달에다 중력파 검출 장치를 건설한다? Gravitational-wave Lunar Observatory for Cosmology (GLOC) 프로젝트

(An artist's impression of the Gravitational-wave Lunar Observatory for Cosmology (GLOC), a gravitational wave observatory that could be built on the Moon. Credit: Karan Jani)

2015년 중력파 검출 장치 LIGO (Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory)는 이론적으로 예측된 중력파의 존재를 100년만에 실제로 관측하는 데 성공했습니다. 이후 LIGO는 업그레이드를 거쳐 중력파 천문학의 최전선에 서 있습니다.

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그런데 사실 지구는 중력파 검출 장치를 건설할 최적의 입지 조건이라고 하기는 어렵습니다. LIGO는 4km의 긴 통로에 정밀한 레이저 간섭계를 설치해 10^-19m의 오차를 측정할 수 있지만, 불행히 지구에는 지진파를 비롯해서 각종 진동과 소음이 존재합니다. 이런 노이즈를 제거하고 실제 신호를 판독하는 일은 간단한 일이 아닙니다.

밴더빌트 대학의 카란 야니와 하버드 대학의 아비 뢰브(Karan Jani of Vanderbilt University and Avi Loeb of Harvard)는 당장엔 실현 가능성이 낮지만, 더 정밀한 중력파 검출 장치를 건설할 수 있는 최적의 장소를 제시했습니다. 바로 달 표면입니다.

달 표면에는 인공적인 소음과 진동이 없고 가끔 생길 수 있는 지진도 지구보다 훨씬 약해 노이즈를 감별하기가 훨씬 쉽습니다. 여기에 본래 진공 상태라서 진공 상태의 긴 관을 지하에 매립하지 않고 그냥 레이저 간섭계를 적당한 거리에 떨어뜨려 놓기만 해도 작동이 가능하다는 장점이 있습니다. 따라서 달에 중력파 간섭계를 설치하면 관측 가능한 우주의 70%를 관측할 수 있을 것으로 생각됩니다.

Gravitational-wave Lunar Observatory for Cosmology (GLOC)라고 명명된 이 달 표면 중력파 검출 장치는 아직 초기 개념 제안 상태이지만, 어쩌면 중력파 천문학의 관측 범위를 한 단계 끌어올릴 수 있는 획기적인 돌파구가 될 수 있습니다.

(Vanderbilt Astrophysicist outlines plans for the first gravitational wave observatory on the moon)

참고

https://newatlas.com/physics/moon-gravitational-wave-detector/

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통계 공부는 어떻게 하는 것이 좋을까?

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150년 만에 다시 울린 희귀 곤충의 울음 소리

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