́・ω・)「...まぁそうかも知れないけど、今年の初め頃話題になってなかった?」彡(゚)(゚)「あぁ、”初めて重力波の直接観測に成功した”ってニュースや。́・ω・`)「それについて教えてよ。́・ω・`)「別の側面って、力以外の意味があるの?」彡(゚)(゚)「せやで。重力ってのはいわば『空間のゆがみ』なんや。́・ω・)「......???」彡(-)(-)「何言っとるのか分からんやろな。しゃーない、そういうもんなんや」彡(゚)(゚)「”質量は空間をゆがませ、空間のゆがみは重力という形で作用する”って考えときゃええ。導かれる考え方や」彡(゚)(゚)「これを説明するにはよくこういう図が使われるで。́・ω・`)「......で、どういうこと?」彡(゚)(゚)「要は”重力と空間のゆがみはコインの表と裏のようなもの”って話や。́・ω・)「どちらかが変わればもう一方も変わるんだね」彡(゚)(゚)「そう考えておけば問題無いで。́・ω・)「じゃあ漫画とかでたまに重力を操るキャラが出てきたりするけど、あれって...」彡(゚)(゚)「もし重力を自由自在に操れるとしたら時間や空間も思うがままやな。重力に伴う時空のゆがみを利用すれば空間をねじ曲げたり時間の進み方を遅くしたりもできるわけや」彡(-)(-)「空を飛ぶ、物を投げる、敵を自重で潰れさせる、空間を曲げて何でも避ける、時間の進み方を変えてやりたい放題や。́・ω・`)「重力と空間のゆがみはセットになってるんだね」彡(゚)(゚)「せやな。ほんで重力波を理解するにはもう一つ重要な物理のルールがあるんや。́・ω・)「『光速』ってどれくらいの速さだっけ?」彡(゚)(゚)「秒速約30万kmや。́・ω・)「速いねぇ。重力波と何の関係があるの?」彡(゚)(゚)「重力も物理現象の一つやから物理のルールには従わなきゃならん。́・ω・`)「伝わる速度って...重力は一瞬で伝わるものじゃないの?」彡(゚)(゚)「昔は一瞬で伝わるものだと考えられとったが、その常識もアインシュタインによって覆されたんや。́・ω・`)「重力波なんや!...て言われても、なんだかイメージできないや」彡(゚)(゚)「イメージなんて簡単や。船が重力波源、水面の波が重力波だと考えりゃええ。́・ω・`)「でも水面の波は船が動けば生まれるけど、重力波はどうしたら生まれるの?」彡(゚)(゚)「それも船と同じや、”質量やエネルギーが動けば重力波が発生する”で」彡(-)(-)「まぁ動くと言うのは厳密には『加速度運動』のことなんやけどな。́・ω・)「じゃあ僕が歩くだけでも重力波が生まれるの?」彡(゚)(゚)「もちろんや。́・ω・)「意外とそこらじゅうで発生してるものなんだね」彡(-)(-)「と言ってもその程度で発生する重力波は弱すぎて誰も感知できないんやけどな。́・ω・`)「...うん、また意味わかんないや」彡(゚)(゚)「文字で書かれて理解できる人の方が少ないやろな。imgur.com彡(゚)(゚)「重力波は”ある方向に空間が伸びて直交方向には縮む”という形で現れるんやな」彡(゚)(゚)「ほんで空間にはゴムのような弾性があるから図のように伸び縮みも連続するんや。́・ω・)「重力波が通って空間が伸びたり縮んだりすると僕らになにか影響はあるの?」彡(゚)(゚)「特に無いで。́‐ω‐)「なんだ、何か影響受けちゃうのかと思った」彡(-)(-)「ワイらは元より重力に縛られて生きとるからな。́・ω・)「僕らを縛ってるっていうのは地球の重力のこと?」彡(゚)(゚)「地球だけやないで。月からも太陽からも、銀河からも常に重力を受けとる。́・ω・`)「でもそんな小さなものでも観測は成功したんだよね?」彡(^)(^)「せやで。”2015年9月14日に初めて重力波が直接観測された”んや。アインシュタインによって重力波の存在が予言されてから99年後の出来事やな」彡(゚)(゚)「ちなみに重力波の観測に成功したと発表されたのが2016年2月12日。́・ω・)「観測してからすぐには発表しなかったんだね。́‐ω‐)「まぁ侵略企んだ時のおにいちゃんじゃあるまいし、そんな茶番はさすがに無いよね。́・ω・`)「それにしても存在が予言されてから観測するまで100年近く掛かっちゃったんだね。́・ω・)「......??」彡(゚)(゚)「『振幅』ってのは空間の伸び縮みの大きさや。́・ω・)「10^-21って言うのは?」彡(゚)(゚)「10のマイナス21乗。書き方を変えれば0.000000000000000000001やな。́・ω・)「えぇ...よくそんな小さな伸び縮みを捉えられたね」彡(゚)(゚)「100年間でそれだけ技術が進歩したってことやな。この重力波を観測したのは『LIGO』(※1)と呼ばれる重力波観測施設や」彡(^)(^)「ここには巨大な『レーザー干渉計』が設置されとる。これでほんのわずかな空間の伸び縮みを捉えたんや」※1:『LIGO(ライゴ)』アメリカ合衆国内の2箇所(ワシントン州とルイジアナ州)にある重力波観測施設の通称。́・ω・)「結構複雑だね」彡(゚)(゚)「干渉計は光が持つ波の性質を利用するんやな。スプリットは割るとか裂くという意味やな。́・ω・)「じゃあ光を裂くの?」彡(゚)(゚)「せや、当たった光の半分を反射して残り半分をそのまま通すのがビームスプリッターの役目やな。́・ω・`)「1度分割したのに元に戻しちゃうの?」彡(-)(-)「せやで。意味が無さそうに見えるかも知れんが、ここでさっき言った”光が持つ波の性質”の出番やな。2つの同じ波を合成すると重ね方によって打ち消し合ったり強くなったりするという性質や」彡(゚)(゚)「2本のレーザー光は元々1本の光を分けたもので、いわばコピーやから当然同じ波になっとる。́・ω・)「打ち消し合うってことは光は消えちゃうの?」彡(゚)(゚)「何の外的要因も無ければ消えるはずやな。́‐ω‐)「空間の伸び縮みだよね」彡(゚)(゚)「せや、重力波は”ある方向に空間が伸びて直交方向には縮むのを繰り返す”という形で現れるんや。́・ω・)「空間がゆがむと、2本に分かれたレーザー光の通る距離が変化するんだね」彡(゚)(゚)「片方は普段より長い距離を進んで、もう片方は短い距離を進むことになるんやな。́・ω・)「光の波がぴったり重ならなくなっちゃうんだね。打ち消し合わないわけだからレーザー光は明るくなるの?」彡(゚)(゚)「せやで。́・ω・)「ブラックホールが合体...?」彡(-)(-)「やたら重いだけであって、ブラックホールも所詮天体の一種や。”ブラックホール同士が出会い、互いの重力で引き寄せ合って合体してしまう”なんてことも時には起こるんやな」彡(゚)(゚)「GW150914の発生源は”質量が太陽36個分と29個分の2つのブラックホールの合体”だとされとる。計算合わないけど...」彡(゚)(゚)「せやな、合体後のブラックホールが太陽3個分軽くなっとる。́・ω・)「質量が...重力波で...え?」彡(゚)(゚)「ブラックホールが合体する時は”重力波の形でエネルギーを放出することで互いの距離を縮めてゆく”んや。́・ω・`)「エネルギーを使った分だけ軽くなるって、走って痩せるみたいな話だね」彡(゚)(゚)「感覚としてはそれに近いかもしれんな。́・ω・)「発生源のブラックホールは地球から離れてるの?」彡(゚)(゚)「”GW150914は約14億光年先から届いた”とされとる。重力も光速で伝わるって話だったから、重力波も14億年かけて地球まで来たの?」彡(゚)(゚)「そうなるわな。́・ω・)「ヤツは四天王の中でも最弱...的な?」彡(゚)(゚)「四天王に名を連ねていいのか疑問なくらい圧倒的に弱いんやで。いうか電磁気力ってそんなに強いの?」彡(-)(-)「電磁気力はなかなか本領を発揮できない(※3)から数字通りの差を体感するのは無理やけどな」彡(゚)(゚)「せやけど、床に置いた画鋲や釘に上から磁石を近づけてみれば力の差は歴然だと分かるで。́・ω・)「当たり前だよね」彡(゚)(゚)「当たり前に感じるやろうけど、これは”小さな磁石の生む磁力が地球1個分の重力に勝っている”という事実を表しとる。́・ω・`)「でもそんなに弱い力を100年もかけて捜して...重力波なんて観測してなんになるの?」彡(゚)(゚)「身近には感じられんやろうけど、”重力波を観測できるようになったのは物理や天文の世界にとって革命”なんやで。́・ω・)「...よくわかんないけど何がそんなに凄いの?」彡(゚)(゚)「何が凄いのかは図と一緒に説明するで」彡(゚)(゚)「今まで人類は宇宙の観測のほとんどを『電磁波』に頼ってきたんや。́・ω・)「電磁波ってなんだっけ?」彡(゚)(゚)「ワイらが目にする可視光線、さらに赤外線や紫外線、電波、X線。́・ω・)「宇宙の観測どころか僕らの生活も電磁波に頼りきりだね」彡(-)(-)「そんな便利な電磁波やけど、”簡単に遮られてしてしまう”という弱点があるんや。́・ω・)「遮られるって言うと?」彡(゚)(゚)「単純な話や。́・ω・)「でも可視光線は手で簡単に遮られるってことだね。赤外線とか電波とかも同じように遮られるの?」彡(゚)(゚)「どんな物で遮られるかは波長によって異なるで。́・ω・`)「重力波は遮られたりしないの?」彡(゚)(゚)「通り道に何かがあってもお構いなしに突き進むで。́・ω・)「じゃあ今まで電磁波で観測できなかった物も観測できるようになるの?」彡(^)(^)「せやで。障害物があったり電磁波を発しなかったり。いった天体も重力波でなら観測できるかもしれん」彡(゚)(゚)「現にさっき挙げたブラックホール同士の合体も電磁波による観測では未発見だったんや。́・ω・)「今まで見つかってなかったんだね」彡(゚)(゚)「そらそうや。電磁波では見えんから重力波の検出をもって初めて”ブラックホールが見えた”ことになるんや」彡(-)(-)「ブラックホールは観測が困難であるが故に研究もなかなか進まんでな。天体の最後の砦とも言える存在や。́‐ω‐)「重力波を利用すれば研究が一気に進むかもしれないんだね」彡(゚)(゚)「せやな。́・ω・`)「重力波のおかげで他にも分かったりすることがあるの?」彡(゚)(゚)「色々あるで。́・ω・`)「重力波に期待が掛かるのは分かったけど、結局は細かく観測できなきゃ意味ないよね。さっき言ってたLIGOでようやく捉えた程度なのにもっと細かい観測なんてできるの?」彡(゚)(゚)「可能になると断言してもええ。研究者たちはとっくに次の段階へ向けて動き出しとるからな」彡(゚)(゚)「今目指しとるのは”地球レベルでの重力波観測ネットワークの構築”や。́・ω・)「観測施設を増やすと精度が上がるの?」彡(゚)(゚)「1台のスピードガンで球速を測るより複数台で測って平均した方が誤差が減るのと同じ理屈や。́・ω・)「離れた場所で観測すれば発生源の位置がわかるの?」彡(゚)(゚)「光速とはいえ重力波も時間を掛けて伝わるものやからな。́・ω・)「じゃあいろんな国で観測できた方がいいんだね」彡(゚)(゚)「せやな。実際にLIGOと同じような重力波観測施設が世界中で建設されとるんや。ドイツのGEO600、イタリアのVIRGO(※4)、インドにLIGOと同じものを作ろうって計画もあるで」彡(^)(^)「さらに日本にも観測施設が作られとるんやな。聞き覚え無いや」彡(゚)(゚)「聞いたこと無くてもしゃーないやろな。本格始動前やし」彡(^)(^)「せやけどKAGRAはこれからの重力波観測においてキーマンになり得る存在や。́・ω・)「そんなに凄いの?」彡(-)(-)「そらぁ”世界で最も精度の高い重力波観測施設になるかもしれない”んやからな。́・ω・)「どんな長所?」彡(゚)(゚)「1つ目は”地下深くに建設されている”点やな。́・ω・)「ノイズの影響ってそんなに大きいの?」彡(゚)(゚)「重力波捜しの最大の敵はノイズだと言われるほどや。物理学全般に言えることやけどな。́・ω・)「繊細なんだね」彡(-)(-)「そういったノイズが一度入ってしまうと後から取り除くのは大変なんや。́・ω・)「他にも何か長所はあるの?」彡(゚)(゚)「もう1つの大きな長所は”レーザー干渉計に使う鏡を極限まで冷やす”点やな。́・ω・)「鏡を冷やすのが長所?」彡(゚)(゚)「せやで。́・ω・)「鏡が振動するの?」彡(゚)(゚)「干渉計の鏡の役目はレーザー光の反射やけど、100%完全に反射するのは無理や。わずかに反射しきれなかった分は熱として鏡に蓄積されていくんやな」彡(゚)(゚)「そうして鏡の温度が上がると熱振動を起こしてしまって鏡自体がノイズ源になるんや。単純な発想だね」彡(゚)(゚)「発想は単純かもしれんが実現するのは大変なんや。”KAGRAの鏡は約-253°Cまで冷却される”んやで。́・ω・)「そんなに冷やさなきゃいけないの?」彡(゚)(゚)「理論上は冷やせば冷やすほど精度が上がるんや。́・ω・`)「なるほどね。KAGRAはまだ本格始動前なんだっけ」彡(゚)(゚)「今年春に試験運転が行われて今は調整段階や。́・ω・)「来年度か。意外とすぐだね」彡(゚)(゚)「同じく2017年頃にアメリカのLIGOの観測感度が予定値に達してようやく本気を出すんや。́‐ω‐)「じゃあ来年度にはもう重力波に関するビッグニュースに期待できるかもしれないんだね」彡(゚)(゚)「せやな。́・ω・)「次の段階?」彡(゚)(゚)「地球で成功したら次は宇宙や。”重力波観測そのものを宇宙でやってしまおう”って構想もあるんやで。基線長(※5)も比べ物にならないほど長くできるから重力波観測にうってつけなんやな」※5:基線長レーザー干渉計の腕の長さのこと。́・ω・)「でも間違いなくこれから発展していく分野なんでしょ?」彡(^)(^)「せやで。アインシュタインの予言から100年、ようやく『重力波天文学』の時代が幕を開けたんや。́・ω・`)「『重力波きうり』を売り出すんだよ。宇宙の成り立ちに迫る宇宙空間に生身で飛び出したらどうなるのか?その答えとは2兆個の銀河があり、その銀河には1000億個の星がある。ID:15go0OIN0*この人のが一番しっくりくるわ。ID:yAkqkxu20*※14基礎知識もなんもないやつに説明する場合、詳細に話せないだろ。ID:DfbN6nZO0*凄いわ。提示されたものがどんなものでも(それが一般にエンターテイメント性が高く触れる人の大部が楽しむものでも)、よくない、なってない、けしからん、って言うときの精神構造がよく掴めない。仕事や人生諸々が面白くなくて、こういうお気楽なまとめサイトのコメント欄くらい、「わっ、※14さんはニキの説明に不満を覚えるほどに有識で批評精神があり優れていて価値がある方ですね!」って言ってほしいっていう、しんどい思いなのかな。俺も※14も今年お互いいろいろあったろうけど、来年はいい年になるように祈っているよ。ID:BL6ceGZa0*※28こいつが言いたい事分かるやつおるか?本気で分からん。ID:i2i.jrZt0*宇宙に建設しても太陽風のノイズがすごそう。猫背はまじで寿命縮むから治しとけ。親が死んだらやるべき5つのことを教える視力が0.5から1.2まで回復した俺が視力トレーニングを教える戦国時代の裏切り武将を解説付きで紹介する不思議.netではオカルトネタから科学ネタまで、2chを中心に世界の不思議な話題をお届けしています。不思議.netトップページに戻る。