[논문]전자기파와 고차원 중력파 전달 고찰

이태훈

doi:10.17703/jcct.2019.5.1.385

전자기파와 고차원 중력파 전달 고찰
Propagation of electromagnetic and gravitational waves in braneworld 원문보기

Journal of the convergence on culture technology : JCCT = 문화기술의 융합, v.5 no.1, 2019년, pp.385 - 388

이태훈 (숭실대학교 물리학과)

초록
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5 차원 정적 다양체에 내재된 구형 대칭적인 시공간을 고려하여, 변형된 중력 이론의 하나인 DGP (Dvali, Gabadadze, and Porrati) 모형의 원거리 근사에서 측지선 방정식을 연구 하였다. 널(null) 측지선 방정식을 분석하여, 4차원 시공간에서 입자들의 유효 질량과 전달 속력을 구했다. 아인슈타인 일반상대론적 중력 이론을 규명하게 되는 중요한 업적 중에 하나인, 최근에 관측된 중력파 발견의 결과들과 측지선을 따르는 입자들의 관계성을 논의하였다. 4차원 시공간에서 전파되는 전자기파의 전달과 비교 검토 하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

Considering spherically symmetric spacetimes embedded in a 5-dimensional static Lorentzian manifold, within the large distance limit of DGP model, we study null geodesic equations. We discuss possible relations of particles following the geodesics with the gravitational waves detected recently, in c...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 논문에서 DGP 모형을 연구한다. 다음 II 절에서는, 5차원 시공간을 란달-선드럼처럼 휨(warp) 인자를 포함하는 계량(metric)으로 선택하여, DGP 모형의 (1)식에 주어진 액션(action)으로부터 아인슈타인-류(like) 방정식 등을 구한다.

제안 방법

본 논문에서 DGP 모형을 연구한다. 다음 II 절에서는, 5차원 시공간을 란달-선드럼처럼 휨(warp) 인자를 포함하는 계량(metric)으로 선택하여, DGP 모형의 (1)식에 주어진 액션(action)으로부터 아인슈타인-류(like) 방정식 등을 구한다. 먼거리(large distance) 근사에서 3+1차원 퍼텐셜 함수가 없을 때, 구대칭성(spherical symmetry)을 갖는 정적 해(static solution)를 얻고, 중심 부근의 Z-축에 수직한 운동으로 국한하여 5 차원 널-측지선(null-geodesic) 방정식을 연구한다.
다음 II 절에서는, 5차원 시공간을 란달-선드럼처럼 휨(warp) 인자를 포함하는 계량(metric)으로 선택하여, DGP 모형의 (1)식에 주어진 액션(action)으로부터 아인슈타인-류(like) 방정식 등을 구한다. 먼거리(large distance) 근사에서 3+1차원 퍼텐셜 함수가 없을 때, 구대칭성(spherical symmetry)을 갖는 정적 해(static solution)를 얻고, 중심 부근의 Z-축에 수직한 운동으로 국한하여 5 차원 널-측지선(null-geodesic) 방정식을 연구한다. 참고문헌 [4]에서처럼, 측지선 방정식의 계수(parameter)들을 잘 조정함으로써 그 측지선 방정식을 4 차원의 질량(mass) 있는 물체의 측지선 방정식처럼 재-표현한다.
본 연구 보고서에서, 최근에 관측된 중력파와 전자기파 전달의 차이를 고려하였다. 5 차원 중력 이론에서 널 측지선을 따르는 중력파를 4 차원에서 관측할 때 유효 질량을 얻고, 전파 속력도 빛 속력과는 다를 수 있음을 보였다.

성능/효과

본 연구 보고서에서, 최근에 관측된 중력파와 전자기파 전달의 차이를 고려하였다. 5 차원 중력 이론에서 널 측지선을 따르는 중력파를 4 차원에서 관측할 때 유효 질량을 얻고, 전파 속력도 빛 속력과는 다를 수 있음을 보였다. 향후 더 자세한 계산과 관측 데이터와의 비교 연구가 기대된다.

후속연구

5 차원 중력 이론에서 널 측지선을 따르는 중력파를 4 차원에서 관측할 때 유효 질량을 얻고, 전파 속력도 빛 속력과는 다를 수 있음을 보였다. 향후 더 자세한 계산과 관측 데이터와의 비교 연구가 기대된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	중력파는 어디서 처음 관측 되었는가?	2015년 가을, LIGO(Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory)라는 레이저 간섭계 중력파 관측소에서 중력파가 처음으로 관측되었다고 발표했고, 2017년 노벨 물리학상은 중력파 관측 관련 업적으로 Rainer Weiss, Barry C. Barish, Kip S.
	중력파란 무엇인가?	중력파는 중력 이론인 일반상대성 이론(theory of general relativity)의 제창자인 아인슈타인(Einstein)이 ‘시공간의 뒤틀림이 빛 속도로 전파될 것’이라고 100년 전에 예측했던 것인데, 그 후 많은 학자들의 각고의 노력 끝에 결실을 봐서, 지구에서 13억 광년 떨어진, 태양질량의 수십 배인 두 블랙홀(black hole)의 합병(merger)으로 시공간이 뒤틀려 방출된 중력파를 2015년에 드디어 관측한 것이다. 그 이후 중력파들은 계속 관측되고, 중성자 별(neutron star)들의 합병에 의한 중력 파와 강력한 전자기파의 발견도 이루어져, 두 파의 전파 속력 같은 성질 차이 연구도 가능해졌다.

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S. Park and Y. Choi, "Analysis of Standardization Trend and Marketability with Tele-screen Service Platform for Smart City Foundation" JCCT Vol. 1, No. 2
Seokjin Im, "Mathematical Performance Model of Two-Tier Indexing Scheme in Wireless Data Broadcasting" IJACT Vol.6 No.4.

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