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《 重力波天文学・２ 》・・・（３７）

【そもそも…重力波とは？】・・・（１）

“参考文献“ ：  『日経サイエンス』　２０１６・０５

　　特集／重力波

　　　　　　重力波とは何か　（ 編集部 ）


「ええ、塾長…」支折が言った。「そもそも…重力波とは何か？…

どういうものなのか？…という事ですが、」

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《 重力波天文学・２ 》・・・（３８）

【そもそも…重力波とは？】・・・（２）

「まず…」高杉が、うなづいて言った。「そこを、考察しておきましょう…

１９１６年に…アインシュタインが、＜重力が・・・波のように伝わって行く＞と科学的に

予言し、それが理解されるのに４０年も要しました。

しかも…これも＜宇宙項＞（うちゅうこう／・・・重力場方程式／アインシュタイン方程式・・・の＜宇宙項／＝宇宙

定数＞・・・＜詳しくはこちらへジャンプ＞）の様に、提唱したアインシュタイン自身も疑っていました。」

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《 重力波天文学・２ 》・・・（３９）

【そもそも…重力波とは？】・・・（３）

「はい…」支折が、微笑してうなづいた。「ファインマンの講演で、広く信じられる様になっ

たのですね？」

「そうです…

まあ…私たちにも受け入れ難いものですが、まず説明しておきましょう。そして、徐々に

理解を、深めたいと思います。こういうことは、すぐに理解できなくても、徐々に理解して

行くことです。それが、科学に限らず、学問の力です。」

「はい…」支折が、うなづいた。

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《 重力波天文学・２ 》・・・（４０）

【そもそも…重力波とは？】・・・（４）

「宇宙は…」高杉が言った。「星と、光で、満ちています…

星は質量を持ち…光／光子は質量０ですが…エネルギーを持ちます。アインシュタイン

は【特殊相対性理論】で…＜質量とエネルギーは等価 ／ Ｅ＝ｍｃ^２ ＞…と証明して

います」

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《 重力波天文学・２ 》・・・（４１）

【そもそも…重力波とは？】・・・（５）

「はい、」支折が言った。

「肝心なのは…

＜質量とエネルギーは等価でも…イコールではない！ ＞という事です。光子は質量

０でも、エネルギーを持つわけですね、」

「あ、はい…」支折が、コクリとうなづいた。

「これは…

＜物質と光／質量とエネルギーは・・・コインの表裏のように・・・不可分の関係＞…

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《 重力波天文学・２ 》・・・（４２）

【そもそも…重力波とは？】・・・（６）

…を示している、と言います。

宇宙は、＜巨大な容器／時空間＞に、膨大な量のコインが詰め込まれている様だ、と

言います」

「つまり…」支折が言った。「表が質量で…裏がエネルギーのコインが…表や裏を見せな

がら…いっぱいに詰まっている、と言うことですね？」

「その通りです…

日露戦争／日本海海戦（／１９０５年５月２７日 ～ ２８日・・・東郷平八郎・提督が、対馬沖で、ロシアのバルチッ

ク艦隊を撃破）と同年の、１９０５年のアインシュタインの【特殊相対性理論】の発表から１０年

…

アインシュタインは大変な苦労をして、１９１５年に、ついに…【一般相対性理論】を発表

して…＜容器／時空間＞とコインの劇的な関係式を、新たに示しました…」

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《 重力波天文学・２ 》・・・（４３）

【そもそも…重力波とは？】・・・（７）

「＜容器／時空間＞は…」高杉が言った。「【一般相対性理論】では…

＜硬い陶器／絶対時空間＞ではなく…＜ゴム風船／相対的時空間＞だと、言いま

す。その中でコインが集まっている場所では、集中の度合いに応じて、＜容器／時空

間＞に、＜しわ＞が生じている…と説明します。」

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《 重力波天文学・２ 》・・・（４４）

【そもそも…重力波とは？】・・・（８）

「＜容器／時空間＞の＜しわ＞とは…」支折が言った。「＜時空間の歪（ひずみ）＞です

よね？」

「そうです…

コイン／・・・質量・エネルギー／・・・星・光は…時空間から飛び出す事はできません。し

たがって、＜時空間の歪＞をなぞるように、それに沿って動きます…」

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《 重力波天文学・２ 》・・・（４５）

【そもそも…重力波とは？】・・・（９）

「うーん…」支折が言った。「それで…

太陽の周りの時空は歪（ゆが）んでいるので、光／星空の姿も、カーブしているわけです

ね？」

「そうです…

そうした描像が正しいことは、数多くの天体観測や、高精度実験で確認されています」

「はい！」支折が、コクリとうなづいた。

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《 重力波天文学・２ 》・・・（４６）

【そもそも…重力波とは？】・・・（１０）

「さて…」高杉が言った。「太陽の様な大質量／恒星が…激しく揺れ動けば時空の歪

（ひずみ）も付随して揺れ動きます。その歪が空間の伸縮の形で、周囲に波の様に伝搬

します」

「それが…」支折が言った。「重力波ですね？」

「そうです！」高杉が、大きくうなづいた。

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《 重力波天文学・２ 》・・・（４７）

【そもそも…重力波とは？】・・・（１１）

「重力波は…」高杉が言った。「１種の横波です」

「うーん…」支折が、頭を傾げた。「光も含めて、電磁波も横波ですよね。縦波というの

は何かしら？」

「進行方向に縦波なのは…地震のＰ波でしょうか。音波も縦波の疎密波ですが、地震と

同様に横波もある様ですね。地震や音波などは弾性波と言いますが…まあ、これは別

の機会に考察しましょう」

「あ、はい…」

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《 重力波天文学・２ 》・・・（４８）

【そもそも…重力波とは？】・・・（１２）

「ともかく…」高杉が言った。「重力波が…

Ｘ軸方向に光速で伝わっている場合…Ｚ軸方向に空間が伸び…Ｙ軸方向は縮みます。

こうした…空間の伸縮が起きると、次は逆パターンの伸縮が起こり、そのサイクルがく

り返され、光速で進みます…」

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《 重力波天文学・２ 》・・・（４９）

【そもそも…重力波とは？】・・・（１３）

「はい、」支折が、うなづいた。

「これが…」高杉が言った。「重力波の、＜振動パターン＞の１つです」

「１つ、ですか？」

「その様ですね…

もう１つの＜振動パターン＞というのは…＜伸縮の方向を・・・ＹＺ平面上で・・・４５

度傾けたパターン＞です」

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《 重力波天文学・２ 》・・・（５０）

【そもそも…重力波とは？】・・・（１４）

「うーん…」支折が、口に指を当てた。

「ともかく…」高杉が続けた。「前者を、ＹＺ平面上の＜＋タイプ伸縮／プラス偏波モー

ド＞、後者を、＜Ｘタイプ伸縮／クロス偏波モード＞…と言います。

そして…＜実際の重力波は・・・両モードがある比率で、組み合わされたもの＞、と

言います」

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《 重力波天文学・２ 》・・・（５１）

【そもそも…重力波とは？】・・・（１５）

「組み合わされたもの…ですか？」支折が、髪を揺らした。

「両モードが…」高杉が、モニターに目を投げた。「ある比率で、組み合わされたもの、と

あります。それ以上の説明がないので、分かりませんね。

まあ…その内に、もっと詳しい説明があるでしょう…」

「はい、」

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《 重力波天文学・２ 》・・・（５２）

【そもそも…重力波とは？】・・・（１６）

「太陽は…」高杉が言った。「実際には、激しく揺れ動いてはいません。したがって、大き

な重力波は発生していません。

しかし…恒星２個からなる連星なら、追いつ追われつの高速な回転運動で、それぞれ大

きな時空の歪が周囲に生じ、大きな重力波が生じます」

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《 重力波天文学・２ 》・・・（５３）

【そもそも…重力波とは？】・・・（１７）

「連星ですか…」支折が言った。「巨大天体が、もの凄い速度で、互いの周囲を高速回転

しているのよね、」

「太陽より…」高杉が言った。「大質量・高密度の天体／ブラックホールの連星なら、その

重力波も、想像を絶するものになります」

「はい、」