우주의 중력파를 검출하는 원리가 궁금해요~

Question

지구를 포함한 우주 전역에서 발생하고 있는 중력파는 눈으로 확인할 수 없을텐데, 어떻게 존재 여부와 세기 등을 측정하는 것인가요?

Answer 1

안녕하세요. 홍성택 과학전문가입니다.

중력파는 레이저 보석 간의 거리를 측정하는 중력파 감지기를 사용하여 감지됩니다. 이 장치는 레이저 보석 사이의 거리를 정밀하게 측정하여 중력파가 통과할 때 발생하는 거리의 변화를 감지합니다. 이를 통해 중력파의 존재 여부와 세기를 측정할 수 있습니다. 또한, 다수의 중력파 감지기를 네트워크로 연결하여 중력파의 발생 원점과 세기를 정확히 추적할 수도 있습니다.

Answer 2

안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.

중력파를 감지하는 방법 중 하나는 레이저 간섭계를 사용하는 것입니다. 레이저를 터널 안에 쏘고 거울을 이용하여 반사시켜 완벽한 원을 만들어 냅니다. 중력파의 흔적은 레이저가 물결처럼 흔들리는 것으로 측정됩니다. 또한 천체의 움직임 변화를 통해 중력파를 감지할 수 있습니다. 중력파가 지나가면 공간 자체가 늘어나고 움츠러들기 때문에, 쌍성 펄서를 관찰하여 중력파의 효과를 측정할 수 있습니다. 또한 우주 배경 복사를 통해 중력파의 흔적을 찾을 수 있습니다. 이러한 간접적인 방법으로 중력파의 존재 여부와 세기를 밝혀내는 것이 중요합니다.

Answer 3

안녕하세요. 윤보섭 과학전문가입니다.

우주의 중력파의 존재 여부와 세기는 레이저 간섭계 중력파 관측소(예시: LIGO와 Virgo)를 이용하여 측정할 수 있습니다. 이 관측소들은 매우 긴 두 개의 팔을 가지고 있으며, 중력파가 지나갈 때 두 팔을 통과하는 레이저 빛의 경로가 아주 미세하게 변화하는데, 이러한 변화를 정밀하게 측정함으로써 중력파의 존재를 확인하고, 그 세기를 측정할 수 있습니다. 2015년에는 LIGO가 처음으로 중력파를 직접 관측함으로써 알버트 아인슈타인의 일반 상대성이론이 예측한 중력파의 존재가 실제로 증명되기도 했었죠.