2月11日、科学者らは重力波、つまり太陽の約30倍の質量を持つ2つのブラックホールの衝突によって生じる時空の構造の波紋の発見を発表した。この発見は、宇宙における私たちの位置についての人類の理解に新たな時代の到来をもたらします。
この新発見を明らかにした大規模な国際共同研究に参加した研究者らによると、ブラックホールは衝突する一瞬の間、観測可能な宇宙のすべての星を合わせたエネルギーの50倍のエネルギーを生成したという。
ワシントンとルイジアナにあるレーザー干渉計重力波天文台（LIGO）の機器は、約13億年前に起こったブラックホールの増加と1つへの合体瞬間を捉えた。
この目撃により、とらえどころのない宇宙波の存在が証明され、アルバート・アインシュタインの100年前の予言の1つが検証されました。
これは、おそらく何よりも、天体物理学の新時代の始まりにふさわしいものです。
次のステップ
「光ではなく重力を利用するという新しい方法で宇宙を観察できる」と物理学者のブライアン・グリーン氏は語った。マッシュ可能インタビューで。
あるLIGO科学者が指摘したように、この発見は天体物理学者が聴覚という新たな感覚を獲得したことに似ている。
「今、私たちはそのツールを使って天体物理現象、つまりブラックホールの合体、中性子星の運動、巨大ブラックホールの形成、空間と時間の性質を調べる作業に着手しました。そのすべてが今、私たちに開かれています。」輝かしい新しい方法。」
2 つのブラック ホールが合体する様子をアーティストが描いたもの。 クレジット: LIGO/SXS/R。ハートとT・パイル
この発見以前、研究者たちは光学望遠鏡や電波望遠鏡を使って赤外線、紫外線、可視光を使って宇宙を探索していましたが、今では宇宙の深さを探る新しい方法を手に入れました。それは、重力を利用して、他の方法では見えないものを観察することです。 。
あたかも天文学者たちが突然聴覚という新たな感覚を獲得したかのようであり、これがどれほど多くの発見につながるかはわかりません。
重力波惑星、星、ブラック ホールなどの宇宙物体を取り囲む可鍛性の構造である時空を通って伝播します。
「ブラックホールは宇宙の恐竜の骨のようなものです。」
「宇宙で起こることはすべて、ある場所から別の場所へ移動する少しの光や、動き回る質量など、時空の中で起こっており、時空に影響を与え、時空の影響を受けています」と天体物理学者ケイティ・マック言った。
宇宙の極限を理解する
時空の波紋は、ブラック ホールや中性子星のような 2 つの巨大な物体の衝突などの破壊的な出来事によって発生することがあります。そして、重力波を研究することで、人間が宇宙のこれらの極端な物体についてさらに学ぶ方法が根本的に変わる可能性があります。
マッシュ可能な光の速度
たとえば、重力波科学を利用してブラックホール（死にゆく巨大な星の崩壊によって形成されると考えられている時空の巨大な歪み）を研究することで、研究者はその後に形成された最初の星のいくつかの運命を解明できるかもしれない。ビッグバンだとLIGOの科学者マシュー・エヴァンスは言う。
実際、LIGOが検出した重力波を発生させたと考えられるブラックホールは、「宇宙で誕生した最初の星の一部から来たもの」である可能性があるとエバンス氏は述べた。
「ブラックホールは宇宙の恐竜の骨のようなものなので、ある意味、恒星の考古学のようなことができ、これらの大きな星の産物を通して宇宙の歴史を調べることができます。」
研究者たちは現在、宇宙にどれだけのブラックホールがあるかを調べるために宇宙の国勢調査を行うことができるかもしれないし、重力波データは、合体するブラックホールのペアがどのように形成されるかをさらに知るために使用される可能性がある。
科学者たちは、ブラックホールがどのように形成されるかについては理解していると考えていますが、ブラックホールのうちの2つがどのようにして連星ペアで相互に周回するようになるのかについては確信がありません。 LIGOの研究者ネルギス・マヴァルバラ氏によると、科学者らは連星ブラックホールが二重星系から形成されたか、あるいは互いに周回する星団の中に落ち着く「完全に孤立した」ブラックホールであるかのどちらかだと考えているという。
LIGOで現在可能になっているブラックホールの回転を研究することで、これらの連星ペアがどのようにして形成されるのかについて科学者にいくつかの手がかりが得られるはずだとマヴァルバラ氏は付け加えた。
この種の研究はブラックホールだけに限定されません。
科学者たちは今でも、中性子星として知られる謎の天体の性質を調査したいと考えています。中性子星とは、超新星になった星の残骸を表す、非常に重いながらも非常に小さな星です。
LIGO は、2 つの中性子星が衝突する際の重力波の痕跡を検出するのに十分な感度を備えており、おそらく天文学者がそれらの謎の天体の性質についての手がかりを得ることができるでしょう。
新しい発見のための新しいテクノロジー
LIGO の検出は、さまざまな起源の他の宇宙衝突によって発信される重力波を検出できる、さらに高感度の新しいツールにつながる可能性もあります。
そして、すべての重力波科学が地球上で起こる必要はない。
欧州宇宙機関（ESA）は最近、リサ パスファインダー宇宙からの重力波を検出できる技術のテストベッドとしての使命を果たします。
2020年代に、ESAはLISAの本格的なバージョンを開始することを計画しています。エリサ時空の波紋をマッピングするために。
プロジェクトの科学者らは2月11日、LIGOそのものでさえ寿命が進むにつれてより敏感になるはずだと述べた。
科学者らは、LIGOを使って重力波からの他のより微弱な信号さえ検出できた可能性があると考えているが、この機器の感度はまだ、それらの測定値がノイズではなく信号であると確信できるほど十分に高くはない。
将来的には、LIGO の感度がピークに達すると、科学者は地球を通過する他の重力波を「聞く」ことができるようになるはずです。
しかし、科学者が答えを求めている既知の質問とは別に、科学者の多くはまだ尋ねられていない未知のことにも興奮しています。
「新しい望遠鏡を空に向けるたびに、私たちは予期せぬものを見てきました。それが宇宙のありようです」とマヴァルバラ氏は語った。
この話に何か付け加えることはありますか？コメントで共有してください。