지진과 우주 방사선 사이의 흥미로운 관계를 발견하십시오

과학자들은 지진을 예측하는 데 도움이 될 수 있는 우주 방사선의 변화와 지진 활동 사이의 강력한 통계적 관계를 발견했습니다. 그러나 특정 위치를 예측할 수 있는 능력은 여전히 ​​불분명하며, 이 발견은 암흑 물질 흐름과 같은 현상의 가능한 영향에 대한 흥미로운 질문으로 이어졌습니다.

전지구적 지진 활동과 지구 표면에 기록된 우주 방사선 강도의 변화 사이에는 명확한 통계적 상관관계가 있어 지진을 예측하는 데 도움이 될 수 있습니다. 놀랍게도 명백한 물리적 설명을 벗어나는 주파수를 표시합니다.

강한 지진은 일반적으로 많은 인적 손실과 막대한 물질적 손실을 초래합니다. 이런 비극적인 사건의 시간과 장소를 예측할 수 있다면 비극의 규모는 크게 줄어들 수 있다. 크라쿠프에 있는 폴란드 과학 아카데미(IFJ PAN)의 핵물리학 연구소가 2016년에 시작한 CREDO 프로젝트는 우주 방사선의 변화를 관찰하여 지진을 예측할 수 있다는 이전에 알려진 가설을 검증하려고 시도합니다. 통계적 분석은 두 현상 사이에 실제로 관계가 있음을 보여 주었지만 아무도 예상하지 못한 특성을 보여줍니다.

국제 CREDO(Highly Distributed Cosmic Ray Observatory) 프로젝트는 모든 사람에게 개방된 가상 우주선 관측소로서 첨단 과학 검출기뿐만 아니라 CMOS를 포함한 수많은 소형 검출기에서 데이터를 수집하고 처리합니다. 방법(스마트폰을 우주선 탐지기로 전환하려면 무료 CREDO Detector 앱을 설치하기만 하면 됩니다). CREDO의 주요 임무 중 하나는 지구 표면에 도달하는 2차 우주 방사선 플럭스의 글로벌 변화를 모니터링하는 것입니다. 이 방사선은 1차 우주 방사선 입자가 대기의 가스 분자와 충돌하여 2차 입자 체인을 시작하는 Regener-Pfotzer max라고 불리는 지구 성층권에서 강렬하게 생성됩니다.

언뜻 보기에 지진과 우주 방사선 사이의 연관성에 대한 생각은 가장 기본적인 형태로 주로 태양과 깊은 우주에서 우리에게 도달하는 것이 이상하게 보일 수 있습니다. 그러나 그것의 물리적 토대는 완전히 이치에 맞습니다.”라고 CREDO의 코디네이터이자 Journal of Terrestrial Atmospheric and Heliophysics의 발견을 설명하는 기사의 첫 번째 저자인 Dr. Piotr Humola(IFJ PAN 및 AstroCeNT CAMK PAN)는 주장합니다.

여기서 주요 아이디어는 지구의 액체 코어에 있는 맴돌이 전류가 지구의 자기장 생성을 담당한다는 점에 주목하는 것입니다. 이 필드는 원시 우주 방사선의 하전 입자 경로를 편향시킵니다. 따라서 대규모 지진이 지구의 다이너모를 움직이는 물질 흐름의 교란과 관련이 있는 경우 이러한 섭동은 자기장을 변경하고 역학 의존 방식으로 1차 우주 방사선 입자의 궤적에 영향을 미칩니다. 우리 행성 내의 교란의. 결과적으로 지상 기반 감지기는 감지된 2차 우주선 입자의 수에 약간의 변화가 있음을 확인해야 합니다.

CREDO 물리학자들은 Neutron Monitor Database Project(지난 반세기 동안 수집)와 Pierre Auger Observatory(2005년부터 수집)의 두 스테이션에서 우주선 강도 데이터를 분석했습니다. 관측소의 선택은 적도의 반대편에 위치하고 다른 탐지 기술을 사용한다는 사실에 의해 결정되었습니다. 분석에는 Solar Effects Data Analysis Center에서 관리하는 데이터베이스에 표시된 대로 태양 활동의 변화가 포함되었습니다. 차례로 지구의 지진 활동에 대한 기본 정보는 미국 지질 조사국에서 얻었습니다.

여러 통계 기법을 사용하여 분석을 수행했습니다. 각각의 경우, 연구 기간 동안 2차 우주선 강도의 변화와 진도 4 이상의 모든 지진의 총 규모 사이에 명확한 상관관계가 나타났습니다. 중요한 것은 이 상관관계는 우주선 데이터가 지진 데이터와 관련하여 앞으로 15일을 표시합니다. 다가오는 지진이 훨씬 더 일찍 감지될 수 있음을 나타내는 좋은 소식입니다.

불행하게도 재난 현장을 식별할 수 있는지 여부는 분석에서 명확하지 않습니다. 우주선 강도의 변화와 지진 사이의 관계는 현장별 분석에서 명확하지 않습니다. 전 지구적 규모로 지진 활동을 고려할 때만 나타납니다. 이 사실은 우주선의 강도 변화에서 지구 전체가 겪고 있는 현상을 볼 수 있음을 의미할 수 있습니다.

“과학계에서는 이를 뒷받침하는 데이터에 대한 통계적 신뢰 수준이 5시그마 또는 표준편차에 도달할 때 발견이 이루어졌다고 인정됩니다. 관찰된 상관관계의 경우 6시그마 이상을 얻습니다. 10억분의 1도 안 되는 확률로 상관관계가 우연에 의한 것입니다. 그래서 우리는 실제로 존재하는 현상을 발견했다고 주장할 수 있는 매우 좋은 통계적 근거를 가지고 있습니다. 유일한 질문은 그것이 정말 우리가 예상했던 것?” Dr. Homola가 묻습니다.

사실, 관측된 현상의 전지구적 특성과 우주 방사선에서 명백한 지진 활동의 15일 전진만이 이 발견과 관련된 흥미진진한 수수께끼가 아니라는 것이 밝혀졌습니다. 큰 놀라움은 협회의 광범위한 빈도입니다. 아무도 예상하지 못한 현상입니다. 분석에 따르면 최대 상관관계는 태양 활동 주기와 비슷한 기간인 10-11년마다 발생합니다. 하지만 우리 스타의 최대 활동량에는 전혀 미치지 못합니다!

게다가 우주선과 지진 데이터 모두에 알려지지 않은 자연의 다른 일반적인 주기가 있습니다. 예를 들면 지진 활동의 주기적인 변화와 지구의 항성일(~24시간에서 ~236초에 해당)에 해당하는 주기 동안 2차 우주 방사선의 강도가 포함됩니다. 그렇다면 우주-지진 연관성은 태양계 외부에서 우리에게 도달하여 복사 효과와 지진 효과를 동시에 생성할 수 있는 에이전트에 의해 유발될 수 있습니까? 겉보기 상관관계를 질적으로 설명할 수 있는 기존의 물리적 현상은 무엇입니까?

관찰된 주기성에 대한 고전적 설명의 부족은 덜 고전적인 다른 현상의 가능한 역할에 대한 고려를 제기합니다. 그러한 요인 중 하나는 태양과 우리 행성계의 다른 거대한 물체에 의해 수정되는 암흑 물질 흐름을 통과하는 지구 통과일 수 있습니다. 큰 자기장을 가진 지구는 인공 탐지기보다 훨씬 큰 매우 민감한 입자 탐지기입니다. 따라서 현재 측정 장비로는 볼 수 없는 현상에 대응할 수 있는 가능성을 허용하는 것이 타당합니다.

“관측된 주기성의 출처에 관계없이, 이 연구 단계에서 가장 중요한 것은 우리가 지구 표면에 기록된 우주 방사선과 지진 사이의 연관성을 보여주었다는 것입니다. 완전히 새롭고 흥미로운 연구 기회를 가리킵니다.” Humola 박사는 결론을 내립니다.

참조: P. Homola, V. Marchenko, A. Napolitano, R. Damian, R. Guzik, D. Alvarez-Castillo의 “태양 주기와 유사한 주기성을 가진 우주선과 지진 간의 대규모 기본 상관 관계 관찰” , S. Stuglik, O. Ruimi, O. Skorenok, J. Zamora-Saa, JM Vaquero, T. Wibig, M. Knap, K. Dziadkowiec, M. Karpiel, O. Sushchov, JW Mietelski, K. Gorzkiewicz, N Zabari, K. Almeida Cheminant, B. Idźkowski, T. Bulik, G. Bhatta, N. Budnev, R. Kamiński, MV Medvedev, K. Kozak, O. Bar, Ł. Bibrzycki, M. Bielewicz, M. Frontczak, P. Kovács, B. Łozowski, J. Miszczyk, M. Niedźwiecki, L. del Peral, M. Piekarczyk, MD Rodriguez Frias, K. Rzecki, K. Smelcerz, T., J. Stasielak 및 A. A. Tursunov, 2023년 4월 13일 여기에서 볼 수 있습니다. 대기, 태양 및 지구의 물리학 저널.
DOI: 10.1016/j.jastp.2023.106068