17世紀後半、世界初の物理学者であるアイザックニュートン卿が ガリレオの作品は、重力波が他の何よりも速く伝わったと仮定しました 宇宙。 しかし、1915年に、アインシュタインは一般相対性理論を発表したときにニュートン物理学のこの概念に異議を唱え、次のように示唆しました。 光速より速く移動できるものはありません、重力波さえ。
TL; DR（長すぎる; 読んでいない）
重力波の重要性：
- 宇宙への新しいウィンドウを開きます
- アインシュタインの一般相対性理論を証明する
- 重力イベントがどこでも一度に発生するというニュートンの理論を反証します
- 重力波スペクトルの発見につながった
- 潜在的な新しいデバイスやテクノロジーにつながる可能性があります
壮大なイベント
2015年9月14日、初めて測定可能な重力波が光波とまったく同じ時間に地球に到達したとき 13億年前の宇宙の端近くの2つのブラックホールの衝突から、アインシュタインの一般相対性理論は証明しました 正しい。 米国のレーザー干渉計重力波観測所、ヨーロッパのVirgo検出器、および70ほどの宇宙および地上の望遠鏡と観測所によって測定されました。 波紋は重力波スペクトル（まったく新しい周波数帯）への窓を開き、科学者や天体物理学者は今、それを通して熱心に 時空。
科学者が重力波を測定する方法
米国では、LIGO天文台は、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の地上にあります。 建物は上から見たLに似ており、垂直方向に2 1/2マイルにまたがる2つの翼があり、 レーザー、ビームスプリッター、光検出器、制御装置を収容する展望台の建物による90度の核心 ルーム。
各ウィングの端にミラーが設定されているため、2つに分割されたレーザービームが各アームの速度を落とし、 最後にミラーリングし、重力波を検出しないとほぼ瞬時に跳ね返ります。 しかし、重力波が物理的構造に影響を与えずに天文台を通過すると、重力場が歪んで時空の構造が1つに沿って伸びます。 天文台の腕とそれをもう一方に押し付け、分割されたビームの一方がもう一方よりもゆっくりと核心に戻るようにし、光検出器だけができる小さな信号を生成します 測定します。
重力波の衝突はわずかに異なりますが、両方の天文台は同時に機能します 時間、およびイベントの三角測量と追跡のために空間内の2つのデータポイントを科学者に提供します ロケーション。
重力波が時空の連続体を波打つ
ニュートンは、大きな質量が宇宙を移動すると、重力場全体も瞬時に移動し、宇宙全体のすべての重力体に影響を与えると信じていました。 しかし、アインシュタインの一般相対性理論はそれが誤りであると示唆しました。 彼は、宇宙でのあらゆる出来事からの情報は、宇宙での大きな物体の動きを含め、光速（エネルギーと情報）よりも速く移動することはできないと主張しました。 彼の理論は、代わりに、重力場の変化が光速で動くことを示唆しました。 池に岩を投げ込むように、たとえば、2つのブラックホールが合流して、それらの動きが結合した 質量は時空の連続体全体に波及するイベントを引き起こし、 時空。
重力波と地球への影響
公開時点で、2つのブラックホールが1つに統合された合計4つのイベント 宇宙は科学者に周囲の天文台で光と重力波を測定する複数の機会を提供しました 世界。 少なくとも3つの天文台が波を測定すると、2つの重要なイベントが発生します。最初に、科学者はイベントの発生源をより正確に特定できます。 天国、そして第二に、科学者は波によって引き起こされる空間歪みのパターンを観察し、それらを既知の重力と比較することができます 理論。 これらの波は時空と重力場の構造を歪めますが、それらは物理的な物質と構造を通過しますが、観察可能な影響はほとんどまたはまったくありません。
未来はどうなるか
この壮大な出来事は、1915年11月25日にアインシュタインが一般相対性理論を王立プロイセン科学アカデミーに発表してから100周年を迎える直前に発生しました。 研究者が2015年に重力波と光波の両方を測定したとき、それは新しい研究分野を開きました。 天体物理学者、量子物理学者、天文学者、その他の科学者に未知のエネルギーを与え続けています 可能性。
これまで、科学者が電磁スペクトルの新しい周波数帯域を発見するたびに、たとえば、科学者や他の人々は、そのようなものを含む新しい技術を発見して作成していました。 トランシーバー、アマチュア無線、最終的には携帯電話、その他多数の電波スペクトルから放送するX線機、ラジオ、テレビなどのデバイス デバイス。 重力波スペクトルが科学にもたらすものは、まだ発見を待っています。