안녕하세요. 이수민 전문가입니다.
일반상대성 이론에서 질량은 주변 시공간을 휘게 만들어요. 두 블랙홀이 서로 빠르게 돌면 이 휘어짐이 함께 출렁이고, 그 출렁임이 빛의 속도로 퍼져 나가는 게 중력파예요.
중력파가 지나가면 진행 방향과 수직인 평면에서 공간 자체가 한 방향으로 늘어나는 동시에 그 수직 방향으로 줄어들고, 다음 순간엔 반대로 바뀌어요. 물체와 자도 같이 늘었다 줄어서 일상에서는 느낄 수 없어요.
2015년 9월 미국 LIGO가 처음 검출한 중력파는 13억 광년 떨어진 곳에서 태양 질량의 36배, 29배인 블랙홀 두 개가 합쳐지며 나왔는데, 합쳐지는 0.2초 동안 태양 3개 분량의 질량이 중력파 에너지로 바뀌었어요. 그런데도 지구에서 4km 길이 검출기 팔이 변한 정도는 양성자 지름의 1,000분의 1 수준이었고, 레이저 간섭계로 두 팔의 길이 차를 재서 잡아냈어요.
2017년에는 중성자별 충돌에서 나온 중력파와 빛을 함께 관측해 중력파가 빛과 같은 속도로 달린다는 것과 금 같은 무거운 원소가 이런 충돌에서 생긴다는 것을 확인했어요 :)