아인슈타인 100년 전 중력파 예언, 11일 실험 결과 나온다 Have gravitational waves FINALLY been found? (VIDEO)
물리학자들 들뜬 모습 보여
중력파 최초 검출할 경우 "노벨상 수상감"
미 워싱턴주에 설치된 LIGO의 중력파 망원경. 길이 4킬로미터의 파이프가 L자형으로 설치돼 있다. 출처 데일리메일
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아인슈타인이 100년 전에 존재를 예언했던 ‘중력파’를 탐색하고 있는 미국 대학 등의 국제실험팀 ‘LIGO’가 11일(한국시간 12일 새벽)에 워싱턴에서 기자회견을 열고, 최신 성과를 발표한다.
우주에서 오는 중력파를 최초 검출할 경우 노벨상 수상감이라는 말이 나오고 있으며, 인터넷에서는 “관측 성공인가?”는 등의 소문이 올라오는 등 물리학자들이 들뜬 모습을 보이고 있다.
중력파의 존재는 아인슈타인이 일반상대성논리에서 예언한 바 있다. 블랙홀과 같은 매우 무거운 물체가 격하게 움직일 경우, 주변의 시간 흐름과 공간이 늘어나거나 줄어들면서 물결과 같이 파동이 전달되는 현상으로 ‘시공의 물결’이라고도 불린다. 크기가 매우 작아 실제 관측에 성공한 사례는 없다.
관측에 성공한다면 중력과 시공을 설명하는 상대성 이론의 정확함을 거듭 입증하게 될 뿐 아니라 빛과 전파로는 볼 수 없는 천체의 모습과 탄생 직후의 우주를 조사할 수 있을 것으로 기대되고 있다.
“LIGO가 중력파를 검출했다는 소문이 있다.” 1월 중순, 미국 대학의 이론물리학자가 트위터에 이런 글을 올렸다. 실험팀의 연구자는 아니지만 현실성이 있는 말로 받아들여져 네이처와 사이언스 등 여러 과학지도 뒤따라 소문을 보도하는 이례적인 사태가 벌어졌다.
소문에 따르면 두 개의 블랙홀이 합체할 때 나온 중력파를 탐지했다는 내용이다. 이에 대해 데이터 해석팀을 이끄는 미국 조지아 공과대의 로라 카도나티(Laura Cadonati) 교수는 취재에 응해 “관측이 막 끝나서 신중하게 분석하고 있다는 말 밖에 할 수 없다”고 대답했다.
LIGO가 사용하고 있는 중력파 망원경은 한 변의 길이가 4km인 파이프를 L자 모양으로 설치한 거대한 장치. 미국 남부와 서해안에 한 대씩 건설했다. 파이프가 마주하는 부분에서 직각을 이루는 두 방향으로 동시에 레이저 빛을 쏘아 각각 4km 떨어진 거울에 반사시켜 돌아온 빛을 관측한다. 중력파가 도착하면 거울과 검출기 사이에 거리가 늘어나거나 축소해 빛의 비행 거리가 변화한다. 빛이 돌아오기까지의 시간에 차이가 생기는지를 검지하는 구조다.
하지만 중력파가 도착해도 태양과 지구의 거리가 수소원자 1개 정도의 차이밖에 뒤틀리지 않는 것으로 알려져 있어, 검지(檢地)는 매우 어렵다. LIGO는 2002~2010년 실험에서는 관측하지 못했고, 성능을 향상시켜 2015년 9월에 실험을 재개했다. 2016년 1월까지의 데이터를 분석해 2월 11일에 ‘중력파 탐지에 관한 최신 정보’라는 제목으로 발표한다.
일본에서도 기후현 히다시(岐阜県飛騨市) 지하 공간에 똑 같은 구조의 중력파 망원경 ‘가구라(かぐら)’가 작년에 완성됐다. 노벨 물리학상을 수상한 가지타 다카아키(梶田隆章) 도쿄대 우주선 연구소장이 대표를 맡았고 조만간 관측을 개시한다. 만약 첫 관측을 미국이 선점하더라도 중력파 연구에는 세계 각지에서 복수의 시설에 의한 관측이 불가결하며, 앞으로의 활약이 기대된다.【워싱턴 교도】
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