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#GW150914

3건의 기사

천문·천체물리

대전 둔산여고 '사이언스 슬램D' 개최···천문연 김경민 박사 중력파 강연으로 우승

지난 17일 대전둔산여자고등학교에서 '보이지 않는 신호들의 세계'를 주제로 제73회 '사이언스 슬램D'가 열려 한국천문연구원 김경민 박사, 기초과학연구원(IBS) 유정완 박사, 한국기계연구원 전승규 박사, 한국표준과학연구원 차진웅 박사가 연사로 나섰다. 김경민 박사는 빛을 거의 내지 않는 블랙홀을 직접 관측하기 어렵다는 점을 짚으며, 100년 전 아인슈타인의 예측 이후 2015년 미국 라이고(LIGO)에서 인류 최초로 직접 검출(GW150914)에 성공해 중력파로 블랙홀의 질량·거리·자전 속도까지 파악하는 '중력파 천문학' 시대가 열렸다고 소개했다. 이 밖에 AI 기반 바이오 자율실험실, 복잡계 상호작용, 극저온 큐비트 신호를 빛 신호로 바꾸는 양자 신호 변환기 연구가 발표됐다. 80여 명의 학생들은 질의응답에서 질문지를 종이비행기로 접어 무대로 날리며 참여했고, 우승은 김경민 박사가 차지해 오는 12월 왕중왕전에 진출한다.

헬로디디국내

천문·천체물리

일반상대성이론 벗어난 중력파 신호, 딥러닝으로 탐지 가능할까…실제 LIGO 잡음 기반 임계값 연구

연구진은 일반상대성이론(GR)을 벗어난(beyond-GR) 중력파 신호 변형을 머신러닝으로 탐지할 수 있는지 아LIGO PSD 합성 잡음과 실제 LIGO H1 검출기 데이터로 검증했다. 진폭·위상·주파수 변조 세 가지 변형 유형에 무차원 강도 계수 β를 적용하고, 1차원 합성곱 신경망과 10개의 수작업 파형 통계를 결합한 하이브리드 분류기를 훈련시킨 뒤 훈련에서 제외한 변형 유형으로 시험했다. GW150914의 실제 신호를 템플릿으로 삼고 실제 H1 잡음을 사용한 결과 탐지 임계값은 β ≈ 0.25로 나타났으며, 정확도는 β ≤ 0.2에서 무작위 수준이다가 β ≥ 0.5에서 완벽한 분류에 도달했다. 다만 연구진은 이 임계값이 여기서 채택한 시간의 2차 함수 형태 변조에 한정된 값이며 beyond-GR 변수에 대한 일반적 제약으로 해석해서는 안 된다고 밝혔다. 작은 β에서의 부정적 결과는 정합필터 신호 추출 없이 머신러닝만으로 수행하는 beyond-GR 탐색의 정량적 한계를 보여준다는 것이 연구진의 주장이다.

arXiv astro-ph.IM (관측기기)

A clear night sky showcasing the distant Andromeda Galaxy among scattered stars.
천문·천체물리

중력파 GW250114로 베켄슈타인-호드 한계 3.3σ 수준 검증

연구진은 지금까지 관측된 쌍성 블랙홀 병합 중력파 신호 가운데 가장 강한 GW250114를 이용해 블랙홀의 완화 시간에 하한을 두는 베켄슈타인-호드(Bekenstein-Hod) 한계를 검증했다. 같은 데이터를 재사용하지 않기 위해 잔여 블랙홀의 온도는 정점 이전 최소 10M 지점에서 잘라낸 병합 이전 데이터로, 가장 오래 지속되는 감쇠 시간은 병합 이후 데이터로 각각 추정했으며 링다운 진동수와 감쇠 시간은 커(Kerr) 스펙트럼에 고정하지 않고 독립적으로 변화하도록 허용했다. 주 분석인 t_<=-10M 조건에서 이 한계는 링다운 시작 시점 전반에 걸쳐 3.3~3.6σ로 확인됐으며, 이는 GW150914로 얻었던 91% 신뢰수준에서 크게 개선된 결과다. 결론은 병합 이전 절단 조건을 바꾸거나 수명이 짧은 첫 번째 오버톤을 파형 모형에 명시적으로 포함해도 유지됐다.

arXiv astro-ph.HE (고에너지)