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2016年6月29日 (水)

6/29のクローズアップ現代+は”アインシュタイン“最後の宿題”が解けた!~重力波天文学の夜明け~”でした。村山斉さんがゲスト。速記メモ。

出演は村山斉さん(東京大学 カブリIPMU 機構長)、中川翔子さん、そして久保田祐佳アナウンサー。では速記メモ。
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地球からはるかかなたのブラックホール。そこからの重力波が世界を揺るがしている。
アインシュタインが100年前に予言した重力波。
ビッグバン、その直後に生まれたファーストスター。宇宙誕生の秘密が重力波によって解き明かされる可能性が出てきた。とここまでがイントロ。
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13億光年離れた宇宙で、想像を絶する現象が起きていた。
2つの巨大なブラックホールが連なり、回っていたのだ。
「重力波 LIGO」の画像検索結果
とてつもない質量のブラックホールはお互いに引き寄せあい、合体。その際のゆがみが宇宙全体に広がっていた。これが重力波。
13億年をかけて地球に到達。この波を人類は初めて観測した。
アインシュタインが100年前に予言していた。
一般相対性理論。
「general relativity equation」の画像検索結果
意味は意外と単純。左側は空間のゆがみ、右側は物質の重さ・エネルギーを表す。
重いものがあると周りの空間はゆがむ。もし、その物体が動けば、ゆがみは波のように伝わっていくはず。
しかし、、、
このゆがみはとんでもなく小さい。
地球全体のゆがみが原子一個よりちいさい。
アインシュタインも小さすぎて見つけられないだろうと言っていた。
アメリカ、重力波検出施設 LIGOがこの難問に挑んだ。
全長4㎞の巨大な観測施設でとらえようとした。
1994年にスタート、真空の管が張り巡らされた。
1200億円がとうじられた。
1000人以上の科学者が集まった。
トップはディビッド・ライツィさん。
うまくいかないとは全く考えていませんでした。困難だとは思っていましたが、と語る。
重力波と捉える仕組みは?
「重力波 LIGO」の画像検索結果「重力波 LIGO」の画像検索結果
直交した4㎞の管にレーザー光を飛ばす。鏡で反射して帰ってくる。帰るタイミングは同じ。
でも重力波があると、タイミングがずれる。
1000㎞近く離れた場所のわずかな振動でも影響があると語る責任者。
車、鉄道、海岸の波までさまざまな振動が観測の邪魔をした。
地面の振動があると鏡も揺れる。
すると、光が進む距離が変わり、誤って検出してしまう。
振動をどう抑えるのか?まず鏡を振り子のようにつるしてみた。
振り子は振動を打ち消す効果がある。振り子を上の方で大きく揺らす実験を見せてくれた。
4段の振り子を作って揺れを除いた。
それでも取り除けない原因不明のノイズがあった。日本人研究者が立ち向かった。
河邊慶太さん。周辺にセンサーを取り付け、ノイズのもとを探した。
こうした努力で重力波の発見が可能になった。
国中の干し草の山の中から一本の針を探すようなものだったとライツィさん。
 
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村山さんは語る。
新しい望遠鏡を手に入れたってどういうこと?という質問には、
普通の望遠鏡だとちりがあると見えない、赤外線望遠鏡なら、X線なら、、、
など得意分野がある。
ブラックホール自身は光を出さないので見えない。
でも重力波望遠鏡なら見える。
あの有名な重力波のグラフの画像を見せながら、、、
「重力波 波形」の画像検索結果
これは伸びる縮むを表している。
どれくらい早く繰り返しているか?で重さが分かる。
遠くからくる波だと小さく揺れる、など振幅で近さがわかる。
バイオリンの波やクラリネットの波は違ってわかるように、
ブラックホールの波を見るといろんな情報がわかる。
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これによって宇宙がどうやって始まったかの解明も進んでいる。
重力波の発信源のブラックホールの重さ、太陽の36倍と29倍という重さだった。
これから宇宙の初期の姿が検討されている。
京都大学の研究グループが解析を行った。
同じくらい重い星がもとになったと考えている。
宇宙は誕生してすぐはガスやちりが一様だった。
何らかの理由で集まり、星が生まれた。
ファーストスター。宇宙の初期の巨大な星。
これが自らつぶれ、ブラックホールになったと考えている。
田中貴浩教授が説明してくれる。これまでなかなか見ることのできなかったことまで解明が進んでいくと。
宇宙空間で観測する計画も進んでいる。
LISA Pathfinderだ。
宇宙初期に空間全体がゆがんだと考えられている。原始重力波。
宇宙誕生の10^-34秒後に生まれたと考えられている。
2030年代の観測を目指している。安東正樹さんが説明してくれる。
ビッグバンの写真が撮れる、と語る村山さん。
電波では表面しか見えない。
「ビッグバン 電波」の画像検索結果
たとえばニュートリノを使えば太陽の中が撮れるように、
重力波を使えば中までみえるだろうと。
原子一個よりはるかに小さかった宇宙をえやーと引き延ばしてその時に重力波ができたはず。ぐわーと伸びているそのところの写真が撮れると。
原始重力波はいつ見える?
私たちが生きてる間に見える?そのために頑張っている。
重力波の発見も懐疑的な人が多かったのに発見できた。
人間の探求心、20年あきらめなかったのが素晴らしい。
日本でもKaguraが作られている。
どこから来たのがLIGOだけではわからなかった。日本、ヨーロッパにもあり、
三角形に設備があるとそれがわかる。
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村山さんは宇宙がどうやって始まったか、それが知りたいと。
 

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