「重力波」をとらえる大規模計画

アインシュタインが存在を予言した謎の波動「重力波」をとらえる大規模計画が日本で動き出す。
アインシュタインの一般相対性理論によると、重力は「時空のひずみ」を生む。トランポリンに重いボールを乗せると、重さで布が曲がるように、星の周りでは重力で空間がゆがみ、時間の進み方も遅くなる。
星が回転運動をすると、空間のゆがみは「さざ波」のように周囲へ広がる。これが重力波だ。１９１６年の一般相対性理論で存在が予言されたが、直接の証拠はまだ見つかっていない。
文部科学省は６月、東大宇宙線研究所が提唱した重力波望遠鏡「ＬＣＧＴ」の建設にゴーサインを出した。ニュートリノ観測で知られる岐阜県・旧神岡鉱山の地下にレーザー干渉計を設置し、２０１４年に初期観測が始まる。
真空パイプを一辺が３キロのＬ字形に置き、２方向にレーザー光を同時発射し、鏡で反射して戻るまでの時間を継続的に測る。重力波が届くと空間がゆがみ、片方の距離が長くなるので、戻る時間にずれが生じる。これを光の干渉現象で検出する仕組みだ。
検出するゆがみの量は、わずか１００億分の１メートルの１億分の１。地球と太陽の距離が原子１個分だけ伸びたことが分かるほどの驚異的な性能だ。振動や温度変化が少ない地下に設置し、世界最高感度を実現する。
ターゲットは地球から６億光年の範囲で、２つの中性子星が互いに高速回転するときに出る重力波。同研究所の黒田和明教授は「本格的な性能で観測すれば、１年に数回は確実に検出できる。疑いの余地はない」と発見に自信をみせる。
重力波は、その存在を間接的に証明した米国研究者が１９９３年にノーベル物理学賞を受賞。直接検出に成功すれば受賞は確実視されており、関係者の間ではすでに候補者の名前が挙がっているほどだ。
本格観測を見込む２０１６年は、相対論の発表から百年の節目。ライバルの米国と欧州も、このころ既存施設の感度を日本と同水準に引き上げる計画で、三つどもえの競争が始まる。黒田教授は「少なくとも他国と同時、あわよくば一番乗りを目指す」と意気込む。
現在の天文学は、宇宙誕生から約３０万年間の様子を見ることはできない。原始宇宙は素粒子だらけで、当時の光は粒子に邪魔されて真っすぐ進めず、地球まで届かないからだ。しかし、重力波はあらゆる物質を素通りしてくるので、「暗黒時代」の宇宙も映し出す。
国立天文台の藤本真克教授によると、原始宇宙から来る重力波の強さを調べることで、宇宙が火の玉状態（ビッグバン）の直前に急膨張したとする「インフレーション理論」を検証できる可能性がある。急膨張が終了してビッグバンが起きた時期が正確に分かれば、宇宙論の大きな前進だ。
一方、重力波が相対論の予言よりも弱かった場合は「革命」が起きる。空間は３次元ではなく、実は人間には見えないミクロの「余剰次元」が存在する初の証拠になるからだ。重力波の一部が余剰次元の空間にしみ出たと解釈でき、宇宙は最大１１次元だとする「ブレーン（膜）宇宙理論」が現実味を帯びてくる。
「そうなればノーベル賞がいくつあっても足りない大事件。予想もしない物理学や天文学が生まれるだろう」と藤本教授。人類の宇宙観は、重力波の発見で一変するかもしれない。凄いプロジェクトが出発しますね。いち早く重力波を検出して宇宙開闢の秘密の扉を開けて欲しいですね！