중력파 데이터 분석 A to Z

GWOSC — 중력파 공개 과학 센터

GWOSC란?

Gravitational Wave Open Science Center(GWOSC)는 LIGO, Virgo, KAGRA 협력단이 운영하는 데이터 공개 플랫폼입니다.

gwosc.org에서 다음을 무료로 제공합니다:

관측 런 (O1~O4) 전체 변형률 데이터
확인된 이벤트 주변 4096초 데이터
GWTC 카탈로그 (O1~O4 탐지 이벤트 목록)
소프트웨어 튜토리얼 (Python, GWpy, PyCBC)

가장 간편한 방법은 Python의 gwosc 패키지를 사용하는 것입니다.

# pip install gwosc
import gwosc
print(gwosc.__version__)

from gwosc.datasets import find_datasets, event_gps
from gwosc.locate import get_event_urls

# -- 사용 가능한 카탈로그 목록
print(find_datasets(type='catalog'))

# -- 이벤트의 GPS 시각 조회
gps = event_gps('GW150914')
print(gps)                                  # → 1126259462.4

# -- 해당 이벤트 데이터 파일 URL 조회 (L1, 32초 구간)
urls = get_event_urls('GW150914', duration=32, detector='L1')
print(urls)

출처: gw-odw/odw — Tuto 1.1: Discovering Open Data

관측 런 (Observing Runs)

LIGO/Virgo는 주기적으로 관측 런을 수행합니다:

런	기간	주요 검출
O1	2015~2016	GW150914, GW151226
O2	2016~2017	GW170814, GW170817 (BNS!)
O3a	2019	39개 이벤트
O3b	2019~2020	35개 이벤트
O4	2023~현재	진행 중

시계열 기초 분석

시계열 데이터 다루기

GWpy로 실제 시계열 데이터 가져오기

이제 gwosc로 조회한 이벤트 정보를 바탕으로, gwpy를 이용해 실제 변형률(strain) 시계열 데이터를 내려받아 보겠습니다. 이벤트의 GPS 시각을 기준으로 앞뒤 5초씩, 총 10초 구간을 지정해 L1(Livingston) 검출기 데이터를 가져옵니다.

# pip install gwosc gwpy
from gwosc.datasets import event_gps

gps = event_gps('GW190412')
print(gps)

start, stop = segment = (int(gps) - 5, int(gps) + 5)
print(segment)

from gwpy.timeseries import TimeSeries
ldata = TimeSeries.fetch_open_data('L1', *segment, verbose=True)
print(ldata)

출처: gw-odw/odw — Tuto 1.2: Accessing Open Data with GWpy & PyCBC

GWpy와 PyCBC

중력파 데이터 분석의 두 핵심 Python 라이브러리를 소개합니다. 이 두 도구는 서로 다른 목적으로 설계되었지만, 함께 사용할 때 가장 강력합니다.

개념 확인 퀴즈

이해도 확인