誰もが戦争や政治について話すのを休み、空を見上げているように見えたのは、ほんの一瞬でした。 2016年2月11日、主要な報道機関は、人類が地球の最深部から通過する重力波を初めて検出したことを報告しました。これは1916年にアルバートアインシュタインによって最初に予測された耐え難く微妙でありながら深遠な現象です。 13億年前に衝突しました。これは、観測可能な宇宙のすべての星の光のパワーの10倍のパワーを生成した宇宙への影響です。 しかし、それが作り出した重力波は、時空を波打つにつれて、ほんのわずかに消えていきました。 今まで、それらを検出できる機器はありませんでした。
この物語から
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何十年も働いている1, 000人以上の科学者とエンジニアによって達成されましたが、原動力はカリフォルニア工科大学のKip Thorne、Ronald Drever、Barry Barishでした。 MITのRainer Weiss。 彼らの信じられないほど小さな採石場をキャプチャするために、彼らはルイジアナ州とワシントン州に別の部分がある、非常に巨大な検出器、6億2000万ドルのレーザー干渉計重力波観測所、またはLIGOを配備しました。
Thorneは、1980年代から1990年代にかけて、世界中で注目を集める一連の講義でプロジェクトのキャンペーンを行いました。 気まぐれでひげを生やした彼は、すでに天体物理学の伝説であり、広大なビジョンを持った理論家であり、後にインターステラーのようなハリウッド映画の制作を手伝います。 彼がキャリアを始めたとき、多くの物理学者は、アインシュタインの予測にもかかわらず、重力波自体が空想科学小説であると考えました。 アインシュタインの一般相対性理論は、ニュートン物理学からの急激な変化の中で、重力が以前には検出されなかった波紋を生成し、それが音のように時空を移動することを示唆していました。
しかし、これらの波を測定することはほとんど不可能に思えました。 他の力と比較して、重力は非常に弱いです。 2つの電子間の電磁力は、重力の引力よりも10 40 （1兆倍、1兆倍、1兆倍）強いです。 重力波を記録するには、非常に大きな物体と想像を絶するほど敏感な機器が必要です。
それでも、ソーンは、1962年に博士号を取得するまでに重力波が存在すると考えていたと言います。1970年代を通して、他のほとんどの科学者は彼に同意するようになりました。 音楽はそこにあった。 彼らはまだそれを聞いていませんでした。
LIGOは、1990年代半ばに構築され、2002年に最初にアクティブ化され、これらの小さなトリルに非常に敏感になるように設計されました。 天文台は、1, 865マイル離れた2つの巨大なL字型検出器で構成されていました。 それらの間の距離、および2つのサイトの遠隔地は、2つの機器が同じ地上の微動または通過するトラックからの干渉を拾うことを防ぎます。 各検出器は、接合部にレーザーを備えた2つの2.5マイルアームで構成され、2つのビームに分割され、両端にミラーがあります。 重力波が管を通過したとき、科学者はそれが時空をわずかに歪ませると予測しました。これは、陽子の直径の1万分の1です。 そのわずかな歪みは、チューブの長さを変更し、レーザーを検出器に照射するのに十分です。
編集者注、2017年2月28日：この記事では、元々2つの電子間の電磁「引き」について言及していましたが、「力」はそれを説明するのに適した言葉です。
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この記事は、スミソニアン誌の12月号からの抜粋です
購入10年以上前のLIGO実験の最初のラウンドでは、信号を取得できませんでした。 しかし、最初の賭け金の大幅な倍減で、研究者は国立科学財団にLIGOをアップグレードするためにさらに2億ドルを費やすよう説得し、2015年までに作業は完了しました。 現在、研究チームには、世界中の90機関の1, 000人以上の科学者が参加しています。 期待は圧倒的でした。 昨年の8月、ワイスは、宇宙のブラックホールブルースとその他の歌というLIGOに関する本を書いていたコロンビアの天体物理学者であるJanna Levinに、「ブラックホールが検出されなければ、これは失敗です」と語った。
2015年9月14日月曜日、重力波が南空のどこか深いところから来ました。 ルイジアナ州の楽器にpingを送信した後、7ミリ秒後にワシントン州の楽器にpingを送信するために米国中を巡航しました。 午前5時51分に、LIGOの機器がついにその小さなチャープを記録しました。
レビンが言ったように、LIGOの大きな成果は、以前は無声映画だったものにサウンドトラックを追加したことです。 宇宙の95パーセントは暗いため、最先端の望遠鏡やレーダーデバイスの測定範囲を超えています。 そのかすかな重力波により、科学者は初めてブラックホールのペアを検出することができました。そして、それらは予想よりもはるかに大きかったです。 1つは質量の29倍で、もう1つは太陽の質量の35倍でした。
ソーンとワイスが最初にログを見たとき、彼らはハッカーが破損したデータをログに挿入したことを心配しました。 （ドクターは彼の反応を共有することができませんでした。彼は長年にわたって体調不良になり、故郷のスコットランドの介護施設に戻っていました。）科学者が彼らの業績に合意するまでに数週間の調査が必要でした。
2015年12月26日に、LIGOは別のブラックホールの合併による重力波を記録しました。 研究者たちは現在も機器の微調整を行っていますが、これは遠方の宇宙距離を測定することでのみ良くなると言っています。
ブラックホールの検出は、本当に重要ですが、ほんの始まりに過ぎません。 どれだけ知らないかがますます明らかになります。 それは、ソーン、ワイス、そして彼らの同僚にとって本当の興奮です。 暗黒物質が誰も考えたことのない方法で重力に変換されたらどうなるでしょうか？ ビッグバンの直後から重力波を拾うと、宇宙の性質について何がわかりますか？ LIGOのおかげで、星の間で鳴り響く魅力的な楽曲、他に何がまだあるのかまだ知られていない音楽を聞くことができます。
「彼らは人類に宇宙を見る全く新しい方法を与えました。」 スティーブン・ホーキングは、2016年のスミソニアン誌のアメリカの創意工夫賞で、重力波を検出した最初の科学者であるキップ・ソーン、レイナー・ワイス、バリー・バリッシュ、ロナルド・ドレバーを祝福します。 今年、LIGOの背後にいる天才は、アルバートアインシュタインが1世紀前に予測したことをようやく発見したと発表しました。
