.Could gravitational waves be the key to cosmic communication? by Evan Gough, Universe Today
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.Could gravitational waves be the key to cosmic communication? by Evan Gough, Universe Today
중력파가 우주 통신의 열쇠가 될 수 있을까?
Evan Gough, Universe Today 의 저자 이 그림은 두 개의 초거대 블랙홀이 합쳐지는 모습과 블랙홀이 서로를 향해 나선을 그리며 퍼져 나가는 중력파를 보여줍니다. 출처: LIGO/T. Pyle
천문학자들이 2015년에 오랫동안 예측했던 최초의 중력파를 감지했을 때, 그것은 우주에 대한 완전히 새로운 창문을 열었습니다. 그 전에 천문학은 모든 파장의 빛을 관찰하는 데 의존했습니다. 우리는 또한 소통하기 위해 빛을 사용하는데, 주로 전파입니다 .
우리는 소통하기 위해 중력파를 사용할 수 있을까요? 그 아이디어는 흥미롭지만, 지금 당장은 우리의 능력을 넘어선다. 그래도 가정을 탐구하는 데는 가치가 있다. 미래는 때때로 우리가 생각하는 것보다 빨리 도착하는 경향이 있기 때문이다. 새로운 연구에서는 이 아이디어와 미래에 어떻게 적용될 수 있는지를 살펴봅니다. 이 연구의 제목은 "중력 통신: 기본, 최첨단 및 미래 비전"이며 arXiv 사전 인쇄 서버 에서 볼 수 있습니다 .
저자는 Houtianfu Wang과 Ozgur B. Akan입니다. Wang과 Akan은 모두 영국 케임브리지 대학교 공학부 사물 인터넷 그룹에 있습니다. "중력파의 발견은 천문학과 물리학에 새로운 관찰의 창을 열었고, 우주의 깊이와 극한 천체물리 현상을 탐구하는 독특한 접근 방식을 제공했습니다. 천문학 연구 에 미치는 영향 외에도 중력파는 새로운 커뮤니케이션 패러다임으로 널리 주목을 받았습니다." 저자는 설명합니다.
전통적인 전자기 통신에는 확실한 단점과 한계가 있습니다. 신호는 거리에 따라 약해져 범위가 제한됩니다. 대기 효과는 무선 통신을 방해 하고 확산 및 왜곡할 수 있습니다. 또한 시야 제한이 있으며 태양 날씨와 우주 활동도 방해할 수 있습니다. 중력파 통신(GWC)의 유망한 점은 이러한 과제를 극복할 수 있다는 것입니다. GWC는 극한 환경에서도 견고하며 매우 먼 거리에서도 최소한의 에너지 손실이 발생합니다.
또한 확산, 왜곡, 반사와 같은 전자기 통신(EMC)을 괴롭히는 문제를 극복합니다. 또한 자연적으로 생성된 GW를 활용할 수 있는 흥미로운 가능성이 있는데, 이는 GW를 생성하는 데 필요한 에너지를 줄이는 것을 의미합니다.
"중력파 통신이라고도 불리는 중력 통신은 기존 전자기 통신의 한계를 극복하고 극한 환경과 광대한 거리에서도 견고한 전송을 가능하게 할 수 있다는 가능성을 가지고 있습니다."라고 저자들은 지적합니다. 중력파에 대한 예술가의 인상. 출처: NASA
기술을 발전시키기 위해 연구자들은 실험실에서 인공 중력파(GW)를 만들어야 합니다. 그것이 GW 연구의 주요 목표 중 하나입니다. GW는 매우 약하고, 빠르게 움직이는 거대한 질량만이 이를 생성할 수 있습니다. 우리가 감지한 병합된 초거대 블랙홀(SMBH)에서 나오는 GW조차도 수십억 태양 질량을 가질 수 있으며, LIGO와 같은 매우 민감한 장비가 감지해야 하는 미미한 효과만 생성합니다.
감지할 수 있을 만큼 강력한 GW를 생성하는 것이 필요한 첫 번째 단계입니다. "중력파의 생성은 중력 통신을 발전시키는 데 핵심적이지만, 현대 기술 개발에서 가장 중요한 과제 중 하나로 남아 있습니다." 저자는 이렇게 썼습니다. "연구자들은 기계적 공명 및 회전 장치, 초전도 물질 , 입자 빔 충돌을 포함하여 이를 달성하기 위한 다양한 혁신적인 방법과 고출력 레이저 및 전자기장을 포함하는 기술을 탐구했습니다."
GWC의 이론적 연구는 많지만 실제 연구는 적습니다. 이 논문은 두 가지 사이의 격차를 메우기 위해 연구가 어떤 방향으로 나아가야 하는지 지적합니다. 물론 실험실에서 블랙홀 합병만큼 놀라운 사건을 재현할 방법은 없습니다. 하지만 놀랍게도 연구자들은 GW를 감지하기 훨씬 전인 1960년부터 이 문제를 고려해 왔습니다. 최초의 시도 중 하나는 회전하는 질량을 포함했습니다. 그러나 GW를 생성하는 데 필요한 회전 속도는 달성할 수 없었습니다. 부분적으로는 재료가 충분히 강하지 않았기 때문입니다. 다른 시도와 제안에는 압전 결정 , 초유체, 입자 빔, 심지어 고출력 레이저가 포함되었습니다.
이러한 시도의 문제점은 물리학자들이 그 이론을 이해하지만 아직 적절한 재료가 없다는 것입니다. 과학자들은 일부 시도가 GW를 생성했지만 감지할 만큼 강하지 않다고 생각합니다. 이 개념적 설명은 GW가 전파될 때 어떤 영향을 받는지 보여줍니다. "신호는 먼저 중력 및 우주론적 주파수 변화와 같은 대규모 영향을 받고, 그 다음에 우주 팽창과 약한 산란으로 인해 광범위한 진폭 감쇠가 발생합니다.
그 다음에 더 지역별 요인이 편광 변화를 유도하고, 마지막으로 중력 렌즈 및 기타 미세한 현상으로 인해 위상 변화 및 페이딩 효과의 형태로 국부적 왜곡이 발생합니다. 가산 잡음은 수신기 근처에 도입됩니다." 저자는 이렇게 썼습니다. 출처: arXiv (2025). DOI: 10.48550/arxiv.2501.03251
" 종종 더 작은 질량이나 규모에서 생성되는 고주파 중력파는 실험실 조건에서 인공적으로 생산할 수 있습니다. 하지만 진폭이 낮고 현재 검출기 감도와 맞지 않아 여전히 감지할 수 없습니다." 저자는 설명합니다. 더욱 진보된 탐지 기술 또는 생성된 GW를 기존 탐지 기능과 정렬하는 방법이 필요합니다. 기존 기술은 천체물리학적 사건에서 GW를 탐지하는 것을 목표로 합니다. 저자들은 "연구는 더 넓은 주파수 및 진폭 범위에서 작동할 수 있는 탐지기를 설계하는 데 중점을 두어야 합니다."라고 설명합니다.
GW는 EM 통신이 겪는 문제 중 일부를 피할 수 있지만, 문제가 없는 것은 아닙니다. GWC는 먼 거리를 이동할 수 있기 때문에 밀도 물질, 우주 구조, 자기장, 성간 물질과 같은 것과 상호 작용하여 감쇠, 위상 왜곡, 편광 이동 문제가 발생합니다. 이는 신호 품질을 저하시킬 뿐만 아니라 디코딩을 복잡하게 만들 수도 있습니다. 열 중력 잡음, 배경 복사 및 겹치는 GW 신호를 포함하여 고려해야 할 고유한 잡음 소스도 있습니다.
저자들은 "이러한 환경에서 안정적이고 효율적인 탐지를 보장하려면 포괄적인 채널 모델을 개발하는 것이 필수적입니다."라고 적었습니다. GW를 활용하려면 변조 방법도 알아내야 합니다. 신호 변조는 통신에 필수적입니다. 자동차 라디오를 보면 "AM"과 "FM"이 보입니다. AM은 "진폭 변조"를 의미하고 FM은 "주파수 변조"를 의미합니다. GW를 어떻게 변조하여 의미 있는 정보로 바꿀 수 있을까요? "최근 연구에서는 천체물리 현상 기반 진폭 변조(AM), 암흑 물질 유도 주파수 변조(FM), 초전도 물질 조작 , 비계량성 기반 이론적 접근 방식을 포함한 다양한 방법을 탐구했습니다 ." 저자는 이렇게 썼습니다. 이 중 각각은 희망을 주지만 장애물로 막혀 있습니다. 예를 들어, 우리는 암흑 물질을 사용하여 GW 신호를 변조하는 것에 대해 이론화할 수 있지만, 우리는 암흑 물질이 무엇인지조차 모릅니다. " 초경량 스칼라 암흑 물질 (ULDM)을 포함하는 주파수 변조는 암흑 물질 의 속성과 분포 에 대한 불확실한 가정에 달려 있습니다 ." 저자는 방 안의 코끼리를 언급하면서 이렇게 썼습니다.
GWC가 우리 태양계와 성간 통신에서 어떻게 사용될 수 있는지. 기존 통신은 별들 사이의 긴 여정에서 그냥 사라질 것이지만, GWC는 그렇지 않습니다. 출처: arXiv (2025). DOI: 10.48550/arxiv.2501.03251
GWC가 손이 닿지 않는 것처럼 보일지 몰라도, 과학자들이 포기하고 싶어하지 않을 만큼 많은 가능성을 가지고 있습니다. 심우주 통신에서 EM 통신은 광대한 거리와 우주 현상의 간섭으로 인해 제약을 받습니다. GWC는 이러한 장애물에 대한 해결책을 제공합니다. 먼 거리에서 통신하는 더 나은 방법은 깊은 우주를 탐험하는 데 필수적이며, GWC는 바로 우리에게 필요한 것입니다. 저자들은 "중력파는 엄청난 거리에서도 일관된 신호 품질을 유지할 수 있어 태양계를 넘어선 임무에 적합합니다."라고 썼습니다. 실용적인 중력파 통신은 아직 먼 미래입니다. 그러나 한때 이론에 불과했던 것이 점차 실용적인 것으로 바뀌고 있습니다.
"중력 통신은 상당한 잠재력을 가진 최전선 연구 방향으로서 점차 이론적 탐구에서 실제적 응용으로 옮겨가고 있습니다." 왕과 아칸은 결론에서 이렇게 썼습니다. 그것은 힘든 노력과 미래의 획기적인 진전에 달려 있습니다. 두 연구자는 이 아이디어를 발전시키기 위해 많은 노력이 필요하다는 것을 알고 있습니다. 그들의 논문은 매우 자세하고 포괄적이며, 그들은 그것이 그 작업의 촉매가 되기를 바랍니다. "완전히 실용적인 중력파 통신 시스템은 아직 실현 불가능하지만, 이번 조사를 통해 그 잠재력을 강조하고 특히 우주 통신 시나리오에 대한 추가 연구와 혁신을 자극하고자 합니다."라고 연구진은 결론지었습니다.
자세한 정보: Houtianfu Wang et al, Gravitational Communication: Fundamentals, State-of-the-Art and Future Vision, arXiv (2025). DOI: 10.48550/arxiv.2501.03251 저널 정보: arXiv Universe Today 에서 제공
https://phys.org/news/2025-01-gravitational-key-cosmic-communication.html
메모 2502031554 소스1. 재분석중_【】
소스1.
중력파가 우주 통신의 열쇠가 될 수 있을까?
두 개의 초거대 블랙홀이 합쳐지는 모습과 블랙홀이 서로를 향해 나선을 그리며 퍼져 나가는 중력파를 보여준다. 천문학자들이 2015년에 오랫동안 예측했던 최초의 중력파를 감지했을 때, 그것은 [1]우주에 대한 완전히 새로운 창문]을 열었다. 그 전에 천문학은 모든 파장의 빛을 관찰하는 데 의존했다.
_[1】중력파의 존재는 이론에서 출현했다. 블랙홀 쌍의 충돌로 부터 발현된다는 시나리오는 관측에서 나타났지만, 그 블랙홀이 수많은 은하 대비 vixer(n)으로 보기1. 처럼 매우 흔하면서... 중성자 별들을 거닐고 있다(*)는 정의역 예측은 아직 천문학계의 지식이 없는듯 하다. 어허.
이 이론은 qpeoms을 근간으로 하여 msbase.galaxy가 출현하는 나의 독보적인 이론이 등장한다. 으음.
sample 1.vix.a'6//vixx.a(b1,g3,k3,o5,n6)
b0acfd|0000e0
000ac0|f00bde
0c0fab|000e0d
e00d0c|0b0fa0
f000e0|b0dac0
d0f000|cae0b0
0b000f|0ead0c
0deb00|ac000f
ced0ba|00f000
a0b00e|0dc0f0
0ace00|df000b
0f00d0|e0bc0a
1-1.
우리는 또한 소통하기 위해 빛을 사용하는데, 주로 전파이다 . 우리는 소통하기 위해 중력파를 사용할 수 있을까요? 그 아이디어는 흥미롭지만, 지금 당장은 우리의 능력을 넘어선다. 그래도 가정을 탐구하는 데는 가치가 있다. 미래는 때때로 우리가 생각하는 것보다 빨리 도착하는 경향이 있기 때문이다. 중력파의 발견은 천문학과 물리학에 새로운 관찰의 창을 열었고, 우주의 깊이와 극한 천체물리 현상을 탐구하는 독특한 접근 방식을 제공했다. 천문학 연구 에 미치는 영향 외에도 중력파는 새로운 커뮤니케이션 패러다임으로 널리 주목을 받았다. 전통적인 전자기 통신에는 확실한 단점과 한계가 있다. 신호는 거리에 따라 약해져 범위가 제한된다. 대기 효과는 무선 통신을 방해 하고 확산 및 왜곡할 수 있다. 또한 시야 제한이 있으며 태양 날씨와 우주 활동도 방해할 수 있다.
1-2.
중력파 통신(GWC)의 유망한 점은 이러한 과제를 극복할 수 있다는 것이다. GWC는 극한 환경에서도 견고하며 매우 먼 거리에서도 최소한의 에너지 손실이 발생한다. 또한 확산, 왜곡, 반사와 같은 전자기 통신(EMC)을 괴롭히는 문제를 극복한다. 또한 자연적으로 생성된 GW를 활용할 수 있는 흥미로운 가능성이 있는데, 이는 GW를 생성하는 데 필요한 에너지를 줄이는 것을 의미한다. 중력파 통신이라고도 불리는 중력 통신은 기존 전자기 통신의 한계를 극복하고 극한 환경과 광대한 거리에서도 견고한 전송을 가능하게 할 수 있다는 가능성을 가지고 있다.
1-3.
기술을 발전시키기 위해 연구자들은 [1-3]실험실에서 인공 중력파(GW)]를 만들어야 한다. 그것이 GW 연구의 주요 목표 중 하나이다. GW는 매우 약하고, 빠르게 움직이는 거대한 질량만이 이를 생성할 수 있다. 우리가 감지한 병합된 초거대 블랙홀(SMBH)에서 나오는 GW조차도 수십억 태양 질량을 가질 수 있으며, LIGO와 같은 매우 민감한 장비가 감지해야 하는 미미한 효과만 생성한다.
감지할 수 있을 만큼 강력한 GW를 생성하는 것이 필요한 첫 번째 단계이다.
중력파의 생성은 중력 통신을 발전시키는 데 핵심적이지만, 현대 기술 개발에서 가장 중요한 과제 중 하나로 남아 있다. 연구자들은 기계적 공명 및 회전 장치, 초전도 물질 , 입자 빔 충돌을 포함하여 이를 달성하기 위한 다양한 혁신적인 방법과 고출력 레이저 및 전자기장을 포함하는 기술을 탐구했다. GWC의 이론적 연구는 많지만 실제 연구는 적습니다. 이 논문은 두 가지 사이의 격차를 메우기 위해 연구가 어떤 방향으로 나아가야 하는지 지적한다. 물론 실험실에서 블랙홀 합병만큼 놀라운 사건을 재현할 방법은 없다. 하지만 놀랍게도 연구자들은 GW를 감지하기 훨씬 전인 1960년부터 이 문제를 고려해 왔다.
_[1-3】중력파는 암흑물질계 msoss에서 오거나 실험실의 암흑물질에서 핵융합이나 핵분열을 통해 미세중력의 ㅈ강착 qcell에서 나타날 수도 있다. 어허.
2.
최초의 시도 중 하나는 회전하는 질량을 포함했다. 그러나 GW를 생성하는 데 필요한 회전 속도는 달성할 수 없었다. 부분적으로는 재료가 충분히 강하지 않았기 때문이다. 다른 시도와 제안에는 압전 결정 , 초유체, 입자 빔, 심지어 고출력 레이저가 포함되었다. 이러한 시도의 문제점은 물리학자들이 그 이론을 이해하지만 아직 적절한 재료가 없다는 것이다. 과학자들은 일부 시도가 GW를 생성했지만 감지할 만큼 강하지 않다고 생각한다.
이 개념적 설명은 GW가 전파될 때 어떤 영향을 받는지 보여준다. 신호는 먼저 중력 및 우주론적 주파수 변화와 같은 대규모 영향을 받고, 그 다음에 우주 팽창과 약한 산란으로 인해 광범위한 진폭 감쇠가 발생한다. 그 다음에 더 지역별 요인이 편광 변화를 유도하고, 마지막으로 중력 렌즈 및 기타 미세한 현상으로 인해 위상 변화 및 페이딩 효과의 형태로 국부적 왜곡이 발생한다. 가산 잡음은 수신기 근처에 도입된다.
2-1.
종종 더 작은 질량이나 규모에서 생성되는 고주파 중력파는 실험실 조건에서 인공적으로 생산할 수 있다. 하지만 진폭이 낮고 현재 검출기 감도와 맞지 않아 여전히 감지할 수 없다. 더욱 진보된 탐지 기술 또는 생성된 GW를 기존 탐지 기능과 정렬하는 방법이 필요하다. 기존 기술은 천체물리학적 사건에서 GW를 탐지하는 것을 목표로 한다. 더 넓은 주파수 및 진폭 범위에서 작동할 수 있는 탐지기를 설계하는 데 중점을 두어야 한다.
GW는 EM 통신이 겪는 문제 중 일부를 피할 수 있지만, 문제가 없는 것은 아니다. GWC는 먼 거리를 이동할 수 있기 때문에 밀도 물질, 우주 구조, 자기장, 성간 물질과 같은 것과 상호 작용하여 감쇠, 위상 왜곡, 편광 이동 문제가 발생한다. 이는 신호 품질을 저하시킬 뿐만 아니라 디코딩을 복잡하게 만들 수도 있다. 열 중력 잡음, 배경 복사 및 겹치는 GW 신호를 포함하여 고려해야 할 고유한 잡음 소스도 있다. 저자들은 "이러한 환경에서 안정적이고 효율적인 탐지를 보장하려면 포괄적인 채널 모델을 개발하는 것이 필수적이다. GW를 활용하려면 변조 방법도 알아내야 한다. 신호 변조는 통신에 필수적이다. 자동차 라디오를 보면 "AM"과 "FM"이 보인다. AM은 "진폭 변조"를 의미하고 FM은 "주파수 변조"를 의미한다. GW를 어떻게 변조하여 의미 있는 정보로 바꿀 수 있을까?
2-2.
최근 연구에서는 천체물리 현상 기반 진폭 변조(AM), 암흑 물질 유도 주파수 변조(FM), 초전도 물질 조작 , 비계량성 기반 이론적 접근 방식을 포함한 다양한 방법을 탐구했다. 이 중 각각은 희망을 주지만 장애물로 막혀 있다.
예를 들어, 우리는 암흑 물질을 사용하여 GW 신호를 변조하는 것에 대해 이론화할 수 있지만, 우리는 암흑 물질이 무엇인지조차 모른다. " 초경량 스칼라 암흑 물질 (ULDM)을 포함하는 주파수 변조는 암흑 물질 의 속성과 분포 에 대한 불확실한 가정에 달려 있다 .
GWC가 우리 태양계와 성간 통신에서 어떻게 사용될 수 있는지. 기존 통신은 별들 사이의 긴 여정에서 그냥 사라질 것이지만, GWC는 그렇지 않다. GWC가 손이 닿지 않는 것처럼 보일지 몰라도, 과학자들이 포기하고 싶어하지 않을 만큼 많은 가능성을 가지고 있다. 심우주 통신에서 [2-2]EM 통신은 광대한 거리와 우주 현상의 간섭으로 인해 제약을 받다. GWC는 이러한 장애물에 대한 해결책을 제공]한다.
_[2-2】sms.oms.vix.ain:msside.value.ain은 signal msov 신호에서 변조신호로 mso.piv신호을 가진다. 이는 msoutside. sphare로 표현된 구표면의 무한대 좌표값을 가진다. 그리고 우주 시공간의 gps 모드의 실시간으로 감지가 가능 할 수 있다.
3.
먼 거리에서 통신하는 더 나은 방법은 깊은 우주를 탐험하는 데 필수적이며, GWC는 바로 우리에게 필요한 것이다. 저자들은 [3]중력파는 엄청난 거리에서도 일관된 신호 품질을 유지할 수 있어 태양계를 넘어선 임무에 적합하다. 실용적인 중력파 통신은 아직 먼 미래이다. 그러나 한때 이론에 불과했던 것이 점차 실용적인 것으로 바뀌고 있다. 중력 통신은 상당한 잠재력을 가진 최전선 연구 방향으로서 점차 이론적 탐구에서 실제적 응용으로 옮겨가고 있다. 완전히 실용적인 중력파 통신 시스템은 아직 실현 불가능하지만, 이번 조사를 통해 그 잠재력을 강조하고 특히 우주 통신 시나리오에 대한 추가 연구와 혁신을 자극한다.
_[3】중력렌즈를 이용한 중력통신은 qms.qvixer.network의 개념이다. 중력파를 이용한다면 전자기파 전파통신의 개념의 msbase.network이다.
중력은 msbase 질량에서 생겨난 qpeoms 중력파에 의해 정의역(*)되어질 수 있다. 중력파는 블랙홀 변환 충격의 변방 차가운 msbase 경계에서 출현한다. 어허.
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