時空の歪みと重力の波 アインシュタイン博士が提唱した一般相対性理論、これは4つの力のうちの重力をうまく説明してくれる理論です。それによると、質量を持ったものが、そこにぽつんと存在するだけで、空間と時間（あわせて時空と呼びます）に歪みができます。重ければ重いほど、その歪みは大きくなります。そしてその物体が移動することで時空の歪みは変化して、その変化は光の速さで伝わっていきます。この変化の波のことを、重力波と呼びます。 この重力波、時空の歪みが伝わるものなので、星でも身体でもすべてのものを突き抜けて伝わっていきます。 「時空が歪む」だとか「時空の歪みが伝わる」だとか、正直なところ、いまいち想像しづらいですよね。私もはっきり言って想像できません。 そこでよくあるイメージではありますが、ピンと張ったゴムの膜で例えてみましょう。このゴムの膜が時空だと考えます。そのゴムの上にちょっと重い玉をボヨンっとおいてみるとどうなるか、ゴムは玉を中心にしてビローンと下に向かって伸びてしまいます。これが「質量を持ったもののまわりの時空が歪む」ことに対応します。 次にもう1個、重い玉をおいてみましょう。すると2個の玉はお互いが作ったゴムのへっこみに落ちていくようにするすると近づいていって、最後はゴツンと衝突します。これは「お互いに重力が働いて近づく方向に動いていく」ことに対応しています。 最後に、重い球を手でつまんでゴムの上でぐるんぐるん回してみて見ましょう。ゴム膜はビロンビロン動いて波立って、ゴム膜のはじまで伝わっていきます。これが「時空の歪みが波となって伝わる重力波」というわけです。

重力波で何が見える？ そんな重力波、人類が検出できるような大きさの時空の歪みを発生させるためには、かなりかなり重いものを動かしてやらないといけません。今ここでこの本を振り回してももちろん重力波は発生するのですが、とてもとても検出できるような歪みではないのです。それなら何を動かすのか。そこで、困ったときの宇宙頼みです。 宇宙を見上げてみましょう。宇宙には重い重い天体がいっぱいありますので重力波のもととなるものはいろいろとありますが、一番わかりやすいものが2つのブラックホールがお互いを中心としてグルグル回っているときの重力波です。 そもそもブラックホールはとてもとても重い天体の成れの果てなのですが、このブラックホールがお互いの重力でひっぱり合ってグルグル回っていることがあります。そのときに発生する重力波はとても大きなもので、それがたとえ違う銀河で起こったとしても、地球の実験装置でなんとか観測できると考えられています。