アインシュタインの予言

人類は発見の旅のなかで、多くの逆転劇を演じてきました。最近でも、アインシュタインが不可能と断じたことを実現しています。アインシュタインは人間の能力を低く見積もっていたのです。その轍を踏むべきではない。宇宙を時空の海に見立てたのはアインシュタインが最初です。

物質がつくり出すさざ波は、時空を伝わっていくとアインシュタイン考えました。そして１９１６年、宇宙のはるかかなたで起きる星の大爆発などが、時空のゆがみであるさざ波、重力波をつくり出すと仮説を立てたのです。

だがアインシュタインにしては珍しく、想像はここで止まっています。重力波の存在を立証する実験は、実現不可能だと切り捨てたのです。それは遠い銀河から、地球にいる人間の髪の毛1本の幅を測るようなもの。広大な宇宙を渡ってくるあいだに、重力波は弱くなって検知できなくなると考えたのです。

それから１００年、理論物理中学と実験物理学の世界では、重力波の存在を裏づける決定的な証拠を見つけようと奮闘を続けました。目指す証拠はとにかく小さい。どれぐらい小さいかというと、原子よりも、素粒子よりも小さい。陽子1個の直径の1万分の1です。

そんな小さな粒が、１０億光年離れた場所で起きた２個のブラックホールの衝突で生まれたのです。１９６７年、科学者と技術者が一つのプロジェクトに着手しました。米国のレーザー干渉計型重力波検出器(LIGO)です。

１０億光年以上離れた所の変化も検知できる超高感度の検出器２台を使って、時空を揺るがす大イベント、例えばブラックホール同士の衝突をとらえるのです。二つのブラックホールがぶつかると、時空のツナミが発生して空間が全方向に拡張します。

時間も進み方が遅くなり、その後、いったん加速してまた減速するを繰り返す。LIGOは長さ４キロメートル。かすかな音を聞きとるには、大きな耳が必要なのです。雑音と区別して正確にとらえるために２台目も用意され、ルイジアナ州リビングストンと、ワシントン州ハンフォードにそれぞれ設置されました。

波が到達するわずかな時間差をもとに、ブラックホールの衝突が起きた場所をはじき出します。重力波も海の波と同じで、移動とともに弱くなります。アインシュタインが画期的な予言をした1世紀前、重力波はまだ地球から約１００光年離れた所で、天の川銀河内の黄色い恒星HD ３７１２４とその惑星や衛星に押し寄せているところでした。

それを地球上で確認できるなんて、当時誰も思わなかったでしょう。かつて強大だった重力波も、LIGOに届くころには微弱になっていました。それでも重力波の存在を立派に証明し、ブラックホールの存在を初めて直接裏づけることができたのです。この功績が評価されて、中心となった科学者３名は２０１７年にノーベル物理学賞を受賞しました。

５０年の歳月をかけて成果を得た LIGO のように、科学には世代を継いで行なわれる野心的な試みがいくつもあるのです。それは天を衝く大聖堂の建設にも似ています。人類全体の大事業のために、個を捨てて献身する人たちがいると思うと、心に希望が湧いてきます。

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