2016 년 2 월 11 일, 레이저 간섭계 중력파 관측소 (LIGO)의 과학자들은 중력파의 첫 탐지를 발표했습니다. 한 세기 전에 아인슈타인의 일반 상대성 이론에 의해 예측 된이 개발은 우주 론자와 천체 물리학 자들을위한 새로운 연구의 길을 열었습니다. 그 이후로, 더 많은 탐지가 이루어졌으며,이 모든 것이 블랙홀 병합의 결과라고합니다.
최신 탐지는 2017 년 8 월 14 일 Advanced LIGO와 Advanced Virgo 탐지기 3 개 관측소가 블랙홀을 병합하여 생성 된 중력파를 동시에 탐지했을 때 이루어졌습니다. 세계 각지의 3 개의 다른 시설에서 중력파가 감지되어이 우주 현상에 대한 세계적 네트워크 연구의 새로운 시대가 열렸습니다.
이러한 관찰 내용을 자세히 기술 한 연구는 최근 LIGO Scientific Collaboration 및 Virgo Collaboration에 의해 온라인으로 출판되었습니다. “GW170814 : 이진 블랙홀 응집에서 중력파의 3 번 탐지기 관찰”이라는 제목의이 연구는 과학 저널에도 게재되었습니다. 실제 검토 서한.
GW170814로 지정된이 이벤트는 2017 년 8 월 14 일 UTC 10:30:43 UTC (06:30:43 EDT; 03:30:43 PDT)에 관찰되었습니다.이 이벤트는 National Science Foundation의 두 LIGO에서 감지했습니다. 탐지기 (루이지애나 리빙스턴, 워싱턴 주 한포 드 소재) 및 이탈리아 피사 근처에 위치한 처녀 자리 탐지기-과학 연구소 (CNRS)와 국립 원자력 물리 연구소 (INFN)에서 관리합니다.
중력파가 처음 감지되는 것은 아니지만, 3 개의 관측소에서 동시에 이벤트가 감지 된 것은 이번이 처음입니다. NSF의 이사 인 France Córdova는 최근 LIGO 보도 자료에서 다음과 같이 말했다.
“NSF는 1 년 반 정도 전에 레이저 간섭계 중력파 관측소가 10 억 광년 떨어진 은하계에서 2 개의 블랙홀의 충돌로 인해 중력파를 최초로 감지했다고 발표했습니다. 오늘, 우리는 처녀 자리 중력파 관측소와 LIGO Scientific Collaboration 사이의 파트너십에서 최초로 발견 된 것을 발표하게되어 기쁩니다.이 관측소에서 처음으로 중력파 탐지가 수천 마일 떨어진 곳에 관측되었습니다. 이것은 우리 우주의 놀라운 미스터리를 풀기위한 국제적인 과학적 노력의 흥미로운 이정표입니다.”
탐지 된 파도를 기반으로 LIGO Scientific Collaboration (LSC) 및 Virgo 공동 작업은 이벤트 유형과 관련 객체의 질량을 결정할 수있었습니다. 그들의 연구에 따르면,이 사건은 각각 31 개와 25 개의 태양 질량 인 두 개의 블랙홀의 합병으로 시작되었다. 이 행사는 지구에서 약 18 억 광년 동안 일어 났으며, 약 53 개의 태양 덩어리로 회전하는 블랙홀이 형성되었습니다.
이는 합병 과정에서 약 3 종의 태양 질량이 중력파 에너지로 변환 된 후 LIGO와 Virgo에 의해 감지되었다는 것을 의미합니다. 자체적으로 인상적인이 최신 탐지는 LIGO 및 Virgo 공동 작업과 같은 중력파 검출기가 고급 단계에 들어서서 서로 협력함으로써 할 수있는 일의 맛일뿐입니다.
Advanced LIGO와 Advanced Virgo는 모두 이전 세대의 장비를 대체 한 2 세대 중력파 탐지기입니다. Caltech과 MIT가 고안, 구축 및 운영 한 LIGO 시설은 2002 년과 2010 년 사이에 데이터를 수집하지 못했습니다. 그러나 2015 년 9 월부터 Advanced LIGO는 온라인으로 전환되어 O1과 O2라는 두 가지 관찰 작업을 시작했습니다.
한편, 최초의 처녀 자리 감지기는 2003 년과 2011 년 10 월 사이에 다시 한 번 성공하지 못한 관측을 수행했습니다. 2017 년 2 월에 Advanced Virgo detector의 통합이 시작되었고이 도구는 다음 4 월까지 온라인으로 연결되었습니다. 2007 년에 Virgo와 LIGO는 파트너가 각각의 탐지기에 의해 기록 된 데이터를 공유하고 공동으로 분석하기 위해 협력했습니다.
2017 년 8 월, Virgo 검출기가 O2 실행에 참여했으며 8 월 14 일에 최초의 동시 검출이 수행되었으며, 3 개의 LIGO 및 Virgo 기기 모두에서 데이터가 수집되었습니다. 미국 매사추세츠 공과 대학 (MIT)의 연구원 인 데이비드 슈 메이커 (David Shoemaker)의 LSC 대변인이 지적했듯이,이 탐지는 예상되는 많은 사건 중 첫 번째 사건 일 뿐이다.
"이것은 Virgo와 LIGO가 함께 작동하는 네트워크를 사용한 관측의 시작일뿐입니다."라고 그는 말했습니다. "2018 년 가을에 계획된 다음 관측으로, 매주 또는 훨씬 더 자주 이러한 탐지를 기대할 수 있습니다."
이것은 과학자들이 미래의 사건을 더 잘 감지 할 수있을뿐만 아니라 훨씬 더 정확하게 사건을 찾아 낼 수 있다는 것을 의미합니다. 실제로 2- 검출기 네트워크에서 3- 검출기 네트워크로의 전환은 20 공장에서 GW170814의 소스를 찾아 낼 가능성을 증가시킬 것으로 예상됩니다. LIGO의 간섭계 데이터만으로도 가능합니다.
또한 소스와의 거리를 측정하는 정확도도이 파트너십의 이점을 얻었습니다. 조지아 기술 교수이자 LSC의 대변인 Laura Cadonati는 다음과 같이 설명했습니다.
“이 정밀도가 높아지면 천체 물리 학계 전체가 멀티 메신저 관찰을 포함하여 더욱 흥미로운 발견을 할 수있게됩니다. 더 작은 검색 영역은 중성자 별의 충돌과 같은 중력파와 빛의 방출을 일으키는 우주 사건에 대한 망원경과 위성을 이용한 후속 관측을 가능하게합니다.”
결국 중력파 네트워크에 더 많은 탐지기를 도입하면 아인슈타인의 일반 상대성 이론에 대한 더 자세한 테스트가 가능해집니다. LIGO 연구소의 전무 이사 인 Caltech의 David H. Reitze도 새로운 파트너십과 그것이 허용 할 수있는 일을 높이 평가했습니다.
"Advanced LIGO 및 Virgo 검출기에 의한 첫 번째 공동 탐지를 통해 중력파 우주로 한 걸음 더 나아갔습니다." "Virgo는 중력파 소스를 감지하고 더 잘 찾을 수있는 강력하고 새로운 기능을 제공합니다. 이는 미래에 흥미롭고 예상치 못한 결과를 가져올 것입니다."
중력파에 대한 연구는 세계 과학 팀의 능력이 향상되고 간섭계 과학에 대한 증거입니다. 수십 년 동안 중력파의 존재는 단지 이론 일 뿐이었다. 그리고 세기가 바뀌면서 그들을 감지하려는 모든 시도는 아무것도 얻지 못했습니다. 그러나 지난 18 개월 동안 다수의 탐지가 이루어졌으며 앞으로 수십 년이 더 예상됩니다.
또한, 새로운 글로벌 네트워크와 개선 된 도구 및 방법 덕분에이 이벤트는 우주와 그것을 지배하는 물리학에 대한 볼륨을 알려줄 것입니다.
