긴 공간에는 소리가 없다는 말이 있습니다. 어느 정도는 사실입니다. 기존의 소리는 통과 할 매체가 필요하며 입자가 압축되고 희소 화 될 때 생성되어 큰 소리를 내며 반복되는 패턴을위한 일관된 음색에 대한 단일 펄스. 입자가 너무 적어서 그러한 신호가 사라지는 공간에서는 태양 플레어, 초신성, 블랙홀 합병 및 기타 우주 재앙이 들리기도 전에 침묵합니다. 그러나 공간 자체가 통과하는 것 외에는 아무것도 필요로하지 않는 또 다른 유형의 압축-희귀 화가 있습니다. 중력파입니다. LIGO의 첫 번째 긍정적 인 탐지 결과 덕분에 우리는 처음으로 우주를 들었습니다.

일반 상대성 이론에 따르면 중력 이론이 일관성을 유지하려면 중력파가 존재해야했습니다. 뉴턴과는 달리 ” 아인슈타인의 이론은 서로 궤도를 도는 두 개의 질량이 영원히 그 구성에 남아있을 것이라고 예측했습니다. 아인슈타인의 이론은 충분한 시간이 지나면 중력 궤도가 붕괴 될 것이라고 예측했습니다. 지구가 태양 궤도를 도는 것과 같은 경우, 당신은 그것을 경험하기 위해 살 수 없을 것입니다. : 지구가 태양으로 나선다면 10 ^ 150 년이 걸립니다. 그러나 두 개의 중성자 별이 서로 궤도를 도는 것과 같은보다 극단적 인 시스템의 경우 실제로 궤도가 시간이 지남에 따라 붕괴되는 것을 볼 수 있습니다. 에너지를 보존하기 위해 아인슈타인의 중력 이론은 에너지가 중력파의 형태로 운반되어야한다고 예측했습니다.

이 파도는 엄청나게 약하고 시공간에서 물체에 미치는 영향은 엄청나게 작습니다. 그러나 라디오의 구성 요소가 이러한 긴 주파수 광파를 듣는 방법을 알고있는 것처럼 이러한 신호를 듣는 방법을 알고 있다면 이러한 신호를 감지하고 다른 소리를 듣는 것처럼들을 수 있습니다. 주파수는 다른 어떤 파동과도 다르지 않습니다. General Relativity는 가장 큰 파동을 생성하는 신호가 가장 쉽게 감지 할 수있는 신호로 이러한 파동이 어떻게 들리는 지에 대해 명시 적으로 예측합니다. 가장 큰 진폭이 모두 들리나요? 두 개의 블랙홀이 서로 나선형으로 나선형을 이루는 고무적이고 합쳐지는 “처프”입니다.

향상된 지 며칠 뒤인 2015 년 9 월 LIGO가 처음으로 데이터를 수집하기 시작했을 때 크고 비정상적인 신호가 발견되었습니다. 짧은 200 밀리 초의 폭발로 많은 에너지를 전달하여 관측 가능한 우주의 모든 별을 능가했을 것이므로 모두를 놀라게했습니다. 그러나 그 신호는 견고하다는 것이 밝혀졌고, 그 폭발로 인한 에너지는 36 개와 29 개의 태양 질량으로 이루어진 두 개의 블랙홀에서 나왔고, 하나의 62 개의 태양 질량으로 합쳐졌습니다. 세 개의 태양 질량이없는 것은 순수한 것으로 변환되었습니다. 에너지 : 중력파가 공간의 구조를 맴돌고 있습니다. LIGO가 감지 한 첫 번째 이벤트입니다.

이제 1 년이 넘었고 LIGO는 현재 두 번째 실행 중입니다. 다른 블랙홀과 블랙홀의 합병이 감지되었을뿐만 아니라, 새로운 탐지기가 새로운 유형의 소리에 귀를 기울일 것이므로 중력파 천문학의 미래는 밝습니다. LISA와 같은 우주 간섭계는 더 긴 기준선을 가지며 중성자 별 합병과 같은 소리, 초 거대 블랙홀을 즐기는 소리, 매우 불평등 한 질량을 가진 합병과 같은 낮은 주파수 소리를 듣습니다.펄서 타이밍 어레이는 초 거대 블랙홀 쌍 : OJ 287과 같이 완료하는 데 수년이 걸리는 궤도와 같이 더 낮은 주파수를 측정 할 수 있습니다. , 우리 우주의 시작 부분으로 거슬러 올라갑니다.

듣게 될 것이 너무 많고 우리는 방금 처음으로 듣기 시작했습니다. 고맙게도 천체 물리학 자 Janna Levin은 환상적인 책인 Black Hole Blues and Other Songs from Outer Space의 저자가 오늘 밤 5 월 3 일 오후 7시, 태평양 오후 4시에 Perimeter Institute에서 공개 강의를 할 준비가되어 있습니다. 여기에서 생중계되고 실시간으로 나에 의해 생중계됩니다! 이 놀라운 주제에 대해 더 자세히 알고 싶으시면 저희와 함께하세요. 그녀의 이야기를 듣고 싶습니다.

라이브 블로그는 오후 4시 이전에 시작됩니다. 태평양; 여기에 합류하고 따라 가세요!

3:50 PM : 상영 시간까지 10 분 남았습니다. 축하하기 위해 여기에 10 가지 재미있는 사실이 있습니다 (또는 가능한 한 많이 들어가) 중력과 중력파에 대해.

1.) 질량 사이에 보이지 않는 힘이 가해지는 “원거리에서의 작용”대신에 일반 상대성 이론은 물질과 에너지가 시공간의 구조를 뒤 틀고 있다고 말합니다. 그리고 그 뒤틀린 시공간이 중력으로 나타납니다.

2.) 중력은 무한한 속도로 이동하는 대신 빛의 속도로만 이동합니다.

3.) 이것은 중요합니다. , 이는 거대한 물체의 위치, 구성, 동작 등에 변화가 생기면 계속되는 중력 변화는 빛의 속도로만 전파됩니다.

3:54 PM : 4.) 이것은 예를 들어 중력파가 빛의 속도로만 전파 될 수 있음을 의미합니다. 중력파를 “감지”하면 질량 구성이 변경되었을 때의 신호를 “감지”하는 것입니다.

5.) LIGO에 의해 감지 된 첫 번째 신호는 약 13 억 광년 거리에서 발생했습니다. 우주는 그 합병이 발생한 오늘날보다 약 10 % 더 젊었습니다.

6.) 중력이 무한 속도로 이동하면 행성 궤도가 완전히 불안정해질 것입니다. 행성이 주위를 타원으로 움직인다는 사실 Sun은 일반 상대성 이론이 정확하다면 중력의 속도는 빛의 속도와 약 1 %의 정확도로 동일해야한다고 명령합니다.

3:57 PM : 7.) 더 많은 중력파가 있습니다. LIGO가 지금까지 본 것보다 신호를 감지했습니다. 감지하기 가장 쉬운 신호 만 감지했습니다.

8.) 신호를 “보기 쉽게”만드는 것은 진폭의 조합입니다. 즉, 경로 길이 또는 공간의 거리와 빈도를 얼마나 많이 변형시킬 수 있는지입니다.

9.) LIGO의 팔 길이가 4km에 불과하고 거울은 즉, LIGO는 1Hz 이상의 주파수 만 감지 할 수 있습니다.

10.) 더 느린 신호의 경우 더 긴 레버 암과 더 큰 감도가 필요하며 이는 우주로가는 것을 의미합니다. 이것이 중력파 천문학의 미래입니다!

4:01 PM : 해냈습니다! Janna Levin을 시작하고 소개 할 시간입니다. (만약 “YON-na”가 아니라 “JAN-na”라고 발음하십시오. 궁금 하시죠.)

4:05 PM : 다음은 첫 번째 중력파의 첫 직접 녹음입니다. 아인슈타인이 처음으로 일반 상대성 이론을 발표 한 지 100 년이 걸렸고 그녀는 녹음을하고 있습니다!가서 들어보세요! 결국 우주에서 소리를 “듣다”는 것은 무엇을 의미하며 왜 이것이 소리일까요? 이것이 그녀의 이야기의 목적이라고 그녀는 말합니다.

4:08 PM : 우주에 무엇이 있는지 생각해 보면 우리는이 사실을 알 방법이 없었습니다. 갈릴레오의 시간입니다. 우리는 흑점, 토성 등을 생각하고 있었는데 거대한 우주 규모 나 거리를 전혀 생각할 수 없었습니다. “다른 은하계에 대한 생각”은 잊어 버려, 우리는이 모든 것을 생각하지 못했습니다!

4:10 PM : Janna는 Sloan Digital Sky Survey에서 제가 좋아하는 비디오 중 하나를 보여주고 있습니다. 그들은 가장 가까운 은하 400,000 개를 조사하여 3 차원으로 매핑했습니다. 이것이 바로 우리의 (가까운) 우주의 모습입니다. 보시다시피 대부분은 빈 공간입니다!

4:12 PM : 그녀는 완전히 빛나고있는 정말 대단한 지적을합니다. 1000 분의 1 정도의 별만이 블랙홀이 될 것입니다. 우리로부터 30 광년 이내에 400 개 이상의 별이 있으며, 그 중 0 개는 O 또는 B 별이며 0 개는 블랙홀이되었습니다. 가장 파랗고, 가장 크고, 가장 짧으며, 수명이 짧은 별만이 블랙홀로 성장할 것입니다.

4:15 PM : “아인슈타인의 이론은 어디에서 왔는가”를 고려할 때 Janna는 동등성 원리에 대한 아이디어를 훌륭한 지적합니다. 예를 들어 중력이있는 경우 의자에서 “무거운”느낌이 든다고 생각할 수 있습니다. 하지만 당신이 가진이 반응은 당신이 가속 할 때 느끼는 것과 똑같은 반응입니다. 당신이 느끼는 것은 중력이 아니라 주변 문제의 영향입니다!

4:17 PM : OKGO 밴드가 구토 혜성에서 날아 다니는 동영상을 촬영했습니다. Janna는 저작권상의 이유로 오디오와 함께 모든 것을 보여줄 수 없으며 적극 권장합니다. 다행히도 인터넷 덕분에 … 여기 있습니다! 여유롭게 즐기십시오!

4:19 PM : 중력에 대한 또 다른 큰 계시가 있습니다. 우리가 어떻게 작동하는지 이해하는 방식은 물건이 떨어집니다. 달은 지구 주위로 “떨어지고”있습니다. 뉴턴은 그것을 깨달았습니다. 그러나 지구는 태양 주위로 떨어지고 있습니다. 태양은 은하계 주위로 “떨어지고”있습니다. 그리고 원자는 여기 지구에 “떨어집니다”. 그러나 “모두 자유 낙하 상태에있는 한 동일한 규칙이 모두 적용됩니다. 놀랍습니다!

4:21 PM : 여기에 “재미있는 계시가 있습니다. 블랙홀이 붕괴되고 부서진 물질이라고 생각하지 마세요. 그게 그 원인 일 수도 있지만. 대신, 강한 중력 특성을 가진 단순히 빈 공간의 영역으로 생각하십시오. 실제로이 공간에 “질량”을 할당하는 것이 전부라면 Schwarzschild (비 충전, 비 회전) 블랙홀을 완벽하게 정의 할 수 있습니다.

4 : 23 PM : 만약 당신이 태양의 질량의 블랙홀에 빠지게된다면, 당신은 사건의 지평선 (Janna에 따르면)을 가로 질러서 당신이 특이점에서 부서져 죽을 때까지 약 1 마이크로 초를 가질 것입니다. 이것은 일관성이 있습니다. 내가 한 번 계산 한 것으로, 은하수의 중심에있는 블랙홀의 경우 약 10 초가 소요됩니다. 은하수의 블랙홀은 우리 태양보다 4,000,000 배나 무거 우므로 수학이 잘 작동합니다!

4:26 PM : 중력파를 어떻게 감지 할 수 있습니까? 솔직히 바다 표면에있는 것과 같을 것입니다. 당신은 우주의 표면을 따라 위아래로 움직 였고,이 파도가 진짜인지 아닌지에 대해 커뮤니티에서 큰 논쟁이있었습니다. Joe Weber가 와서이 중력파를 측정하기로 결정하기 전까지는 아니 었습니다. , 경이로운 장치 (알루미늄 막대)를 사용하면 잔물결 파동이 막대를 아주 약간 “당길”경우 진동 할 것입니다.

Weber는 중력파로 식별 한 많은 신호를 보았지만 불행히도 , 복제 또는 확인되지 않았습니다. 그는 그의 모든 영리함으로 인해 매우 신중한 실험자가 아니 었습니다.

4:29 PM : 트위터에 Jon Groubert의 좋은 질문이 있습니다. “그녀가 말한 것에 대해 질문이 있습니다. 블랙홀 안에 뭔가가 있지 않습니까? 무거운 중성자 별 처럼요. 점형 (비 회전 특이점의 경우) 또는 1 차원 링 (회전하는 경우) 중 하나 인 특이점이 있어야하지만 압축되고 붕괴 된 3 차원 물질이 아닙니다.

왜 안 되죠?

구조물로 남아 있기 위해서는 힘이 입자 사이에서 전파되고 전달되어야합니다. 그러나 입자는 빛의 속도로만 힘을 전달할 수 있습니다. 그러나 빛조차도 블랙홀의 출구를 향해 “밖으로”이동할 수있는 것은 없습니다. 모든 것이 특이점으로 이동합니다. 그래서 아무것도 스스로를 견딜 수 없으며 모든 것이 특이점으로 붕괴됩니다. 슬프지만 물리학은 이것을 불가피하게 만듭니다.

4:32 PM : Weber의 실패 (그리고 명성에서 떨어짐) 이후, LIGO의 아이디어는 1970 년대에 Rai Weiss에 의해 탄생했습니다. LIGO가 결실을 맺기까지 40 년이 걸렸지 만 (그리고이를 실현하기 위해 1,000 명 이상이) 가장 환상적인 것은 실험적으로 가능했다는 것입니다. 두 개의 매우 긴 레버 암을 만들어 지나가는 중력파의 효과를 볼 수있었습니다. .

4:34 PM : 이것은 중력파가하는 일을 보여주는 제가 가장 좋아하는 비디오입니다. 공간 자체 (및 그 안의 모든 것)를 조금씩 앞뒤로 움직입니다. 레이저 간섭계 (예 : LIGO)를 설정하면 이러한 진동을 감지 할 수 있습니다.하지만 충분히 가까이 있고 귀가 충분히 민감하다면 고막에서이 움직임을 느낄 수 있습니다.

4 : 35 PM : Perimeter, 정말 좋은 헤드폰을 가지고 있지만, 안타깝게도 Janna가 재생하는 다른 중력파 모델 신호를들을 수 없습니다!

4:38 PM : 재미 있네요 이것이 LIGO 감지기 내부의 세계에서 가장 진보 된 진공이라고 생각합니다. 그러나 새, 쥐, 생쥐 등은 모두 그 아래에 있으며 빛이 통과하는 거의 진공실로 씹습니다. 그러나 진공 상태가 깨 졌다면 (1998 년 이후로 계속) 실험은 끝났을 것입니다. 루이지애나에서는 사냥꾼들이 LIGO 터널을 쏘았습니다.이 장비가 얼마나 민감하고 비싸지 만 얼마나 취약한 지 두렵습니다. 모든 것도 마찬가지입니다.

4:41 PM : Janna는 긴장감이 넘치지 만 매우 인간적인 방식으로이 이야기를 전달하는 데 정말 대단한 일을하고 있습니다. 우리는 위의 영화에서 급격히 느려진 두 개의 궤도를 도는 블랙홀의 마지막 몇 개의 궤도 만 보았습니다. 그들은 불과 몇 백 킬로미터 떨어져 있었고 마지막 4 개의 궤도는 200 밀리 초가 걸렸습니다. 이것이 LIGO가 본 신호의 전체입니다.

4:43 PM : If 당신은 이야기에서 사건을 듣거나 듣는 데 어려움을 겪고 있습니다.이 비디오 (위)를 자연스러운 음조와 증가 된 음조로 들으십시오. 2015 년 12 월 26 일의 더 작은 블랙홀 (대략 8 개 및 13 개의 태양 질량)은 같은 해 9 월 14 일의 큰 블랙홀 (29 개 및 36 개의 태양 질량)보다 더 조용하고 높았습니다.

4:46 PM : 약간의 수정 : Janna는 이것이 빅뱅 이후 감지 된 가장 강력한 이벤트라고 말했습니다. 그리고 그것은 우리가 감지하는 한계 때문에 기술적으로 만 사실입니다.

블랙홀 합병이 발생하면 합병 쌍에서 가장 작은 블랙홀 질량의 약 10 %가 아인슈타인의 E = mc2를 통한 순수 에너지. 29 개의 태양 질량은 많지만 함께 합쳐진 수억 또는 수십억 개의 태양 질량의 블랙홀이있을 것입니다. 그리고 우리는 증거를 가지고 있습니다.

4:49 PM : 이것은 OJ 287로, 1 억 5 천만 개의 태양 질량 블랙홀이 ~ 18 궤도를 도는 곳입니다. 10 억 개의 태양 질량 블랙홀. 완전한 궤도가 발생하는 데 11 년이 걸리며 General Relativity는 여기에서 궤도 당 270 도의 세차 운동을 예측합니다. 반면 수성의 경우 세기 당 43 호 초입니다.

4:51 PM : Janna는 여기서 제 시간에 끝내는 놀라운 일을했습니다. Perimeter 공개 강연에서 50 분 후에 실제로 1 시간 강연이 끝나는 것을 본 적이 없습니다. 와우!

4:52 PM : 지구가 블랙홀입니까? (Q & Max의 질문입니다.) Janna가 훌륭한 대답을했지만 중력파의 관점에서 지적하고 싶습니다. 지구는 산산조각이 나고 “번져 진”파동 신호를 받게됩니다. 이것은 훨씬 더 시끄럽고 정적 인 신호입니다. 지구가 삼켜지면, 태양 질량의 3 백만 분의 1이 추가로 블랙홀의 반경이 그에 상응하는 작은 양만큼 증가함에 따라 사건의 지평선이 조금만 커질 것입니다.

오후 4:55 : 정말 재미있는 강연, 훌륭하고 멋진 Q & 세션, 그리고 전반적으로 훌륭한 경험입니다. 강연 동영상이 이제 영구 링크로 삽입되었으므로 계속해서 즐겨보세요. . 시청 해 주셔서 감사합니다!