 시스템의 에너지가 다음과 같은 형태로 손실되기 때문입니다. 중력파. 이것은 흡기 단계 합체의. 다음은 합병 단계 언제 둘 블랙홀 하나의 덩어리를 이루기 위해 합쳐질 만큼 가까이 다가가세요 블랙홀 왜곡된 형태로. 가장 강한 중력파(GW)가 이 단계에서 방출되며 현재 중력파 관측소에 의해 일상적으로 감지되고 기록됩니다.  

합병 단계 다음에는 다음과 같은 매우 짧은 단계가 이어집니다. 링다운 단계 여기서 결과적인 단일 왜곡 블랙홀 보다 안정적인 구형 또는 타원체 형태를 빠르게 달성합니다. 중력파 링다운 단계에서 방출된 GW는 병합 단계에서 방출된 GW보다 감쇠되고 훨씬 더 희미합니다. 막힌 후 벨이 한동안 '울리는' 것처럼 결과적인 싱글은 블랙홀 '반지'는 한동안 훨씬 더 희미하게 방출됩니다. 중력파 대칭적이고 안정된 형태를 얻기 전에.  

희미한 다중 링다운 주파수 중력파 두 회사 합병의 링다운 단계에서 출시됨 블랙홀 지금까지 감지되지 않았습니다.  

최근 한 연구팀이 쌍성체의 링다운 단계에서 다중 중력파 주파수를 탐지하는 데 성공했습니다. 블랙홀 합병 이벤트 GW190521. 그들은 주파수 및 감쇠 시간과의 관계를 고려하지 않고 링다운 주파수에서 개별 페이딩 톤을 검색했으며 결과 변형을 암시하는 두 가지 모드를 식별하는 데 성공했습니다. 블랙홀 병합 후 최소 두 개의 주파수를 방출합니다. 이는 아인슈타인의 일반 상대성 이론에 의해 예측되었으므로 결과는 이론을 확증합니다. 또한 연구자들은 "머리카락 없는 정리"를 테스트하기 위해 합병 이벤트에서 발견된 두 가지 링다운 모드의 주파수와 감쇠 시간을 비교했습니다. 블랙홀 완전히 질량과 스핀으로 특징지어지며 그 특징을 설명하는 데 다른 어떤 "털"도 필요하지 않습니다.) 일반 상대성 이론 외에는 아무것도 발견하지 못했습니다.  

이는 미래에 차세대 중력파 검출기가 사용 가능해지기 전에는 다중 링다운 주파수의 관측이 불가능할 것이라고 널리 생각되었기 때문에 획기적인 사건입니다.  

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출처 :   

  1. 카파노, CD . 2023. 섭동 블랙홀의 다중 모드 준정상 스펙트럼. 실제 검토 편지. Vol. 131, 22호. 1년 2023월 XNUMX일. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.131.221402  
  2. Max-Planck-Institut fürGravitationsphysik(Albert-Einstein-Institut), 2023. 뉴스 – 누구를 위해 블랙홀이 울리는가. 다음에서 이용 가능 https://www.aei.mpg.de/749477/for-whom-the-black-hole-rings?c=26160 

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우메시 프라사드
우메시 프라사드
과학 저널리스트 | Scientific European 잡지 창립 편집자

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