なぜ「直接観測に成功」なのか?

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      2度目の重力波観測に成功!ついに「重力波天文学」の新時代へ

      これまで聞こえなかった宇宙の音が、次々と飛び込んできます。
      史上2回目となる重力波の直接観測に成功したことを発表しました。

      重力波の存在は100年前にアインシュタインが予言していましたが、ようやく2015年9月に初めて実現したばかりです。今回発表されたのは、それから3カ月ほど後、2015年12月26日に重力波が検知されたことです。 2回目の重力波観測 LIGOが初めて観測した重力波は、地球から約13億光年の距離にあるふたつのブラックホール、それぞれ太陽の29倍と36倍の質量をもったものの合体によって生まれたものでした。今回のふたつのブラックホールの質量はそれぞれ太陽の8倍と14倍、地球からの距離は14億光年でした。合体後には太陽の21倍のブラックホールが形成され、残る太陽1個分の質量が重力波エネルギーとして放出されました。

      米国カリフォルニア州サンディエゴで行なわれたアメリカ天文学会で発表されました。

      宇宙にある非常に重い物体が激しく衝突すると、それは衝撃波を生じ、池にできるさざ波のように時空を渡っていきます。重力波と呼ばれるその波は非常に微かで、振れ幅は原子の直径の10億分の1ほどしかありません。
      その波は我々の周りに常にあって、それを観測することで、従来の電磁波を通じて見ている宇宙とはまったく別の宇宙が見られます。 ただ20世紀の時点では、それは仮説でしかありませんでした。非常に小さな波を検知するにはものすごく精密な設備が必要で、数km離れた鏡の間にレーザーを走らせたLIGOでさえなかなか成果を出せずにいました。

      LIGOが最初に稼働したのは2002年でしたが、何年間も決定的な結果は得られずにいました。

      Shoemakerさんは、9月14日未明にLIGOの検知器で波形を検知したときのことをこう振り返ります。 テストではないとわかっても、LIGOのチームは検証に数カ月を費やし、ありとあらゆるノイズや人的エラーの可能性を排除していきました。

      2回目の成功の意味 最初の検出からたった3カ月でやってきた2回めのシグナルには、また別のハードルがありました。



      ただ、より小規模な衝突による重力波には検出に有利な点もありました。

      2回目のシグナルは非常に長かったため、ひとつのブラックホールがもうひとつのブラックホールの近くで回転していることも観測できました。

      回転の分析から垣間見えたこの天体の歴史からは、このブラックホールが元々は中性子星で、その後、角運動量を増してブラックホールへと崩壊していったことが推定できました。

      そして、重力波検知器がちゃんと使えることがわかった今、その分析は可能です。 この2回だけでも、LIGOはすでにブラックホールの質量の分布や合体の頻度といった重要な知見を得ています。

      2回目に検知された重力波源のブラックホールも、これまでX線で検知してきた太陽の数倍程度のブラックホールに比べれば巨大です。これからも続くであろう重力波によって、これまでの理論をさらに精緻化していけることが期待できます。
      重力波はまた、光をまったく出さない天体の観測に使える初めての道具となります。LIGOの最初の観測活動は1月に終了していて、今はさらなる改良が加えられているところです。すばらしいことに、私たちが住む3次元宇宙では、検知器の感度を2倍にすれば検知できる空間は8倍に広がるんですよ。VIRGOが、今年中に稼働開始する予定になっています。

      つまり将来的には、重力波源の方向に望遠鏡を向けたら、その発生源を特定できるかもしれないということです。Ouellette記者が行なったLIGOとVIRGOの研究者へのインタビューでは、重力波観測にまつわる当事者視点のストーリーが聞けました。

      2016年6月15日 今回2回目の重力波検出は12月26日、クリスマスの翌日という微妙な日付でした。Ricciさんは、LISAは低周波数での重力波検知を得意としていて、より高周波を対象とするLIGOやVIRGOとは補完しあう位置づけになると言っています。

      超新星やパルサーからも重力波が発生するとされていますが、これまで観測された重力波の発生源は2回ともブラックホールの合体でした。 重力波検出に取り組んでいるのはLIGOだけでなく、VIRGOやLISA、日本のKAGRAなど複数のプロジェクトが進んでいます。

      重力波の直接観測に成功! 13億年前のブラックホール衝突の余波検出、正式発表【追記あり】

      アインシュタインが予言し、でも絶対直接見えないはずと言っていた、そんなものが見えちゃった。記者会見を行ない、重力波の直接観測成功を正式発表しました。

      彼らはこの数カ月、昼夜を問わず重力波の存在を示すシグナルの検証を行なってきました。

      以前、意図的にフェイクのシグナルが仕込まれていたこともあったので、噂はちょろちょろ出回っていたものの、LIGOは発表までに念には念を入れた確認をしてきたものと思われます。 LIGOによると、重力波が観測されたのは現地時間2015年9月14日午前5時51分、米国ルイジアナ州リビングストンとワシントン州ハンフォードにある2台の検出器両方でした。それが起きた時点では、太陽の3倍の質量が一瞬でエネルギーに変換されたと言います。

      JPL LIGOは2002年から重力波観測に挑んでいましたが、最初の8年間はほとんど成果がありませんでした。 今回発見された重力波の元となったブラックホールの衝突は、それぞれ太陽の29倍と36倍の質量を持つブラックホールによるものでした。 「今回観測されたことについては、100年前のアインシュタインの一般相対性理論の中で美しく説明されています。

      3:32追記] 重力波検出の意義について、専門家からもコメントが来ています。

      言い、重力波の波形によって、それを作り出した物体の大きさや動きを推定できると指摘します。 宇宙への新たな冒険は、まだまだ始まったばかりです。

      重力波直接観測に成功か、2月11日に公式記者発表

      会見はワシントンD.C.で開かれ、米Gizmodoも参加する予定です。同士を急激に衝突させたり、超新星爆発が起こったりすると、そんな波が起こると言われてきました。

      そして物体が大きければ大きいほど、時空は大きく乱れ、重力波が強くなるのだと。

      ただ、それらを直接観測する技術は今までありませんでした。 最近アップグレードされて観測感度を高めたLIGOは、重力波のシグナルを探し続けてきました。

      ただ、当事者にとっては非常にセンシティブな話を軽くおもらししたクラウス氏周辺は軽く炎上し、LIGOのリーダーたちは公式発表を待つようにと呼びかけていました。

      それでも今回の記者会見を前に、別のところからまた情報がもれてきていました。

      LIGOは干渉計というふたつの巨大な光学機器で構成されていて、研究者たちはそれを使って空間のきわめてわずかな伸びを捉えようとしてきた。バージェス氏のメールによると、それぞれの干渉計が、ブラックホールの合体をしかるべき時間差で捉えたという。 論文を見たスパイたちは、彼らがふたつのブラックホールの合体による重力波を見たと言っている。

      彼らいわく、ふたつの検知器間の距離を考慮すると、検知結果はそれが高速で動いていたことと矛盾しない。彼らは、これが5.1シグマの発見に相当すると言っている。


考察。「直接観測に成功」とは何か?

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  • アレゲ化学と電気電子さん: ヒッグス粒子が見つかり重力波の直接観測に成功している現在において電子の直径という割とわかりやすいと素人目には映るものが不確実な値だったりして物理は面白い - 1 ヶ月 24 日と 6 時間 11 分 48 秒前
  • Nyanmageの子らは砂上に歌うさん: RT @academist_cf: 大型放射光施設SPring-8で得られる高強度かつ、高品質なX線回折データを用いることで、原子配置だけでなく、その原子の持つ電子の空間分布の可視化から分子軌道の直接観測に成功した。
    > https://t.co/ZIYMtoBSvr

    - 1 ヶ月 24 日と 8 時間 27 分 58 秒前

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