Menu//ボスのTwitter/物理学/重力波・重力子の考察/重力波天文学・3

《 重力波天文学・3 》               Twitter (1 ~ 240 / 完 )

  重力波/GW150914 とは? 
             wpe4F.jpg (12230 バイト) 

トップページ/New Page Wave/Hot Spot/Menu/最新のアップロード/   担当: ボス= 岡田 健吉 

    wpe89.jpg (15483 バイト)INDEX              wpeA5.jpg (38029 バイト) wpe18.jpg (12931 バイト)house5.114.2.jpg (1340 バイト)

2016年

   4月~5月
            上から・・・   下へ      
 4月  5日

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(57)

【重力波/GW150914…とは! 】・・・(1)


“参考文献“ :  『日経サイエンス』 2016・05

  特集/重力波

      GW150914の衝撃

               中島林彦 (編集部)

               協力/大橋正健 (東京大学宇宙線研究所)

                   田中貴浩 (京都大学)

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(58)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(2)


「<重力波望遠鏡/LIGO>が…」高杉が言った。「2015年9月14日…日本時間/

午後6時51分・・・

宇宙の彼方から到来した、<重力波/GW150914>を捉えました」

「はい…」支折が、ゆっくりとうなづいた。

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(59)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(3)


「この重力波の名前は…」高杉が言った。「GW/Gravitational Wave
(重力波)

- 150914/2015年09月14日の…年月日をとっています。馴染みやすい名前に似

合わず…ノーベル賞が何個分もの業績を含んでいた、と言います。」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(60)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(4)


「はい…」支折が、口をすぼめた。「1つの重力波の捕捉が…ノーベル賞級の業績/情

報を、数個分も含んでいた、という事ですね?」

「まあ、徐々に説明しますが…」高杉が言った。「<GW150914>の捕捉は、当初の

重力波望遠鏡の狙いを、はるかに超越したもの、だった様です」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(61)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(5)


「順を追って話しましょう…」高杉が言った。

「はい…」支折が、はやる気持ちを抑えて言った。

「<LIGO>が重力波/<GW150914>を捕捉した約3分後…自動データ解析シ

ステムが、各所にデータ送信を開始します。そのシグナルに、最初に気づいたのは…

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(62)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(6)


…ドイツ/ハノーバー/アルバート・アインシュタイン研究所の、若き研究者だと言いま

す」

「ドイツ…ですか?」支折が聞いた。

「<LIGO>は…アメリカを中心に、15カ国/80の研究機関/1000人の研究者が携

(たずさ)わっています」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(63)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(7)


「観測データは…」高杉が言った。「Webを介して、モニターできていた様ですね、」

「アインシュタイン研究所が、最初に気づいたというのも…奇遇ですよね?」

「そうですねえ…」高杉が、アゴを撫でた。「大小の奇跡が、重なっているようです…

ともかく…重力波と【一般相対性理論】をめぐる物語は…大きな区切りを、迎えました」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(64)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(8)


「そして…」高杉が言った。「前にも言いましたが、<重力波望遠鏡/重力波天文学>

の新しい窓が開きました」

「塾長…」支折が言った。「<GW150914>は、去年の9月14日に観測されたのに、

今頃になって、大騒ぎになっているのは?」


 4月  6日

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(65)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(9)


「実は…」高杉が言った。「<LIGO>(ライゴ)の1000人の研究者たちは…

<GW150914>の捕捉後…5ヶ月間は厳しい箝口令(かんこうれい/ある事柄に関する発言を

禁じること)の元で…それが本物の重力波かどうか、どんな天体現象で発せられたものか

を、研究していた様です」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(66)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(10)


「そいういう事ですか、」支折が言った。

「欧州には…

<LIGO>と同規模の重力波望遠鏡/<VIRGO>がイタリア/ピサ郊外にあります。

また、ドイツ/ハノーバー/アインシュタイン研究所の近くにも、<GEO600>があり

ます」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(67)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(11)


「これらの…」高杉が言った。「欧州の重力波望遠鏡グループと、オーストラリアのグル

ープも、データ解析に加わった様です」

「日本は、加わらなかったのでしょうか?」

「はは…」高杉が笑った。「参加できなかったのでしょうか、」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(68)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(12)


「何故?」支折が言った。

「うーむ…」高杉が、アゴを傾げた。「詳しい状況は分かりませんが、日本の<KAGRA

>と、張り合っていたのかも知れません。

ニュートリノでは…<カミオカンデ>での<ニュートリノの補足>があり、<ニュートリ

ノ振動>の発見でも、日本が一歩リードしていましたからねえ…」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(69)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(13)


「うーん…」支折が言った。「最近の<ヒッグス粒子の発見>は、スイス/SERN(欧州

原子核研究機構)の<LHC>(大型ハドロン衝突型加速器)でしたし、今度は、アメリカというわけで

すね?」

「まあ…」高杉が、ほくそ笑んだ。「<テロ>や<軍事力>ではなく、こんな事で覇(は)を

競っているなら、いいですがね」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(70)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(14)


「そうですね…」支折が、うなづいた。

「<経済競争/経済暴走>とは関係のない…」高杉が言った。「<純粋学問の・・・

天文学や理論物理学>の世界です。覇を競っても、研究者は仲が良いですし、交流も

盛んです。SERNの<ヒッグス粒子の発見>では、日本グループも参加していました」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(71)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(15)


「はい!」支折が、うなづいた。

「ともかく…」高杉が言った。「データ解析に費やされた、コンピューターのCPU時間は、

5000万時間とも言います。パソコン2万台を、100日間稼働させた計算量だそうです」

「うーん…そうですか…」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(72)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(16)


「2016年2月11日…」高杉が言った。「アメリカ/ワシントン/ナショナル・プレス・クラ

ブで…重力波の<直接観測>と、解析結果が…全世界に向けて発表されました。

アインシュタインの、1915年の【一般相対性理論】の発表…

アインシュタインの、翌/1916年の重力波の予言から…

ちょうど100年/1世紀…重力波が<直接観測>されたわけです。

そのシグナルに、最初に気づいたのは、ドイツ/ハノーバー/アルバート・アインシュタ

イン研究所でした…」



 4月  7日

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(73)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(17)


「塾長…」支折が言った。「今回の<直接観測>は、予想外の成果が、複数に及んでい

るようですが…」

「そうですねえ…」高杉が言った。「前に、<3つの意義>を紹介しました。

第1は…重力波の検証。第2は…強い重力場での…

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(74)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(18)


…【一般相対性理論】の検証。第3は…<重力波天文学の窓>の創出です。

しかし、それ以外にも、例えば…“ブラックホールと、ブラックホール連星の・・・存在が

確証”されました。また…“太陽質量の30倍程度の・・・ブラックホールも確認”、されま

した」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(75)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(19)


「うーん…」支折が言った。「そうですね…」

「<GW150914>の発表、と同時に…」高杉が言った。「10本以上の論文が公表さ

れた様です。

世界中の研究者が、貪(むさぼ)るように読みはじめ…その内容に、天文学者は驚愕(きょ

うがく)したわけです」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(76)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(20)


「それが…」支折が言った。「2月11日の発表から、3月中の事で…“参考文献”/『日

経サイエンス』の論文は…その2次的な論文という事ですね?」

「はは…我々は、3次的考察です。まあ、これでもせいぜい、急いでいるわけですが…」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(77)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(21)


「はい…」支折が、髪を耳の後ろへ撫でた。

「さて…」高杉が言った。「衝撃的だったのは…重力波が検出された、タイミングだった

と言います。

<LIGO>は感度向上のため、5年がかりの改造を終え、現在も装置の調整途上だそ

うです。感度は、目標値の1/3レベルだった様です」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(78)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(22)


「うーん…」支折が言った。「そんな状態だったのですか?」

「そうです…」高杉が言った。「したがって…重力波を捉えるとしても、1年に1回あるか

どうかの感度であり、実際に重力波を捕捉し始めるのは、目標感度に到達した、2017

年以降と考えられていました。」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(79)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(23)


「でも…」支折が言った。「奇跡が、起こったわけですね?」

「そうです…

<LIGO>が5年ぶりに試験稼働した直後…待っていたかの様に、13億光年の宇宙

の彼方から、重力波が到来し始めたのです。<カミオカンデ>のニュートリノ捕捉と、

酷似した状況です…これを、どう考えるかという事も、あります…」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(80)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(24)


「次に…」高杉が言った。「驚かされたのは、<シグナルが・・・非常に明瞭>だった事

です。

予想では…最初に観測される重力波は、<ノイズの荒波の中に・・・半ば埋もれたさ

ざ波>の様なものであり…真偽の判定は、大変な作業と思われていました。」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(81)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(25)


「はい…」支折が、真剣な顔でうなづいた。

「しかし…

<LIGO>に入って来た<GW150914>は、ノイズの海の中に屹立する高山の様

に明瞭で…波形は、まさに【一般相対性理論】の教科書に載っている、典型的パターン

だったと言います」

「うーん…それなら重力波と、すぐに分かりますよね、」



 4月  8日

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(82)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(26)


「さらに…」高杉が言った。「より、大きな驚きは…その典型的波形の発生源でした。ほ

とんどの研究者は、中性子星連星の合体で生じた重力波だと思っていました」

「ところが…」支折が言った。「ブラックホール連星だったわけですね、」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(83)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(27)


「ことごとく…」高杉が言った。「予想外・想定外だった様です…

観測データから推定すると…中性子星連星は、天の川銀河で約10個発見されていて、

他の銀河でも相当数が存在すると考えられます。

<LIGO>の感度が、最終目標に達すれば…

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(84)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(28)


…7億光年先までの、約10万個の銀河が視野に入ります。その銀河の海での中性子

星連星・合体の重力波を…年間/10回以上観測できる、と予想しています。

この推定を元に…<LIGO>(米/ルイジアナ州リビングストン観測所と、ワシントン州ハンフォード観測所の

2箇所の重力波観測施設を一対として運用。)、<VIRGO>(イタリア/ピサ郊外)、<KAGRA>(日本

/岐阜県神岡鉱山)の目標感度も決定されている、と言います…」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(85)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(29)


「うーん…」支折が言った。「はい…

ともかく、ブラックホールは想定外だったのですね。<東日本大震災の・・・巨大津波

>の様に…」

「その…」高杉が言った。「想定外は、よく起こる様ですねえ。ブラックホールも、【一般

相対性理論】から、その存在が予想され…

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(86)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(30)


…様々な天体観測から、間接的には存在が確認されています。ただ、決定的な確証/

直接観測は、難しかったわけです。

しかし…<GW150914>の<直接観測>で、その存在の確証ばかりか、その連星

の存在…そして合体の瞬間も、捕捉できたのです」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(87)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(31)


「今回は……」支折が言った。「想定外のオンパレードですよね。壮大な宇宙空間の天

文学で…“こんな事”って、あるのでしょうか?」

「だから…」高杉が、モニターを見た。「かつて、<カミオカンデ>でも…

1987年1月1日の観測開始から…わずか8週間…

<2月23日16時35分35秒~48秒にかけての13秒間。11個のニュートリノを捕捉>

しています。

稼働直後に…16万光年彼方の大マゼラン星雲の、超新星爆発/1987Aからのニュ

ートリノを捕捉したのです。16万年過去のニュートリノの嵐が、稼働直後の13秒間…

地球の<カミオカンデ>を通過したわけですね。

今回の…<ブラックホールの・・・重力波の補足>は、この<ニュートリノの補足の

奇跡>と、酷似しているわけです。これを、どう考えたらいいか?これは…“あった”、と

いう過去形なのです…」

「はい…」支折が、大きくうなづいた。

「東京電力は…」高杉が、宙を見た。「福島第一原発で…

<東日本大震災の・・・巨大津波>は想定外であり…“我々に罪はない”と言います

が…想定は何の意味もありません。単なる目印です…」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(88)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(32)


「はい…」支折が言った。

「ええと…」高杉が、またモニターに目を投げた。「<GW150914>の詳しい解析に

よると、ブラックホール連星は13億光年彼方にありました…

連星の1方は…太陽質量の36倍、もう1方は太陽質量の29倍…両者は、猛スピード

で公転しながら距離を詰め…

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(89)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(33)


…最終的に、光速の半分強のスピードで激突。合体して、太陽質量の62倍のブラック

ホールになっています。ブラックホール連星は合算で…(36倍+29倍=65倍)…で太

陽質量の3倍を失っています。このエネルギーが、重力波として放射された様です…」

「ものすごい量ですね! 」支折が言った。



 4月  9日

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(90)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(34)


「太陽質量の…」高杉が言った。「3倍相当の重力波エネルギーは…全宇宙の星の光

を合算したパワーの、50倍にも相当するそうです。

既知の天体爆発現象と比べても、桁外れの規模で、まさに、宇宙を揺るがせるものでし

た」



岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(91)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(35)


「うーん…」支折が言った。「何とも、すごい話ですね…」

「放出されたエネルギーの…」高杉が言った。「巨大さも驚きですが、研究者にとっては、

ブラックホール連星の質量の値も、大きな驚きだった様ですね、」

「と、言うと…?」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(92)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(36)


「これまでの…」高杉が言った。「天文観測と理論研究から…

超新星爆発で、ブラックホールができることは確実視されていますが、太陽質量の10倍

程度が、限度と考えていました」

「そして…質量の小さい星は、中性子星や白色矮星になるわけですね、」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(93)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(37)


「そうです…」高杉が言った。「一方…

天の川銀河や多くの銀河中心には、太陽質量の数百万倍 ~ 数十億倍ものブラックホ

ールが存在することも、確実視されています、」

「うーん…ものすごく巨大なブラックホールですよね、」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(94)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(38)


「この状況は…」高杉が言った。「裏返せば…

太陽質量の10倍 ~ 100万倍のブラックホールは、存在が未確認で空白地帯でした。

そこに、太陽質量の約30倍のブラックホールが、連星という形で、<直接観測>され

たわけです」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(95)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(39)


「これは…」支折が言った。「星の進化や、宇宙の進化を考える上で、非常に重要な情報

になる様ですね?」

「大きなインパクトのある情報の様です。こうした驚きの確証が、それぞれ、ノーベル賞級

の成果だという事です」

「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 》・・・(96)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(40)


★ GW150914・・・の詳細・・・ ★

「ドイツ/ハノーバーの…」高杉が言った。「/アルバート・アインシュタイン研究所で…

夏時間/2015年9月14日/午前11時54分頃に…

ポスドク(ポストドクター/大学の博士課程終了の研究者、博士研究員)/ドラーゴ(Marco Drago)が、

<LIGO>のデータ解析システムから…

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(97)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(41)


…電子メールを受けました」

「それが…」支折が言った。「ドラマの、始まりですね!」

「そうです…」高杉が言った。「まあ、実際には…

遥か…13億光年彼方の宇宙で、13億年も昔に…

光速の半分強の猛スピードで…ブラックホール連星が合体した時…

<巨大/重力波・ドラマの開始>…だったのです。」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(98)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(42)


「はい…」支折が、うなづいた。

「電子メールの内容は…」高杉が言った。「3分前/11時50分45秒頃…

<LIGO>の2つの重力波望遠鏡(1つは・・・米/ルイジアナ州/リビングストンの重力波望遠鏡。もう1つ

は・・・米/ワシントン州/ハンフォードの重力波望遠鏡。)が…<ほぼ同時に・・・約0.2秒間・・・重力

波と思われるシグナルを検知>…した、というものでした」


 4月 10日

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(99)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(43)


「塾長…」支折が言った。「簡単に、<LIGO>の説明をして置いてもらえますか、」

「ああ、そうですねえ…」高杉が言った。「重力波望遠鏡は、最近よく耳にする言葉です

が、現在有望とされているのは、レーザー光を使うものです。」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(100)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(44)


「はい…」支折が言った。

「<LIGO>は…全長4kmのパイプ2本を直角に結んだ、L字構造をしています。内部

は真空で、2本のパイプの端には直径30cm程の鏡が吊り下げられています。これが基

本構造ですね。中を真空にするのは、光速度の光を走らせるからです。」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(101)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(45)


「つまり…」支折が言った。「レーザー光を、鏡で反射させて往復させるわけですね。それ

で重力波を、検知できるのでしょうか?」

「重力波は…」高杉が言った。「空間の歪(ひずみ)の波動です。直角に光を往復させて、わ

ずかな時間差/空間の伸縮を観測する様です」

「ふーん…」支折が、頭を横に沈めた。

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(102)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(46)


「まあ…」高杉が言った。「“参考文献”/『KAGRA始動』の方で、詳しく考察する予定で

した。

ともかく…空間/距離のかすかな伸縮が、干渉パターンに変化を生じさせ…シグナルと

して検出する様ですね。このシグナルは、波の形で表示されます…」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(103)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(47)


「はい…」支折が、曖昧にうなづいた。

「<LIGO>は…」高杉が、続けた。「振動数が、数十 ~ 数千Hz(ヘルツ/周波数・振動数の単

位)の重力波に感度があると言っています。

この振動数は…電磁波では電波…音波では可聴域(かちょういき/ヒトでは通常、下は20Hz程度か

ら、上は15000~20000Hz程度までの鼓膜振動を、音として感じる。)には入ります。楽器ならオルガン

や…

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(104)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(48)


…ピアノの低音で…絃楽器ならコントラバスの音域と言います…

まあ…重力波の振幅は、空間の伸縮の度合いですが…<LIGO>の捕捉する振動数

は音波と同じである事から、<宇宙の調べ・・・宇宙の音楽>と表現される事もある様

です」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(105)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(49)


「ふーん…」支折が言った。「<宇宙の調べ>ですかあ…」

「しかし…」高杉が言った。「実際には…

<LIGO>に入って来るのは音楽ではなく、ノイズです。レーザー光を反射する鏡は、

超高度の防振技術を駆使しても、完全な隔絶は困難と言います…」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(106)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(50)


「はい…」支折が、髪を両手で押さえ、ゆっくりとうなづいた。

「鏡は吊り下げているので…共振も起きます。大出力のレーザー光を受け続けるので…

熱も持ち…熱由来の微小振動(/熱雑音)も生じます…

こうした様々な振動が…ノイズとなって、干渉パターンに表れるわけです。」

「はい…」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(107)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(51)


「うーむ…」高杉が、アゴに手をかけた。「<LIGO>の場合は…数十Hz(ヘルツ)以下と、

数百Hz以上はノイズが圧倒的に大きく…数十 ~ 数百Hzの領域でも、鏡の共振ノイズ

が生じうると言いますねえ…」

「はい、」

「観測データは、音波でいえば都会の喧騒の様な…

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(108)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(52)


…大音量のホワイトノイズ
(白色雑音/あらゆる周波数成分を同等に含む雑音。ホワイトは・・・光がすべての

周波数成分を同等に含むと、白色になることからです。)だと言います。その中から、遠く離れた山の中

の、1匹の虫の音を聴き分けるわけです…」

「それが…」支折が言った。「中性子星連星の合体の、重力波なのですか?」

「そのように…予想を描いていた様ですね。

まあ…間もなく始動する、日本の重力波望遠鏡/<KAGRA>も、同じだと思います」



 4月 11日

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(109)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(53)


「前に…」高杉が言った。「少し触れましたが…

<LIGO>では…観測データをリアルタイムでコンピューター処理し…ノイズが大きい

振動数成分を、カットしています」

「はい…」支折が、うなづいた。「コンピューター処理ですかあ…」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(110)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(54)


「そうです…」高杉が言った。「太陽光をプリズムに通すと、白色光が7色の虹の光に分

かれます。

同様に…ホワイトノイズの様な観測データを、振動数の細かい帯域ごとに分け、ノイズ

が少ない成分を選び出します」

「はい…」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(111)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(55)


「それでも…」高杉が言った。「まだ、多くのノイズが残ります。

次に…波形に注目し、ノイズと重力波シグナルを分離します。

大きな重力波は…中性子星連星の合体や、ブラックホール連星の合体、あるいは、超

新星爆発で生じますが…

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(112)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(56)


…それによって生じる重力波は…大まかに見れば、それそれ似た様な…特徴的パター

ンになると言います」

「つまり…」支折が言った。「まず、コンピューター処理の段階で、そうした波形パターン

を探すわけですね?」

「そう事です…」高杉が言った。「次に…

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(113)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(57)


…選び出したシグナル候補は、さらにコンピューターにより、細かく解析されます」

「それは…」支折が言った。「どういう解析になるのでしょうか?」

「大まかな…」高杉が言った。「時間変動パターンは同じでも…

中性子星連星の合体と、ブラックホール連星の合体の、違いがあります。また、どれほ

どの質量かなども…振動数の時間変化等で、違って来るわけです…」

「はい…」支折が、両肘を抱いてうなづいた。「これらは全て、【一般相対性理論】の数値

シミュレーションから得られたわけですね、」

「そうです…」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(114)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(58)


「また…」高杉が言った。「連星の合体と超新星爆発では、重力波パターンにかなりの

違いがあります。

超新星爆発では、連星合体の様な事前の激しい公転運動などは無いわけですから、い

きなり、振幅のピークが来ています…」

「はい…」支折が、モニターの3つの波形パターンを見比べた。「超新星爆発は、突然、

大津波が発生するわけですね、」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(115)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(59)


「<LIGO>では…」高杉が言った。「想定される様々な重力波パターンについて、膨大

な数値シミュレーションを行い、テンプレート(/鋳型(いがた)、雛型(ひながた)、定型書式)として持

っています。

データ解析では…まず、このテンプレートに、観測データを照合して行くわけです…」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(116)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(60)


「テンプレートと…」支折が言った。「そっくりなノイズが生じる可能性も、ありますよね?」

「あります…」高杉が、強くうなづいた。「そのために<LIGO>では…

2つの重力波望遠鏡の観測データを比較し、重力波シグナルと思われるパターンを…

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(117)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(61)


…ほぼ同時に捕捉した時に限り…重力波シグナルの候補としています…」

「うーん…」支折が、うなづいた。「それなら…」

「2つの…」高杉が言った。「重力波望遠鏡は…北米大陸のルイジアナ州とワシントン州

で、約3000kmも離れていて…ノイズが原因となる可能性は、極めて低くなります」

「うーん…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 》・・・(118)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(62)


「<GW150914>は…」支折が言った。「そうやって、自動解析された重力波シグナ

ルの、有力候補だったわけですね?」

「そうですね…」高杉が、モニターのマウスを動かした。「<LIGO>の2つの重力波望

遠鏡が…実際に変動を記録してから、3分後…

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(119)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(63)


…<データ解析システムは・・・

重力波と思われるシグナルが・・・0.2秒間、まず、ルイジアナ州/リビングストン

の重力波望遠鏡で・・・

7ミリ秒遅れて、ワシントン州/ハンフォードの重力波望遠鏡で・・・観測していた事

を、突き止めた・・・>

…わけですね。そして、関係する各所に、自動的に電子メールを送信しました。

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(120)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(64)


「電子メールを受け…」支折が言った。「いち早く…

モニター上で<GW150914>のシグナルを目にしたのが…ドイツ/ハノーバー/ア

ルバート・アインシュタイン研究所の、ドラーゴ(Marco Drago)と…いう事ですかあ…」

「はは…その様ですね!」高杉が、脚を組み上げた。



 4月 12日

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(121)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(65)


「ところが…」高杉が言った。「多くのメンバーは、半信半疑だったと言います…」

「<GW150914>の…」支折が言った。「シグナル/重力波パターンが、明瞭(めいり

ょう)過ぎたのですね?」

「その通りです…<LIGO>が狙っていた、中性子星連星の合体の重力波を検出した

場合は…

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(122)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(66)


…ノイズに対するシグナルの大きさ/<S(シグナル)/N(ノイズ)比>は…8か、よくて10

程度と予想されていました。ところが、<GW150914>は、24にもなったのです」

「うーん…」支折が言った。「つまり…どういう事でしょうか?」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(123)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(67)


「うーむ…」高杉が言った。「つまり…

<GW150914>の波形と、テンプレートの一致度が、非常に高いためです。しかも、

テンプレートの本命/中性子星連星の合体ではなく、ダークホース/ブラックホール連

星の合体だったわけです」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(124)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(68)


「その上…」高杉が言った。「ブラックホールは、いずれも太陽質量の30倍という、常識

外の重さだったのです」

「はい!」支折が言った。「大当たり以上の…大的中だった、という事ですね?」

「まあ、そういう事ですねえ、」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(125)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(69)


★ インジェクション/・・・シグナルは本物なのか? ★

「話は…」高杉が言った。「少しズレますが…

<LIGO>では、データ解析の精度と信頼度を上げるため、<インジェクション>を行

っていました」

「それは、何でしょうか?」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(126)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(70)


「ここでは…」高杉が言った。「注射という、意味になりますかね…

つまり、観測データの中に…<模擬の・・・重力波シグナル>を、紛れ込ませて置くと

いう事です。これは、周知した上で行った事もありますし、知らせない場合もあった…と

言います。まあ、訓練ですから、」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(127)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(71)


「知らせない場合の…」高杉が言った。「例は、2010年9月16日のケースが有名です。

当時は…<LIGO><VIRGO><GEO600>が稼働していて…<LIGO>と、

<VIRGO>に、密かに<偽シグナル>が送られました。」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(128)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(72)


「<おおいぬ座の方向>…」高杉が言った。「<6000万光年~1億8000万光年

の距離にある銀河>から届いた…<偽シグナル/ビッグドッグ(偽シグナルの名前)>は、

慎重に解析が進みました。

そして…<偽シグナル/ビッグドッグ>は、ブラックホール連星の…

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(129)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(73)


…合体で生じた重力波だと、結論されました。

メンバーは、<偽重力波/GW100916>に関する、論文もまとめました。そして、

翌年/2011年3月14日….全ての準備が整った上で、発表するかどうか、最終判断

の会議が開かれ…そこで…」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(130)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(74)


「そこで…」支折が重ね言い、口に指を当てた。「インジェクションが、発表されたのです

ね?」

「そうです…インジェクションの、実施時刻などが記された、手紙が開封されました」

「うーん…イベントとしても、盛り上がりますね!」

「はは…確か…日本でも、そんなニュースが流れたと思います、」

「はい…」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(131)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(75)


「ええと…」高杉が言った。「話を戻しますが…

<GW150914>の検出当初のシグナルが、あまりにも明瞭であり、本命の中性子星

連星の合体とも異なる重力波パターンだったために…まず…インジェクションの可能性

を疑ったわけです」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(132)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(76)


「うーん…」支折が言った。「当然よね、」

「しかし…」高杉が言った。「それは、ありえなかったのです」

「と、言うと?」

「<LIGO>は…

2002年~2010年にかけての観測で成果が得られず…直前まで、感度向上のための

改造に入っていたのです」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(133)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(77)


「はい…」支折が、頭を傾げてうなづいた。

「そして、2015年夏…

工事終了を受け…9月12日から、2台の重力波望遠鏡が試験稼働したばかりだったの

です。

<GW150914>が捕捉されることになる、9月14日も、装置の調整が中心作業でし

た。」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(134)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(78)


「本格的な観測は…」高杉が言った。「9月18日から、始める予定になっていたと言いま

す」

「うーん…」支折が、ゆっくりと頭を横に沈めた。「インジェクションの…段階では…ないで

すよね?」

「まあ…」高杉が言った。「そうです…」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(135)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(79)


「インジェクションの…」支折が言った。「システムに、誤作動の可能性は?」

「インジェクション・システムも…」高杉が言った。「準備が整っていなかった様です…

まあ、結果的には…<GW150914>は本物の重力波だったわけですから…」

「はい!」支折が、コクリとうなづいた。



 4月 13日

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(136)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(80)


「ただ…」高杉が言った。「<LIGO>は巨大で複雑精緻な、光学・電子情報システム

です。予期せぬ不具合や偶発的な偽シグナルが、2つの重力波望遠鏡で同時に記録

される可能性は…限りなくゼロでも、ゼロではない、のです」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(137)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(81)


「そうですね…」支折が言った。

「その確率を…」高杉が言った。「確認する必要がありました。そこで様々な角度から検

証が行われました。

<LIGO>は…遠方の微小地震や落雷や、強風等による地面の微かな揺れにも、敏

感です」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(138)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(82)


「実際に…」高杉が言った。「地震・気象・電離層・送電網の状況など…様々な外部環境

の情報を、多数のチャンネルでモニターしています。

重力波望遠鏡の各種装置も、ノイズの発生源となるので、これらもモニターしています」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(139)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(83)


「うーん…」支折が言った。「赤外線望遠鏡などは、装置を液体ヘリウムで冷却していま

すよね、」

「そう…」高杉が言った。「後で考察しますが、日本の重力波望遠鏡/<KAGRA>も、

装置を冷却し、精度向上を図っている様です」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(140)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(84)


「はい、」支折が、うなづいた。

「ともかく…」高杉が言った。「話を戻しますが…

<GW150914>を捕捉した当時の記録は…あらゆる角度から徹底的に調べられま

した。しかし、問題が無い、ことが分かりました」

「はい!」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(141)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(85)


「まあ…」高杉が微笑した。「それでも、偶発性は残るわけです…

そこで…

<LIGO>の2つの重力波望遠鏡が始動した…昨年/9月12日~10月20日までの

中の、16日間の観測データを使い…<GW150914>のような波形の…

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(142)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(86)


…ノイズが偶然に、10ミリ秒以内の時間差で、2カ所で検出される確率を調べました。

10ミリ秒は、2つの重力波望遠鏡(ルイジアナ州/リビングストーンと、ワシントン州/ハンフォード)を直

線で光が伝わる時間です。これは、【一般相対性理論】によると、重力波は光速で伝わ

るからです」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(143)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(87)


「つまり…」高杉が言った。「地球に到達した重力波の波面が…

この直線と直交する場合…検出時刻は2つの望遠鏡の間で10ミリ秒の差が生じる…

からだそうです。ふーむ…?」

「ふーん…」支折も、楽しそうに顔を崩した。

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(144)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(88)


「一方…」高杉が言った。「波面が、この直線に平行な場合…重力波は2つの望遠鏡に

同時に到達するので、検出時刻に差は出ない…のだそうです」

「はい、」支折が、うなづいた。

「つまり…どんな方向から重力波が来ても…10ミリ秒以内の時間差で…

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(145)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(89)


…検出されるわけです。ちなみち、<GW150914>の時間差は、許容範囲内の7ミ

リ秒ですね、」

「うーん…」支折が言った。「逆に…

2つが、同じ時間変動パターンのシグナルであっても…検出時刻の差が、10ミリ秒以上

であれば…重力波ではない、という事ですね?」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(146)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(90)


「まさに、そういう事です!」高杉が、大きくうなづいた。。

「色々…確認の仕方があるのですね、」

「まあ…」高杉が言った。「観測データを、統計的に解析した結果…

重力波に似たノイズが、2つの望遠鏡で、10ミリ秒以内の時間差で観測されるのは…

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(147)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(91)

 

…20万年間観測をしても、1回未満しか起こらない結論が出されました。偶発的に起こ

る確率は、500万分の1未満と言います。

こうした、様々な検証から…<GW150914>は、重力波シグナルだと、<確定>し

たのです」



 4月 14日

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(148)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(92)


★ ブラックホールと、数値シミュレーション ★

「ブラックホールは…」高杉が言った。「【一般相対性理論】の解(かい/部分部分にわける、バラ

バラになる、 )の1つです。

1915年に…アインシュタインが同理論を提唱した直後に、シュヴァルツシルト(Karl

Schwarzschild/ドイツの天文学者、天体物理学者)が、この解を発見しました…」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(149)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(93)


「うーん…」支折が言った。「ブラックホールの、<シュヴァルツシルト半径/重力半径

>で、知られる人ですね?」

「そうです…」高杉が言った。「天体が、<シュヴァルツシルト半径>よりも小さくなると、

ブラックホールになります」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(150)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(94)


「星/恒星は…」高杉が言った。「太陽の様に…

核融合反応(/水素原子4個が融合して、ヘリウム原子1個がつくられる核融合反応が最初・・・)で燃えていま

すが、最後に燃え尽きると…核融合の内圧が消え、星が自分自身の重さを、支えられ

なくなります。

そして、重力崩壊(/星の質量は・・・自らの重さで中心部に向かって圧縮されて行き・・・それを支えていた柱/圧

力を失っているために、最終的に、中性子星やブラックホールになる・・・)が起こります」

「はい…」


(★ /太陽質量の約0.46倍から約8倍までの恒星では・・・中心核で水素を使い果たした後、ヘリウムの核融合が始ま

り炭素・酸素・窒素が作られるますが・・・それ以上の核融合反応は進まず、赤色巨星の段階を経て・・・白色矮星となる。

  ★ /太陽質量の約8倍から約10倍までの恒星では・・・、酸素・ネオン・マグネシウムからなる核が作られますが、中性

子星になります。

  ★ /太陽質量の10倍以上の恒星では・・・最終的に鉄の中心核が作られる段階まで核反応が進みます。これ以上の

核融合は起こりません。そして星は、熱源がなくなるために鉄の中心核が重力を支えますが、今度はその重力による圧力

が、温度を上昇させて行きます。温度が約100億度に達すると・・・鉄が光子を吸収し、ヘリウムと中性子に分解する<鉄

の光分解/吸熱反応>が起きて・・・急激に圧力を失い・・・さらに重力崩壊が進みます。そして、超新星爆発の後、爆縮

で残った芯が、太陽質量の2~3倍程度なら・・・中性子星となりますが・・・それ以上だとブラックホールになる様です・・・)

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(151)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(95)


「その時…」高杉が言った。「超新星爆発が起こり…大質量星ではブラックホールが残

り、小さいと中性子星が残ります」

「さらに…」支折が言った。「それ小さければ…

超新星爆発は起こらず、赤色巨星から白色矮星になるのですよね、」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(152)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(96)


「そうです…」高杉が言った。「ブラックホールも…重力波と同様に、100年/1世紀を

経過し…今回、確証された事になります。

その、ブラックホールの中心には…密度無限大の<時空特異点>が存在する事にな

ります」

「はい…」支折が、唇を結んでうなづいた。

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(153)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(97)


「<時空特異点>の…」高杉が言った。「周囲の時空は、大きく歪(ゆが)み…<重力半

径>を超えると…その中からは、光さえも脱出できなくなります。

この球面状の境界面は、<事象の地平面>と呼ばれます。この球面のサイズが、いわ

ゆる、ブラックホールの大きさになります…」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(154)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(98)


「ブラックホールの質量は…」高杉が言った。「太陽質量を1とし、その何倍かで、表現し

ます」

「はい…」支折が、うなづいた。「それで…太陽質量が1個分で…どのぐらいの大きさの

ブラックホールになるのでしょうか?」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(155)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(99)


「太陽質量だと…」高杉が言った。「まず…超新星爆発は起こらず、赤色巨星から白色

矮星になります。全天の恒星のほとんどは、こうした主系列星に属しています…」

「あ、でも…」支折が言った。「もし…ブラックホールになったとしたら?」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(156)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(100)


「そうですねえ…」高杉が言った。「<1太陽質量の・・・ブラックホールの直径は・・・

約6km>と言われます」

「うーん…6kmですか!」

「太陽の直径は、約140万kmですが…それを、直径約6kmまで圧縮したら、ブラック

ホールになります」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(157)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(101)


「うーん…」支折が言った。「その、圧縮する手段が、ないわけですかあ…」

「これまで…」高杉が言った。「重力崩壊しか、観測されていないわけですが、スイス/

SERNの<LHC>で…ヒッグス粒子の探索の時に…<ミニ・ブラックホール>がで

きてしまうと、騒がれましたねえ…」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(158)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(102)


「あ、そうなんですか?」支折が言った。「もし、できたら、どうなるのかしら?」

「まあ…」高杉が、宙を見て、笑いをこぼした。「最悪…全てが…それに呑み込まれると、

騒いだわけです。

はは…人類文明が、突然、そんな形で消滅するというのは…笑えますねえ。環境破壊、

生態系崩壊による“種の大量絶滅”よりも、よほどいい!」

「うーん…」支折も、顔を崩した。

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(159)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(103)


「ええ…」高杉が、モニターに目を投げた。「<GW150914>で…

大きい方のブラックホールは…36太陽質量、直径220kmです。小さい方は…29太陽

質量、直径170kmです。合体後は…62太陽質量、直径370kmです…」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(160)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(104)


「うーん…」支折が言った。「馴染みのあるスケールですね、」

「しかし…」高杉が言った。「化物です…

外殻電子(がいかくでんし)が押しつぶされた中性子物質を超え…さらに素粒子が凝縮した

わけです。

<量子もつれ>の非局所性などは、何処へ行くのでしょうか。<量子もつれ>の片割

れが、<事象の地平面>の内と外に分かれたら…」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(161)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(105)


「うーん…」支折が、頭に手を当てた。「<量子もつれ>かあ…」

「シュヴァルツシルト解は…」高杉が言った。「静止したブラックホールですが…ブラック

ホールは、程度の差こそあれ、自転していると、考えられると言います」

「はい…」



 4月 15日

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(162)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(106)


「この…」高杉が言った。「<回転ブラックホール>というタイプ/型は…

1963年に、カー(Roy P. Kerr/ニュージーランドの数学者、物理学者)が、【一般相対性理論】の方程

式の解として導き出しました。<静止ブラックホール>の<時空特異点>は、文字通

りの点ですが…

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(163)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(107)


…<回転ブラックホール>ではリング状であり、リング面は自転軸に直交します。<静

止ブラックホール>は球形だが、<回転ブラックホール>の場合は扁平で、回転速

度が速いほど、扁平度は大きくなります…」

「はい、」支折が、うなづいた。

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(164)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(108)


「<GW150914>は…」高杉が言った。「2つとも<回転ブラックホール>と考えら

れ、スピンを持ちます。スピンは…ブラックホールの全角運動量と質量を用いて表され、

最大値は1です」

「ふーん…また、スピンですか…」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(165)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(109)


「はは…」高杉が笑った。「分かりにくい、物理量ですが…

スピン1は…物理的に許される最高速度で、ブラックホールが自転している状態です。

スピン0は…<静止ブラックホール>です。<GW150914>のブラックホール連星

は…

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(166)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(110)


…スピンの上限値が得られています。重い方の上限値は0.7で、軽い方は0.9であり、

合体後は0.67と、推定されています」

「相当に…」支折が言った。「早く回転している、のでしょうか?」

「うーむ…その様ですねえ…」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(167)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(111)


「塾長…」支折が言った。「13億光年もの彼方の天体現象を…重力波は、これほど詳し

く説明できるものなのでしょうか?」

「普通は…」高杉が言った。「こんな事は、ないのでしょう。短期間の解析で、ここまで詳

しく説明できるのは…

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(168)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(112)


…捕捉された重力波の波形が、【一般相対性理論】の数値シミュレーションの予測通り

だったからです。

天体観測では、距離の見積もり自体が難しいのですが、今回は重力波の波形の解析

から、比較的高い精度で得られています」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(169)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(113)


「はい…」支折が言った。

「実は…」高杉が言った。「ブラックホール連星の合体の際に、どんな重力波が生じるの

か、詳細が分かって来たのは、ここ10年ほどの研究からだ言います」

「うーん…そうなんですか、」

「シュヴァルツシルトが、100年前に【一般相対性理論】の方程式から…

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(1701)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(114)


…ブラックホールの解を導き出せたのは、計算の前提条件となる時空構造を、極めて

単純にしていたからです。

カラッポの空間の中心に、星を1つを置き、時間変化も起きない…と仮定して方程式を

解いたわけです」

「うーん…はい、確かに単純ですね…」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(171)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(115)


「こうした…」高杉が言った。「単純化の対極にあるのが…今回のブラックホール連星の

合体だと言います」

「時空構造が…」支折が言った。「非常に、難しくなるわけですか、」

「合体する直前…まさに、時空はモミクチャになります」

「ふーん…」支折が、アゴにコブシを当てた。



 4月 16日

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…

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 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 》・・・(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…

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 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。

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 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…

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 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?」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 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…」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 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!」

「はい!」支折が、コクリとうなづいた。



 4月 17日

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(180)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(124)


「現在の…」高杉が言った。「数値シミュレーションの基礎となる<BSSN形式>と呼ば

れる手法は…

1995年に、京都大学/中村卓史・教授らのグループが、世界に先駆けて提唱したもの

です」

「うーん…」支折が言った。「京都大学のですか、」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(181)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(125)


「<カミオカンデ>や<KAGRA>では…」高杉が言った。「東京大学/宇宙線研究

所がリードしていますが…これは、理論研究の方ですね。<新しい変数>を用いて記

述した、【一般相対性理論の方程式】 をベースにすることで…

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(182)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(126)


…強い重力場での天体の運動を、長時間安定して追跡できる、という事です」

「ふーん…」支折が、肩を揺らした。「それは、どういうものでしょうか?」

「ここには…」高杉が言った。「説明がありませんね。相当に、マニアック(/ある事に極端に熱

中しているさま)な数式なんでしょう。これで…

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(183)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(127)


…中性子星連星の合体をシミュレーションする道が開けましたが、ブラックホールを扱

う事は難しかったようです」

「ふーん…」支折が言った。「禅問答のように…分からない話よねえ、」

「はは…」高杉が、頭を丸く撫でた。

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(184)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(128)


「さて…」高杉が言った。「ブラックホールの合体に関してのブレークスルーは、2005年

にありました。

当時…カリフォルニア大学/ポスドク/プレトリアス(Frans Pretorius/現プリンストン大学教授)が

…<BSSN形式>とは異なる独自形式で、ブラックホール連星の…

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(185)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(129)


…合体のシミュレーションに成功しました。中性子星連星の合体と、ブラックホール連星

の合体では、10年間のブランクがあったわけです」

「はい…」支折が、コクリとうなづいた。「ようやく、成功したわけですね」

「翌/2006年…」高杉が言った。「米/テキサス大学/ブランズビル校と、NASA/ゴ

ダート宇宙飛行センターの研究グループが…

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(186)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(130)


…それぞれ、<BSSN形式>を修正した形式で、シミュレーションに成功しています。

現在は、<BSSN形式>を修正した方が主流で、<LIGO>のデータ解析のテンプレ

ートに用いられています。

これが10年近くたち、実際の重力波/<GW150914>と 照合できたわけです…」

「はい…」支折が、手を組んで、肩を傾げた。

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(187)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(131)


「うーん…」支折が言った。「高精度の…数値シミュレーション/テンプレートが、開発さ

れていなければ…<GW150914>を捕捉できていたとしても、これほど詳しい事は、

分からなかったですよね?」

「その通りです!」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(188)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(132)


★ 重力波を・・・読み解くと! ★

「ええ…」高杉が言った。「<GW150914>は…ブラックホール連星の合体で生じる

重力波の、まさに、見本の様だと言います」

「うーん…」支折が、うなづいた。「数値シミュレーションの予測が…まさに、正鵠(せいこく

/弓道の的の、ど真ん中の黒ぼし)を、射たわけですね!」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(189)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(133)


「そうです…」高杉が言った。「連星の合体は、〔3段階のプロセス〕 からなります。

各段階で…特徴的な重力波が生じるので、<連星の動きを・・・波形から・・・読み取

る>…ことができます」

「はい…」支折が言った。「そういう事ですね…」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(190)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(134)


「〔第1段階〕は…」高杉が言った。「ブラックホール連星の公転周期が…次第に短くな

り、ブラックホールどうしが接近する段階の、<インスパイラル>…です。

<インスパイラル>が進むと…最終的には衝突と、合体が起こります」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(191)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(135)


「そして…」高杉が言った。「より質量の大きいブラックホールが形成されますが…これ

が〔第2段階〕になります。

形成されたばかりのブラックホールは、合体時の衝撃で、大きく揺さぶられますが、その

振動は急激に減衰します」

 

 4月 18日

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 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!」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 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…



 4月 19日

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 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、」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 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…

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 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。

 

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。



 4月 20日

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 》・・・(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 》・・・(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 》・・・(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 》・・・(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 》・・・(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 》・・・(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 》・・・(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 》・・・(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、」



 4月 21日

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(207)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(151)


「重力波の…」高杉が言った。「振幅の変化幅の絶対値は、ブラックホール連星の全質

量で決まります。

観測された振幅の変化幅は、質量の合算値/(36+29=65太陽質量)から推定され

る振幅の絶対値より、かなり小さいのです」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(208)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(152)


「ええと…」支折が言った。「何故、かしら?」

「振幅の絶対値は…」高杉が言った。「発生源での値ですが…

この差が、13億光年の距離を伝搬した<減衰分に等しい>ことから、発生源までの

距離/13億光年が、見積もられたのです」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(209)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(153)


「うーん…」支折が言った。「そこから、13億光年が推定されたわけですか…」

「この距離は…」高杉が言った。「かなり、確度が高いようです」

「ふーん…」支折が、コクリとうなづいた。「そういうもの、なのですか…」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(210)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(154)


「<インスパイラル>最終段階での…」高杉が言った。「重力波の振動数が150Hzと

いうことは、<GW150914>の連星は…合体直前段階で、毎秒75回の公転となり

ます」

「歪んだ…」支折が言った。「周りの時空間…

ブラックホールの、シュヴァルツシルト半径/重力半径も、毎秒75回転ですかあ…」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(211)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(155)


「連星を構成する天体を…」高杉が言った。「<質点>とすると、その時点の<質点間

の距離>は350kmになります」

「つまり…」支折が言った。「2つのブラックホールは…

それぞれ太陽質量の30倍ほどの巨大天体でありながら、350kmまで接近し、回転し

ていたわけですかあ…」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(212)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(156)


「そうです!」高杉が言った。「最終段階では…

それでも、衝突せず…光速度の60%の猛スピードで…コンパクトに公転していました」

「うーん…」支折が言った。「想像を絶する世界ですね…

それを、数値シミュレーションして、精密に追跡したわけですかあ…その段階では、何者

とも分からずに?」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(213)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(157)


「まあ…」高杉が言った。「大質量でコンパクトな連星は、何者なのか、となりました…

候補としては…中性子星連星、中性子星とブラックホールの連星、ブラックホール連星

の3タイプがありました」

「はい…」支折が、うなづいた。



 4月 22日

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 》・・・(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 》・・・(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 》・・・(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 》・・・(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 》・・・(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。



 4月 23日

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 》・・・(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 》・・・(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 》・・・(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 》・・・(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 》・・・(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 》・・・(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。



 4月 24日

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 》・・・(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 》・・・(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 》・・・(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 》・・・(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 》・・・(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 》・・・(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 》・・・(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!」



 4月 25日

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(235)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(179)


「例えば…」高杉が言った。「重力常数の値が、距離によって変われば…<未知の重力

発生源>として、膨大な量の<暗黒物質>を、仮定せずにすむ…と言いますねえ、」

「うーん…」支折が言った。「重力常数とは…いわゆる、<G>のことでしょうか?」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(236)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(180)


「【一般相対性理論】では…」高杉が言った。「重力場を記述する<アインシュタイン方

程式>の中に、<万有引力定数/ニュートンの重力定数/G>が現れる様です。

<アインシュタインの重力定数>と呼ばれることもありますが、比例係数として<G>

が含まれます。その辺りの事でしょう…」

「はい…」支折が、うなづいた。

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(237)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(181)


「ともかく…」高杉が言った。「そうした厄介事(やっかいごと)/<修正/重力理論>の存

在余地が…<GW150914>の研究によって、大幅に狭められた様ですね、」

「うーん…」支折が、口を結んだ。「強い重力場での…【一般相対性理論】の検証の効果

ですね?」

「そうです!」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(238)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(182)


「<インスパイラル>から…」高杉が言った。「合体にいたる瞬間…

重力波は最大振幅に達します。36太陽質量と29太陽質量という、途方もない重さの2

つのブラックホールが、光速の0.6倍の猛スピードで、激突したと、推定されています」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(239)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(183)


「はい…」支折が、コクリとうなづいた。

「合体の際…」高杉が言った。「瞬時に放出された、重力波エネルギーは…

天文学的な量ですが…観測された重力波のピーク振幅は、非常に小さいものでした、」

「うーん…」支折が、口に指を当て、頭を傾げた。「そうですね…」



 4月 26日

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 》・・・(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 》・・・(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 》・・・(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 》・・・(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 》・・・(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 》・・・(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 》・・・(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…」



 4月 27日

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 》・・・(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 》・・・(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 》・・・(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 》・・・(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 》・・・(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。



 4月 28日

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(254)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(198)


★ 巨大ブラックホール連星の・・・成因は? ★

「ところで…」高杉が言った。「天文学者にとって…

<GW150914>の大きな謎は、大ブラックホール連星がどの様にしてできたのか、

その成因でした…」

「それが想定外だと?」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(255)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(199)


「そうです…」高杉が言った。「そもそもブラックホールは、25太陽質量以上の超新星爆

発にょって生成され….その質量は、最大で10太陽質量程度だと考えられていました」

「うーん…」支折が言った。「つまり…超新星爆発で…

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(256)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(200)


…15太陽質量程は、<カミオカンデ>で捕捉されたニュートリノなどとして、外部に放

出され…10太陽質量程が、内部へ重力崩壊したという事ですね?」

「そうですね…」高杉が言った。「中性子物質の核でも支え切れなくて…

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(257)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(201)


…シュヴァルツシルト半径/重力半径を超えて、さらに内部に落ち込んで行ったわけで

す」

「それが…」支折が言った。「太陽質量の…10倍程までのサイズの、ブラックホールです

ね?」

「そうです…」高杉が、アゴに手を当てた。「しかし…

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(258)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(202)


…<GW150914>のブラックホール連星では、36太陽質量と29太陽質量なので、

現在主流のシナリオでは、説明できないのです…」

「ふーん…」支折が言った。「相当に…巨大な恒星が、存在していた事になりますね?」



 4月 29日

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 》・・・(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 》・・・(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 》・・・(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 》・・・(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 》・・・(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?」



 4月 30日

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 》・・・(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 》・・・(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 》・・・(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 》・・・(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…」



 5月 1日

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(270)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(214)


「まあ…」高杉が言った。「最終的には100太陽質量以上の、超大質量星が誕生すると

考えられます。

それに続く星の進化でも…<恒星風>によるガスの流失が少なく、超新星爆発を起こ

す段階まで、大サイズを保ち続けます」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(271)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(215)


「うーん…」支折が言った。「そんな風に…超大質量星が形成されるのですか…」

「この…」高杉が言った。「初代/超大質量星が、超新星爆発を起こせば…星の中心部

に、10太陽質量を超える大ブラックホールが…形成され得る…と言います、」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(272)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(216)


「つまり…」高杉が言った。「<GW150914>の、巨大ブラックホール連星とは…

<宇宙初代星の・・・なれの果て>…の可能性があるのです」

「うーん…」支折が言った。「でも、そんな…巨大ブラックホールの連星ですよね、」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(273)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(217)


「うーむ…」高杉が言った。「理論的には、星間ガスの中から初代星が生まれる際、ある

程度の割合が、連星になると考えられている様です」

「そうかあ…」支折が言った。「それなら…巨大ブラックホール連星の可能性も、高くなり

ますよね…?」



 5月 2日

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(274)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(218)


「もちろん…」高杉が言った。「中性子星連星や…中性子星とブラックホールの連星にな

るもの…途中で連星が解体してしまうものも、あるでしょう…」

「はい…」支折が、うなづいた。「単体のブラックホールも…あるわけですよね?」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(275)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(219)


「そうですね…」高杉が言った。「その後の重力相互作用で、逆にペアになる可能性もあ

ります。

こうした経緯でできたブラックホール連星の中には…宇宙年齢以内で合体し、重力波を

放出する…<GW150914>の様な例も…あるかも知れないという事です、」

 


 5月 3日

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(276)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(220)


「さて…」高杉が言った。「現在の…

重力波の数値シミュレーションの基礎となった、<BSSN形式>を提唱し…〔一般相対

性理論〕の数値シミュレーションをリードする…京都大学/中村卓史教授らのグループ

は…

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(277)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(221)


…星間ガスの中から誕生した多数の、初代星の集団をモデル化したと言います…」

「はい…」支折が、ゆっくりとうなづいた。

「それらが…どのように進化して行くか、数値シミュレーションで追跡したわけですね、」

「はい…」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(278)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(222)


「結果は…」高杉が言った。「かなりの割合で、ブラックホール連星になりました。そして、

それらの多くは…30太陽質量程度のブラックホールのペアになったのです…」

「ふーん…」支折が言った。「面白い、ですね…」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(279)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(223)


「しかも…」高杉が言った。「宇宙年齢/100億年程度の時間スケールで合体し、重力

波を放出する可能性がある事を、突き止めました…」

「うーん…」支折が言った。「<GW150914>のストーリーもそうですが、このストーリ

ーも…」



 6月 4日

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(280)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(224)


「シミュレーションは…」高杉が言った。「様々な条件を仮定するので、それが事実かどう

かは、観測データと照合しなければなりません。

しかし…<GW150914>は、まさに30太陽質量のブラックホールのペアからなる…

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(281)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(225)


…連星が存在し、宇宙年齢スケールで合体した事を示しています」

「はい…」支折が言った。

「京都大学/中村教授らのシミュレーション結果は…

初代星を起源とする、ブラックホール連星の合体で生じる重力波が…<LIGO>のメイ

ンターゲットになるほどの頻度で…

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(282)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(226)


…捕捉される可能性がある事を、示唆していると言います」

「うーん…」支折が、髪を揺らした。「<GW150914>の捕捉は…超偶然のストーリー

ではなく、ある意味、必然だと…?」

「うーむ…」高杉が言った。「実は…

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(283)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(227)


…30太陽質量程の、ブラックホールの合体で生じる重力波は、数十Hz ~ 数百Hzの振

動数ですが…これは<LIGO>が観測している重力波の領域だったのです…」

「うーん…」支折が言った。「逆の意味で、<LIGO>の側が奇跡だったと?」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(284)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(228)


「まあ…」高杉が笑った。「同じ事ですねえ…

<GW150914>の、ブラックホール連星のスピンの情報は、詳しく把握されていませ

んが…研究が進めば、連星の形成過程を探る上で、新たな手掛かりになりそうだ、と言

います」



 5月 5日

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(285)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(229)


「数値シミュレーションが示す…」高杉が言った。「星の進化のシナリオは、<LIGO>な

どによって、どの程度の頻度で、そうした重力波が捕捉されるかで、評価する事ができ

ます」

「はい…」支折が、うなづいた。

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(286)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(230)


「天文学は…」高杉が言った。「様々な波長の光で宇宙の時代を遡り…<初代銀河→

初代星→ まだ、星が存在しない暗黒時代>へと、探索して来ました。

しかし、重力波望遠鏡は…電磁波とは別の窓/別のルートで、時を遡れるかも知れませ

ん」

「はい、」支折が、うなづいた。

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(287)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(231)


「実は…」高杉が言った。「<LIGO>は<GW150914>以外にも、重力波シグナル

候補を捕捉しているのです」

「あ、そうなんですか?」支折が、口に手を当てた。

「その1つが…2015年10月12日に観測された<シグナル候補>です」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(288)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(232)

「うーん…」支折が言った。「それは?」

「標準偏差σ(シグマ)を用いた…」高杉が言った。「確からしさの評価は、2σですね。したが

って、重力波との確証は、まだ得られていません…」

「ええと…」支折が言った。「その、標準偏差σ(シグマ)とは、どういうものかしら?」



 5月 6日

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(289)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(233)


「うーむ…」高杉が言った。「<標準偏差>とは…データの分布の広がり幅/バラツキ

を見る1つの尺度です。

平均値と標準偏差の値が分かれば、データがどの範囲に、どのように分布しているか、

ある程度、明らかになります」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(290)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(234)


「ふーん…」支折が、頭を横に沈めた。

「平均値をμ(ミュー)…」高杉が言った。「標準偏差をσ(シグマ)で表します…μとσの間には、

ある関係が成立します…

様々なデータから…<GW150914>の確からしさを、標準偏差σで表すと、5σを超え

ています…」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(291)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(235)

「うーん…はい…」支折が、髪を揺らした。

「一方…」高杉が言った。「2015年10月12日の<シグナル候補>は、2σでした…」

「うーん…」支折が言った。「2σ…?」

「つまり、これは…<GW/Gravitational Wave/重力波>とは断定されず…

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(292)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(236)


…<LVT/LIGO-VIRGO Trigger>という別の符号を用いて<LVT151012>

と呼ばれています…」

「でも…」支折が言った。「これも、ブラックホール連星の合体で生じた、重力波の可能性

が、あるわけですよね?」



 5月 7日

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(293)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(237)


「もちろんです!」高杉が言った。「距離は、約35億光年…23太陽質量と13太陽質量

から成る…ブラックホール連星と推定されています」

「<GW150914>の…13億光年よりも…遠い所/時間も遡る…わけですね?」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(294)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(238)


「そうです…」高杉が言った。「この事/<LVT151012>の存在と…

京都大学/中村教授らのシミュレーション追跡の結果を眺めると…<30太陽質量程

度の・・・ブラックホール連星が合体する頻度・・・は本当に高いかも知れない>…

という事ですねえ…」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(295)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(239)


「ふーん…」支折が、唇に手を当てた。「さらに、ストーリーが進展して行きそうですね?」

「その通りですが…」高杉が言った。「驚くべきは…〔一般相対性理論〕の拡張性でしょう。

壮大な大宇宙を、強い重力場でも、記述し続けています!」

 

岡田健吉‏@zu5kokd1      

《 重力波天文学・3 》・・・(296)

【重力波/GW150914・・・とは! 】・・・(240)


「はい!」支折が、コクリとうなづいた。

「<GW150914>は…<わずか0.2秒間の・・・人類文明への・・・巧妙な、有意

のシグナル>…でした。

人類文明は今…<構造的な・・・巨大危機/21世紀大艱難・・・文明史的大岐路>

に直面しています。この、<重力波シグナル/人類文明へのメッセージ>が、“人類

文明史”に、どのように作用するか…注視です!! 」

「はい!」支折が、強くうなづいた。「【重力波/GW150914・・・とは! 】…は、これ

で完了します。どうぞ、次の…【準次世代・・・KAGRA始動! 】に、ご期待ください!」


 

【重力波/GW150914・・・とは! 完 】