重力波のおはなし
こんばんは、Physics Lab. 2018 宇宙班の平井です。班長とかそんな大層なことやってるわけじゃないんですが、今回記事を書かせてもらっています。
さて、前回の記事では班長が「ブラックホールの作り方」を教えてくれました！みなさん、やってみましたか？お家でもお手軽にできるので是非やってみてくださいね
「宇宙と言えばブラックホール！」！ってなるくらい、ブラックホールは不思議で魅力的で、花形的存在です。それと並んでもう一つ、最近話題になった宇宙に関する発見があったのを皆さんはご存知でしょうか？2016年2月に発表された重力波の直接検出です。2017年のノーベル物理学賞はこの研究に関わった3名に与えられました。
そもそも重力波って何？
一般相対性理論では、時空が物質の存在によって歪む、とされています。ゴム膜の上にボールを置くとゴム膜が伸びて、時空が歪んでいるように見える、という説明を聞いたことがある人も多いかもしれません
(画像はhttp://granite.phys.s.u-tokyo.ac.jp/ja/?GWHistoryより引用)
ここまでは物体が動かない、静的なイメージです。今度は物体をゴム膜上で動かしてみましょう。ゴム膜のたわみ方が波となって伝わっていくような気がしませんか？大雑把に言ってしまえばこれが重力波です。天体などの重力源が運動することによって、時空の歪みが波となって伝わっていく現象です。あまりピンとこない人はこちらの動画を見てもらえば何となくイメージできると思います。2つのブラックホールがお互いの周りをまわって、その過程で波を放出している様子が描かれています。
検出の何がすごいの？
重力波という現象はアインシュタインが一般相対性理論を作ってからわずか2年で予言されましたが、検出するのに実に100年ほどの時間がかかりました。一体何が重力波の検出を難しくしていたのでしょうか？
正解は「重力波がとても小さい」ということです。今回検出された重力波は太陽の質量の30倍程度のブラックホールが2つ合体したときに生じたものですが、それでも重力波の振れ幅は10の-21乗(0.000000000000000000001)程度。太陽から地球までの距離が、水素原子1個分だけ変わるくらいの振動です。そんな振動をどんな装置で観測するのか、そこにはどのような工夫があるのか、データからどうやって重力波であると読み取るのか、気になりませんか？
…というわけで続きはPhysics Lab. 2018にてご説明いたしますので、ぜひ足を運んでください！実際に重力波観測に使われた装置のミニチュア版も作ったし、装置を動かしながらの説明もできるかと思います！
それではみなさん、さようなら！Physics Lab. 2018でまた会いましょう！
