중력파천문학

중력파천문학(Gravitational-wave astronomy)은 중력파(알버트 아인슈타인의 일반 상대성 이론에 의해 예측된 시공간의 미세한 왜곡)를 관찰하여 상대적으로 고유한 데이터를 수집하고 중성자별과 블랙홀, 초신성, 빅뱅 직후의 초기 우주를 포함한 과정이다.

개요 

중력파는 빛의 속도로 근원(source)에서 바깥쪽으로 파동으로 전파되는 궤도 쌍성 시스템의 가속 질량에 의해 생성되는 중력의 파동이다. 이것들은 1893년 올리버 헤비사이드(Oliver Heaviside)에 의해 처음 제안되었고 이후 1905년 앙리 푸앵카레(Henri Poincaré)에 의해 전자기파와 유사하지만 중력에 상응하는 파동으로 제안되었다.

중력파는 이후 1916년 알베르트 아인슈타인이 시공간의 잔물결로서의 일반 상대성 이론에 기초하여 예측했다. 나중에 그는 중력파를 받아들이기를 거부했다. 중력파는 전자기 복사와 유사한 복사 에너지의 한 형태인 중력 복사로 에너지를 전달한다. 고전역학의 일부인 뉴턴의 만유인력 법칙은 물리적 상호작용이 순간적으로(무한한 속도로) 전파된다는 가정에 근거하기 때문에 이것들의 존재를 제공하지 않는다. 상대성이론과 관련된 현상을 설명할 수 있다.

중력파의 존재에 대한 최초의 간접적인 증거는 1974년에 관측된 헐스-테일러 쌍성 펄서의 궤도 붕괴에서 나왔다. 1993년에 러셀 A. 헐스와 조셉 후튼 테일러 주니어는 이 발견으로 노벨 물리학상을 받았다.

중력파의 직접적인 관측은 2015년까지 두 개의 블랙홀이 합쳐져 생성된 신호가 루이지애나주 리빙스턴과 워싱턴주 핸포드에 있는 LIGO 중력파 탐지기에 의해 수신되었다. 2017년 노벨 물리학상은 중력파를 직접 탐지한 공로로 라이너 와이스, 킵 손, 배리 배리시에게 수여되었다.

중력파 천문학에서 중력파의 관측은 중력파의 근원에 대한 데이터를 추론하는 데 사용된다. 이런 방식으로 연구할 수 있는 근원에는 백색왜성, 중성자별, 블랙홀로 구성된 쌍성계가 포함된다. 초신성 및 빅뱅 직후 초기 우주의 형성과 같은 사건도 이에 포함된다.

같이 보기 
 중력파 배경

외부 링크 
 LIGO Scientific Collaboration
 AstroGravS: Astrophysical Gravitational-Wave Sources Archive
 Video (04:36) – Detecting a gravitational wave, Dennis Overbye, NYT (11 February 2016).
 Video (71:29) – Press Conference announcing discovery: "LIGO detects gravitational waves", National Science Foundation (11 February 2016).
 Gravitational Wave Astronomy

 
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