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중력파 배경(GWB): 직접 감지의 혁신

중력파 2015년 아인슈타인의 일반 상대성 이론이 예측한 지 1916년 만인 XNUMX년에 처음으로 직접 검출됐다. 중력- GWB(wave Background)는 전 세계에 존재하는 것으로 생각됩니다. 우주 아직까지는 직접적으로 감지되지 않았습니다. 북미나노헤르츠천문대 연구진 중력파 (NANOGrav)은 최근 'GWB(중력파 배경)'일 수 있는 저주파 신호를 감지했다고 보고했습니다.   

1916년 아인슈타인이 제시한 일반 상대성 이론은 초신성이나 핵융합과 같은 우주의 주요 사건이 블랙홀 생산해야 한다 중력파 를 통해 전파되는 것 우주. 지구는 넘쳐야 한다 중력파 항상 모든 방향에서 날아오지만 ​​지구에 도달할 때쯤에는 극도로 약해지기 때문에 감지되지 않습니다. 2015년 LIGO-Virgo 팀이 중력파를 직접 감지하는 데 약 XNUMX년이 걸렸습니다. 중력파 두 회사의 합병으로 인해 생산 블랙홀 지구로부터 1.3억 광년 떨어진 곳에 위치 (1). 이것은 또한 감지된 잔물결이 약 1.3억 년 전에 발생한 우주 사건에 대한 정보의 전달자임을 의미했습니다.  

2015년 처음 발견된 이래로 많은 수의 중력의 잔물결 현재까지 기록되었습니다. 대부분은 두 회사의 합병으로 인한 것이었습니다. 블랙홀, 두 개의 중성자별의 충돌로 인한 경우는 거의 없었습니다. (2). 모두 감지됨 중력파 지금까지는 이진 쌍으로 인해 발생하는 일시적인 현상이었습니다. 블랙홀 또는 중성자별이 나선을 그리며 서로 합쳐지거나 충돌하는 경우 (3) 그리고 고주파, 단파장(밀리초 범위)이었습니다.   

하지만, 소스의 수가 많을 가능성이 있기 때문에 중력파 FBI 증오 범죄 보고서 우주 따라서 많은 중력파 여기저기서 함께 우주 배경이나 소음을 형성하면서 항상 지구를 계속 통과할 수 있습니다. 이는 연속적이고 무작위적이어야 하며 저주파의 작은 파동이어야 합니다. 그 중 일부는 빅뱅에서 유래했을 수도 있다고 추정됩니다. 라고 불리는 중력-wave Background(GWB), 이는 지금까지 감지되지 않았습니다. (3).  

그러나 우리는 돌파구의 직전에 있을지도 모릅니다. 북미 나노헤르츠 천문대의 연구원들은 중력파 (NANOGrav)은 'GWB(중력파 배경)'일 수 있는 저주파 신호를 감지했다고 보고했습니다. (4,5,6).  

LIGO-virgo 팀과 달리 중력파 개별 쌍에서 블랙홀, NANOGrav 팀은 지속적이고 잡음과 같은 '결합'을 찾았습니다. 중력파 오랜 세월에 걸쳐 셀 수 없이 많은 사람들이 만들어낸 블랙홀 FBI 증오 범죄 보고서 우주. 초점은 '매우 긴 파장'에 맞춰졌다 중력파 '중력파 스펙트럼'의 반대편에 있다.

빛 및 기타 전자기 복사와 달리 중력파는 망원경으로 직접 관찰할 수 없습니다.  

NANOGrav 팀이 선택한 밀리 초 장기간 안정성을 유지하면서 매우 빠르게 회전하는 펄서(MSP). 중력파에 의해 변경되어야 하는 이러한 펄서에서 나오는 일정한 패턴의 빛이 있습니다. 그 아이디어는 지구에 신호가 도달하는 시점의 상관 변화에 대해 매우 안정적인 밀리초 펄서(MSP)의 앙상블을 관찰하고 모니터링하여 "은하우리 내부의 "크기" 중력파 탐지기 은하. 팀은 그러한 펄서 중 47개를 연구하여 펄서 타이밍 배열을 만들었습니다. 아레시보 천문대와 그린뱅크 망원경이 대표적이다. 라디오 측정에 사용되는 망원경.   

지금까지 얻은 데이터 세트에는 47개의 MSP와 12.5년 이상의 관찰이 포함됩니다. 이를 바탕으로 검출된 저주파 신호가 그것을 많이 나타내지만 GWB의 직접 검출을 결정적으로 증명하는 것은 불가능하다. 아마도 다음 단계는 어레이에 더 많은 펄서를 포함하고 감도를 향상시키기 위해 더 오랜 기간 동안 연구하는 것입니다.  

공부하다 우주, 과학자들은 빛, X선, 라디오 전자기 복사와는 전혀 관련이 없는 2015년 중력 탐지는 과학자들에게 천체를 연구하고 이해하는 새로운 기회의 창을 열었습니다. 우주 특히 전자기 천문학자들에게는 보이지 않는 천체 사건들. 또한 전자기 방사선과 달리 중력파는 물질과 상호 작용하지 않으므로 왜곡 없이 근원과 소스에 대한 정보를 전달하면서 사실상 방해받지 않고 이동합니다.(3)

중력파 배경(GWB)을 감지하면 기회가 더욱 넓어질 것입니다. 빅뱅에서 생성된 파동을 감지하는 것이 가능해지면서 빅뱅의 기원을 이해하는 데 도움이 될 수도 있습니다. 우주 더 나은 방법으로.

***

참조 :  

  1. Castelvecchi D. 및 Witze A., 2016. 아인슈타인의 중력파가 마침내 발견되었습니다. 네이처 뉴스 11년 2016월 XNUMX일. DOI: https://doi.org/10.1038/nature.2016.19361  
  1. Castelvecchi D., 2020. 50가지 중력파 사건이 우주에 대해 밝히는 것. 네이처 뉴스 30년 2020월 XNUMX일 게시. DOI: https://doi.org/10.1038/d41586-020-03047-0  
  1. LIGO 2021. 중력파의 근원과 유형. 온라인에서 사용 가능 https://www.ligo.caltech.edu/page/gw-sources 12년 2021월 XNUMX일에 액세스함. 
  1. NANOGrav 공동 작업, 2021. NANOGrav는 저주파 중력파 배경의 가능한 '첫 번째 힌트'를 찾습니다. 온라인에서 사용 가능 http://nanograv.org/press/2021/01/11/12-Year-GW-Background.html 12년 2021월 XNUMX일에 액세스함 
  1. NANOGrav Collaboration 2021. 언론 브리핑 – 12.5년의 NANOGrav 데이터에서 중력파 배경 찾기. 11년 2021월 XNUMX일. 온라인에서 사용 가능 http://nanograv.org/assets/files/slides/AAS_PressBriefing_Jan’21.pdf  
  1. Arzoumanian Z., et al 2020. NANOGrav 12.5년 데이터 세트: 등방성 확률론적 중력파 배경 검색. The Astrophysical Journal Letters, 905권, 2번. DOI: https://doi.org/10.3847/2041-8213/abd401  

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

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