皆さん、落ち着いてください。でも、ついに実現します。欧州宇宙機関(ESA)がレーザー干渉計宇宙アンテナ(LISA)の建設に着手します。これは、宇宙で最も謎めいた現象のいくつかを研究する重力波観測装置です。
木曜日、LISAは正式に採択された。ESAの発表によると、ESAは「ミッションのコンセプトと技術が十分に進んでいると認識」しており、観測所の建設が正式に開始できることになる。
人類が重力波を観測できるようになったのはごく最近のことです。2016年、アインシュタインが予言したこの現象は、レーザー干渉計重力波観測所(LIGO)を用いた科学者の協力により初めて観測されました。LIGOは重力波、つまりブラックホールの合体などの遠方の現象によって発生する極めて微細な時空の波紋を記録しました。
それ以来、宇宙のブラックホールと中性子星が重力によって互いに引き寄せられながら互いの周りを回り、衝突に向かって踊ることで時空に大きなうねりを引き起こし、さらに多くの重力波が検出されました。
昨年、5つの共同研究チームがそれぞれ独立して、超大質量ブラックホール連星から発せられたとみられるデータと、重力波背景放射(宇宙の海の波のように宇宙を伸縮させる、絶え間なく蓄積される重力波の混沌)の兆候である可能性が高いというデータを発表しました。この発見はパルサータイミングアレイを用いて行われました。これは、基本的に、遠く離れた高速で回転する恒星からの光の時間を計測し、時空がそれらの到来を遅らせたのか早めたのかを判断するものです。
新たなプロジェクトLISAは、この科学を全く新しいレベルへと引き上げる予定です。宇宙に干渉計を設置することで、地上の機器が受けるノイズを大幅に低減し、観測装置のアームを長くすることで、科学者は地球上では感知できないデータを収集できるようになります。
「LISAのレーザー信号が移動する距離が非常に長く、また機器の安定性も非常に優れているため、地球上では観測できないほど低い周波数の重力波を探査し、太古の昔にまで遡るスケールの異なる出来事を発見することができるだろう」と、LISAの主任プロジェクト科学者であるノラ・リュッツゲンドルフ氏はESAの発表で述べた。
2016年に発表された重力波の発見は、ワシントンとルイジアナにそれぞれ1組ずつ設置された、アメリカ合衆国にまたがる巨大な干渉計によってもたらされました。研究チームは、干渉計内のレーザー光の移動距離のわずかな変化を測定することで、遠方の宇宙衝突による重力のさざ波が地球を通過した際に、時空自体が圧縮され、引き伸ばされたことを突き止めました。

LISAは3機の探査機で構成され、「極めて正確な正三角形」の編隊で太陽を周回します。LISAの各アームは、樹木や電線などの地上の障害物や土地所有の問題に邪魔されることなく、長さ150万マイル(約240万キロメートル)に達します。LISAのハードウェアは、2015年に打ち上げられたLISAパスファインダーミッションでテストされました。「重力研究のフロンティアを広げるには、宇宙に行かなければなりません」とリュッツゲンドルフ氏は述べています。
LISAの主な観測対象は、銀河中心のブラックホールの衝突によって放出される重力波です。しかし、ESAによると、この観測所は白色矮星や中性子星といったコンパクト天体の合体も観測する予定です。
LISAの打ち上げは2035年と予想されています。これは、ESAがこの観測所を優先計画として初めて発表してから約20年後のことです。観測所の建設作業は2025年1月に開始されます。
続き:画期的な重力波の発見は、超大質量ブラックホールが常に時空を歪めていることを示唆している