2016 년 2 월 레이저 간섭계 중력파 관측소 (LIGO)의 과학자들은 최초의 중력파 (GW) 감지를 발표함으로써 역사를 만들었습니다. 블랙홀 합병 또는 백색 왜성 충돌로 인해 발생하는 우주의 천에서 이러한 파문은 대략 1 세기 전에 아인슈타인의 일반 상대성 이론에 의해 처음 예측되었습니다.
약 1 년 전에 LIGO의 두 시설이 오프라인 상태가되어 탐지기가 일련의 하드웨어 업그레이드를 거칠 수있었습니다. 이러한 업그레이드가 완료되면 LIGO는 최근 전망대가 4 월 1 일에 온라인으로 돌아갈 것이라고 발표했습니다. 이 시점에서 과학자들은 감도가 증가하면 "거의 매일"탐지가 이루어질 것으로 기대하고 있습니다.
지금까지 약 11 년 동안 총 11 개의 중력파 사건이 감지되었습니다. 이 중 10 개는 블랙홀 합병의 결과였으며 나머지 신호는 한 쌍의 중성자 별 충돌 (킬로 노바 이벤트)로 인해 발생했습니다. 이 사건들과 같은 것들을 연구함으로써 과학자들은 새로운 천문학 시대에 효과적으로 착수했습니다.
그리고 LIGO 업그레이드가 완료되면서 과학자들은 내년에 발견 된 사건의 수를 두 배로 늘리기를 희망합니다. 루이지애나 주립대 물리학과 천문학 교수 가브리엘라 곤잘레스 (Gabriela González)는 다음과 같이 GW를 사냥하는 데 몇 년을 보냈다고 말했다.
갈릴레오는 망원경을 발명하거나 망원경을 사용하여 400 년 전 천문학을 처음으로했습니다. 오늘날 우리는 여전히 더 나은 망원경을 만들고 있습니다. 저는이 10 년이 중력파 천문학의 시작이라고 생각합니다. 따라서 더 나은 탐지기, 다른 탐지기, 더 많은 탐지기로 계속 발전 할 것입니다.”
워싱턴 주 한 프로드와 루이지애나 리빙스턴에 위치한 2 개의 LIGO 검출기는 2 개의 콘크리트 파이프로 구성되어 있으며,이 바닥은 2 개의 콘크리트 파이프로 구성되어 있으며 (거대한 L 자형을 형성) 약 3.2km (2 마일) 동안 서로 직각으로 연장됩니다. 파이프 라인 내부에서 일련의 거울에서 반사되는 두 개의 강력한 레이저 빔을 사용하여 각 암의 길이를 매우 정밀하게 측정합니다.
중력파가 검출기를 통과함에 따라 공간이 왜곡되고 가장 작은 거리 (즉, 아 원자 수준)에 의해 길이가 변하게됩니다. 루이지애나의 리빙스턴에있는 LIGO 천문대 소장 Joseph Giaime에 따르면, 최근의 업그레이드에는 레이저 출력을 높이고 측정시 "노이즈"를 줄이는 광학 장치가 포함되어 있습니다.
남은 한 해 동안 세 번째 탐지기 (이탈리아의 처녀 자리 간섭계)도 관측을 수행한다는 사실에 의해 중력파에 대한 연구도 강화 될 것입니다. 2016 년 11 월부터 2017 년 8 월까지 지속 된 LIGO의 마지막 관측 기간 동안 Virgo는 운영 중이 었으며 마지막까지 지원할 수있었습니다.
또한 일본의 KAGRA 전망대는 가까운 시일 내에 온라인으로 연결되어 더욱 강력한 탐지 네트워크를 제공 할 것으로 예상됩니다. 결국, 전 세계의 여러 거리로 여러 관측소를 분리하면 더 큰 확인이 가능할뿐만 아니라 GW 소스의 가능한 위치를 좁히는 데 도움이됩니다.
다음 관측을 위해 GW 천문학 자들은 현대 천문학의 규칙적인 특징이 된 공공 경보 시스템의 이점도 누릴 것입니다. 기본적으로 LIGO가 GW 이벤트를 감지하면 팀은 경고를 보내 전 세계의 관측소가 망원경으로 소스를 가리킬 수 있도록합니다.
2017 년에 발생한 키 노바 이벤트 (GW170817)의 경우도 마찬가지입니다. GW를 생성 한 두 개의 중성자 별이 충돌 한 후, 밝은 잔광으로 시간이 지남에 따라 실제로 밝아졌습니다. 충돌로 인해 초고속 재료 제트가 방출되고 블랙홀이 형성되었습니다.
MIT의 중력파 연구원 인 Nergis Mavalvala에 따르면, GW 사건과 관련된 관측 가능한 현상은 지금까지 드문 치료법이었다. 또한 과학자들이 당황하고 놀라 울 정도로 완전히 예상치 못한 것이 발견 될 가능성이 항상 있습니다.
“우리는 가능한 모든 구멍에서이 소수의 블랙홀 만 보았습니다. 우리가 아직도 어떻게 대답해야할지 모르는 많은 질문들이 있습니다… 그것이 바로 발견이 이루어지는 방식입니다. 새 악기를 켜고 하늘을 가리키면 전혀 몰랐던 무언가가 보입니다.”
중력파 연구는 요즘 천문학에서 일어나는 몇 가지 혁명 중 하나 일뿐입니다. 그리고 다른 연구 분야 (외계 행성 연구와 초기 우주의 관측과 같은)와 마찬가지로, 앞으로 몇 년 동안 개선 된 도구와 방법의 도입으로부터 이익을 얻을 수 있습니다.
