重力波の観測方法とは?!

重力波の観測

2016年、アメリカ重力波望遠鏡において、重力波の観測に、はじめて成功したとされるニュースが報じられたのです。

このニュースについては、歴史に残る出来事となって、全世界で大きな話題となったのです。

ではどうして、このニュースが、そんなにも、全世界に驚愕を与えたとされるのでしょうか?

一体、重力波というのは、いかなるものなんでしょうか?

早速、紹介させて頂きます。
 

アインシュタインが預言した重力波とは!?

 
重力というのは、ニュートンが見つけた、万有引力の法則においての力のことです。

それから、アインシュタインについては、一般相対性理論に基づいて、重力が時空間の歪みから生まれるというような説を導き出したのです。

更に、アインシュタインは、この時、空間の歪み波になって、空間を伝わることが出来ると予言しました。

この理論上の波の事を、「重力波」といいます。

大きな質量を、持っている惑星なんかが爆発する時なんかには、生じた時空の歪みが波っぽく伝えられていくと考えられ、このことが重力波になると考えられます。

アインシュタインは、この重力波を、一般相対性理論が正解であれば、絶対に存在すると予言していて、実際に直接的な観測はされていないのですが、広範囲の観測結果によって、間接的には証明されていたのです。

ですがこの重力波を、直接観測するのは容易ではないだろうと予測していたのです。
 

重力波の観測が極めて難しい理由とは?

 
重力波というのは、どういうわけで、直接的な観測が極めて難しかったというのでしょうか?

これについては、存在しても、極めて弱い波だと考えられていたためになります。

基本的に重力そのものが、他の力とは異なり、非常に弱い力になるので、重力に影響される時空間の歪みも非常に小規模のものになります。

私たちの間近にも、時空の歪みは出現していると考えられますが、常日頃、私たちは時空の歪みを感じ取ることはありませんよね?

その原因は、歪みが極めて小規模のためだからなのです。

天体が爆発する際は、すごく大規模なエネルギーを生じますが、であるとしても、重力波が元となる、時空の歪みというのは、ほんのちょっとのものであると考えられます。

それにより、認識する事は、かなり困難だとされていたのです。

当然ですが、今までも、重力波を捉えようとする広い範囲の試みが、様々な国でとり行われてきました。

ですが、どうにも成功には至らなかったようです。
 

重力波の観測成功!

 
ところが2016年、ようやく、重力波の観測に成功したというのです。

加えて、この観測に携わってアメリカのチームの3名については、2017年のノーベル賞を受賞します。

この重力波については当初、地球から13億光年距離のある場所で、2つのブラックホールが衝突したことによって出現したものだとされていたそうです。

ですが、この際には、重力波の観測に成功したにも関わらず、発生源の観測には、至らなかったのです。

それ以降、驚く事に、日本のチームが、すばる望遠鏡などを使って、重力波の発生源の観測に成功しました!

そのことで、この重力波については、ブラックホールの衝突とは違い、中性子星の合体が原因となって生じた事が明らかとなったのです。

この観測もまたもや、大きな成果ということで話題となっていました。

ノーベル賞受賞までは、至らなかったのですが、世界的規模の観測に日本も関わりを持っていたというのは、まさに胸を張れる感じがしますよね。
 

重力波で何が分かるの?

 
ならばどうして、ここまで重力波の観測に力を入れていたのでしょうか?

そうした理由の一つに、重力波の観測することにより、宇宙の始まりが判明する可能性があるという事があります。

重力波というのは、宇宙の最初の頃にも生じていたようです。

このことは、宇宙マイクロ波背景放射であるとかより、まだまだ最初の、例えば、宇宙が始まり、1の1兆分の1秒とか、とんでもなく初期段階で生じていたのではないか?と考えられているのです。

これを、宇宙背景重力波と言います。

この極めて、初期の頃の宇宙は、理論上、明確に解き明かされていないのです。

要するに、宇宙背景重力波が実際に存在していたのかどうなのかもはっきりとしていません。

ですが、重力波の観測ができるのなら、宇宙背景重力波が検出可能かもしれないのです。

そのような時、私たちは、宇宙の未知の領域を垣間見ることが出来るのではないでしょうか。
 
 
 
重力波というのは、アインシュタイン一般相対性理論の合理性を証明するだけに限らず、宇宙誕生の謎を解明するキーポイントとなるかも知れないのです。

将来において、重力波の研究や観測が進むことにより、予想もしない考えてもみない事実が出てくるかもしれません。

宇宙の謎に魅了されている人については、是非とも、これからの重力波研究の動向にも目を向けてくださいね。