기본 콘텐츠로 건너뛰기

다시 검출된 중력파 - 블랙홀 충돌은 흔하게 발생한다?



(This image depicts two black holes just moments before they collided and merged with each other, releasing energy in the form of gravitational waves. On Dec. 26, 2015, after traveling for 1.4 billion years, the waves reached Earth and set off the twin LIGO detectors. This marks the second time that LIGO has detected gravitational waves, providing further confirmation of Einstein's general theory of relativity and securing the future of gravitational wave astronomy as a fundamentally new way to observe the universe. The black holes were 14 and 8 times the mass of the sun (L-R), and merged to form a new black hole 21 times the mass of the sun. An additional sun's worth of mass was transformed and released in the form of gravitational energy. Credit: Numerical Simulations: S. Ossokine and A. Buonanno, Max Planck Institute for Gravitational Physics, and the Simulating eXtreme Spacetime (SXS) project. Scientific Visualization: T. Dietrich and R. Haas, Max Planck Institute for Gravitational Physics. )​
​
​
 LIGO가 두 번째 중력파를 검증했다는 소식입니다. 2015년 12월 26일 검출한 것으로 검증을 거쳐 이제 공개된 것입니다. 이 중력파는 14억년 전의 것으로 대략 태양 질량의 14배와 8배 정도 되는 블랙홀이 충돌한 결과로 보입니다. 두 개의 블랙홀이 합체 직전 강력한 중력 간섭에 의해 중력파를 내놓는데 이번에 ㄱ검출한 중력파는 마지막 14번의 공전에 의해 생긴 것으로 보입니다. 새로운 블랙홀은 태양 질량의 21배 정도로 나머지는 충돌 에너지로 방출됩니다.
​
​
 사실 블랙홀의 충돌 자체는 흔하게 발생할 것입니다. 하지만 여기서 생기는 중력파는 아주 미세한 시공간의 파동을 만들기 때문에 이를 다 검출하기는 어렵습니다. 그럼에도 3개월만에 두 개의 중력파를 검출했다는 것은 블랙홀의 충돌이 우주에서 그렇게 드물지 않은 사건이라는 점을 시사합니다.
​
​
 현재 LIGO는 대규모 업그레이드를 통해서 검출 정확도를 높이고 있습니다. Advanced LIGO가 등장하면 과학자들은 중력파에 대한 더 상세한 정보를 얻게 될 것입니다.
​
​
 한편 과연 이 중력파가 어디서 나온 것인지에 대한 연구도 같이 진행 중입니다. 노스웨스트 대학의 연구팀은 이런 작은 규모의 블랙홀이 충돌할 수 있는 최적의 장소로 오래된 구상성단(Globular cluster)을 주목했습니다.
​
​
 구상성단은 수많은 별이 공모양으로 중력에 의해 묶인 집단으로 적어도 수만에서 수백만 개의 별이 존재합니다. 매우 가까운 위치에 별이 존재하다보니 블랙홀이 발생할 경우 동반성을 만나기도 쉽고 항성 질량 블랙홀끼리 마주칠 기회 역시 흔한 셈입니다.
​
​
 연구팀은 다양한 시뮬레이션을 통해서 구상성단이 오랜 세월을 통해 수백번의 블랙홀 충돌을 일으킬 수 있음을 확인했습니다. 우주에 있는 수많은 구상성단을 고려하면 연간 100회 이상의 충돌이 발생할 것입니다. Advanced LIGO가 본격적으로 정보를 수집하면 구상 성단에서 발생한 많은 중력파 검출이 가능해질 것입니다. 물론 이외에도 은하 중심 블랙홀 충돌같이 드물지만 더 강력한 중력파도 존재합니다.
​
​
 중력파는 단순히 아인슈타인의 상대성 이론을 확인하는 것 이상의 의미를 지니고 있습니다. 중력파는 미세하긴 하지만 우주 전체를 관통하기 때문에 이를 통해서 물질의 분포 등을 알아낼 수 있습니다. 중력파 천문학이 가능해지는 것입니다.
​
​
 중력파 검출은 이제 시작입니다. 앞으로 어떤 새로운 사실들이 밝혀지게 될 지 궁금합니다.
​
​
 참고
​
​

​
 Carl L. Rodriguez et al, DYNAMICAL FORMATION OF THE GW150914 BINARY BLACK HOLE, The Astrophysical Journal (2016). DOI: 10.3847/2041-8205/824/1/L8

http://phys.org/news/2016-06-mosh-pits-star-clusters-source.html#jCp
​
​
라벨:

댓글

댓글 쓰기

이 블로그의 인기 게시물

세상에서 가장 큰 벌

( Wallace's giant bee, the largest known bee species in the world, is four times larger than a European honeybee(Credit: Clay Bolt) ) (Photographer Clay Bolt snaps some of the first-ever shots of Wallace's giant bee in the wild(Credit: Simon Robson)  월리스의 거대 벌 (Wallace’s giant bee)로 알려진 Megachile pluto는 매우 거대한 인도네시아 벌로 세상에서 가장 거대한 말벌과도 경쟁할 수 있는 크기를 지니고 있습니다. 암컷의 경우 몸길이 3.8cm, 날개너비 6.35cm으로 알려진 벌 가운데 가장 거대하지만 수컷의 경우 이보다 작아서 몸길이가 2.3cm 정도입니다. 아무튼 일반 꿀벌의 4배가 넘는 몸길이를 지닌 거대 벌이라고 할 수 있습니다.   메가칠레는 1981년 몇 개의 표본이 발견된 이후 지금까지 추가 발견이 되지 않아 멸종되었다고 보는 과학자들도 있었습니다. 2018년에 eBay에 표본이 나왔지만, 언제 잡힌 것인지는 알 수 없었습니다. 사실 이 벌은 1858년 처음 발견된 이후 1981년에야 다시 발견되었을 만큼 찾기 어려운 희귀종입니다. 그런데 시드니 대학과 국제 야생 동물 보호 협회 (Global Wildlife Conservation)의 연구팀이 오랜 수색 끝에 2019년 인도네시아의 오지에서 메가칠레 암컷을 야생 상태에서 발견하는데 성공했습니다.   메가칠레 암컷은 특이하게도 살아있는 흰개미 둥지가 있는 나무에 둥지를 만들고 살아갑니다. 이들의 거대한 턱은 나무의 수지를 모아 둥지를 짓는데 유리합니다. 하지만 워낙 희귀종이라 이들의 생태에 대해서는 거의 알려진 바가 없습니다.  (동영상)...
댓글 쓰기
자세한 내용 보기

몸에 철이 많으면 조기 사망 위험도가 높다?

 철분은 인체에 반드시 필요한 미량 원소입니다. 헤모글로빈에 필수적인 물질이기 때문에 철분 부족은 흔히 빈혈을 부르며 반대로 피를 자꾸 잃는 경우에는 철분 부족 현상이 발생합니다. 하지만 철분 수치가 높다는 것은 반드시 좋은 의미는 아닙니다. 모든 일에는 적당한 수준이 있게 마련이고 철 역시 너무 많으면 여러 가지 질병을 일으킬 수 있습니다. 철 대사에 문제가 생겨 철이 과다하게 축적되는 혈색소증 ( haemochromatosis ) 같은 드문 경우가 아니라도 과도한 철분 섭취나 수혈로 인한 철분 과잉은 건강에 문제를 일으킬 수 있습니다. 하지만 높은 철 농도가 수명에 미치는 영향에 대해서는 잘 알려지지 않았습니다.   하버드 대학의 이야스 다글라스( Iyas Daghlas )와 임페리얼 칼리지 런던의 데펜더 길 ( Dipender Gill )은 체내 철 함유량에 영향을 미치는 유전적 변이와 수명의 관계를 조사했습니다. 연구팀은 48972명의 유전 정보와 혈중 철분 농도, 그리고 기대 수명의 60/90%에서 생존 확률을 조사했습니다. 그 결과 유전자로 예측한 혈중 철분 농도가 증가할수록 오래 생존할 가능성이 낮은 것으로 나타났습니다. 이것이 유전자 자체 때문인지 아니면 높은 혈중/체내 철 농도 때문인지는 명확하지 않지만, 높은 혈중 철 농도가 꼭 좋은 뜻이 아니라는 것을 시사하는 결과입니다.   연구팀은 이 데이터를 근거로 건강한 사람이 영양제나 종합 비타민제를 통해 과도한 철분을 섭취할 이유는 없다고 주장했습니다. 어쩌면 높은 철 농도가 조기 사망 위험도를 높일지도 모르기 때문입니다. 그러나 임산부나 빈혈 환자 등 진짜 철분이 필요한 사람들까지 철분 섭취를 꺼릴 필요가 없다는 점도 강조했습니다. 연구 내용은 정상보다 높은 혈중 철농도가 오래 유지되는 경우를 가정한 것으로 본래 철분 부족이 있는 사람을 대상으로 한 것이 아니기 때문입니다. 낮은 철분 농도와 빈혈이 건강에 미치는 악영향은 이미 잘 알려져 있기 때문에 철...
댓글 쓰기
자세한 내용 보기

사막에서 식물을 재배하는 온실 Ecodome

 지구 기후가 변해가면서 일부 지역에서는 비가 더 많이 내리지만 반대로 비가 적게 내리는 지역도 생기고 있습니다. 일부 아프리카 개도국에서는 이에 더해서 인구 증가로 인해 식량과 물이 모두 크게 부족한 현상이 지속되고 있습니다. 이를 해결하기 위한 여러 가지 아이디어들이 나오고 있는데, 그 중 하나가 사막 온실입니다.   사막에 온실을 건설한다는 아이디어는 이상해 보이지만, 실제로는 다양한 사막 온실이 식물재배를 위해서 시도되고 있습니다. 사막 온실의 아이디어는 낮과 밤의 일교차가 큰 사막 환경에서 작물을 재배함과 동시에 물이 증발해서 사라지는 것을 막는데 그 중요한 이유가 있습니다.   사막화가 진행 중인 에티오피아의 곤다르 대학( University of Gondar's Faculty of Agriculture )의 연구자들은 사막 온실과 이슬을 모으는 장치를 결합한 독특한 사막 온실을 공개했습니다. 이들은 이를 에코돔( Ecodome )이라고 명명했는데, 아직 프로토타입을 건설한 것은 아니지만 그 컨셉을 공개하고 개발에 착수했다고 합니다.   원리는 간단합니다. 사막에 건설된 온실안에서 작물을 키움니다. 이 작물은 광합성을 하면서 수증기를 밖으로 내보네게 되지만, 온실 때문에 이 수증기를 달아나지 못하고 갖히게 됩니다. 밤이 되면 이 수증기는 다시 응결됩니다. 그리고 동시에 에코돔의 가장 위에 있는 부분이 열리면서 여기로 찬 공기가 들어와 외부 공기에 있는 수증기가 응결되어 에코돔 내부로 들어옵니다. 그렇게 얻은 물은 식수는 물론 식물 재배 모두에 사용 가능합니다.  (에코돔의 컨셉.  출처 : Roots Up)   (동영상)   이 컨셉은 마치 사막 온실과 이슬을 모으는 담수 장치를 합쳐놓은 것이라고 말할 수 있습니다. 물론 실제로도 잘 작동할지는 직접 테스트를 해봐야 알 수...
댓글 쓰기
자세한 내용 보기