岡田健吉‏@zu5kokd１  　   

《 重力波天文学・３ 》・・・（２６９）

【重力波／ＧＷ１５０９１４・・・とは！ 】・・・（２１３）

「ビッグバンから…」高杉が言った。「約数億年後に生まれた第１世代の星では…

重元素がゼロ、軽元素ばかりの…星間ガスの集積によって生まれるので…中心部で

核融合が始まる事なく、星間ガスの集積がどんどん進みます…」

岡田健吉‏@zu5kokd１  　   

《 重力波天文学・３ 》・・・（２６８）

【重力波／ＧＷ１５０９１４・・・とは！ 】・・・（２１２）

…一定以上の質量のものは、できないのです。その上限が、１０太陽質量程度と考えら

れています」

「はい…」支折が、うなづいた。「それで…重元素が無い場合とは…？」

「問題は、そこです！」高杉が言った。

岡田健吉‏@zu5kokd１  　   

《 重力波天文学・３ 》・・・（２６７）

【重力波／ＧＷ１５０９１４・・・とは！ 】・・・（２１１）

「重元素があると…」支折が言った。「＜恒星風＞として、放出されやすいわけですか」

「その結果…」高杉が言った。「星は燃え尽きるまでに、痩（や）せ細ってしまうのです。し

たがって、超新星爆発で生じるブラックホールも…

岡田健吉‏@zu5kokd１  　   

《 重力波天文学・３ 》・・・（２６６）

【重力波／ＧＷ１５０９１４・・・とは！ 】・・・（２１０）

「そうです…」高杉が言った。「＜恒星風／星風＞とは、恒星表面から吹き出す、ガス

の流れのことです。

星の表面は…ガス圧や、輻射圧／光圧（／放射圧・・・電磁放射を受ける物体の表面に働く圧力）や、

磁気圧等が高くなる事で、１部のガスが重力を振り切り、放出されるのです」

岡田健吉‏@zu5kokd１  　   

《 重力波天文学・３ 》・・・（２６５）

【重力波／ＧＷ１５０９１４・・・とは！ 】・・・（２０９）

「より重要なのは…」高杉が言った。「それ以降の星の進化において…

重元素がある場合の方が、星の外層部分のガスが＜恒星風＞となって、放出されや

すい事です」

「うーん…」支折が言った。「＜恒星風＞ですか？」

岡田健吉‏@zu5kokd１  　   

《 重力波天文学・３ 》・・・（２６４）

【重力波／ＧＷ１５０９１４・・・とは！ 】・・・（２０８）

「星間ガスや…」高杉が言った。「星間塵（せいかんじん）が集積して星ができる際…重元素

がある場合は無い場合よりも、早い段階で星の中心部で核融合反応が始まります…」

「早く…」支折が言った。「核融合に火が付くわけですね？」

岡田健吉‏@zu5kokd１  　   

《 重力波天文学・３ 》・・・（２６３）

【重力波／ＧＷ１５０９１４・・・とは！ 】・・・（２０７）

「はい…」支折が、うなづいた。

「この重元素の存在が…」高杉が言った。「大質量星の質量と…そうした星の超新星爆

発によって生じるブラックホールの質量に…制限をかけている様です、」

「うーん…」支折が、頭を傾げた。

岡田健吉‏@zu5kokd１  　   

《 重力波天文学・３ 》・・・（２６２）

【重力波／ＧＷ１５０９１４・・・とは！ 】・・・（２０６）

「そうです…」高杉が言った。「宇宙初期の、第１世代／初代の星から…

誕生しては、超新星爆発で消えるサイクルが、営々と繰り返され…重元素が宇宙に蓄

積して来ました。現在、ほとんどの星に一定割合で、重元素が含まれています…」

岡田健吉‏@zu5kokd１  　   

《 重力波天文学・３ 》・・・（２６１）

【重力波／ＧＷ１５０９１４・・・とは！ 】・・・（２０５）

「こうした…」高杉が言った。「重元素は、かって形成された大質量星が燃える過程で合

成されたり、超新星爆発の際に合成されたりして…宇宙に散ったものです」

「ふーん…」支折が言った。「それが、繰り返されて来たのですね…」

岡田健吉‏@zu5kokd１  　   

《 重力波天文学・３ 》・・・（２６０）

【重力波／ＧＷ１５０９１４・・・とは！ 】・・・（２０４）

「その…」高杉が言った。「ずっと後です…

星は、星間ガスが集積してできます。星間ガスには、水素やヘリウムなど宇宙誕生時に

形成された軽元素以外に、炭素や酸素、鉄などの金属元素、さらに、塵（ちり）が混ざって

います」

「はい…」支折が言った。

岡田健吉‏@zu5kokd１  　   

《 重力波天文学・３ 》・・・（２５９）

【重力波／ＧＷ１５０９１４・・・とは！ 】・・・（２０３）

「これらの…」高杉が言った。「ブラックホール形成の舞台として…

約１３８億年前の宇宙誕生から、１０億年以上が過ぎた頃の宇宙が想定される様です」

「３８万年後の…」支折が言った。「宇宙が晴れ上がり（／ビッグバンの後、初めて光子が長距離を

進めるようになった時期 ・・・ばらばらだった電子と原子核が一斉に結合して中性化し、光が直進できるようになった。）以

後ですよね…」

岡田健吉‏@zu5kokd１  　   

《 重力波天文学・３ 》・・・（２５３）

【重力波／ＧＷ１５０９１４・・・とは！ 】・・・（１９７）

「合体で…」高杉が言った。「形成されたブラックホールの質量とスピンは、＜準固有振

動＞の波形から求められ…６２太陽質量、スピン０．６７です…」

「３太陽質量分は…」支折が言った。「重力波エネルギーとして、放出されたわけですね

？」

「そうです！」高杉が、うなづいた。

岡田健吉‏@zu5kokd１  　   

《 重力波天文学・３ 》・・・（２５２）

【重力波／ＧＷ１５０９１４・・・とは！ 】・・・（１９６）

…大質量ブラックホールの、＜準固有振動＞が観測され…ブラックホールの成長プロ

セスが確証されました」

「これは…」支折が言った。「ブラックホール研究に、大きな進展が期待できるという事で

しょうか？」

「そうです！」

岡田健吉‏@zu5kokd１  　   

《 重力波天文学・３ 》・・・（２５１）

【重力波／ＧＷ１５０９１４・・・とは！ 】・・・（１９５）

「そうです…」高杉が言った。「しかし実際には、予想外のブラックホール連星の合体で

した。

おかげで…中性子星からブラックホールへの、＜相転移＞は観測されなかったわけで

す。しかし、かわりに、ブラックホール連星の合体で…

岡田健吉‏@zu5kokd１  　   

《 重力波天文学・３ 》・・・（２５０）

【重力波／ＧＷ１５０９１４・・・とは！ 】・・・（１９４）

…まあ、多くの研究者はそう予測していたわけですが…＜準固有振動＞の波形が観

測されることで…ブラックホールの存在が確証できる…と考えていたのです」

「あ…そういうストーリーを、予測していたわけですね？」

岡田健吉‏@zu5kokd１  　   

《 重力波天文学・３ 》・・・（２４９）

【重力波／ＧＷ１５０９１４・・・とは！ 】・・・（１９３）

「そうです…」高杉が言った。「これはブラックホールと他の天体との、際立った違いと考

えられています」

「ふーん…」支折が、うなづいた。「はい！」

「実は…重力波の初検出が中性子星連星の合体だった場合…

岡田健吉‏@zu5kokd１  　   

《 重力波天文学・３ 》・・・（２４８）

【重力波／ＧＷ１５０９１４・・・とは！ 】・・・（１９２）

「一方…」高杉が言った。「連星合体で、ブラックホールが形成された場合…ごく短時間

で、＜振動が・・・急減衰＞します」

「＜急減衰＞…？」

「そうです…」高杉が、うなづいた。「この＜急減衰＞を、＜ブラックホールの・・・準固

有振動＞と言います」

「＜準固有振動＞…？」

岡田健吉‏@zu5kokd１  　   

《 重力波天文学・３ 》・・・（２４７）

【重力波／ＧＷ１５０９１４・・・とは！ 】・・・（１９１）

「ともかく…」高杉が言った。「“参考文献”では、こう言っているわけです…」

「はい、」支折が、コクリとうなづいた。

「その…」高杉が言った。「大質量の中性子星ができた場合…その中性子星は合体時

の衝撃によって、＜しばらくの間は・・・振動＞を続け…重力波の放出が続く様です、」

「うーん…」支折が、大きくうなづいた。「はい…」

岡田健吉‏@zu5kokd１  　   

《 重力波天文学・３ 》・・・（２４６）

【重力波／ＧＷ１５０９１４・・・とは！ 】・・・（１９０）

「塾長…」支折が言った。「大質量の中性子星は…存在するのでしょうか？」

「うーむ…」高杉が、アゴに手を当てた。「そうですねえ…

太陽質量の３０倍以上の恒星は…重力崩壊でブラックホールになる様ですが…それ以

下では、様々なケースが考えられるのでしょうか…？」

「はい…」

岡田健吉‏@zu5kokd１  　   

《 重力波天文学・３ 》・・・（２４５）

【重力波／ＧＷ１５０９１４・・・とは！ 】・・・（１８９）

「はい…」支折が、前髪を払い、ゆっくりとうなづいた。

「＜ＬＩＧＯ＞が狙っていた…」高杉が言った。「中性子星連星の合体では…

合体で、大質量の中性子星になるケースと、ブラックホールが形成されるケースの、２つ

が想定されていました」

岡田健吉‏@zu5kokd１  　   

《 重力波天文学・３ 》・・・（２４４）

【重力波／ＧＷ１５０９１４・・・とは！ 】・・・（１８８）

「さて…」高杉が言った。「ブラックホール連星合体の…第３段階／＜リングダウン＞で

も…

＜ＧＷ１５０９１４＞の波形は、数値シミュレーションとよく一致します。その波形は…多

くのブラックホール研究者が、まさに、夢にまで見た／理想形そのもの、でした…」

岡田健吉‏@zu5kokd１  　   

《 重力波天文学・３ 》・・・（２４３）

【重力波／ＧＷ１５０９１４・・・とは！ 】・・・（１８７）

「１００年／１世紀ですかあ…」支折が言った。「【一般相対性理論】が提唱されて、１００年

という事ですね、」

「そうです…」高杉が言った。「１３億光年という、かなり遠い宇宙で起きたとはいえ、宇宙

最大規模のエネルギー放出現象でも、この程度の空間の振幅です。１００年の科学技術

革新が、この物理学の基盤理論の１つを、検証したわけです」

「はい！」支折が言った。「もう１つは、【量子論／量子力学】ですね、」

「そうです！」

岡田健吉‏@zu5kokd１  　   

《 重力波天文学・３ 》・・・（２４２）

【重力波／ＧＷ１５０９１４・・・とは！ 】・・・（１８６）

「うーん…」支折が言った。「地球と太陽の距離で…たった、“水素原子１個分の伸縮”で

すか。ものすごく小さな距離ですね、」

「そうです…」高杉が言った。「日常感覚でいえば、ほとんど０ですが…この計測に１００年

／１世紀かかりました…」

岡田健吉‏@zu5kokd１  　   

《 重力波天文学・３ 》・・・（２４１）

【重力波／ＧＷ１５０９１４・・・とは！ 】・・・（１８５）

「＜振幅 ０＞は…」高杉が言った。「伸び縮みが０です…

＜ＧＷ１５０９１４＞の最大振幅は、１０のマイナス２１乗でした。１天文単位／太陽と地

球間の距離（／約１億５０００万ｋｍ）を基準にすると、“水素原子１個分の・・・空間が伸び縮み

した量”になります…」

岡田健吉‏@zu5kokd１  　   

《 重力波天文学・３ 》・・・（２４０）

【重力波／ＧＷ１５０９１４・・・とは！ 】・・・（１８４）

「重力波の…」高杉が言った。「振幅は…＜空間の伸び縮みの率＞で表すので、＜無

次元量になり・・・０～１の値＞をとります。

＜最大振幅 １＞は…重力波によって、空間が完全に潰れたり、倍に伸びたりする、極

端なケースです」

「はい…」

岡田健吉‏@zu5kokd１  　   

《 重力波天文学・３ 》・・・（２３４）

【重力波／ＧＷ１５０９１４・・・とは！ 】・・・（１７８）

「ここで…」高杉が言った。「仮に…

“うまい・・・修正／重力理論”を作れば…＜暗黒物質＞や＜暗黒エネルギー＞を持

ち出す必要が無くなるという…可能性も出て来るのです」

「宇宙構造そのものが、変わって来るわけですね？」

「そうです！」

岡田健吉‏@zu5kokd１  　   

《 重力波天文学・３ 》・・・（２３３）

【重力波／ＧＷ１５０９１４・・・とは！ 】・・・（１７７）

「しかし…」高杉が言った。「もし…

強い重力場において、【一般相対性理論】の予測と観測データの間に不一致が見つか

れば…【一般相対性理論】を修正する余地が生じます…」

「うーん…」支折が言った。「それも、大変な事になりますよね、」

岡田健吉‏@zu5kokd１  　   

《 重力波天文学・３ 》・・・（２３２）

【重力波／ＧＷ１５０９１４・・・とは！ 】・・・（１７６）

「最新の研究では…」高杉が言った。「宇宙全体のエネルギーに占める＜暗黒エネル

ギー＞の割合は７４％…＜暗黒物質＞は割合は２２％…バリオン／見えている物質

は、全体の４ ％に過ぎないのです。実に、９６％が、謎のままなのです…」

「＜暗黒エネルギー＞というのは、＜アインシュタイン方程式／重力場方程式＞の、

＜宇宙項＞から来ているものですね？」　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ＜詳しくはこちらへどうぞ・・・アインシュタイン方程式の宇宙項＞

岡田健吉‏@zu5kokd１  　   

《 重力波天文学・３ 》・・・（２３１）

【重力波／ＧＷ１５０９１４・・・とは！ 】・・・（１７５）

「この事実は…」高杉が言った。「非常に、大きな重みを持ちます！」

「はい！」支折が、うなづいた。

「現在…天文学と物理学では、＜暗黒物質＞と＜暗黒エネルギー＞を、どう理解する

か、最大課題になって来ています」

「ええと…＜暗黒物質＞と＜暗黒エネルギー＞とは？」

岡田健吉‏@zu5kokd１  　   

《 重力波天文学・３ 》・・・（２３０）

【重力波／ＧＷ１５０９１４・・・とは！ 】・・・（１７４）

…【一般相対性理論】が成立するのか、証明されていなかったのです。しかし、今回、観

測データが【一般相対性理論】の予想と、よく一致し、基本的には強い重力場でも、破綻

しないことが証明されました」

「はい、そうですね…」

岡田健吉‏@zu5kokd１  　   

《 重力波天文学・３ 》・・・（２２９）

【重力波／ＧＷ１５０９１４・・・とは！ 】・・・（１７３）

…ブラックホール連星合体のシミュレーションの波形と、よく一致しています。

【一般相対性理論】が提唱されて、１００年…その検証は、重力が弱い場所だけで行わ

れて来ました。ブラックホール近傍の様な、重力が非常に強い場所で…

岡田健吉‏@zu5kokd１  　   

《 重力波天文学・３ 》・・・（２２８）

【重力波／ＧＷ１５０９１４・・・とは！ 】・・・（１７２）

「そうです…」高杉が言った。「この重力場の解析には、数値シミュレーションが威力を発

揮します」

「はい、」支折が、うなづいた。

「この段階の＜ＧＷ１５０９１４＞の波形は…＜インスパイラル＞の波形の情報から得

られた…

岡田健吉‏@zu5kokd１  　   

《 重力波天文学・３ 》・・・（２２７）

【重力波／ＧＷ１５０９１４・・・とは！ 】・・・（１７１）

★ 強い重力場での・・・一般相対性理論の検証 ★

「さて…」高杉が言った。「＜インスパイラル＞終盤から連星合体にかけては、時空が

大きく歪（ゆが）みます」

「非常に…」支折が言った。「強い重力場での、現象になるわけですね？」

岡田健吉‏@zu5kokd１  　   

《 重力波天文学・３ 》・・・（２２６）

【重力波／ＧＷ１５０９１４・・・とは！ 】・・・（１７０）

「その様ですねえ…」高杉が言った。「今の所は…

すぐに、日本の＜ＫＡＧＲＡ＞も始動しますし、イタリア／ピサ郊外の＜ＶＩＲＧＯ＞も稼

働します。そうなれば、今度は位置を特定し、そこへ各種の望遠鏡を向けることも可能に

なります。＜重力波天文学＞は、ここから始動ですから…」

「はい！」支折が、コクリとうなづいた。

岡田健吉‏@zu5kokd１  　   

《 重力波天文学・３ 》・・・（２２５）

【重力波／ＧＷ１５０９１４・・・とは！ 】・・・（１６９）

「ドイツ／ハノーバー南方の…」高杉が言った。「＜ＧＥＯ６００＞は、感度不足でシグナ

ルを検出できなかった様です」

「塾長…」支折が言った。「距離が、１３億光年と分かっても…

重力波が来た方向は、南天の三日月形としか、特定できないのでしょうか？」

岡田健吉‏@zu5kokd１  　   

《 重力波天文学・３ 》・・・（２２４）

【重力波／ＧＷ１５０９１４・・・とは！ 】・・・（１６８）

「＜ＧＷ１５０９１４＞の…」高杉が言った。「重力波が到来した時…

イタリアの＜ＶＩＲＧＯ＞は改造工事中でした。もし稼働していて、これを捕捉していたら、

天球上の位置をさらに絞り込めたと言います」

「はい、」支折が、うなづいた。

岡田健吉‏@zu5kokd１  　   

《 重力波天文学・３ 》・・・（２２３）

【重力波／ＧＷ１５０９１４・・・とは！ 】・・・（１６７）

「はい…」支折が、うなづいた。「相当に、広い範囲ですね？」

「まあ…」高杉が言った。「もう少し具体的に言うと…

南天の…大マゼラン星雲（／大マゼラン星雲も、小マゼラン星雲も、天の川銀河の伴銀河。われわれの銀河系

に付随していて、地球からも１６万光年と近い距離にある。）から、天の川銀河にかけての領域から…到

来した可能性があるという事ですね、」

「あ…そういう事なら、分かりますよね…」

岡田健吉‏@zu5kokd１  　   

《 重力波天文学・３ 》・・・（２２２）

【重力波／ＧＷ１５０９１４・・・とは！ 】・・・（１６６）

…リング状の領域を、三日月形にまで絞り込めました…」

「天球上の…」支折が言った。「リング状の領域から…三日月形に絞れたとは？」

「つまり…

天球上／南天方向の、円形の範囲から、その中の三日月形の範囲まで、特定できた…

という事です」

岡田健吉‏@zu5kokd１  　   

《 重力波天文学・３ 》・・・（２２１）

【重力波／ＧＷ１５０９１４・・・とは！ 】・・・（１６５）

「重力波は…」高杉が言った。「ルイジアナ州（北米大陸の南東部）／南天方向から到来し、ワ

シントン州（北米大陸の北西部）の天空へ抜けた事になります。

この情報だけでは、到来方向は天球上のリング状の領域にしか、絞り込むことしかでき

ません。ただし、重力波の検出感度の、到来方向による違いなどから…

岡田健吉‏@zu5kokd１  　   

《 重力波天文学・３ 》・・・（２２０）

【重力波／ＧＷ１５０９１４・・・とは！ 】・・・（１６４）

「＜ＬＩＧＯ＞の…」高杉が言った。「２台の重力波望遠鏡のうち、＜インスパイラル＞

の波形を最初に検知したのは、ルイジアナ州／リビングストンの望遠鏡です。７ミリ秒

遅れて、ワシントン州／ハンフォードの望遠鏡が捉えました」

岡田健吉‏@zu5kokd１  　   

《 重力波天文学・３ 》・・・（２１９）

【重力波／ＧＷ１５０９１４・・・とは！ 】・・・（１６３）

…ブラックホールのスピンについては、上限値を押さえるにとどまった、と言うことです」

「はい…」支折が言った。「そんな風に…ブラックホール連星の、相当に詳しい観測デー

タを、得られたわけですね、」

「そうです…

これも＜ＧＷ１５０９１４＞が…〔一般相対性理論〕による数値シミュレーションの、まさに

模範的な波形だったからです」

「はい！」支折が言った。

岡田健吉‏@zu5kokd１  　   

《 重力波天文学・３ 》・・・（２１８）

【重力波／ＧＷ１５０９１４・・・とは！ 】・・・（１６２）

「うーん…」支折が言った。「つまり…波形から、公転軌道の離心率と、スピンが分かると

いう事ですよね？」

「その様ですねえ…

ただ…＜ＧＷ１５０９１４＞は約０．２秒間であり…＜インスパイラル＞の重力波も８波

長分と少ないので…

岡田健吉‏@zu5kokd１  　   

《 重力波天文学・３ 》・・・（２１７）

【重力波／ＧＷ１５０９１４・・・とは！ 】・・・（１６１）

「さらに…」高杉が言った。「＜インスパイラル＞の波形から、他にも分かる事がありま

す。

波形の対称性から、連星の公転軌道の離心率が…そして、波形に見られる一見不規

則な変動から…連星の２つの天体の自転角運動量／スピンが分かります…」

岡田健吉‏@zu5kokd１  　   

《 重力波天文学・３ 》・・・（２１６）

【重力波／ＧＷ１５０９１４・・・とは！ 】・・・（１６０）

「中性子星と…」高杉が言った。「ブラックホールのペア連星も…質量問題はクリアできて

も、＜インスパイラル＞の振動数が、これほど上がらない内に合体してしまいます」

「うーん…そうなんですか、」

「したがって…＜ＧＷ１５０９１４＞は、ブラックホール連星ということになるわけですね」

「はい！」支折が、コクリとうなづいた。

岡田健吉‏@zu5kokd１  　   

《 重力波天文学・３ 》・・・（２１５）

【重力波／ＧＷ１５０９１４・・・とは！ 】・・・（１５９）

「うーん…」支折が、うなづいた。「それ以上だと、さらにブラックホールへ重力崩壊して

行くわけですか、」

「そうです…」高杉が言った。「ええ、ともかく…

観測では…＜ＧＷ１５０９１４＞の連星の合算質量が…６５太陽質量なので、中性子星

連星ではあり得ません」

「そうですね…」

岡田健吉‏@zu5kokd１  　   

《 重力波天文学・３ 》・・・（２１４）

【重力波／ＧＷ１５０９１４・・・とは！ 】・・・（１５８）

「この内…」高杉が言った。「中性子星は…最大でも太陽質量の２倍程度なので、除外

されます」

「あ、どうして…」支折が言った。「中性子星の質量は、太陽質量の２倍程度なのでしょう

か？」

「超新星爆発の後…」高杉が言った。「中性子物質の核で、自らの重力を支えられる限

度だからです」

岡田健吉‏@zu5kokd１  　   

《 重力波天文学・３ 》・・・（２０６）

【重力波／ＧＷ１５０９１４・・・とは！ 】・・・（１５０）

「その情報をもとに…」高杉が言った。「ブラックホール連星は、３６太陽質量のものと、

２９太陽質量のものと、判明したわけです」

「質量の違いも…」支折が言った。「正確に、分かるわけですね？」

「うーむ…その様です、」

岡田健吉‏@zu5kokd１  　   

《 重力波天文学・３ 》・・・（２０５）

【重力波／ＧＷ１５０９１４・・・とは！ 】・・・（１４９）

「＜ＧＷ１５０９１４＞では…」高杉が言った。「重力波が観測された０．２秒間の、ほとん

どが＜インスパイラル＞であり…振動数は３５Ｈｚから１５０Ｈｚまで上昇し、そこで合体

が起きたと、考えられます」

「はい、」

岡田健吉‏@zu5kokd１  　   

《 重力波天文学・３ 》・・・（２０４）

【重力波／ＧＷ１５０９１４・・・とは！ 】・・・（１４８）

「うーむ…」高杉が言った。「ま、話を進めましょう。それ以上に、＜重力波天文学＞が

大きく展開して行くでしょう。天文学全体が、大きく変わりそうですから…」

「はい、」支折が、うなづいた。

「＜インスパイラル＞での…

重力波の振動数の時間変化から…連星の質量情報を導き出せる事が、【一般相対性

理論】の研究で分かっていました」

「うーん…そんな事も、分かるわけですか、」

岡田健吉‏@zu5kokd１  　   

《 重力波天文学・３ 》・・・（２０３）

【重力波／ＧＷ１５０９１４・・・とは！ 】・・・（１４７）

「ちなみに…」高杉が言った。「中性子星連星を発見し…公転周期の変化を調べたハル

ス（Russell Alan Hulse／アメリカの物理学者）とテイラー（Joseph Hooton Taylor／アメリカの宇宙物理学者）は、

１９９３年に、ノーベル物理学賞を受賞しています」

「今回の重力波の捕捉は…」支折が言った。「何時（いつ）頃、受賞になるのでしょうか？」

岡田健吉‏@zu5kokd１  　   

《 重力波天文学・３ 》・・・（２０２）

【重力波／ＧＷ１５０９１４・・・とは！ 】・・・（１４６）

「すごい精度ですね…」支折が言った。

「まあ…」高杉が言った。「ニュートン力学の、遠く及ばないところですねえ…

この事で…重力波の存在が、間接的に検証され…重力波がエネルギーを運ぶことも、

確認されたのです」

「はい！」支折が、うなづいた。

岡田健吉‏@zu5kokd１  　   

《 重力波天文学・３ 》・・・（２０１）

【重力波／ＧＷ１５０９１４・・・とは！ 】・・・（１４５）

…約８時間の公転周期が、１年で約１万分の１秒、短くなっている事が判明しました。こ

こから中性子星連星の運動エネルギーの減少量が、【一般相対性理論／重力波】が運

び出すエネルギー量と、１％ 以下の精度で一致しました…」

岡田健吉‏@zu5kokd１  　   

《 重力波天文学・３ 》・・・（２００）

【重力波／ＧＷ１５０９１４・・・とは！ 】・・・（１４４）

「実は…」高杉が言った。「１９６０年代までは…重力波が本当にエネルギーを運ぶのか

どうか、議論が続いていた、と言います。

１９７４年に…最初の中性子星連星／＜ＰＳＲ　Ｂ１９１３＋１６＞が発見され、電波観

測によって…

岡田健吉‏@zu5kokd１  　   

《 重力波天文学・３ 》・・・（１９９）

【重力波／ＧＷ１５０９１４・・・とは！ 】・・・（１４３）

…ブラックホール連星は公転運動で重力波を放出することで、徐々に運動エネルギー

を失います。

そして、エネルギーを失うと…公転運動の半径は徐々に縮まり、公転周期は短くなり…

重力波の振動数は次第に上がって行きます」

岡田健吉‏@zu5kokd１  　   

《 重力波天文学・３ 》・・・（１９８）

【重力波／ＧＷ１５０９１４・・・とは！ 】・・・（１４２）

「１００Ｈｚの、重力波が検出されたとすると…」高杉が言った。「ブラックホール連星は、

１秒間に５０回公転して、公転周期は０．０２秒になります。

【一般相対性理論】によれば…重力波はエネルギーを運ぶので…

岡田健吉‏@zu5kokd１  　   

《 重力波天文学・３ 》・・・（１９７）

【重力波／ＧＷ１５０９１４・・・とは！ 】・・・（１４１）

「ブラックホールのダンベルが…」高杉が言った。「１回転すると…重力波が２波長分、

放出される事になります…いいですか？」

「うーん…」支折が言った。「ブラックホール連星が…１回転の公転で、重力波が２波長

分に、なるのですね。そして…その公転速度は、光速度の半分強ですか…」

「その通りです！」高杉が、大きくうなづいた。

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《 重力波天文学・３ 》・・・（１９６）

【重力波／ＧＷ１５０９１４・・・とは！ 】・・・（１４０）

…２つの球は、１回転するごとに…１方は加速し、もう１方は減速し、２回互いに逆向き

に、同期しています…」

「ふーん…１方が加速で、１方は減速し、ダンベルが１回転で、２度ですね…」

「そうです…

いいですか…ブラックホール連星の重力波は、このダンベルの加速と減速の１ペアで、

１波長分が放出されます」

「はい…」支折が、口に手を当ててうなづいた。

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《 重力波天文学・３ 》・・・（１９５）

【重力波／ＧＷ１５０９１４・・・とは！ 】・・・（１３９）

「その公転軌道面を真横から見ると…」高杉が言った。「ダンベルが回転するにつれて、

ダンベルの球が、１つに見えたり２つに見えたりします…」

「うーん…はい、」

「球の…」高杉が言った。「視線方向の、速度に注目すると…

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《 重力波天文学・３ 》・・・（１９４）

【重力波／ＧＷ１５０９１４・・・とは！ 】・・・（１３８）

…共通重心の周りを公転していて…両者の質量が同じとすると、その動きはダンベル

が回転している様な状態になる、と言います」

「ダンベルって…」支折が言った。「あの運動器具の、鉄アレイですよね？」

「そうです、」

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《 ＨＰ／ 『人間原理空間』 の方で・・・アップロード 》　／・・・４月１８日

　　　　　Ｔｗｉｔｔｅｒ／響子の…小倉百人一首》

　　　　　　　　　　　　　　　　　第５巻 （８１～ ９２／追加中＞　　＜ジャンプ＞

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《 重力波天文学・３ 》・・・（１９３）

【重力波／ＧＷ１５０９１４・・・とは！ 】・・・（１３７）

「＜インスパイラル＞では…」高杉が言った。「ブラックホール連星の、＜公転運動に

よる重力波＞が捉えられます」

「はい…」支折が言った。「〔第１段階〕の重力波ですね、」

「そうです。２つのブラックホールは…

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《 重力波天文学・３ 》・・・（１９２）

【重力波／ＧＷ１５０９１４・・・とは！ 】・・・（１３６）

「安定状態になると…」高杉が言った。「重力波の放出を止めますが…これが第３段階

で、＜リングダウン＞と言います」

「うーん…〔インスパイラル〕、〔衝突・合体〕、〔リングダウン〕…の〔３段階〕ですね、」

「そうです！」

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《 重力波天文学・３ 》・・・（１７９）

【重力波／ＧＷ１５０９１４・・・とは！ 】・・・（１２３）

「しかも…」高杉が言った。「その状況下で生じた重力波が、地球に到達するまでを追跡

しなければ…実際の観測データと、突き合せることが、できないわけです…」

「うーん…」支折が、大きくうなづいた。「それが、できたということですかあ…」

「しかも、非常に、うまくです！」2

「はい！」支折が、コクリとうなづいた。

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《 重力波天文学・３ 》・・・（１７８）

【重力波／ＧＷ１５０９１４・・・とは！ 】・・・（１２２）

「そうです…」高杉が言った。「ブラックホール連星が合体する時、空間は歪み、時間の

進み具合も狂い、規則正しい格子を組んで、時空を表現するのは困難になります…」

「うーん…これを、数値シミュレーションするのですか。確かに困難ですよね…」

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《 重力波天文学・３ 》・・・（１７７）

【重力波／ＧＷ１５０９１４・・・とは！ 】・・・（１２１）

…３次元の格子そのものが、＜相対的＞であり…時空そのものが、計算の対象として

入って来るわけです」

「ああ、それで…」支折が、大きくうなづいた。「【一般相対性理論】の数値シミュレーショ

ンは、膨大になるのですね？」

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《 重力波天文学・３ 》・・・（１７６）

【重力波／ＧＷ１５０９１４・・・とは！ 】・・・（１２０）

「一般に…」高杉が言った。「数値シミュレーションでは…

空間を３次元の格子で表現し、各格子点での物理量が、時間とともにどう変化するかを、

追跡します。しかし、【一般相対性理論】での数値シミュレーションでは…

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《 重力波天文学・３ 》・・・（１７５）

【重力波／ＧＷ１５０９１４・・・とは！ 】・・・（１１９）

…代数的な方法で解を得ることが不可能な、解析学上の問題を、数値を用いて、近似

的に解く手法…です。

まあ、話を進めましょう。そうすれば、分かってきます…」

「はい、」支折が、うなづいた。

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《 重力波天文学・３ 》・・・（１７４）

【重力波／ＧＷ１５０９１４・・・とは！ 】・・・（１１８）

「うーん…」支折が、首を傾げた。「数値シミュレーションですか…

塾長…数値シミュレーションとは、そもそも、どういうモノなのでしょうか？」

「ああ、そうですねえ…」高杉が言った。「これは、数学と物理学の１分野で…

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《 重力波天文学・３ 》・・・（１７３）

【重力波／ＧＷ１５０９１４・・・とは！ 】・・・（１１７）

…どんな重力波が生じるのか。重力波を放出したことで、ブラックホールや中性子星に

どんな変化が生じるのか…

この場合…【一般相対性理論】の方程式では、解くことはできず、コンピューターの数値

シミュレーションが必要になります」

岡田健吉‏@zu5kokd１  　   

《 重力波天文学・３ 》・・・（１７２）

【重力波／ＧＷ１５０９１４・・・とは！ 】・・・（１１６）

「ブラックホールの…」高杉が言った。「公転速度は光速に近くなり、強大な潮汐力で大

きく変形します。

中性子連星の合体では、中性子星からブラックホールへの変化が起きる場合もありま

す。そうした極限状態では…