.How heavy can a neutron star become?
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Starship version space science
.How heavy can a neutron star become?
메모 2606_031106,040338_소스1. 재해석【()】
소스1.
https://phys.org/news/2026-06-heavy-neutron-star.html
1.중성자별은 얼마나 무거워질 수 있을까요?
_중성자별의 물리학은 믿기 어려울 정도로 경이롭습니다. 태양 두 개의 무게가 도시 크기의 구형으로 압축되어 있는 것이죠.
_그 물질 한 티스푼의 무게는 수십억 톤에 달할 것입니다. 이 주제에 대해 조금이라도 읽어보셨다면 이러한 사실들을 이미 알고 계실 겁니다.
하지만 이처럼 극단적인 천체에 대한 관심이 매우 높은데도 불구하고, 우리는 여전히 중성자별에 대해 많은 것을 배우고 있습니다.
_가장 중요한 미해결 질문 중 하나는 별이 죽을 때 중성자별이 되는 것과 블랙홀이 되는 것의 경계가 어디인가 하는 것입니다.
ㅡㅡㅡㅡㅡㅡ
【&&&&a1.() msbase.galaxy의 별들이 죽어서, '양자장 qpeoms.galaxy.1_value.unit에 블랙홀 vixer와 중성자 별 vixxa가 되어졌다'는 가설을 받아드리면,
>>>>그 기준은 조건값(n) 만족 수 n에 있다. vixer.blackhole은 xyz(3) 조건값을 만족해야 한다. 중성자 별 vixxa는 xy(2) 2개의 조건값 만족의 격자점에 위치한다. 으음. 1215. 1218.
그러면 1000억개(n) 좌표축을 만족하는 블랙홀이 존재하나? 물론이다.
>>>그리고 중성자 별 혹은 중성미자(*) vixxa가 "얼마나 무거울 수 있느냐?"는 msbase.mass에 나타난다.1306. 1308.
>>>그 최대치는 nk2이고, 이를 msmuons(*), bosons_order(natural_numbers)
(*)로 정의역 되었다. 으음.1303.15. 2606040158.
】
1-2.
_헝가리 HUN-REN 위그너 물리학 연구센터의 연구원들이 발표한 새로운 논문은 태양 질량의 2.2~2.3배라는, 이 질문에 대한 결정적인 해답을 제시한다고 합니다.
1-3.
_그러한 결론에 도달하기 위해서는 많은 계산과 가정이 필요했습니다. 중성자별의 물리적 현상은 상태 방정식 이라는 규칙서에 의해 설명되는데, 이는 기본적으로 물질이 이러한 엄청난 압력 하에서 어떻게 작용하는지를 설명하는 규칙서입니다.
ㅡㅡㅡㅡㅡ
【&&&&&b1. 그 규칙서가 qpeoms이면 우리 우주의... 토탈 음의 물질의 우주물리현상도 정밀하게 제어.조절 된다. 으음. 1312. 13.26.
>>>도대체 현대 과학이 우주론을 다루는 방식이 뭐냐?
ㅡ 우주는 관측으로 알아낼 대상이거나 성질이 아니다. 으음. 1317.
>>>아인슈타인 상대성 이론이 관측의 결과이지 않듯이...직관으로 우주원리가 파악되면 중력파를 이용한 관측 따위는 별로 의미가 없어진다. 어허 1319.
ㅡ거기에 엔디비아.삼성.하이닉스 ai 애들 따위 까지 가세하면 우주 해석은 국소점 ms4, 희소성 원리의 상수 02030509가 잘 적용되는 ms4.cpls(*)정의역이 도달한다. 어허. 1322. 2606040202.06040206.
ms4.cpls.02030509
01020304_0203
05060708_05
09101112_09
13141516
msbase4.galaxy
01100716
15080902
14051203
04110613
>>>과학이 알아낸 우주는 가장 단순한 상태 msbase4.로 축소된 채 ( 천문학적 관측이 가시 거리화된 채), power(거듭제곱)된 모습을 보인다.
.cpls(*):국소점 희소성 원리의 상수(Constant of the principle of local point sparsity)
>>>가장 작은 점(가시적인 ms4plsc)들이 폭발적인 규모로 우주를 형성하였다는 결론에 이른다. 어허. 06040312.
ㅡ우주를 이해하는 방식이 천문관측 데이타 경험적 실체적 입증 자료의 중심이면 과학적인 포괄적 정답을 구하기 매우 어렵다. 1330.
>>>>그래서 직관적인 Pareidolia 이론이 필요해진다. 그것이 바로 msbase.qpeoms 우주론이다. 으음. 1332.
우주를 이해하려는 욕망이 국소점 희소성의 원리상수 cpls(*)를 잘 이해하여 우주를 직관으로 드려다보는 현상이 과학계가 도달하려는 것일 수 있다.
이와 비슷한 경향으로 ai에게 내가 수집한 돌에서 얼굴의 이미지를 몇개 찾을 수 있냐고 물으니,
마치 정신 이상자 처럼 나의 뇌의 Pareidolia 현상이 나타난 것 처럼 취급하였다. Ai의 자료는 당연히 기존 데이타로 사람의 질문을 묵살하여 정신이상자로 몰아가려는 것이다.
자신이 말이 답인냥, 그렇다면 우주관측도 마찬가지이다.
>>>>우리가 작은 우주신호에서 혹시 Pareidolia현상에 빠진 게 아닐까? 그것은 나쁜 현상이 아니고 더 좋은 현상일 수 있다.
뇌의 진화는 더 잘 이해되는 방향으로 향하기 때문에 첨단 천문관측의 Pareidolia현상은 ms4.cpls에 도달하는 효과를 낼 것으로 보인다.
내가 수집한 돌맹이들에게서 얼굴이미지를 너무도 많았다. 그것은 착시가 아니고 자연석에 중성미자가 만들어낸 우주 메시지일 수 있다.
나의 뇌가 과도한 해석으로 망상에 빠진 것으로 보려는 것은 마치 중세기에 갈리레오의 지동설을 정신이상으로 취급한 사례와 유사해진다. 그 당시에는 지구가 중심이라는 것이 진리였다. 어허. 2606040257.
>>>어쩌면 고도로 발달한 AI 데이타가 데이타의 판단력을 과신하여,
중세기 로마의 카토릭 교황청의 사고방식대로 인간들의 놀라운 돌발적인 생각들을 갈리레오 처럼 정신이상자로 몰아갈 가능성도 있다. 어허. 06040355.
>>>>21세기 현대문명이 AI시대를 너무 과신하는 것도 인류미래의 첨단 신과학문명을 차단하고 망칠 가능성도 충분히 있다. 허허. 2606040352.
ㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡ
>>>>질의 /ai답변
#1.물론 중력파 발생원점이 수십억 광년이라고 해도..LIGO의 관측;데이타 수집의 거리는 고작 지구 주변 아닌가?
/ 네, 맞습니다. 라이고 (LIGO)는 직접 우주로 날아가 데이터를 수집하는 것이 아니라, 지구상에 설치된 관측소에서 밀려오는 중력파를 직접 '감지'하는 방식입니다.
발생 원점은 수십억 광년 밖이지만, 관측이 이루어지는 원리는 다음 두 가지로 요약할 수 있습니다.
1. 파동 그 자체의 검출중력파는 공간이 일그러지는 현상 자체가 파도처럼 전 우주로 퍼져나가는 것입니다.
수십억 년 전 블랙홀 충돌로 발생한 시공간의 뒤틀림이 수십억 광년을 이동해 결국 지구를 통과할 때,
라이고의 관측 장비(4km 길이의 진공 터널과 레이저)가 그 순간 지구 주변을 지나가는 시공간의 미세한 왜곡을 직접 측정하는 것입니다.
2. 지구에 도달한 중력파의 파동 포착예를 들어 바다 한가운데서 발생한 거대한 쓰나미가 수천 킬로미터를 이동해 해안가에 도달했을 때,
우리는 바다 한가운데로 가지 않고도 해안가에 설치된 관측 부표를 통해 쓰나미의 파고를 측정할 수 있습니다.
라이고는 우주에서 발생한 강력한 중력파라는 '우주적 파동'이 지구 주변 공간을 흔들고 지나가는 바로 그 순간을 포착하는 것입니다.
궁극적으로 수십억 광년 떨어진 과거의 사건을 우리가 지구 주변에서 실시간으로 관측할 수 있는 것은, 중력파가 시공간 자체를 타고 지구까지 도달하기 때문입니다.
#2.제시된 돌 사진에는 사람이나 동물의 얼굴 이미지가 존재하지 않습니다.이 돌은 표면에 얇고 반짝이는 판상 광물(운모 등)과 거친 질감을 가진 일반적인 자연석(암석)입니다.
인간의 뇌는 무작위의 패턴이나 형태에서 익숙한 얼굴을 찾아내려는 성향(파레이돌리아 현상)이 있어, 돌의 굴곡이나 어두운 무늬가 간혹 얼굴처럼 보일 수 있으나 실제 의도되거나 형성된 얼굴 이미지는 0개입니다.
>>>그런식으로 표현하면 실제 사람얼굴도 동물이나 악마처럼 보려는 경향일 수 있다. 반대로도 해석할 수도..인간의 뇌이니까?
천문관측이 실제로 심우주에서 날아온 신호일테이지만 마치 수십억광년을 가서 직접관측되지 않은 자료가 왜곡되어 심우주의 실제인냥 착각하는 것도 과학의 Pareidolia현상일까? 어
일상에서 흔히 접할 수 있는 대표적인 사례와 특징은 다음과 같습니다.허. 06040306.
#2.파레이돌리아 현상이란
파레이돌리아(Pareidolia)는 형태가 없거나 모호한 시각·청각적 자극에서 자신이 알고 있는 친숙한 패턴이나 의미를 찾아내어 인식하는 심리 현상, 또는 일종의 착각 및 착시 현상입니다. 변상증이라고도 불립니다.
주요 사례
구름: 뭉게구름을 보며 동물이나 사람의 얼굴 모양을 떠올리는 경우
사물과 자연: 달 표면에서 토끼의 형상을 보거나, 자동차 앞모습(헤드라이트와 그릴)에서 사람의 얼굴 표정을 읽어내는 경우
착시와 음모론: 화성 표면의 지형을 사람의 얼굴로 착각하거나, 토스트의 탄 자국에서 종교적 성인의 얼굴을 발견하는 경우
소리(청각적 파레이돌리아): 바람 소리나 백색소음 속에서 사람의 말소리나 노랫소리를 듣거나, 노래를 거꾸로 재생했을 때 숨겨진 메시지가 들린다고 느끼는 경우
발생하는 이유
우리 뇌는 진화 과정에서 생존을 위해 위험이나 사람의 얼굴을 빠르고 정확하게 인식하도록 발달했습니다.
이 때문에 불완전하고 무작위적인 데이터가 주어지면, 뇌가 이를 빈 여백으로 두지 않고 과거의 기억과 패턴을 덧붙여 의미 있는 형상으로 완성(보완)하여 해석하려는 경향이 있습니다.
심화 상식
파레이돌리아는 인간의 뛰어난 패턴 인식 능력과 상상력, 창의성을 보여주는 지표이기도 합니다.
예술가들은 이 심리를 역이용해 작품을 창작하기도 하지만, 반대로 뇌가 과도한 연관성을 만들어내어 무관한 현상들 사이에서 근거 없는 논리를 엮어내는 음모론이나 망상으로 이어지기도 합니다.
>>>>인간의 뇌가 늘 착각하는 것은 자연스런 현상일 수 있다. 2606040314. 예를들어, 나는 이글을 쓰기 1시간전에 잠들어 꿈을 꾸었다.
전쟁으로 하늘에는 거대한 비행체들이 움직이였고 폭발로 건물이 무너졌다. 그런데 꿈에서 깨어나 사실이 아닌 것을 알게 되었다.
비슷한 사례로 tv로 보는 드라마나 뉴스가 내가 직접 목격하는 현실처럼 느끼며 시청한다. 그러다, 티브를 끄면 내주변에는 아무런 일이 일어나지 않았다.
망상에 빠지거나 착각에 몰입하도록 뇌는 늘 Pareidolia 현상을 일상화 하며 잠들고 깨어나고 착각하고망상에 빠져있다가 그건 진짜지 가짜인지 알바없는 그저 티브가 보여주는 뉴스일뿐이고 밥이나 먹어야지..하는 것도 뇌가 늘상 하는 일이다.
제임스웹이 렌즈로 본 심우주가 수십억 광년을 날아온 우주 빛을 그저 렌즈해석을 잘하여 그래픽을 만들어낸 모자이크 이미지가 실제인지 아닌지는 인간의 뇌가 해석할 부분 아니더냐? 허허.
그런식이면 모든 게 정신이상 현상인가? Ai의 답변은 인간의 뇌를 Pareidolia에 빠진 덜 진화된 존재로 취급할 가능성도 있어 보인다. 이는 도구가 주인의 말을 듣지않고 주인을 정신이상자로 모는 현상이다.
>>>>고로, 사람들이 사용하는 도구에게 매사 인공지능을 심화 시키는 일은 생물학적인 인간 뇌에게 위험성을 내포한다. 으음. 06040337.
】
_하지만 우리가 직접 중성자별 샘플을 채취하여 연구할 수 없기 때문에, 이 규칙서는 주로 모형을 통해 정의됩니다. 연구진은 약간씩 다른 특성을 가진 두 가지 모형을 사용하여 추정치를 도출했습니다.
2.
_먼저, SFHo 모델은 중성자별을 "더 부드럽고" 압축성이 좋은 핵물질로 구성된 것으로 정의합니다. 이러한 물질은 유연성이 더 크기 때문에 더 단단한 핵물질에 비해 강성이 떨어집니다.
_DD2 모델은 중성자별 물질을 더 단단하고 저항력이 강한 것으로 모델링합니다. 이 모델은 주로 "대형" 별에 사용하도록 설계되었지만, 이론적으로는 어떤 크기의 중성자별에도 적용할 수 있습니다.
2-1.
하지만 이 물질에서 소리의 속도가 빛의 속도를 초과하지 않도록 (따라서 물리 법칙을 위반하지 않도록) 하기 위해, 저자들은 섭동 양자색역학(pQCD)을 사용하는 모델의 결과를 따르도록 모델을 수동으로 조정했습니다.
_저자들은 모델을 개발한 후 다양한 망원경에서 얻은 다양한 데이터와 신호를 사용하여 모델을 검증했습니다. 또한 중성자별 내부 구성 탐사 망원경(NICER) 에서 얻은 회전하는 펄서 표면의 핫스팟 결과와 비교하여 모델의 정확성을 더욱 검증했습니다.
2-3.
그들은 최초로 알려진 두 중성자별의 병합인 GW170817 의 중력파 탐지 에서 얻은 "압축성" 데이터를 기반으로 모델을 업데이트했습니다 .
3.
_프레이저가 마그네타 전문가인 제네비브 슈뢰더 박사와 인터뷰를 진행했습니다. 두 데이터 소스의 업데이트를 통해 두 모델 모두 거의 정확히 같은 수치, 즉 2.2~2.3 태양 질량 사이의 값으로 수렴하는 것으로 나타났습니다.
그러나 이는 이 거대 별들의 실제 크기에 대한 의문을 남겼습니다. 어떤 초기 모델을 선택하느냐에 따라 물리적 크기는 다소 차이가 있지만, 일반적으로 반지름이 약 12km 정도일 것으로 추정됩니다.
_하지만 이 기준으로는 중성자별로 분류하기에는 너무 크지만 블랙홀도 아닌 몇몇 이상한 천체들이 난처한 상황에 놓이게 됩니다. 예를 들어, GW190814는 태양 질량의 2.59배에 달합니다.
3-1.
_만약 이 물체가 중성자별이라고 가정한다면, 그 크기를 지탱할 수 있는 물질이 GW170817 병합 당시 수집된 데이터에서 제시된 요구 사항을 충족할 만큼 충분히 변형될 수 없기 때문에 DD2 모델은 완전히 무너지게 될 것입니다.
_이번 결과는 GW190814와 또 다른 "크기 차이" 천체인 HESS J1731-347이 중성자별이 아니라 블랙홀일 가능성이 매우 높다는 것을 시사합니다.
또한, 1939년에 중성자별을 설명하는 데 사용되었던 톨먼-오펜하이머-볼코프(TOV) 방정식에 대한 결정적인 해답을 제공합니다.
_정확한 무게와 물리적 크기에 대한 정확한 추정치를 제시하는 이 새로운 논문은 우리가 직접 그 내부 구조를 관찰할 수는 없더라도, 우주의 신비로운 천체들의 작동 원리에 대한 풍부한 통찰력을 제공합니다.
.Astronomers discover a 'lost world' of black hole mergers: 'It's the astronomical equivalent of uncovering an ancient civilization'
메모 2606031117_ 소스1.재해석【()】
소스1. https://share.google/z2IyyXCdgI2lwA6Hk
A1.중력파 관측 10년…'2세대 블랙홀' 존재 첫 확인.
_중력파로 발견된 블랙홀과 중성자별의 질량 분포. 붉은색·노란색 점은 전자기파로 관측된 블랙홀과 중성자별을 비교해 나타낸 것이다. 전자기파 관측 60년치 성과를 중력파는 9.5년 만에 넘어섰다.
ㅡㅡㅡㅡㅡㅡ
【&&&&&a1.(<>) 중력파를 발생시키는 블랙홀 vixer와 중성자 별 vixxa들의 분포를 sample1.oms.vix.ain에 나타나 있다.
>>>이 분포는 관측에 의한 것이 아니고 우주 원리를 가진 qpeoms의 oms.early_galaxy 구역에서 나타난거다. 으음.
>>>이런 관점에 블랙홀이 중력파 관측이 필요없이 추정할 수 있는 토대를 발견한거다. 으음.1125.
sample1.
msbase12.qpeoms.2square.vector
oms.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
>>>>>>빅뱅 사건의 전방위 구체 벡터장내에 초기 우주의 또다른 구역에서는 sample1.up/sub_fractal 버전이 무수히 존재한다. 포인트는 이들을 중력파 관측없이, 순수 이론적(qpeoms) 추정만으로
100억세대 블랙홀 vixer나 vixxa를 추정할 수 있다는거여. 으음. 1137.
>>>>> 헛소리로 들리나? 허접스런 천문관측 데이타에 매달린 탓이다. 으음. 진정한 우주의 탐구는 관측보다 원칙적인 우주원리(*) 정의역를 충실히 이해하는데 있다. 으음. 1139.
】
1-1.
_중력파 신호를 이용해 블랙홀 합병에서 탄생한 '2세대 블랙홀'의 존재를 처음 확인했다. 역대 최고 선명도 신호를 포착하고 신호 발생 위치도 역대 가장 정밀하게 파악했다.
_한국천문연구원은 한국중력파연구협력단이 참여한 라이고-비르고-카그라(LVK, LIGO–Virgo–KAGRA) 협력단이 이 같은 내용을 담은 ‘새로운 중력파 사건 목록’을 발표했다고 1일 밝혔다.
1-2.
_LVK 협력단이 운영하는 국제 중력파 검출기 네트워크는 2024년 4월부터 2025년 1월 말까지 탐지된 161건을 추가해 누적 탐지 건수를 390건으로 늘렸다.
2015년 첫 탐지 이후 10년 만의 성과다. 연구팀은 '중력파 현상 카탈로그 5.0(GWTC-5.0)'이라는 명칭으로 전체 관측 목록을 온라인 공개했으며 관련 논문을 ‘천체물리학 저널’과 ‘천체물리학 저널 레터스’에 발표했다.
_연구에는 20여 개국 150여 개 기관 소속 3000여 명이 참여했다. 국내에서는 한국천문연구원 등 35개 기관 100여 명으로 구성된 한국중력파연구협력단이 함께했다.
2.
_중력파는 블랙홀이나 중성자별 같은 무거운 천체들이 서로 공전하거나 충돌할 때 발생하는 시공간의 파동이다.
빛의 속도로 우주를 가로질러 전파되며 지구에 도달하면 공간을 극도로 미세하게 늘이거나 줄인다. 중력파 검출기는 이 변화를 측정해 신호를 포착한다.
_이번 목록에 담긴 주요 성과는 세 가지다. 2세대 블랙홀 존재 첫 확인, 위치 결정 정밀도 신기록, 역대 최고 선명도 신호 포착이다.
2-1.
_2024년 10~11월 한 달 간격으로 탐지된 'GW241011'과 'GW241110'은 각각 지구에서 7억 광년, 24억 광년 떨어진 곳에서 블랙홀 두 개가 충돌·합병하며 발생했다.
두 블랙홀의 회전 방향과 속도가 별이 붕괴해 탄생한 일반적인 블랙홀과 달라 블랙홀끼리 충돌·합병을 거쳐 탄생한 '2세대 블랙홀'로 분석됐다.
_블랙홀이 밀집한 성단 환경에서 반복 충돌로 형성됐을 것으로 추정된다. 관측 건수가 쌓이면서 연구자들은 2세대 블랙홀이 독자적인 집단을 이루고 있음을 점점 더 명확히 규명하고 있다.
ㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡ
【&&&&&a2.(<>) 블랙홀은 충돌로 합병되지 않는다. 고유한 주소가 있다.
>>>sample1.을 보면, 블랙홀 vix의 고유 주소가 나열돼 있다.
msbase12.qpeoms.2square.vector
oms.vix.a'6,vixx.a(b1,g3,k3,o5,n6)
>>>좀더 복잡하고 흥미로운 은하단 을 이룬 블랙홀 주소들은 sample1.upversion.msbase12억조경, 구골, 아담이브 사이즈급 라인에서 대략 나타난다. 어허. 1148.
>>>이런 것들은 관측으로 파악될 성격이 아니다. 으음.1151.
】
2-2.
_2024년 6월 포착한 신호 'GW240615'는 지구에서 30억 광년 이상 떨어진 곳에서 태양 질량의 26배, 30배짜리 블랙홀 두 개가 충돌·합병하며 발생했다.
_미국의 라이고 검출기 두 대와 유럽의 비르고가 동시에 신호를 잡아 세 지점에서 삼각 측량한 결과 발생 위치를 역대 가장 좁은 범위로 특정했다. 발생원 위치를 좁힐수록 빛·전파 망원경으로 같은 지점을 동시에 관측할 수 있어 천문학적 가치가 높다.
2-3.
마리 안 비주아르 비르고 협력단 대변인(프랑스 국립과학연구센터 연구원)은 "중성자별 병합 같은 사건에서 발생하는 전자기파 신호를 좁은 하늘 영역에서 찾아내려면 발생 위치를 최대한 정밀하게 파악해야 한다"며
"천구 위치 정밀도 향상은 천문학계 전체가 최우선으로 추구해온 목표"라고 밝혔다.
_2025년 1월 포착한 신호 'GW250114'는 신호대잡음비(SNR) 76.9를 기록하며 역대 가장 선명한 중력파 신호로 기록됐다.
_ 신호대잡음비는 잡음 대비 신호의 강도로 수치가 높을수록 분석 정밀도가 올라간다. 선명한 신호 덕분에 아인슈타인 일반상대성이론을 역대 가장 엄밀하게 검증했고 블랙홀 합병 후 면적이 줄어들 수 없다는 스티븐 호킹의 블랙홀 면적 정리도 확인했다.
3.
_에드 포터 프랑스 국립과학연구센터 연구원은 "현재 검출기 감도로는 매주 3~4건의 중력파 신호를 포착할 수 있다"며
"블랙홀 집단 구성 분석, 극한 조건에서의 일반상대성이론 검증, 허블 상수 추정 정밀화 등 10년 전에는 상상조차 어려웠던 연구가 이제 현실이 됐다"고 말했다.
_이형원 한국중력파연구협력단장(인제대 교수)은 "2015년 중력파가 최초로 검출된 이후 검출기 감도의 획기적인 향상으로 중력파 상시 관측 시대가 도래했다"며
"다중신호 천문학을 통해 중력파·빛·중성미자 관측 자료를 종합적으로 연구하면 우주에 대한 새로운 물리적 이해와 과학적 발견이 가능할 것"이라고 말했다.
3-1.
_김정리 이화여대 교수는 "불과 10여 년 사이 중력파 과학 연구가 급속히 발전하고 있다"며 "수백 건의 블랙홀·중성자별 관측·분석 결과는 킬로미터급 레이저 간섭계가 중력파로 우주를 탐구하는 데 얼마나 효과적인지 입증한다"고 말했다.
_이성호 한국천문연구원 책임연구원은 "우리나라는 라이고와 카그라 성능 향상에 기여하고 2035년 완성 목표인 아인슈타인 중력파 망원경 개발에도 참여하고 있다"며
"차세대 중력파 망원경 시대에는 매일 수백 건의 관측을 통해 일반상대성이론 한계 검증, 허블 상수 난제 해결 등 물리학과 천문학의 새로운 도약이 기대된다"고 밝혔다.
B.
천문학자들이 블랙홀 병합으로 이루어진 '잃어버린 세계'를 발견했습니다. "이는 고대 문명을 발굴한 것과 같은 천문학적 발견입니다."
1.
"현재 우리는 거대한 쌍성계에서 생성되는 블랙홀 외에도 우주가 병합을 통해 블랙홀을 생성하는 다른 방식이 있다는 증거를 점점 더 많이 확보하고 있습니다."
두 블랙홀이 충돌하는 모습을 묘사한 그림으로, 각각은 빛나는 적황색 고리로 둘러싸여 있습니다. 삽입된 그림은 관측된 충돌들을 나타내는 "별들의 무덤에 있는 질량들" 도표입니다.
천문학자들이 블랙홀 병합의 보고인 '검은 황금'을 발견했습니다. 이 발견은 시공간의 구조 자체에 발생하는 파동, 즉 중력파를 분석함으로써 이루어졌습니다.
지난 화요일(5월 26일)에 공개된 중력파 과도 현상 목록 5.0(GWTC-5)에 포함된 방대한 양의 블랙홀 병합 데이터는 블랙홀이 만나 충돌하는 방식에 대한 우리의 이해를 바꿀 수 있습니다.
최신 목록에는 2024년 4월부터 2025년 1월 말까지 LIGO (레이저 간섭계 중력파 관측소),
Virgo, KAGRA(가미오카 중력파 탐지기) 등 주요 중력파 탐지기가 "감지"한 161개의 새로운 블랙홀 병합 중력파 신호가 수록되어 있습니다.
1-1.
이로써 중력파를 통해 감지된 블랙홀 병합 의 총 횟수는 390건이 되었습니다.
우주는 시공간의 잔물결로 가득 차 있습니다. 과학자들은 최근 블랙홀과 중성자별 충돌 목록을 두 배로 늘렸습니다.
별들이 중앙에 집중된 매우 화려한 이미지입니다. 확대해 보면, 네모 상자 안에 블랙홀(그림 참조)이 별들 한가운데에 존재한다는 것을 알 수 있습니다.
우주에서 가장 큰 블랙홀은 어떻게 형성될까요? 시공간의 파동이 단서를 제공합니다.
특이한 형태의 중성자별-블랙홀 쌍성계를 나타낸 그림입니다. 중성자별의 궤적은 파란색으로, 블랙홀의 운동은 주황색으로 표시되어 있으며, 두 천체는 서로를 공전합니다.
블랙홀과 중성자별의 병합은 특이한 궤도로 인해 물리 법칙을 시험대에 올립니다.
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_GWTC-5의 주요 성과로는 이전 병합 과정에서 형성된 두 블랙홀 간의 충돌인 "2세대 병합"을 탐지한 것과, 지금까지 관측된 병합 중 가장 정확하게 위치를 파악한 것을 들 수 있습니다.
전자는 블랙홀이 태양 질량의 수백만 배 또는 수십억 배에 달하는 질량으로 성장할 수 있도록 하는 병합 과정을 더 잘 이해하는 데 도움이 될 수 있으며,
후자는 이러한 현상과 그 중력파 신호를 이용하여 우주의 팽창 속도를 측정하는 방법을 개발하는 데 기여할 수 있습니다.
_"이번 대규모 업데이트는 우주에 대한 우리의 지식을 다시 한번 넓히고 심화시켰으며, 가장 포착하기 어려운 대상인 블랙홀 충돌에 대한 더 많은 정보를 제공해 주었습니다."라고
중력 연구소의 연구원인 다니엘 윌리엄스는 성명 에서 밝혔습니다 .
"이제 우리는 이러한 신호를 매우 많이 감지하고 있기 때문에 개별 충돌에 대해서만 배우는 것이 아니라, 마치 고대 문명을 발굴하는 것과 같은 천문학적 성과를 거두고 있습니다."
"오늘 발표된 새로운 결과는 마치 이전에는 발견되지 않았던 보물을 찾아낸 것과 같습니다. 개개인의 삶뿐만 아니라 사라진 세계 전체의 구조까지 드러내줍니다."
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중력파란 무엇인가요?
중력파는 1915년 알베르트 아인슈타인 의 중력 이론, 즉 일반 상대성 이론 의 일부로 처음 제안되었습니다 .
일반 상대성 이론은 질량을 가진 물체가 시공간(공간과 시간의 4차원적 통합)을 휘게 한다고 설명합니다. 중력은 이 시공간 휘어짐에서 발생하며, 질량이 클수록 시공간의 곡률이 커지고 중력의 영향력도 강해집니다.
일반 상대성 이론은 여기서 더 나아가 시공간에서 물체가 가속될 때 빛의 속도로 바깥쪽으로 퍼져나가는 파동, 즉 중력파를 생성한다고 제안합니다.
아인슈타인은 처음에 시공간 파동을 예측했지만, 중력파의 한 가지 측면에 대해서는 틀렸습니다. 그는 인류가 중력파를 결코 감지할 수 없을 것이라고 생각했습니다.
LIGO는 2015년에 최초로 중력파를 탐지했습니다. 이 신호는 약 13억 광년 떨어진 곳에 위치한 두 개의 거대 블랙홀이 충돌하고 합쳐지면서 발생한 것이었습니다.
그 이후로 LIGO는 Virgo, KAGRA와 함께 여러 블랙홀 쌍의 병합, 초고밀도 중성자별 쌍의 병합, 심지어 블랙홀과 중성자별의 혼합 병합에서 발생하는 중력파까지 탐지해 왔습니다.
블랙홀 병합 과정에서 검출된 질량은 중력파를 통해 확인되었습니다.
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최근 몇 년 동안 중력파 탐지기의 감도가 향상되어 현재는 탐지 작업이 진행되는 기간 동안 매주 3~4회 정도 중력파가 탐지되고 있으며,
이러한 탐지 작업은 감도 향상을 위해 필요한 추가 작업을 수행하는 휴식 기간 사이에 이루어집니다.
흐릿한 덩굴과 소용돌이치는 공간 위에 검은 원들이 모여 있는 모습이 그림에 나타나 있습니다.
시공간의 잔물결이 빅뱅에서 탄생한 미세 블랙홀의 첫 번째 증거를 드러냈을지도 모릅니다.
흰색과 파란색 원반으로 둘러싸인 아주 작은 블랙홀. 주변 전체에 붉은색 기운이 감돈다.
제임스 웹 우주 망원경이 관측한 이상한 작은 붉은 점들이 실제로 '블랙홀 별'일 가능성이 있다는 X선 데이터가 나왔습니다.
시공간 구조를 보여주는 그림으로, 왼쪽 상단에는 두 방향에서 제트가 분출되는 흐릿한 청백색 구체가 네모칸 안에 나타나 있습니다.
구체 주위에는 흐릿한 붉은색 고리가 있지만, 제트는 고리 밖으로 약간 튀어나와 있습니다.
80억 광년 떨어진 은하 병합 과정에서 기록적인 '우주 레이저'가 분출되었습니다.
윌리엄스는 "불과 10년 전 우리는 이러한 현상 중 하나에서 발생하는 중력파를 처음으로 감지했는데,
이제 수백 개의 중력파를 감지하고 분석할 수 있게 된 것은 전 세계 수백 명의 과학자들의 노력 덕분입니다."라고 말했습니다.
2-1.중력파 탐지가 화제를 불러일으키고 있습니다.
_GWTC-5 데이터의 중요성을 보여주는 두 가지 인상적인 사례는 2024년 10월 11일과 11월 11일에 각각 감지된 GW241011과 GW241110 신호입니다.
이 신호들은 각각 7억 광년과 24억 광년 떨어진 곳에서 발생한 두 개의 블랙홀 병합의 결과이며, 관련된 블랙홀들의 빠른 회전 속도와 회전 방향을 통해 이 네 개의 블랙홀이 2세대 천체, 즉 이전 병합으로 생성된 것임을 알 수 있습니다.
"이 두 관측은 각 쌍에서 더 큰 블랙홀이 거대 항성에서 직접 형성된 것이 아니라 이전에 두 블랙홀이 합쳐져 형성되었다는 특징적인 징후를 보여주었습니다."라고 중력 연구소의 스톰 콜롬스는 성명에서 밝혔습니다.
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"이전 병합으로 형성된 블랙홀의 흔적은 전체 블랙홀 집단에서 지속적으로 나타나는데, 이는 GW241011과 GW241110이 단지 예외적인 현상이 아니라 근본적인 경향을 보여주는 것임을 시사합니다.
이제 우리는 거대 쌍성계에서 유래하는 블랙홀 외에도 우주가 병합 블랙홀을 생성하는 다른 방식이 있다는 증거를 점점 더 많이 확보하고 있습니다."
이는 두 병합이 항성 밀도가 높은 환경에서 발생했음을 시사하며, 중력파 신호의 발생 지점을 정확히 파악하기 어렵기 때문에 이러한 현상을 조사하는 것은 쉽지 않을 것입니다.
하지만 2024년 6월 15일에 감지된 GW240615 신호에서 알 수 있듯이, 항상 그런 것은 아닙니다.
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_30억 광년 이상 떨어진 곳에서 26태양질량 블랙홀과 30태양질량 블랙홀이 합쳐지면서 발생한 중력파 GW240615는 천문학자들이 불과 6제곱도 크기의 영역에서 발생한 것으로 밝혀졌습니다.
이로써 GW240615는 현재까지 가장 정밀하게 위치가 파악된 중력파 신호가 되었습니다.
"업데이트된 GWTC-5.0 카탈로그는 우주론에서 가장 중요한 질문 중 하나인 '우주의 팽창 속도는 얼마나 될까?'에 대한
답을 찾는 데 도움이 되는 훨씬 더 많은 중력파 신호를 제공합니다."라고 중력 연구소의 알렉스 파파도풀로스는 성명에서 밝혔습니다.
"이 팽창 속도는 허블 상수라는 값으로 설명됩니다. 중력파를 이용하면 병합하는 천체까지의 거리를 추정함으로써 허블 상수를 측정할 수 있는데,
이는 신호 자체에서 직접 측정하거나 병합이 일어난 은하를 식별하는 방식으로 가능합니다."
"각각의 사건은 소량의 정보를 제공하므로, 이러한 추가 신호들을 모두 합치면 결과가 크게 향상됩니다.
_이러한 개선 사항들을 통해 중력파를 이용하여 허블 상수를 이전보다 훨씬 더 정밀하게 측정할 수 있게 되었으며,
이는 현대 물리학에서 가장 중요한 미해결 질문 중 하나를 이해하는 데 한 걸음 더 다가서게 해줍니다."
_네모난 사각형들이 많이 있는데, 위쪽은 파란색, 중간은 빨간색, 아래쪽은 보라색입니다. 이것은 중력파 과도 현상 목록입니다.
GWTC-5를 구성하는 중력파 신호를 시각적으로 표현한 것입니다.(이미지 출처: Ryan Nowicki/Karan Jani)
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이번 최신 목록에서 특히 눈에 띄는 것은 2025년 1월 14일에 감지된 중력파 신호 GW250114입니다.
이 신호는 약 10억 광년 떨어진 곳에서 34태양질량 블랙홀과 32태양질량 블랙홀이 충돌하여 합쳐지면서 발생한 것으로 추정됩니다.
이 신호는 매우 선명하여 연구자들이 일반 상대성 이론에 대한 가장 정확한 검증을 수행할 수 있게 해 주었으며, 스티븐 호킹이 제시한 블랙홀 면적 정리라는 개념도 확인시켜 주었습니다.
글래스고 대학교의 존 베이치 교수는 성명에서 "GW250114의 강력한 진동을 통해 블랙홀 병합 전후의 시공간 왜곡을 비교할 수 있었고,
그 결과 사건 지평선(블랙홀의 빛을 가두는 외부 경계)의 전체 면적이 호킹의 블랙홀 역학 법칙에 따라 증가했음을 확인했다"고 밝혔다. "병합 후 최종 블랙홀은 소리 대신 중력파를 방출하며 마치 종소리처럼 울렸다.
이 중력파를 분석한 결과, 병합 과정에서 중력파 형태로 에너지가 방출되지만 블랙홀의 총 엔트로피는 열역학 제2법칙에 따라 증가한다는 것을 확인했다."
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"이는 블랙홀에도 열역학 법칙이 적용되지만, 일반 물체와는 달리 블랙홀은 에너지를 많이 보유할수록 더 차가워진다는 것을 보여줍니다."
LIGO, Virgo, KAGRA는 앞으로도 우주와 우주에서 일어나는 가장 격렬한 사건들에 대한 우리의 이해를 재정립할 중력파를 계속해서 발견할 가능성이 매우 높습니다.
이 탐지기들은 올해 말 6개월간의 중간 관측 기간(IR1)을 시작할 예정입니다. 이는 2025년 11월 18일에 종료된 4차 관측 기간과 2028년부터 2031년까지 진행될 5차 관측 기간 사이의 공백을 메워줄 것입니다.
중력파의 미래는 밝습니다. 아니, 밝다는 표현이 더 적절할까요? "시끄러울" 겁니다.
Ph.D. in Physics Hyun-Gyu Lee, Daughter Onulee 8 months old
https://www.nature.com/articles/s41598-018-28963-0
Senescent tumor cells building three-dimensional tumor clusters
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