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ハンフォードの科学者たちはついに重力波の秘密を暴露したが、まだすべてを明かすことはできない

ハンフォードの科学者たちはついに重力波の秘密を暴露したが、まだすべてを明かすことはできない

ジョン・スタング

LIGOハンフォード
ハンフォードにあるLIGO検出器施設のビームラインは、ワシントン州南東部の砂漠地帯に広がっています。L字型の検出器の各アームの長さは2.5マイル(約4キロメートル)です。(クレジット:LIGO)

ワシントン州ハンフォード – ここの物理学者たちは、自分たちが貢献した重力波の発見についてほぼ5か月間沈黙を守らなければならなかったが、今日、最高の賛辞でその沈黙を埋め合わせた。

「見ましたが、とても美しく、とてもきれいでした」とハンフォードのレーザー干渉計重力波観測所所長フレッド・ラーブ氏は語った。

ラーブ氏とLIGOハンフォードの他の科学者たちは、9月14日の朝、ドイツの同僚から「興味深い出来事」という件名のメールを開いたときにこの発見を知った。

画像: フレッド・ラーブ
LIGOハンフォードの所長フレッド・ラーブ氏は、重力波の発見について語りながら満面の笑みを浮かべた。(GeekWire撮影、ジョン・スタング)

アルバート・アインシュタイン研究所のアナリストたちは、ハンフォード施設とルイジアナ州リビングストンにある姉妹観測所の観測データが、2つの巨大ブラックホールの合体のパターンに合致することに気づきました。それはまさに、LIGOチームが10年以上探し求めていたシグナルでした。

「ハイタッチがたくさんありました」と、LIGO科学チームのメンバーであるグレッグ・メンデルはハンフォードでの記者会見で振り返った。

数ヶ月にわたる検証と分析を経て、ついに本日、世界的な注目を集める中、Physical Review Letters誌に結果が掲載されました。これは、史上初の重力波の直接検出、史上初のブラックホール合体の観測、そしてアルバート・アインシュタインの100年前に発表された一般相対性理論のこれまでで最も確固たる裏付けとなりました。

詳細な分析の結果、2つのブラックホールの質量はそれぞれ太陽の約29倍と約36倍であることが判明しました。太陽3個分の質量が重力波という形でエネルギーに変換されました。わずか20ミリ秒の間に、そのエネルギーは宇宙のすべての星のエネルギーを合わせた値の50倍にも達しました。

科学者たちはブラックホールが空のどの位置に衝突したかを正確に特定することはできなかったが、リビングストン検出器がハンフォード検出器より0.007秒早く信号を捉えたため、南天半球であったことはわかった。

メンデル氏は、リビングストンの同僚たちは「自分たちが最初に発見したと私たちに言い寄るのが好きだ」と語った。

するとラーブ氏が口を挟んだ。「我々はより良​​く理解していたと言いたい」。実際、「リングダウン」として知られる波動パターンの高低は、ハンフォード氏のチャートではより鮮明に見える。

LIGOデータ
これらのグラフは、LIGOのハンフォード検出器とリビングストン検出器のデータと、ブラックホールの合体から予想されるデータを比較したものです。(クレジット: LIGO)

LIGOチームの一員であるカリフォルニア工科大学のジェン・ドリガーズ氏は、この信号が約13億年前に合体中のブラックホールから発信されたという事実に驚嘆した。「地球上に単細胞生物しか生命体がいなかった時代です」と彼女は述べた。「これは驚くほど古いものです。…これは人類が目撃した中で最もパワフルな出来事です。壮大で、異国情緒があり、驚くべきものです。」

研究者たちが論文発表の準備を進める間、この発見は秘密にされなければならなかった。噂は漏れたが、ラーブ氏は公の場でコメントを拒否した。妻に話すことに決めるまでに2週間かかったが、それは電話での会話を妻から隠すことができなかったからだ。

「そうだ、私は彼女に秘密を守るよう誓わせなければならなかった」と彼は言った。

ラーブ氏は、本日の発表を「非常に長い劇の第一幕の幕が下りる大きな瞬間」と捉えていると述べた。フィジカル・レビュー・レターズ誌に掲載された論文は観測開始から1ヶ月しか経過しておらず、LIGOの観測機器は現在、重力波に対する感度をさらに高めるためのアップグレード作業の真っ最中である。

一方、LIGO がまだ報告できる状態ではないさらなるデータを記録したという噂もすでにある。

それで、ラーブ氏は何と言っただろうか?「私の唇の動きを読んでください」と彼は言い、口を閉じた。