웨버 막대
"오늘의AI위키"의 AI를 통해 더욱 풍부하고 폭넓은 지식 경험을 누리세요.
1. 개요
웨버 막대는 1960년대 조제프 웨버가 개발한 중력파 검출 실험 장치이다. 웨버는 이 장치를 통해 중력파를 감지하려 했으나, 실험 결과에 대한 논란이 있었고, 특히 1987년 초신성 1987A에서 중력파를 감지했다는 주장은 널리 받아들여지지 않았다. 웨버 막대는 거대한 알루미늄 실린더로, 1660 헤르츠의 공진 주파수에서 진동하며, 압전 센서를 통해 미세한 길이 변화를 감지하도록 설계되었다. 비록 웨버의 실험은 성공적인 중력파 검출로 이어지지는 못했지만, 중력파 연구에 영향을 미쳐 레이저 간섭계 방식의 중력파 검출기 개발에 기여했다. 웨버의 첫 번째 "중력파 안테나"는 스미스소니언 협회에 전시되었고, 두 번째 안테나는 LIGO 핸포드 관측소에 전시되어 있으며, 메릴랜드 대학교에는 웨버 기념 정원이 조성되었다.
더 읽어볼만한 페이지
- 미국의 천문학 - 스카이 앤드 텔레스코프
스카이 앤드 텔레스코프는 아마추어 천문가를 위한 월간 잡지로, 1941년 두 잡지의 합병으로 시작되어 아마추어 천문학 커뮤니티에서 중요한 역할을 해왔으며, 현재는 미국 천문학회에서 인수하여 웹사이트를 통해 최신 천문학 소식을 제공한다. - 미국의 천문학 - 로웰 천문대 근지구천체 탐색
로웰 천문대 근지구천체 탐색(LONEOS)은 1998년부터 2008년까지 0.6미터 망원경을 사용하여 근지구천체를 탐사한 프로젝트로, 22,077개의 소행성을 발견하고 소행성의 위치와 밝기 데이터를 제공했다. - 중력파 망원경 - 레이저 간섭계 중력파 관측소
레이저 간섭계 중력파 관측소(LIGO)는 중력파를 직접 검출하는 대규모 물리 실험 장치로, 레이저 간섭계를 사용하여 시공간의 미세한 떨림을 감지하며, 2015년 중력파 최초 검출 성공 이후 천문학 연구의 새로운 지평을 열었고 향후 성능 향상 및 확장이 기대된다. - 중력파 망원경 - 레이저 간섭계 우주 안테나
레이저 간섭계 우주 안테나(LISA)는 세 개의 인공위성을 정삼각형 형태로 배치하여 레이저 간섭계를 통해 중력파에 의한 미세한 거리 변화를 측정, 지구 기반 간섭계의 한계를 극복하고 낮은 주파수 영역의 중력파를 관측하는 것을 목표로 하는 우주 프로젝트이다.
| 웨버 막대 | |
|---|---|
| 개요 | |
| 종류 | 중력파 검출기 |
| 작동 원리 | 알베르트 아인슈타인의 일반 상대성 이론에 따른 중력파 검출 |
| 발명자 | 조지프 웨버 |
| 기타 명칭 | 공명 안테나 |
| 상세 정보 | |
| 재료 | 알루미늄 |
| 형태 | 큰 원통형 알루미늄 막대 |
| 크기 | 길이 약 2m, 무게 약 1톤 |
| 작동 방식 | 중력파에 의한 막대의 미세한 진동 감지 |
| 측정 방법 | 압전 소자를 이용하여 진동 측정 |
| 한계 | 낮은 감도, 잡음에 민감 |
| 발전 | 현재는 더 발전된 레이저 간섭계 방식이 주로 사용됨 |
| 역사 | |
| 개발 시기 | 1960년대 |
| 최초 개발자 | 조지프 웨버 |
| 초기 탐지 주장 | 조지프 웨버는 중력파 탐지를 주장했으나, 이후 재현되지 않음 |
| 활용 | |
| 초기 중력파 연구 | 중력파 존재 증명 및 연구에 기여 |
| 현재 | LIGO 등의 발전된 검출기 사용 |
2. 역사
조제프 웨버는 1960년대에 중력파를 검출하기 위한 장치인 웨버 막대를 개발했다. 1968년경 웨버는 중력파로 추정되는 "좋은 증거"를 수집했다고 발표했지만,[1] 그의 실험은 여러 번 반복되었으나 중력파 검출에는 실패했다.[13] 그의 실험은 많은 논란을 불러일으켰으며, 특히 1987년 SN1987A에서 중력파를 탐지했다는 주장은 널리 받아들여지지 않았다. 비판은 주로 웨버의 데이터 분석 방식과 중력파를 나타내는 진동의 세기에 대한 불완전한 정의에 집중되었다.[14]
최초의 "중력파 안테나"는 1979년 3월부터 1980년 3월까지 스미스소니언 협회에서 열린 "아인슈타인: 100주년 기념 전시"의 일부로 전시되었고,[2] 두 번째 안테나는 LIGO 핸포드 관측소에 전시되어 있다.[3] 메릴랜드 대학교에는 2019년에 웨버 기념 정원이 헌정되었으며, 이 정원에는 웨버의 막대 탐지기 코어 8개가 있다.[4]
2. 1. 초기 개발
1960년대에 조제프 웨버는 중력파를 검출하기 위해 웨버 막대라는 장치를 개발했다. 웨버는 1968년에 중력파로 추정되는 "좋은 증거"를 수집했다고 발표했다.[1] 그러나 그의 실험은 여러 번 반복되었지만, 중력파 검출에는 실패했다.[13]웨버의 실험은 많은 논란을 불러일으켰다. 특히 1987년 SN1987A에서 중력파를 탐지했다는 그의 주장은 널리 받아들여지지 않았다. 비판은 주로 웨버의 데이터 분석 방식과 중력파를 나타내는 진동의 세기에 대한 불완전한 정의에 집중되었다.[13]
웨버의 첫 번째 "중력파 안테나"는 1979년 3월부터 1980년 3월까지 스미스소니언 협회에서 열린 "아인슈타인: 100주년 기념 전시"의 일부로 전시되었다.[2] 두 번째 안테나는 LIGO 핸포드 관측소에 전시되어 있다.[3]
웨버가 교수로 있던 메릴랜드 대학교에는 2019년에 웨버 기념 정원이 헌정되었다. 이 정원에는 웨버의 막대 탐지기 코어 8개가 전시되어 있다.[4]
2. 2. 실험 결과와 논란
1968년경 웨버는 중력파에 관한 이론적 현상의 "좋은 증거"라고 결론지은 데이터를 수집했다.[1] 그러나 그의 실험은 여러 번 반복되었지만 항상 무효의 결과가 나왔다.조셉 웨버가 수행한 이러한 실험은 매우 논란이 많았으며, 그의 장치를 사용한 긍정적인 결과, 특히 1987년에 SN1987A에서 중력파를 감지했다고 주장한 것은 널리 신뢰를 잃었다.[13] 이 연구에 대한 비판은 웨버의 데이터 분석과 통과하는 중력파를 나타내는 진동 강도에 대한 불완전한 정의에 집중되었다.[14]
2. 3. 웨버 막대의 전시
웨버의 첫 "중력파 안테나"는 1979년 3월부터 1980년 3월까지 스미스소니언 협회의 "아인슈타인: 100주년 전시회"의 일부로 전시되었다.[14] 두 번째 안테나는 LIGO 핸포드 관측소에 전시되어 있다.[15]웨버 기념 정원은 웨버가 교수로 재직했던 메릴랜드 대학교에 2019년에 헌정되었다. 이 정원에는 웨버의 막대 탐지기 코어 8개가 있다.[16]
3. 작동 원리
웨버 막대는 지름 약 90cm, 길이 약 1.5m의 알루미늄제 원기둥으로 만들어졌다. 지구의 번개, 지진 등 교란 요인의 영향을 줄이기 위해 동일한 장치를 두 개 제작하여, 하나는 워싱턴 D.C. 근교 메릴랜드 대학교에, 다른 하나는 약 1000km 떨어진 시카고 근처 아르곤 국립 연구소에 설치하고 전화선으로 연결했다.[12] 이후 원반과 원통을 조합한 "안테나"로 연구를 계속했으며,[12] 그 크기는 지름 약 1m, 길이 약 2m였다. 또한, 압전 검출기를 막대 허리에 다수 부착했다. 유일하게 문제가 된 노이즈는 알루미늄 원자의 불규칙한 열운동이었다. 이 열운동은 원기둥 길이에 양성자 지름보다 작은 10-16m 단위의 오차를 발생시켰지만, 예상되는 중력파 신호는 이보다 크지 않았다. 웨버는 배경 노이즈를 나타내는 "임계값"을 초과하는 작고 짧은 흔들림을 데이터에서 찾았으나, 이 "임계값"을 모순 없이 정확하게 정의하지는 않았다.
3. 1. 공진 주파수와 진동
이 거대한 알루미늄 실린더는 1660 헤르츠의 공진 주파수에서 진동하며 웨버가 예측한 중력파에 의해 움직이도록 설계되었다. 이 파동은 매우 약해야 했기 때문에 실린더는 거대해야 했고 압전 센서는 실린더 길이의 변화를 약 10-16 미터까지 감지할 수 있을 정도로 매우 민감해야 했다.[13][1][5]3. 2. 압전 센서
웨버 막대는 압전 센서를 이용하여 매우 미세한 길이 변화를 감지하도록 설계되었다. 웨버가 예측한 중력파는 매우 약하기 때문에, 실린더는 거대해야 했고 압전 센서는 실린더 길이의 약 10-16 미터 변화를 감지할 수 있을 정도로 매우 민감해야 했다.[13][1][5] 이는 양성자 지름보다 작은 수준의 변화이다.[12]3. 3. 다중 막대 설치
웨버는 지구의 번개, 지진 등 교란 요인의 영향을 줄이기 위해 동일한 장치를 두 개 제작하여 설치했다. 하나는 워싱턴 교외의 메릴랜드 대학교에, 다른 하나는 약 1000km 떨어진 시카고 근처의 아르곤 국립 연구소에 설치한 후 전화선으로 연결했다.[12]4. 한계 및 비판
웨버의 실험은 여러 차례 반복되었지만, 일관된 결과를 얻지 못하고 무효로 판명되었다.[1]
조셉 웨버의 실험은 많은 논란을 불러일으켰으며, 특히 1987년 SN1987A에서 중력파를 탐지했다는 주장은 널리 받아들여지지 않았다. 비판의 주된 내용은 웨버의 데이터 분석 방식과 중력파를 나타내는 진동 강도에 대한 불완전한 정의였다.
웨버는 지구의 번개, 지진 등과 같은 외부 요인의 영향을 줄이기 위해 동일한 장치 두 개를 제작했다. 하나는 워싱턴 교외의 메릴랜드 대학교에, 다른 하나는 약 1000km 떨어진 시카고 근처의 아르곤 국립 연구소에 설치하고 전화선으로 연결했다. 그는 중력파가 아닌 노이즈로 인해 발생하는 알루미늄 원자의 불규칙한 열운동을 문제점으로 꼽았다. 이 열운동은 원기둥 길이에 10m 단위의 오차를 발생시켰는데, 이는 양성자 지름보다 작은 수준이지만, 예상되는 중력파 신호 역시 매우 작았다. 웨버는 데이터에서 배경 노이즈를 나타내는 "임계값"을 넘어서는 작고 짧은 흔들림을 중력파 통과의 증거로 제시했지만, 이 "임계값"을 명확하고 일관되게 정의하지 못했다.[12]
5. 현대 중력파 연구에 미친 영향
조지프 웨버의 실험은 많은 논란을 불러일으켰으며, 특히 1987년 SN1987A에서 중력파를 탐지했다는 주장은 널리 신뢰를 잃었다.[1] 비판은 주로 웨버의 데이터 분석과 통과하는 중력파를 나타내는 진동 강도에 대한 불완전한 정의에 집중되었다.
웨버의 첫 번째 "중력파 안테나"는 1979년 3월부터 1980년 3월까지 스미스소니언 협회의 "아인슈타인: 100주년 전시회"에 전시되었다.[2] 두 번째 안테나는 LIGO 핸포드 관측소에 전시되어 있다.[3]
메릴랜드 대학교에는 2019년 웨버 기념 정원이 헌정되었다. 웨버는 이 대학교의 교수였다. 이 정원에는 웨버의 막대형 검출기 코어 8개가 있다.[4]
참조
[1]
간행물
A Fleeting Detection of Gravitational Waves
http://focus.aps.org[...]
2005-12-22
[2]
서적
Einstein: A Centenary Exhibition
Smithsonian Institution Press
1979
[3]
웹사이트
Resonant Bar Detector Dedicated at Hanford
http://www.ligo.calt[...]
The LIGO web newsletter
2012-03-29
[4]
웹사이트
Weber Garden Dedication Held March 12 - UMD Physics
https://umdphysics.u[...]
2019-05-09
[5]
웹사이트
A Fleeting Detection of Gravitational Waves
http://focus.aps.org[...]
2006-05-06
[6]
간행물
Gravitational-Wave-Detector Events
http://link.aps.org/[...]
American Physical Society
[7]
웹사이트
David Lindley "A Fleeting Detection of Gravitational Wave"
http://physics.aps.o[...]
2005-12-22
[8]
웹사이트
Were gravitational waves first detected in 1987?
http://arxivblog.com[...]
The physics arXiv blog
2009-03-04
[9]
arXiv
Gravitational Wave Sources May Be "Closer" Than We Think
2009
[10]
서적
Einstein: A Centenary Exhibition
Smithsonian Institution Press
1979
[11]
웹사이트
Resonant Bar Detector Dedicated at Hanford
http://www.ligo.calt[...]
The LIGO web newsletter
[12]
서적
相対性理論はむずかしくない
講談社
1972-12-25
[13]
간행물
http://focus.aps.org[...]
[14]
서적
Einstein: A Centenary Exhibition
Smithsonian Institution Press
1979
[15]
웹인용
http://www.ligo.calt[...]
[16]
웹인용
https://umdphysics.u[...]
본 사이트는 AI가 위키백과와 뉴스 기사,정부 간행물,학술 논문등을 바탕으로 정보를 가공하여 제공하는 백과사전형 서비스입니다.
모든 문서는 AI에 의해 자동 생성되며, CC BY-SA 4.0 라이선스에 따라 이용할 수 있습니다.
하지만, 위키백과나 뉴스 기사 자체에 오류, 부정확한 정보, 또는 가짜 뉴스가 포함될 수 있으며, AI는 이러한 내용을 완벽하게 걸러내지 못할 수 있습니다.
따라서 제공되는 정보에 일부 오류나 편향이 있을 수 있으므로, 중요한 정보는 반드시 다른 출처를 통해 교차 검증하시기 바랍니다.
문의하기 : help@durumis.com