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「ノーベル賞級の成果」…その訳は

重力波の初観測に成功したという発表の映像を見ながら説明する大阪市立大学大学院理学研究科の田越秀行准教授(中央)。右は神田展行教授=大阪市住吉区で2016年2月12日午前0時52分、三浦博之撮影

一般相対性理論の予言から100年、「最後の宿題」と呼ばれ

 一般相対性理論の予言から100年もの長きにわたって直接観測されなかった重力波は、「アインシュタインからの最後の宿題」とも呼ばれ、観測一番乗りを目指して世界の物理学者が挑戦を続けてきた。今回のLIGOチームの観測が確実なら、物理学の歴史に新たな一ページを書き加えるノーベル賞級の成果と言える。

 宇宙の膨張やブラックホールの存在など、想像を超えた現象を数多く予言してきた一般相対性理論では、質量を持つ物体の周りに生じる「時空(時間と空間)のゆがみ」こそが万有引力(重力)の源だと考える。さらに重い物体が動くと、そのゆがみが変動し波のように伝わる。これが重力波の正体だ。

 その存在は間接的には証明されていたが、直接検出するのは極めて困難な試みだった。例えば、遠くの重い星同士が互いの周りを回ることで生じる重力波は、地球と太陽との距離(約1億5000万キロ)がわずか水素原子1個分変化する程度の効果しかもたらさない。今回、LIGOは感度を向上させる改造を行い、検出に成功した。

 重力波の観測は、誕生したばかりの宇宙の解明や、光や電波では見えない新たな現象の発見につながる。日本でも、今年から岐阜県の鉱山跡の地下トンネルで重力波の検出を目指す装置「KAGRA(かぐら)」が本格始動する。重力波の出元を突き止めるには複数の場所で観測する必要があるため、今後の貢献が期待される。【河内敏康】

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