천문학, 천체물리학, 우주론 분야에서는 매우 흥미로운 시기입니다. 최첨단 새로운 관측소, 장비 및 기술 덕분에 과학자들은 대부분 검증되지 않은 이론의 실험적 검증에 한 걸음 더 가까워졌습니다.

이러한 이론은 중력, 암흑 물질, 암흑 에너지의 본질과 같이 우주와 우주를 지배하는 물리 법칙에 대해 과학자들이 갖고 있는 가장 시급한 질문 중 일부를 다루고 있습니다. 수십 년 동안 과학자들은 추가적인 물리학이 작동 중이거나 우리의 일반적인 우주론 모델을 수정해야 한다고 가정해 왔습니다.

암흑물질과 암흑에너지의 존재와 본질에 대한 연구가 여전히 진행 중인 가운데, 새로운 물리학의 가능성을 바탕으로 이러한 미스터리를 해결하려는 시도도 있습니다.

~에 최근 논문NASA 연구진은 우주선이 우리 태양계 내에서 추가적인 물리학의 증거를 검색할 수 있는 방법을 제안했습니다. 그들은 이 연구가 사면체 형태로 우주선을 비행하고 간섭계를 사용함으로써 뒷받침될 것이라고 주장합니다. 그러한 임무는 반세기 이상 동안 과학자들이 파악하지 못했던 우주 미스터리를 해결하는 데 도움이 될 수 있습니다.

제안은 행동이다 슬라바 G. 투리셰프로스앤젤레스 캘리포니아 대학교(UCLA)의 물리학 및 천문학 조교수이자 NASA 제트 추진 연구소의 연구 과학자입니다.

그 사람이 합류했어요 싱 웨이 치우NASA JPL의 실험 물리학자, 난 유, 사우스 캐롤라이나 대학의 조교수이자 NASA JPL의 선임 연구 과학자입니다. 그들의 논문은 최근 온라인에 게재되었으며 다음에서 출판이 승인되었습니다. 물리적 검토 d.

Turyshev의 경험에는 중력 및 내부복구 연구실 (GRAIL) 임무 과학 팀의 구성원입니다. 이전 연구에서 Turyshev와 그의 동료들은 태양에 임무를 보내는 방법을 조사했습니다. 태양 중력 렌즈 (SGL)은 천문학에 혁명을 일으킬 수 있습니다.

컨셉 논문은 A를 받았습니다 3단계 장학금 2020년에는 NASA의 NIAC(Innovative Advanced Concepts) 프로그램을 통해 이전 연구에서 그와 SETI 프로젝트 천문학자 Claudio Macon은 또한 선진 문명이 이를 어떻게 사용할 수 있는지 살펴보았습니다. 동력 전달용 SGL 한 태양계에서 다른 태양계로.

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요약하면, 중력 렌즈는 중력장이 주변 시공간 곡률을 변화시키는 현상입니다. 이 효과는 원래 1916년 아인슈타인이 예측하고 사용했습니다. 1919년의 아서 에딩턴 그의 말을 확인하기 위해 일반상대성이론 (GR).

이 그림은 전경에 있는 질량의 중력 영향을 받는 먼 은하의 빛 궤적을 보여줍니다. (NASA/ESA)

그러나 1960년대와 1990년대 사이에 은하의 회전 곡선과 우주의 팽창에 대한 관찰은 더 큰 우주 규모의 중력의 본질에 관한 새로운 이론을 탄생시켰습니다. 한편, 과학자들은 GR과 그들의 관찰을 조화시키기 위해 암흑 물질과 암흑 에너지의 존재에 대한 가설을 세웠습니다.

반면에 과학자들은 수정된 뉴턴 역학(MOND), 수정 중력(MOG) 등과 같은 중력에 대한 대체 이론을 개발했습니다. 한편, 다른 사람들은 우주에 우리가 아직 인식하지 못하는 추가적인 물리학이 있을 수 있다고 제안했습니다. Turyshev가 이메일을 통해 Universe Today에 다음과 같이 말했습니다.

“우리는 암흑 에너지와 암흑 물질의 신비를 둘러싼 질문을 탐구하는 데 열중하고 있습니다. 지난 세기에 발견되었지만 근본적인 원인은 아직 파악하기 어렵습니다. 이러한 '변칙'이 새로운 물리학에서 비롯된 것이라면 아직까지 밝혀지지 않은 현상입니다. 지구에서 관찰되었습니다.” “실험실이나 입자 가속기 – 이 새로운 힘은 태양계 규모에서 시연될 수 있습니다.”

최근 연구에서 Turyshev와 그의 동료들은 사면체 형태로 비행하는 일련의 우주선이 어떻게 태양의 중력장을 조사하는지 조사했습니다.

이번 조사에서는 태양계 규모의 일반상대성이론 예측과의 편차를 찾아볼 것이며, 이는 지금까지 불가능했던 일이라고 Turyshev는 말했습니다.

“이러한 편차는 포아송 방정식의 해와 유사한 중력 경사 텐서(GGT)의 0이 아닌 구성 요소로 나타나는 것으로 가정됩니다.

작은 특성으로 인해 이러한 이상 현상을 탐지하려면 현재 성능을 훨씬 뛰어넘는 정밀도(최소 5배 이상)가 필요합니다. 이렇게 높은 수준의 해상도에서는 알려진 많은 효과로 인해 상당한 노이즈가 발생합니다.

이 전략에는 알려진 힘의 영향을 무효화하기 위해 차등 측정을 수행하여 GGT에 대한 미묘하지만 0이 아닌 기여를 드러내는 작업이 포함됩니다.

Turyshev는 이번 임무에서 일련의 간섭계에 의존하는 로컬 측정 기술을 사용할 것이라고 말했습니다. 여기에는 그가 시연한 기술인 중재적 레이저 거리 측정이 포함됩니다. 중력을 복원하고 기후 실험을 계속하세요 GRACE-FO 임무는 레이저 거리 측정을 사용하여 지구의 바다, 빙하, 강 및 지표수를 추적하는 한 쌍의 우주선입니다.

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제안된 우주선의 중력파를 조사하는 데에도 동일한 기술이 사용됩니다. 레이저 간섭계 안테나 (리사).

우주선에는 원자 간섭계도 장착될 예정입니다. 파도 서로 다른 경로를 따라 원자 물질의 파동 사이의 위상 차이를 측정하는 원자의 특성. 이 기술을 통해 우주선은 비중력 소음(추력 활동, 태양 복사압, 열 반동력 등)의 존재를 감지하고 이를 필요한 수준까지 무효화할 수 있습니다.

한편, 사면체 형태로 비행하면 우주선의 측정값 비교 능력이 향상됩니다.

Turyshev는 “레이저 거리 측정은 우주선 사이의 상대적 거리와 속도에 대한 매우 정확한 데이터를 제공할 것입니다.”라고 말했습니다.

“게다가 탁월한 정밀도 덕분에 (Sagnac의 관찰을 통해) 관성 기준계에 대한 사면체 구성의 회전을 측정할 수 있게 되었는데, 이는 다른 수단으로는 달성할 수 없는 작업입니다. 따라서 이것은 다음과 같은 사면체 구성을 생성할 것입니다. 일련의 지표 로컬 측정을 사용합니다.”

궁극적으로 이 임무는 지금까지 매우 부족했던 가장 작은 규모의 유전자원을 테스트하게 될 것입니다. 과학자들은 중력장이 시공간에 미치는 영향을 계속해서 탐구하고 있지만 대부분 은하와 은하단을 렌즈로 사용하는 데 국한되어 왔습니다.

다른 예로는 백색 왜성과 같은 밀집 물체와 은하 중심에 위치한 궁수자리 A*와 같은 초대질량 블랙홀(SMBH)에 대한 관찰이 있습니다.

“우리는 GR 테스트와 대체 중력 이론의 정확성을 5배 이상 향상시키는 것을 목표로 합니다.

이러한 기본 목표 외에도 우리 논문에는 추가적인 과학적 목표가 있으며, 이에 대해서는 후속 논문에서 자세히 설명하겠습니다. 여기에는 GR 및 기타 중력 이론 테스트, 기존 또는 구상 장비로는 접근할 수 없는 스펙트럼인 마이크로헤르츠 범위의 중력파 감지, 가상의 Planet 9와 같은 태양계 측면 탐색 등이 포함됩니다.

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