Research Overview & Highlight

두 블랙홀이 충돌해 합쳐질 때 중력파가 방출된다. 올해 1월 기록된 ‘GW250114’는 지금까지 가장 뚜렷한 중력파 신호로 블랙홀에 대한 새로운 통찰을 제공한다. 사이먼스 재단 제공. 과학자들이 블랙홀이 충돌하는 전과정을 추적하고 당대 최고의 천재 과학자로 불렸던 알베르트 아인슈타인과 스티븐 호킹이 예측한 이론을 입증하는 데 성공했다. 블랙홀·중성자별 등 우주의 거대한 천체가 충돌할 때 시공간이 휘어지며 생기는 파동인 중력파의 존재를 단순히 검출하는 데 그치지 않고 블랙홀 충돌 후 안정된 상태에 이르기까지 전과정을 분석한 성과다. 이론으로만 존재했던 예측을 실제 관측 데이터로 검증한 이번 연구성과는 우주의 생성 원리와 법칙을 밝히는 데 기여할 것으로 기대된다.   윌 파르 미국 플랫아이언연구소 계산천체물리학센터 중력파 천문학 그룹장 연구팀은 ‘블랙홀이 질량과 스핀으로만 규정된다’는 아인슈타인의 이론과

우주를 가득채운 은은한 중력의 콧노래를 찾다 인도, 일본, 유럽의 국제 천문학자 팀이 회전하는 중성자별 천체인 펄사(Pulsar)를 오랫동안 관측한 결과를 발표했다. 펄사는 자연에 존재하는 가장 정확한 시계로서 이번 관측에는 인도의 uGMRT를 포함하여 세계에서 가장 민감한 전파 망원경 6개가 사용되었다. 결론적으로 연구팀은 초저주파 대역의 중력파에 의해 만들어지는 시공간의 끊임없는 진동에 대한 단서를 찾아낸 것이다. 두개의 블랙홀이 서로 만나면 함께 춤을 추듯이 움직이며 중력파를 만들어 내는데 이번에 관측된 중력파 배경신호는 태양보다 1억 배나 무거운 초거대 괴물 블랙홀들의 수많은 쌍들로 부터 만들어지는 것으로 추정된다. 이들 팀의 관측 결과는 중력파의 저주파 스펙트럼 관측을 통한 우주의 비밀을 여는 연구에 새 지평을 여는 중요한 이정표가 될 것이다.

중력파 검출기   중력파의 근원 LIGO=Laser Interferometric Gravitational-wave Observatory로서 기본적으로 마이켈슨의 간섭계의 원리를 이용하여 중력파의 신호를 검출하는 장비이다. 이 중력파는 아인슈타인 일반상대성이론에서 예측되는 질량을 가진 물질이 가속을 받을때 발생하는 파동으로 시공간을 약하게 그리고 상당히 멀리까지 빛속도로 전파된다. 이론적 예측이후 간접적인 검출은 Taylor-Hulse Pulsar라고 불리우는 쌍성계가 1975년 발견되었고 이 쌍성계에 대한 30년간의 관측 (Arecibo 천문대)을 통해 이론과 거의 정확하게 일치함을 보였다. 이는 쌍성계에서 발생하는 중력파로서 두 별은 에너지를 잃게 되고 따라서 둘의 공전주기가 감소하여 거리가 가까워 지게 됨을 보인 것이다. 이는 중력파의 존재의 간접적인 증거로서 1993년 노벨상이 수여되었다. 직접적인 검출의 노력은 조셉웨버(Joseph Weber, U. of Maryland)의 선구자적인 노력(Bar detector)이후 1990년대에 들어서면서