ESAは宇宙重力波観測所LISAの建設を承認した

欧州宇宙機関と 米航空宇宙局（NASA） レーザー干渉計宇宙アンテナ (LISA) プロジェクトに許可を与えました。これは、銀河の中心にある巨大なブラック ホールと他の巨大な物体との衝突によって引き起こされる時空の脈動を検出するように設計された巨大な宇宙重力波検出器です。

この検出器は、2,5万キロメートル離れて浮かぶ機の宇宙船で構成され、レーザー光の三角形を形成し、宇宙を粉砕する中性子星とブラックホールの激しい衝突によって引き起こされる宇宙の歪みを検出できるようになる。

この干渉計は、2015 年に初めて重力波を検出した既存の地上の LIGO (レーザー干渉重力波観測所) 実験と同じ原理で動作します。しかし、LISAを最大万倍に拡張すると、低周波の重力波を検出できるようになり、現在LIGOの手の届かない宇宙の大惨事が明らかになります。

「数キロメートルの距離でレーザー光線を使用する地上の機器は、超新星爆発や超高密度の恒星と恒星質量のブラックホールの合体など、恒星サイズの物体に関わる事象から発生する重力波を検出できます。重力研究の限界を拡大するには、宇宙に行かなければなりません」とLISAの主任科学者ノラ・リュッツゲンドルフ氏は述べ、「飛行中に膨大な距離を移動したおかげで、重力の限界を押し広げることができました。 「LISAのレーザー信号がカバーする膨大な距離と、その機器の驚くべき安定性のおかげで、私たちは地球上で可能な周波数よりも低い周波数で重力波を探査し、太古の昔までとは異なるスケールの出来事を明らかにするでしょう。」

重力波は、中性子星やブラック ホールなどの 2 つの非常に密度の高い物体が衝突するときに時空で発生する衝撃波です。

LIGO 検出器は、重力波が地球を通過するときに生じる時空構造の小さな歪みを検出することで、重力波を検出します。 L 字型の検出器には 4 本のアームがあり、内部に 本の同一のレーザー ビームがあり、それぞれの長さは km です。

重力波が宇宙の海岸に衝突すると、LIGO 検出器の一方のアームのレーザーが収縮し、もう一方のアームで膨張し、科学者に重力波の存在を警告します。しかし、この歪みのスケールが小さい (多くの場合、サイズが陽子または中性子の数千分の 1) ということは、検出器の感度が非常に高くなければならないことを意味し、検出器が長くなるほど感度も高くなります。

2025年に建設が開始される予定の機のLISA宇宙船の星座には、ルービックキューブほどの大きさのつの金プラチナ立方体が含まれており、数百万キロメートル離れた互いの望遠鏡にレーザービームを発射することになる。

衛星が太陽の周りを回る軌道で地球を追跡する際、衛星間の経路長にわずかな変動があれば、LISA によって記録され、科学者に送り返されます。研究者は、各ビームの正確な変化を利用して三角測量を行い、重力摂動がどこから来ているかを特定し、さらなる調査のために光学望遠鏡を向けることができるようになります。

重力脈動は超大質量天体が衝突する前にも発生するため、LISAは衝突が光学望遠鏡で見えるようになる数カ月前に科学者に早期警告を発する予定だ。

この検出器の前例のない感度は、宇宙の夜明けの出来事、つまりビッグバンの血なまぐさい余波から生じる最も微弱な脈動への窓を提供し、宇宙論の最大かつ最も差し迫った疑問のいくつかに答えるでしょう。

この望遠鏡は、ESA、NASA、国際科学者の協力の一環として作られ、3 年にアリアン 2035 ロケットに乗って空に打ち上げられる予定です。

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