게시일: 2026-06-01 | 최종 수정일: 2026-06-09
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| 12:30 - 13:20 | 등록 | |
| 13:20 - 13:30 | 여름학교 소개 | 김진호 (한국천문연구원) |
| 13:30 - 14:20 | 상대론 입문 1 | 강궁원 (중앙대학교) |
| 14:30 - 15:20 | 상대론 입문 2 | 강궁원 (중앙대학교) |
| 15:30 - 16:00 | 휴식 | |
| 16:00 - 16:50 | 펄서와 중성자별의 기초 1 | 김정리 (이화여자대학교) |
| 17:00 - 17:50 | 펄서와 중성자별의 기초 2 | 김정리 (이화여자대학교) |
| 09:30 - 10:20 | 블랙홀 준정규 모드 1 | 박미옥 (기초과학연구원) |
| 10:30 - 11:20 | 블랙홀 준정규 모드 2 | 박미옥 (기초과학연구원) |
| 11:30 - 12:20 | 진학설명회 | |
| 12:30 - 13:30 | 점심 식사 | |
| 13:30 - 14:20 | 수치상대론 시뮬레이션 1 | 김윤수 (프린스턴 대학교) |
| 14:30 - 15:20 | 수치상대론 시뮬레이션 2 | 김윤수 (프린스턴 대학교) |
| 15:30 - 16:00 | 휴식 | |
| 16:00 - 16:50 | 중력파 발생원의 전자기파 후속관측 1 | 임명신 (서울대학교) |
| 17:00 - 17:50 | 중력파 발생원의 전자기파 후속관측 2 | 임명신 (서울대학교) |
| 09:30 - 10:20 | 중력파 렌징 | 김경민 (한국천문연구원) |
| 10:30 - 11:20 | 중력파 우주론 1 | 이형목 (서울대학교) |
| 11:30 - 12:20 | 중력파 우주론 2 | 이형목 (서울대학교) |
고중력 천체(블랙홀/중성자별/기타)들의 진화, 병합, 강착, 주변 환경과의 상호작용 등은 비선형성이 강한 방정식들에 의해 기술되며, 이에 따라 수치해석 및 전산 시뮬레이션을 통해서 주로 연구됩니다. 본 강의에서는 이러한 현상들의 수치모델을 구축하는 기본적인 방법들을 소개하고, 천체물리학적 응용 사례들을 다룹니다.
인류가 만든 가장 정밀한 계측기기 중 하나인 중력파 검출기는 다양한 첨단 기술의 종합체이다. 중력파 검출기를 만들고 유지하기 위해 다양한 국가에서 많은 과학자들이 노력을 기울이고 있으며, 한국도 기술 개발에 참여하고 있다. 본 강의에서는 한국에서 이루어지고 있는 중력파 검출기 개발 연구에 대해 소개한다.
수치상대론과 중력파는 일반상대론에 기반하고 있다. 특수상대론, 메트릭 구조, 등가원리, 중력 방정식 등 일반상대론의 기초적인 개념들을 살펴본다. 또한 블랙홀과 우주해의 성질을 고찰하므로써 휘어진 시공간을 해석하고 이해하는 방법을 배운다. 총 4회의 강의 중 1회는 쌍성계와 같이 주어진 동적인 물질분포가 있을 때 이런계에서 발생하는 중력파의 양상에 관해 간략히 고찰하여 직관을 얻도록 한다.
중력파가 발생하여 우리 우주에서 전파해 나아가는 과정에서 은하나 은하단과 같은 무거운 천체를 만나게 된다면 전통적인 천문학의 전자기파 관측에서는 잘 알려진 중력렌징 현상이 중력파에도 발생할 수 있을 것이라 예상된다. 하지만 지금까지의 중력파 관측에서는 중력파의 중력렌징 현상에 대한 강력한 증거를 확인하지 못하고 있다. 본 강의에서는 중력파의 중력렌징 현상에 대한 기본적인 설명과 함께 중력파의 중력렌징 현상을 발견하기 위한 분석 방법들을 소개한다.
[첫 번째 강의] 첫 번째로, 양자역학에서 Schrodinger equation을 이용하여 “a particle in a box"문제를 푼다. 그들의 해를 얻고, 해의 특성을 이해한다. (Hermitian, orthogonality, normal mode) WKB방법에 대해서 간략하게 소개한다. 두 번째로, 양자역학의 Schrodinger equation을 Lorentz transformation을 만족하는 Klein-Gordon equation으로 promote하고, 이들을 curved spacetime에서 고려한다. 즉, Klein-Gordon equation으로부터 “a particle in a black hole spaceime"의 문제를 고려한다. 이에 대한 해로써, particle이 quasinormal mode를 갖음을 확인하고, 이러한 해의 특성을 이해한다.
[두 번째 강의] Quasinormal mode를 구하는 몇 가지 방법들에 대한 소개를 하고, quasinormal mode로부터 black hole 시공간에 대한 어떠한 정보 이해할 수 있는지 설명한다. 또한 black hole의 quasinormal mode가 중력파 분석에 어떻게 사용되는지 소개한다.
중성자별의 구조를 이해할 수있는 이론적 배경과 관측으로 얻을 수 있는 중성자별의 물리량(질량, 반경, tidal deformability 등)에 대해서 설명하고, 이러한 중성자별의 물리량들이 내부 상태방정식과 어떻게 연관성이 있는지 설명한다.
중력파는 일반상대론적 시공간에서 곡률 섭동이 파동 형태로 전파되는 현상이며, 그 수학적 기술에는 미분기하학이 핵심적으로 사용된다. 본 수업에서는 (1) 중력파의 파동방정식을 유도하고 섭동의 게이지 의존성을 학습하며, (2) 약한 중력원에 의한 중력파 발생 과정을 분석하여 그 물리적 특성을 이해하고, (3) 기하광학의 섭동과 중력파의 영향을 다룸으로써 현대 중력파 검출기의 작동 원리를 학습한다. 이를 통해 중력파의 생성, 전파, 검출에 대한 이론적 이해를 갖추는 것을 목표로 한다.
블랙홀이나 중성자별로 이루어진 밀집쌍성병합(CBC)에서 방출하는 중력파의 형태와 특성에 대해서 자세히 설명하고 쌍성의 종류에 따라 중력파 모수추정에 사용되는 다양한 중력파형 모델에 대해 소개한다.
이 강의는 일반상대론의 아인슈타인 방정식을 3+1 형식론을 통해 초기값 문제로 재구성하는 방법을 다룬다. 시공간의 foliation과 hypersurface 상의 기하량 정의, ADM 형식을 통한 동역학적 변수 도입 및 방정식의 구조를 중심으로 설명한다. 후반부에서는 수치상대론에서의 응용을 소개하며, 초기자료 구성과 진화 체계의 개요, 블랙홀 병합 시뮬레이션 등의 실제 계산 사례를 간단히 살펴본다.
지난 10년간 중력파를 통해 우리가 모르던 우주의 모습에 대하여 많이 알게 되었다. 그러나 중력파만으로는 여러 현상에 대한 심층적인 정보를 얻기가 힘든 부분이 있는 것이 사실이다. 최근 급격히 발전한 중력파 천문학을 통해 우주에 대한 정보를 더욱 풍성하게 알게 해주는 것이 다중신호 천문학이다. 다중신호 천문학이란 빛, 중력파, 중성미자 등 여러 종류의 우주 신호를 이용하여 우주를 연구하는 것을 뜻한다. 본 강의에서는 주로 광학 및 근적외선 관측과 중력파를 이용한 다중신호 천문학을 통해 중력파 사선, 그리고 우주에 대해서 어떤 새로운 사실을 알 수 있을지 기존 연구와 현재 계획된 연구를 중심으로 알아본다. 또한 그러한 다중신호 천문학을 하기 위한 광학 시설을 어떤 것이 있는지와 광학시설들을 이용한 연구에 필요한 최신 기술, 그리고 이러한 활동들의 전망에 대해서 살펴볼 것이다.
본 강의는 중력파 관측에 있어서 잡음 데이터에 포함된 중력파 정보를 추출하는 기본적인 방법론에 대한 기초지식을 소개하고, 이를 현재 중력파 관측 실험에서 어떻게 구현되어 있으며, 구체적으로 중력파원의 정보를 측정하는 방법을 소개 합니다.
전반부에서는 기초적인 데이터 처리방법에 대한 기초지식을 다루며, 바이에시안 모수추정 방법에 대한 소개를 합니다. 후반부에서는 구체적인 신호탐섹 및 모수추정 방법에 대하여 설명합니다.