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거대한 블랙홀을 찾으려는 연구

동향 개요

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기관명 NDSL
작성자 KISTI 미리안 글로벌동향브리핑
작성일자 2020-07-06 00:00:00.000
내용 밤하늘과 우주에 대한 이해의 혁명은 1609년 망원경을 사용하면 시작되었다. 2000년대 들어 과학자들은 중력파를 탐색함으로써 블랙홀에 대한 지식을 획기적으로 전환하고 있다. 이전에 발견되지 않았던 태양보다 수십억 배나 더 큰 블랙홀을 찾기 위해 전 NASA 제트추진연구소(JPL, Jet Propulsion Laboratory )의 Stephen Taylor 교수가 북미 나노헤르츠 중력파 관측소(NANOGrav, North American Nanohertz Observatory for Gravitational Waves)와 함께 블랙홀의 존재를 알리는 중력파를 측정할 수 있는 정확한 위치인 태양계의 무게중심을 찾아내는 연구를 진행했다. 이 연구는 학술지 Astrophysical Journal에 게재되었다. 블랙홀은 극도로 뒤틀린 스페이스타임으로 형성된 순수한 중력의 지역이다. 은하의 중심부에 숨어있는 우주에서 블랙홀을 발견하는 것은 그러한 은하가 형성된 이후 수십억 년에 걸쳐 어떻게 성장하고 진화해 왔는지를 이해하는데 도움이 될 것이다. 이 블랙홀들은 물리학에 대한 근본적인 가정들을 시험하는데 독보적인 실험실이다. 중력파는 아인슈타인의 일반상대성이론이 예측한 스페이스타임의 파동이다. 블랙홀이 짝을 지어 서로 궤도를 돌 때, 스페이스타임을 변형시키는 중력파를 방사하여 공간을 늘이거나 쥐어짜게 한다. 중력파는 2015년 LIGO(Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory)에 의해 처음 검출돼 우주에서 가장 극단적인 물체에 새로운 장을 열었다. LIGO는 4km 길이의 검출기로 변화를 찾아 비교적 짧은 중력파를 관측하는 반면, 미 국립과학재단(NSF) Physics Frontiers Center인 NANOGrav는 우리 은하 전체의 형태 변화를 찾는다. 우리 태양계의 중심은 어디일까? 많은 사람들이 추측할 수 있는 것처럼 태양의 중심에는 있지 않고, 오히려 별의 표면에 더 가깝다. 태양계 중력의 중심을 확인하는 것은 태양 주위를 도는 물체의 위치와 궤적을 추정하기 위해 도플러 추적 데이터를 사용하여 오래 전부터 계산되어 왔다. JPL 천문학자인 Joe Simon도 이번 연구에 참여했다. Taylor의 연구진은 NANOGrav 데이터를 분석하기 위해 기존의 태양계 모델을 적용하는 것이 일관되지 않은 결과를 준다는 것을 발견했다. 태양계 모델 간 중력파 검색에서 중요한 것을 발견하지는 못했지만 계산에서 체계적 차이가 컸다고 지적했다. 연구진은 중력파를 찾는 것과 동시에 태양계의 무게중심을 찾기로 결정했다. 연구 결과 중력파에 대한 더 좋은 답을 얻었고 태양계의 중력 중심을 100미터 이내로 더 정확하게 확정할 수 있었다.그 규모를 이해하려면 태양이 축구장 크기라면 100미터는 머리카락 한 가닥의 지름일 것이다. 이 연구를 통해 우주의 모든 블랙홀에 대한 보다 총체적인 개요를 얻게 된 것으로 평가된다. NANOGrav가 더 풍부하고 정확한 펄서 타이밍 데이터를 계속 수집함에 따라 천문학자들은 거대한 블랙홀이 데이터에 곧 뚜렷하게 나타날 것으로 확신하고 있다.
출처
원문URL 밤하늘과 우주에 대한 이해의 혁명은 1609년 망원경을 사용하면 시작되었다. 2000년대 들어 과학자들은 중력파를 탐색함으로써 블랙홀에 대한 지식을 획기적으로 전환하고 있다. 이전에 발견되지 않았던 태양보다 수십억 배나 더 큰 블랙홀을 찾기 위해 전 NASA 제트추진연구소(JPL, Jet Propulsion Laboratory )의 Stephen Taylor 교수가 북미 나노헤르츠 중력파 관측소(NANOGrav, North American Nanohertz Observatory for Gravitational Waves)와 함께 블랙홀의 존재를 알리는 중력파를 측정할 수 있는 정확한 위치인 태양계의 무게중심을 찾아내는 연구를 진행했다. 이 연구는 학술지 Astrophysical Journal에 게재되었다. 블랙홀은 극도로 뒤틀린 스페이스타임으로 형성된 순수한 중력의 지역이다. 은하의 중심부에 숨어있는 우주에서 블랙홀을 발견하는 것은 그러한 은하가 형성된 이후 수십억 년에 걸쳐 어떻게 성장하고 진화해 왔는지를 이해하는데 도움이 될 것이다. 이 블랙홀들은 물리학에 대한 근본적인 가정들을 시험하는데 독보적인 실험실이다. 중력파는 아인슈타인의 일반상대성이론이 예측한 스페이스타임의 파동이다. 블랙홀이 짝을 지어 서로 궤도를 돌 때, 스페이스타임을 변형시키는 중력파를 방사하여 공간을 늘이거나 쥐어짜게 한다. 중력파는 2015년 LIGO(Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory)에 의해 처음 검출돼 우주에서 가장 극단적인 물체에 새로운 장을 열었다. LIGO는 4km 길이의 검출기로 변화를 찾아 비교적 짧은 중력파를 관측하는 반면, 미 국립과학재단(NSF) Physics Frontiers Center인 NANOGrav는 우리 은하 전체의 형태 변화를 찾는다. 우리 태양계의 중심은 어디일까? 많은 사람들이 추측할 수 있는 것처럼 태양의 중심에는 있지 않고, 오히려 별의 표면에 더 가깝다. 태양계 중력의 중심을 확인하는 것은 태양 주위를 도는 물체의 위치와 궤적을 추정하기 위해 도플러 추적 데이터를 사용하여 오래 전부터 계산되어 왔다. JPL 천문학자인 Joe Simon도 이번 연구에 참여했다. Taylor의 연구진은 NANOGrav 데이터를 분석하기 위해 기존의 태양계 모델을 적용하는 것이 일관되지 않은 결과를 준다는 것을 발견했다. 태양계 모델 간 중력파 검색에서 중요한 것을 발견하지는 못했지만 계산에서 체계적 차이가 컸다고 지적했다. 연구진은 중력파를 찾는 것과 동시에 태양계의 무게중심을 찾기로 결정했다. 연구 결과 중력파에 대한 더 좋은 답을 얻었고 태양계의 중력 중심을 100미터 이내로 더 정확하게 확정할 수 있었다.그 규모를 이해하려면 태양이 축구장 크기라면 100미터는 머리카락 한 가닥의 지름일 것이다. 이 연구를 통해 우주의 모든 블랙홀에 대한 보다 총체적인 개요를 얻게 된 것으로 평가된다. NANOGrav가 더 풍부하고 정확한 펄서 타이밍 데이터를 계속 수집함에 따라 천문학자들은 거대한 블랙홀이 데이터에 곧 뚜렷하게 나타날 것으로 확신하고 있다.
내용 http://click.ndsl.kr/servlet/OpenAPIDetailView?keyValue=03553784&target=TREND&cn=GTB2020005630
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ICT 기술분류
주제어 (키워드) 1. 중력파 블랙홀 펄서 타이밍 데이터 2. gravitational wave black hole pulsar timing data