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今回の重力波検出につながった観測データ
今回の重力波検出につながった観測データ
HanfordのLIGO(上段)とLivingstonのLIGOの観測データ(中段)を位相のズレを考慮しながら重ねると、下段のようになる。(図:LIGO)
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ワシントン州HanfordにあるLIGO
ワシントン州HanfordにあるLIGO
(図:Caltech/MIT/LIGO Lab)
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ルイジアナ州LigingstonにあるLIGO
ルイジアナ州LigingstonにあるLIGO
(図:Caltech/MIT/LIGO Lab)
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 米Massachusetts Institute of Technology(MIT)と米California Institute of Technology(Caltech)、そして米LIGO Observatoryは2016年2月11日、米国の重力波検出器「Advanced LIGO(aLIGO)」が、重力波を直接観測していたことが分かったと発表した。

 aLIGOが稼働して間もない2015年9月14日に観測したという。約13億光年先にある、太陽の29倍と36倍の質量を持ったブラックホール2個が近接して互いの周りを公転半径を縮めながら公転し、最終的に合体して太陽の約60倍の質量のブラックホールになった現象を捕らえたとする。時間にして0.3秒弱の現象だった。

 重力波は、アインシュタインが1916年に存在を予言した波で、空間の伸縮が遠方に伝わる。マックスウェル方程式で、電荷や電流がゼロの場合に、真空中の電磁波を記述する波動方程式が自然に得られるように、アインシュタインの重力場方程式でも質量をもつ物質がない条件にすると、波動方程式が得られる。これが重力波の方程式になる。

 もっとも、重力波は間接的には既に観測されていた。2個の中性子星が互いの周りを公転しながら重力波を出すことでエネルギーを失って公転周期が短くなる様子を15年に渡って調べた観測者2人が、1993年のノーベル物理学賞を受賞している。一方、重力波を直接的に観測して検証可能なデータを示した例はこれまでなかった。