2017 년에는 중력파가 종소리와 같이 지구 전체에 울려 퍼졌습니다. 그것은 우리의 우주 지역을 통과하면서 지구상의 모든 사람, 개미 및 과학적 도구를 뻗어 버렸습니다. 이제 연구자들은 그 파동으로 돌아가서 수십 년 전의 천체 물리학 아이디어를 확인하는 데 도움이되는 숨겨진 데이터를 발견했습니다.
2017 년의 물결은 큰 영향을 미쳤습니다. 처음으로 천문학 자들은 레이저 간섭계 중력파 천문대 (LIGO)라고 알려진 통과를 감지하고 기록 할 수있는 도구를 가지고있었습니다. 그 첫 번째 물결은 우주에서 멀리 떨어진 두 개의 블랙홀이 충돌 한 결과였다. 그리고 이제 천체 물리학 자 팀은 그 기록을 다시 한 번 보았고 다른 사람들이 발견하는 데 "수발없는 정리"에 대한 정확한 확인이 수십 년이 걸릴 것이라고 생각했습니다. 블랙홀 이론의이 본질적 측면은 스티븐 호킹이 의심했던 이론 인 1970 년대로 거슬러 올라갑니다.
MIT의 물리학 자이자 논문 저자 인 막시 밀리 아노 이시 (Maximiliano Isi)는 물리학 자들이 블랙홀에 "머리"가 없다고 말하면 천체 물리학 적 물체가 매우 단순하다는 것을 의미한다고 말했다. 블랙홀은 스핀 속도, 질량 및 전하의 세 가지 측면에서만 서로 다릅니다. 그리고 실제 세계에서 블랙홀은 전하와 크게 다르지 않을 것이므로 질량과 스핀 측면에서만 차이가 있습니다. 물리학 자들은이 대머리 물체를 "케르 블랙홀"이라고 부릅니다.
이 털이없는 것은 블랙홀이 우주의 다른 모든 물체와 매우 다르다고 라이브 과학은 말했다. 예를 들어, 실제 벨이 울리면 음파와 감지 할 수없고 매우 희미한 중력파가 방출됩니다. 그러나 훨씬 더 복잡한 대상입니다. 벨은 재질 (예 : 청동 또는 주철)로 만들어졌으며, 머리카락 없음 모델에 따르면 블랙홀은 모두 균일 한 특이점입니다. 각 종은 또한 다소 독특한 모양을 갖는 반면, 블랙홀은 구형 사건 지평으로 둘러싸인 공간에서 모두 무한하고 치수가없는 점입니다. 종의 모든 특징은 종의 소리에서 감지 할 수 있습니다. 적어도 종과 음파에 대해 알고 있다면 말입니다. 만약 종의 중력파를 감지 할 수 있다면 종 조성과 모양의 차이도 감지 할 수있을 것이라고 Isi는 말했다.
"이 전체 사업의 비결은이 스트레칭과 압착의 패턴 인 파형이 소스에 대한 정보를이 중력파로 만든 것입니다."라고 Live Science에 말했습니다.
그리고 2017 년 파동을 연구 한 천문학 자들은 블랙홀 충돌에 대해 많은 것을 배웠다고 Isi는 말했다.
그러나 기록은 희미했으며 매우 상세하지 않았습니다. 세계 최고의 중력파 탐지기 인 LIGO는 레이저를 사용하여 워싱턴 주 L 패턴에서 2.5 마일 (4 킬로미터) 떨어진 거울 사이의 거리를 측정했습니다. (유사한 탐지기 인 Virgo도 이탈리아에서 파도를 집어 들었다.) 파도가 LIGO 위로 굴러 감에 따라 시공간 자체가 뒤틀리고 거리가 약간 바뀌었다. 그러나이 중력파의 세부 사항은 검출기가 기록하기에 충분하지 않다고 Isi는 말했다.
"그러나 우리가 멀리서 듣고있는 것과 같다"고 이시가 말했다.
당시 그 물결은 많은 정보를 제공했습니다. 블랙홀이 예상대로 작동했습니다. Isi는 그것이 사건의 지평선 (빛이 빠져 나갈 수없는 지역)이없고 명백한 머리없는 정리에서 벗어나지 않았다는 명백한 증거는 없다고 말했다.
그러나 연구자들은 많은 점들, 특히 머리없는 정리를 확신 할 수 없었다. 연구 할 파형의 가장 간단한 부분은 두 개의 블랙홀이 하나의 더 큰 블랙홀로 병합 된 후에 나온 것이라고 Isi는 말했다. 천체 물리학 자들이 "링 다운 (ringdown)"과정이라고 부르는 중력파처럼 공간에 여분의 에너지를 보내면서 충격적인 종처럼 아주 오랫동안 울려 퍼졌다.
당시 LIGO 데이터를 조사한 연구원들은 링 다운에서 단 하나의 파형 만 발견했습니다. 연구원들은 링 다운에서 더 조용한 소리를 낼 수있을 정도로 민감한 악기를 개발하는 데 수십 년이 걸릴 것이라고 생각했습니다. 그러나 캘리포니아 공과 대학 (California Institute of Technology)의 물리학자인 Matt Giesler는 Isi의 동료 중 한 명으로, 충돌 직후에 LIGO가 평상시보다 더 자세하게 기록 할 정도로 강렬한 기간이 있음을 알아 냈습니다. 그리고 그 순간에 LIGO는 큰 소리를 낼 정도로 충분히 큰 소리를 냈습니다. LIGO는 다른 주파수에서 두 번째 웨이브를 쳤습니다.
악기에서, 배음은 악기에 독특한 사운드를 제공하는 대부분의 정보를 전달합니다. 중력파의 배음도 마찬가지라고 그는 말했다. 그리고이 새로 발견 된 배음은 울리는 블랙홀의 데이터를 상당 부분 명확하게 해주 었다고 Isi는 말했다.
그는 블랙홀이 적어도 커 블랙홀과 매우 가깝다는 것을 보여 주었다. 머리없는 정리는 배음이 어떻게 보일지 예측하는 데 사용될 수 있습니다. 이시와 그의 팀은 그 배음이 그 예측과 거의 일치 함을 보여 주었다. 그러나, 배음의 녹음은 그다지 명확하지 않았으므로, 음이 이론적으로 예측 한 것과 약 10 % 정도 차이가있을 수 있습니다.
그는이 정도의 정밀도를 넘어 서기 위해서는 블랙홀 충돌의 파형에서 더 명확한 톤을 추출하거나 LIGO보다 더 민감한 기기를 만들어야한다고 그는 말했다.
"물리학은 점점 가까워지고있다"고 이시가 말했다. "하지만 당신은 확신 할 수 없습니다."
오버톤의 신호가 실제 신호가 아닐 수도 있지만 데이터의 임의 변동으로 인해 우연히 발생했을 수도 있습니다. 그들은 배음의 존재에 대해 "3.6σ 신뢰"를보고했다. 즉, 약 1에서 6,300 번의 확률이 블랙홀에서 나오는 신호가 실제 신호가 아닐 수 있습니다.
Isi는 기기가 개선되고 중력파가 감지됨에 따라 이러한 모든 수치가 더욱 확실하고 정확 해져야한다고 말했다. LIGO는 이미 블랙홀 충돌을 상당히 일상적으로 감지하는 업그레이드를 통해 이루어졌습니다. Physics World에 따르면 2020 년 중반에 계획된 또 다른 업그레이드는 감도를 10 배 증가시킬 것입니다. 우주 기반 레이저 간섭계 우주 안테나 (LISA)가 2030 년대 중반에 출시되면 천문학 자들은 오늘날 블랙홀의 털이없는 정도를 확실하게 확인할 수 있어야합니다.
그러나 Isi는 블랙홀이 완전히 대머리가 아닐 가능성이 항상 있다고 말했다. 악기에 들기에는 너무 부드럽고 짧은 양자 복숭아 퍼즈가있을 수있다.
