SCIENCE 3D | 첫 중력파 GW150914

무슨 일이 일어났나

2015 년 9 월 14 일 09:50:45 UTC, 미국 LIGO 의 두 검출기(핸퍼드 · 리빙스턴)가 중력파 GW150914 를 잡았고 리빙스턴이 핸퍼드보다 7 ms 먼저 기록했습니다 — 과학자들이 중력파를 처음 직접 잡은 일입니다(NASA).

GWOSC 표에 따르면 해 질량의 36.2 배와 29.1 배인 두 블랙홀이 합쳐져 62.3 배 블랙홀이 됐고, 해 질량 3.0 배에 맞먹는 에너지가 중력파로 나갔으며, 거리(광도 거리)는 약 420 Mpc 입니다.

시뮬레이터는 두 질량에서 우리가 계산한 처프 질량(해의 28.2 배)으로 가장 앞 차수 처프 식을 풀어, 35 Hz 에서 250 Hz 까지(예로 둔 범위) 0.188 s 동안 10.2 번 출렁이며 진동수가 오르는 모습을 보여 줍니다.

이 쪽 시뮬레이터는 소리를 내지 않고 실제 자료 파형도 싣지 않습니다 — «처프 소리» 는 진동수가 오르는 곡선으로 봅니다.

이 쪽의 GW150914 값은 Gravitational Wave Open Science Center(gwosc.org) 자료이며, CC BY 4.0 허락에 따라 GWOSC 가 정한 감사 문구를 출처 칸에 함께 적었습니다.

💡 생활 속 예시

새가 «삐요옹» 하고 소리를 끌어올리며 지저귀는 것을 영어로 처프(chirp)라 하는데, 두 블랙홀이 합쳐질 때 중력파 진동수도 그렇게 올라갑니다.
길에서 다가오는 구급차 사이렌처럼 음 높이가 바뀌는 소리를 들으면 진동수가 바뀌는 것을 귀로 느낄 수 있습니다 — 처프는 아주 짧은 순간 음이 확 올라가는 소리입니다.

누가 왜 찾았나

LIGO 협력단은 팔 길이 4 km 의 L 자 레이저 간섭계 두 대를 미국 워싱턴주 핸퍼드와 루이지애나주 리빙스턴에 두고, 시공간이 아주 조금 늘었다 줄었다 하는 것을 잡으려 했습니다. 2015 년 9 월 14 일 두 곳이 7 ms 차이로 같은 신호를 기록했고, 그 공로로 2017 년 노벨 물리학상이 와이스 · 배리시 · 손에게 돌아갔습니다.

확인된 값

GW150914 이 닿은 때 — 2015 년 9 월 14 일 09:50:45 UTC: 2015 출처
리빙스턴 검출기가 핸퍼드보다 7 ms 먼저 잡음 (JPL 발표): 0.007 s 출처
2017 노벨 물리학상 — LIGO 검출기와 중력파 관측 (Weiss · Barish · Thorne): 2017 출처
과학자들이 중력파를 처음 잡은 해: 2015 출처
LIGO 간섭계 팔 길이 (4 km, L 자): 4000 m 출처

첫 중력파 GW150914 — 처프 소리 듣기

무슨 일이 일어났나

💡 생활 속 예시

누가 왜 찾았나

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교육과정에서는

출처

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