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アインシュタイン

スカイツリー頂上は地上より時間が速く進む?アインシュタインの結論「重力と時間」の不思議な関係

場所によって時間の進み方が違うのは本当?

 「1日は24時間、時間は全ての人に平等」という言葉がある。しかし都会と田舎では時間の流れ方が違う。なぜだろうか?

 都会と田舎では時間の流れ方が違うというのは、体内時計が関係すると思われる。都会では刺激が多く忙しい心拍数も速くなる。それで早く感じるのかもしれない。田舎に行くと心拍数が落ち体内時計の速度が遅くなって、ゆっくりと感じるのかもしれない。

 だが、アインシュタインの「相対性理論」では、時間の流れは人によって違うという事が科学的に実証されている。それを例えた、有名なエピソードがある。


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遠い昔、光は今より速かった? アインシュタインの「光速度不変の原理」を超えなければ、宇宙は説明できない

 光速度不変の原理とは何か?

 光速度不変の原理とは、互いに等速度運動をするすべての観測者からみて、光源の運動によらず真空中の光速度は常に一定の値をとるという原理。1905年にアインシュタインが特殊相対性理論の基本原理として導入した。

 これは光速が、真空中では「毎秒約30万kmの速さ」であり、この速さが変わらないという意味ではない。光源が動いていようが、観測者が動いていようが光だけは速度が「毎秒約30万kmの速さ」で伝わるという意味である。

 わかりにくいので光を電車の話のように考えてみよう。線路の横でAがたちどまりながら、走っている電車を見るのと、電車の横をBが「車」で走りながら電車をみるのとでは、当然のようだがBの方が電車が遅く見える。


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いよいよ「重力波天文学の時代の華々しい幕開け」 LIGOチームが2度目の重力波を観測 ブラックホールが合体

LIGOチームが2度目の重力波を観測 ブラックホールが合体

 重力波を世界で初めて観測した米大学などの「LIGO」研究チーム が、ブラックホールの合体により生じた重力波を再び捉えることに成功した。 研究チームが日本時間16日未明発表した。ブラックホールの合体が宇宙で比較的頻繁に起きている現象であることを示し、日本の研究者も期待する「重力波天文学」の発展、確立につながる成果といえる。  

 LIGO研究チームによると、チームは2015年12月26日に重力波の信号を捉えた。地球から14億光年離れたところで、太陽の14倍と8倍の質量を持つ二つのブラックホールが合体した際の膨大なエネルギーが重力波となって放出されたという。

 同じチームが15年9月14日に初観測(発表は2月11日)した重力波は太陽の29倍と36倍の質量を持つ二つのブラックホールの合体により生じたとされる。今回観測された重力波を生んだエネルギーはこれよりは小さいが、LIGOの重力波望遠鏡は再び重力波を捉えた。


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米国「LIGO」が重力波初観測!アインシュタインの予言から100年、わずか水素原子1万分の1のゆらぎ

 「重力波が発見された」噂は本当だった

 今年に入って話題になっていた「重力波」が発見されたかもしれないという噂は本当だった。

 日本時間の2月12日午前0時半から始まった米国の「LIGO」の研究チームの会見では、研究者が一人ずつ交代で登場し成果を発表した。説明を終えるたびに、聴衆から拍手が起きた。

 発表によると、昨年9月14日、地球から13億光年離れた二つのブラックホールが合体したときに出たとみられる重力波を十分な精度で検出できたとしている。物理学誌「フィジカル・レビュー・レターズ」に論文が掲載された。

 「我々は重力波を検出しました」。ワシントンで開かれた記者会見で、研究リーダーの一人が宣言すると会場から大きな拍手がわいた。今後、別の現象や誤検出の可能性も含め、専門家の検証を受けることになる。


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「重力波」発見か?LIGOの公式発表に期待「予言」から100年、直接観測へ

 「重力波検出」のうわさ、科学界に波紋広がる

 今年の初め、ネットに驚くべきニュースが流れた。その一つが「重力波が発見されたかもしれない」というものだ。

 重力波は重力を持つものが移動するときに生じる波、通常は重力が小さいのでその波も観測されない。しかし、ブラックホールなどの巨大な重力をもつ天体が移動するときには大きな波が発生し、時空のゆがみとして伝わってゆくはずである。

 今回、観測されたのはアメリカの重力波研究施設のLIGO(Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory/レーザー干渉計重力波観測所)。現段階では、LIGOの公式発表はまだだが、内部から噂が出て、ツイッターなどをにぎわせている。正式には論文の発表を待たねばならない。


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宇宙膨張の証拠”とされる、原始宇宙重力波の観測結果に“ノイズ”の可能性

 原始宇宙の重力波の行方

 重力波(gravitational wave)は、アインシュタインの一般相対性理論において予言される波動であり、時空(重力場)の曲率(ゆがみ)の時間変動が波動として光速で伝播する現象である。

 重力波は、巨大質量をもつ天体が光速に近い速度で運動するときに強く発生する。例えば、ブラックホール、中性子星、白色矮星などのコンパクトで大きな質量を持つ天体が、連星系を形成し、重力波によってエネルギーを放出しながら、最終的に合体することが考えられる。

 2014年3月17日、ハーバード・スミソニアン天体物理学センターの研究者グループは、南極に設置したBICEP2望遠鏡を用いて宇宙マイクロ波背景放射の偏光を観測し、解析結果から「原始の宇宙を渡ってきた重力波の直接的イメージを初めて得た」と発表したが、この発見の根拠は薄弱であるという新たな研究結果が発表された。


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