＜ 重力波天文学っていう新しい学問が2015年にできているんですね ＞
重力っていうのには少なくとも3つ「虹」っていうのと「穴」っていうのと「波」っていうのがあるんだそうでして、そのうちの「波」「重力波」の話です。
2025年の9月に重力波の国際共同研究グループが1つの論文を発表しました。
詳細まで理解しているわけじゃないんですけど、その内容は「スティーブン・ホーキング博士提唱のブラックホール面積定理」が実証されたっていうものでした。
なんだかムツカシそう。
2025年の1月に「LIGO（ライゴ）（Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory）」っていう「レーザー干渉計重力波観測所」が、これまでにない明瞭な重力波を観測していて、その結果を国際共同研究グループで精査して発表したものだったんですね。
LIGOは、1916年にアインシュタインが一般相対性理論でその存在を予言していた「重力波」を検出するための大規模な物理学実験設備。
重力波には、アルベルト・アインシュタインとスティーブン・ホーキングっていうビッグネームが揃っているんですね。
アメリカ、ルイジアナ州リビングストンのリビングストン観測所と、ワシントン州リッチランドのハンフォード観測所の2つの観測所を一対として、レーザーマイケルソン干渉計を使って運用しているのがLIGO。
3002キロメートル離れている2つの観測所で、光速移動している重力波をとらえると、到達時間に10ミリ秒の差があるので、そこから三角測量を応用して重力波の出所を知ることができるんだそうです。
今回の論文を発表したのはLIGOと「Virgo（ヴァーゴ）」そして「KAGRA（かぐら）（Kamioka Gravitational wave detector, Large-scale Cryogenic Gravitational wave Telescope）」の3つの研究グループです。
VirgoはLIGO同様に重力波検出のために、イタリアのサントステファノ・ア・マセラータに設置された「大型マイケルソン干渉計」を使用しています。
Virgoっていう名前は「おとめ座銀河団」の名前にちなんでいるんだそうで、アメリカの直接的なネーミングよりは研究者たちの夢っていうのか、ロマンを感じさせます。
KAGRAはその名前から判るように、岐阜県飛騨市神岡町にある設備です。
例のニュートリノ観測設備「スーパーカミオカンデ」と同じく神岡町の地下に建設されていて、使用しているレーザー干渉計内の鏡がサファイアだっていう、他の2設備にはない特徴があるんだそうです。
サファイアの鏡、ってどんなんでしょうね。興味あります。一般に見学とか、できないんでしょうけどね。
KAGRAっていう名前は、神岡の「KA」と重力波 (Gravitational wave) の「GRA」を合わせたもの。で、日本語と馴染み深い「御神楽」っていうのもかかっているんでしょうね。たぶん。
ところで「重力波」って名前、聞いたことありました？ 専門家でもなければ耳にすることのなさそうな単語です。
科学の研究って一般には知られずに、かなり凄いことが行われているんですよね。地球規模で協力し合って、地球、太陽系、銀河系、宇宙の仕組みを知ろうとする基礎研究に、なかなか予算が付きづらい、なんて話も聞こえてきていますが、この「重力波の観測」っていうようなニュースも、もうちょっと大きく扱って欲しいなあ、とか思います。
素人にうまく説明するのって難しいんでしょうけどね。
メディアの科学特集とか、もっと予算をとって、日本の子どもたちの科学知識を底上げしてちょうだい、って思うんですけどねえ。
カミオカンデ、スーパーカミオカンデっていっても、通じない人、大人でもけっこう居るっていう現状を感じます。興味がない人にはチンプンカンプンなんでしょうけれども、資源のない国、日本の住人たちに今最も必要なのは知識欲、かもですよねえ。知らんけど。
「重力波」の話でした。
なんなんでしょう「重力波」って。
言葉そのものに違和感はないとしても、その正体となると、なんでしょね？ ってなりがちだと思います。
アインシュタインが一般相対性理論を発表したのが1916年。重力波の概念を発表したのは1916年の内っていう説と2年後っていう説があるみたいです。
一般相対性理論は「質量を持つ物体は周囲の時空をゆがませる」っていってます。
その質量を持つ物体が軸回転のような球対象運動じゃない激しい動きをしたとき、引き起こされる時空のゆがみが光速の波として遠方へ伝わっていく、その波が重力波なんだそうです。
「時空のさざ波」ともいうらしいです。
重力波が観測されれば宇宙の始まりの状態が解ってくる可能性があって、ブラックホールの誕生を解明出来たり、これまでの電磁波では観測できなかったことがいろいろ解ってくるだろうって期待されているんですね。
期待されているっていいますか、期待されていたっていうべきなのかもしれません。なぜならば、重力波が観測され始めているからですね。
最初の重力波直接観測は2015年、LIGOによって成功しました。
これによって「重力波天文学」っていう新しい宇宙観測分野が確立されたんですね。
そして初観測から10年目の2025年、これまでにない明瞭な重力波を観測したっていうことなんです。
銀河の歴史なんかが解ってくる大きな1歩になるんでしょうね。
2025年に観測された重力波は太陽の33.6倍の質量のブラックホールと、太陽の32.2倍の質量を持つブラックホールが合体して発生したものなんだそうです。
太陽の質量って地球の33万倍っていわれています。ブラックホール、どえらくデッカイ合体なんですねえ。
そのデッカイ合体の結果、太陽の62.7倍の質量を持つむちゃくちゃな大きさのブラックホールが出来たそうです。
今回の観測で実証されたのがホーキング博士が提唱していた「ブラックホール面積定理」
複数のブラックホールが合体して新たに誕生するブラックホールの面積は、合体前のブラックホール2つの面積の合計よりも必ず大きくなる、っていうのがブラックホール面積定理。
質量の数値を見てみますと合体後の数値の方が小さいですが、面積は大きくなっていたっていうことなんでしょうね。
ただこれ、ブラックホールの面積っていうのが「エントロピー」って表現されていたりして、なんだか捉えどころが難しそうです。
ま、なんにしてもこれまでの天文学の観測が様々な電磁波、いろいろな粒子を観測することで進められてきたわけですが、宇宙には電磁波、宇宙線を発しない天体っていうのがたくさんあるんだそうですね。
そもそもダークマターだとかダークエネルギーだとかの正体が分かっていない段階ですからね。
重力波を観測できると、そうしたこれまで観測できなかったデータを収集できるらしいので、宇宙に対する理解が一気に進捗する可能性が出てくる。
21世紀も4半世紀を過ぎて、宇宙の世紀にも拍車がかかってくるんでしょう。
専門家の方々、がんばってちょうだいねえ。
宇宙って、とてつもなくデッカイです！
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