今朝、スウェーデン王立科学アカデミーはノーベル物理学賞をマサチューセッツ工科大学のライナー・ワイス、カリフォルニア工科大学のキップ・S・ソーン、バリー・C・バリッシュの3人に授与しました。重力波の発見の背後にある仕事。これは、100年以上前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時空の構造の波紋の一種です。
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The New York Timesの Dennis Overbyeが報告しているように、3人の受賞者は、重力波を検出するために設計された機器であるレーザー干渉計重力波観測所（LIGO）の原動力でした。 彼らは、数十年にわたって検出器の収集、分析、改善に取り組んだ1, 000人以上の科学者のコンソーシアムを率いました。 そして2015年、彼らの努力はついに10億年以上前に衝突した2つのブラックホールから放出された小さなチャープの検出で報われました。
発見から受賞までの期間はわずか2年ですが、ノーベルの基準では短くなっていますが（アインシュタインは受賞まで16年も待たれていました）、プロジェクトの種は40年以上もかかっています。
重力波の検出は物理学コミュニティを揺るがし、アインシュタインの一般相対性理論の中心的なテナントの1つを確認しました。 この理論によれば、ブラックホールなどの超巨大物体の動きは、池に落ちた小石からの波のように、時空の構造に波紋を引き起こします。 しかし、何十年もの間、物理学者はこれらの波が本当に存在すること、あるいは検出されることを疑っていました。
1960年代初期の博士課程の学生として、Kip Thorneは彼らがそこにいると信じていました。 そして、1970年代までに、新しいモデリングと思考実験により、ますます多くの研究者が説得され始めました。 「音楽はそこにあった。彼らはまだそれを聞いていなかった」と、ジェニー・ローテンバーグ・グリッツは2017年にスミソニアンのためにこのトリオが雑誌のアメリカン・インジェニティ・アワードを受賞したときに書いた。
1972年に、ワイスは、いわゆるレーザー重力波「アンテナ」の最初の概念に関する論文を出版し、野心的な計画を改良して実行するためにソーンと協力しました。 それは急進的なアイデアでした：陽子の直径よりも小さい時空のリップルを検出するのに十分な感度を持つ検出器を作成します。
以前はSuperconducting Supercolliderプロジェクトの責任者だったBarishは、後にチームに加わり、1994年にLIGOのディレクターになりました。彼はしばしば、プロジェクトの再編成と管理を行っていました。 しかし、最終的にLIGOが生まれました。
LIGOは、ルイジアナ州とワシントン州の2つのL字型検出器で構成され、1, 865マイル離れています。 Gritzによれば、各検出器には長さ2.5マイルのアームが2つあり、両端に世界で最も滑らかなミラーがあります。 物理学者のブライアングリーンが昨年Smithsonian.comに書いたように、検出器は超強力なレーザービームが2つのミラー間で跳ね返る時間を測定し、わずかな差を測定します。 レーザーの移動時間のわずかな変化は、通過する重力波の指標です。
最初の8年間、観測所は苦労し、2010年に2億ドルの修理のために閉鎖されました。 しかし、2015年9月に再起動した直後に、LIGOは最初の波紋を検出しました。 それ以来、もう3つの重力波が検出されました。1つは、LIGOとイタリアの乙女座天文台のコラボレーションで、先週発表されました。
賞には3人の研究者しか認められていませんが、検出器の成功には多くの研究者が必要でした、とThe Guardianの Hannah DevlinとIan Sampleが報告しています。 「私は、これを約1, 000人の仕事を認めるものと考えています」とWeiss氏は言います。 「お話ししたくありませんが、40年もの間、このことを考え、検出を試みています...そしてゆっくりと、しかし確実に技術を組み合わせてやっています。」
デヴリンとサンプルは、おそらく賞をもらえるであろうチームの4番目のメンバーがいたと報告しています。 スコットランドの物理学者ロナルド・ドレバーは、LIGOチームのもう一人の中核メンバーであり、3月に認知症から亡くなりました。 ノーベル委員会は通常、死後に賞を授与しません。
この発見は、天文学者と物理学者のためのゲームチェンジャーであり、宇宙を研究するための新しいツールを提供します。 グリーンが昨年書いたように、天文学者が空を研究するために使用する光、X線、ガンマ線、赤外線または他の信号とは異なり、重力波はすべてを通過し、ブロックすることはできません。 したがって、波は、「138億年前のビッグバン自体の荒々しい鳴き声」など、光の「立ち入り禁止」の領域を調べるために使用できます。
グリーンは次のように述べています。「歴史は、科学のコースを変える数少ない変曲点の1つとして発見を振り返ります。」
