新たな宇宙開発競争：重力波

先週の投稿「私の干渉計への情熱とインジウム社での経験との比較」で、私は重力波とLIGO（レーザー干渉計重力波天文台）が昨年発見した重力波の深遠な発見について述べた。この発見は、物理学と天体物理学の世界に新たな優先順位を設定し、重力波に関する多くの研究を促している。

LIGOの発見に先立ち、他の組織も重力波の検出実験を計画していた。2000年代初頭、NASAと ESAは共同で重力波を検出する方法を模索していた。いくつかの理論の後、彼らはLISA（レーザー干渉計宇宙アンテナ）を思いついた。LISAは宇宙空間に存在しながら重力波を検出する干渉計である。正三角形に3機の探査機を並べ、腕の長さを500万キロメートルとし、重力波の振幅、方向、偏波を一度に測定することができる。しかし、コストと実用性の問題から、NASAとESAは2011年に共同研究を中止した。それでもESAはLISAを追求し続けた。2015年にLIGOが重力波を初めて発見すると、研究に再び火がつき、新たな宇宙開発競争が始まった。LIGOの発見とLISAパスファインダー（LISAミッションの成功に必要な技術をテストするために設計された小型宇宙船）のテスト成功により、NASAはESAのLISAミッションへの再参加を強く検討している。

LISAは、0.1ミリヘルツという小さな周波数を検出できるという点で、地上の干渉計よりもはるかに強力であり、より多くの天体、特に、周波数が低すぎるために現在検出できない、最も予測可能で最も強力な天体からの観測を可能にする。LIGOが検出できる最低周波数は約1ヘルツで、これは地球上のノイズが多すぎるためである。地球上のノイズ信号は、交通や海の波のような日常的な障害によって引き起こされる。宇宙空間では、検出されるノイズは太陽風と太陽放射圧によるものだけで、これらはどちらも補正可能で、ノイズとしてはほとんど現れない。最も強力な重力波の発生源の場合、その信号は検出されるノイズのおよそ1000万倍も強くなる。

LIGOは、重力波研究の可能性を切り開く上で大きな成功を収めた。今、科学者たちはその基盤を拡大し、重力波研究を利用して、私たちの宇宙についてより多くのことを発見する必要がある。LISAとNASAとESAの共同研究について、2つの記事「NASAとESAが重力波測定のために協力する可能性」と「宇宙科学」からさらに詳しく知ることができる：LISAの概要"