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우주는 확장되고 있습니다 - 중력파는 우리에게 얼마나 빨리 우리에게 보여줄 수 있습니다

2 년 전에 처음 발견 된 중력 파도는 천문학 자들이 우주의 확장 속도에 대해 훨씬 더 정확한 가치를 내놓는 데 도움이 될 수 있습니다. 시카고 대학교 (University of Chicago)의 연구원에 따르면이 방법을 사용하는 정확한 추정치는 5 년에서 10 년 이내에 개발 될 수 있습니다.

1929 년 에드윈 허블 (Edwin Hubble)은 우주가 정적이 아니라 오히려 끊임없는 확장 상태에 있음을 증명 한 후 천문학의 세계를 흔들었다. 이것뿐만 아니라 확장 속도가 가속화되고 있습니다. 물체가 멀어 질수록 우리의 유리한 지점에서 더 빨리 물러납니다. 이 통찰력은 현대 우주론의 많은 부분을 뒷받침하며 확장 된 우주의 개념이 없으면 빅뱅 이론과 같은 것은 없을 수 있습니다.

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그러나 정확한 확장 속도를 줄인 소위 허블 상수는 허블 (Hubble)이 획기적인 발견을 한 지 거의 1 세기 후에 오늘날의 현대적인 악기와 기술로도 어려운 작업을 입증했습니다.

천문학자는 허블 상수를 계산하기 위해 두 가지 매우 다른 방법을 사용합니다. 하나는 먼 곳 (예 :밝은 퀘이사)까지의 거리를 기록하고 그것이 우리에게서 얼마나 빨리 움직이는지를 포함합니다. 이 두 번째 수량은 보편적 인 팽창으로 인해 빛이 파장을 증가시키기 때문에 상대적으로 쉽게 결정합니다.

그러나 측정 거리는 그 길을 따라 가정과 근사치가 이루어지는 단계가 많기 때문에 오류가 발생하기 쉽습니다. 간단히 말해서, 모든 단계에서 계속 반올림하면 사소한 오류가 추가되고 결국 최종 값에 대한 상당한 오류가 발생할 수 있습니다.

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허블 상수를 계산하는 두 번째 접근법은 우주 전자 레인지 배경 방사선 (빅뱅의 남은 방사선 또는 우주가 시작된 시간)을 연구하는 것입니다. 이 방법도 우주의 작동 방식에 대한 특정 가정에 의존합니다.

문제는 두 가지를 비교할 때 비슷한 결과로 끝나지 않는다는 것입니다.

두 방법의 결과를 비교할 때 얻는 것은 값의 10% 차이입니다. 그것은 불일치가 너무 많기 때문에 많은 천체 물리학 자들이 허블 상수에 대한 더 정확한 가치를 제시 할 수있는 새로운 방법을 찾고 있습니다.

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시카고 대학교 물리학 교수 인 다니엘 홀츠 (Daniel Holz)와 동료들은 황금 티켓을 발견했을 것입니다. 과학자들은 두 개의 별의 충돌로 인해 생성 된 것과 같은 중력파의 관찰을 결합함으로써 충돌의 여파로 방출 된 빛을 결합함으로써 완전히 새로운 방식으로 허블 상수를 계산할 수 있다고 말합니다.

확장 된 우주의 잔물결

약 100 년 전에 아인슈타인의 일반 상대성 이론에 의해 처음 예측 된 중력파의 존재는 최근에만 확인되었습니다. 이 행사는 Ligo (Laser Interferometer Mavitational-Wave Observatory)에 의해 녹음되었으며, 그의 창립자들은이 업적을 위해 노벨 물리학상을 수상했습니다.

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중력파는 본질적으로 시공간 직물에서 잔물결이며, 중성자 별이나 블랙홀과 같은 매우 거대한 가속 우주 물체 사이의 상호 작용에 의해 생성됩니다. 여러면에서, 중력파는 돌이 연못에 던져 질 때 발생하는 파도와 다르지 않습니다.

Ligo는 1992 년에 설립되었으므로 중력파의 존재를 증명하는 데 25 년이 걸렸습니다. 중력파를 감지하는 것은 극도의 정밀도에 의존하기 때문입니다. 과학자들은 간섭계를 사용하여 양성자 폭보다 1,000 배 더 작은 거리 변화를 측정해야했습니다. 기본적으로 기본적으로 4km 떨어진 거울입니다.

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중력파의 첫 번째 탐지는 2015 년 9 월 14 일에 발생했으며 2016 년 2 월 11 일에 발표 된 두 개의 블랙홀의 충돌로 제작되었습니다. 그 이후로 과학자들은 두 개의 중성자 별의 합병에 의해 생성 된 중력파를 포함하여 여러 가지 다른 사건을 관찰했습니다. 동일한 소스에서 유래 한 신호가 빛을 감지하는 전통적인 망원경과 시공간의 직물에 주름을 감지하는 중력파 탐지기로 처음으로 감지되었습니다.

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놀라운 발견은 또한 시카고 대학교 연구원 팀이 새로운 방법을 고안 할 수있게 해주었다. 별을 충돌하여 방출되는 신호를 측정함으로써 과학자들은 질량과 에너지의 시그니처를 얻을 수 있습니다. 그들이이 독서를 중력파의 힘과 비교할 때, 그들은 얼마나 멀리 떨어져 있는지를 추론 할 수 있습니다.

Holz는이 방법에는 우주에 대한 가정이 적어 컴퓨터 허블을 일정하게 정확하게 만들 수 있다고 말합니다. 측정의 정밀도에 영향을 미치는 유일한 중요한 변수는 과학자들이 중력파를 얼마나 자주 기록 할 수 있는지입니다. Holz와 동료들은 Neutron Star 충돌로부터 25 개의 판독 값을 감지하면 3% 정확도로 우주의 확장을 측정 할 수 있다고 추정합니다. 200 개의 판독 값에서 오류는 1%로 좁아졌습니다. 저자는 저널 자연에서보고했습니다. .

허블 상수의 정확한 값은 중력의 본질이 시간이 지남에 따라 변했는지 여부를 알려줄 수 있습니다. 또한 과학자들은 우주 시대에 훨씬 더 정확한 가치에 도달 할 수 있다는 것입니다.


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