重力波は原理的に測定できるの？

質問

私の理解度では原理的に重力波は測定できないと思いますが、実際の測定はどのような工夫して測定しようとしているのでしょうか？

特殊相対性理論では、光は真空では３０万ｋｍ／ｓで一定です。
また重力によって時間（電磁気的相互作用時間）の進みは影響を受けます。
重力が大きいと時間の進みは遅く、光の真空の速度が一定だと空間は縮みます。
また重力が小さいと時間の進みは速く、光の速度が一定だと空間は伸びると理解しています。

この関係がある限り、重力波は原理的に測定できないと思いますが、私の理解は間違っていますか？

また、重力波が測定できるという実際の実験はどんな工夫をしているのでしょうか？

イメージできるように教えていただけないでしょうか。
よろしくお願い致します。

回答No.1

noname#175206 · ベストアンサー

重力場から生み出される重力と、重力波は違うものです。

　電磁気力を有するのは電磁場（主に電荷の形態）ですが、その加速度運動が電磁波を生みます。光は電磁波のうち、目に見える波長のものを指していて、物理学的には同じものです。

　重力波も重力場の加速度運動から生まれるもので、重力ではありません。

　電磁波は、電波と呼ばれている波長のものが通信に利用されます。電波が受信できるのは、電子などの電荷は、電磁波が当たると電磁波を吸収し、そのエネルギーで振動することを利用しています。

　電荷の加速度運動に従った波形の電磁波が、また電荷に吸収されて、元の電荷と同じ形の加速度運動をします。それを変化する電流として取り出して増幅し、通信となるわけです。

　重力波も、主に質量が加速度運動をすることで発生する波です。それが他の質量にぶつかると、その質量は重力波を生み出した質量と同じ形の加速度運動をします。

　つまり、物体を観察していれば、重力波を検出することが、理論的には可能です。ただ、重力波は大変に弱いのです。これは、電磁気力と比べると、重力が途方もなく弱いためです。地球程の質量で引きつけても、乾電池程度で易々と打ち勝ててしまいます。

　そのため、重力波を検出するには、ブラックホールの衝突といった、とてつもなく大きい重力の変動現象を、地上の巨大で精密な重力波検出装置でなんとか捉えられそうだというレベルです。

　そのくらい重力波の検出は難しく、確かに重力波を検出したとされている観測結果は未だにありません。

お礼

詳しく答えてくださりありがとうございました。
疑問もありますが、現在の物理学の考え方が分かりました。

回答No.2

strain1217

重力波測定のための実験として、大きなアルミ円筒形の金属を作り
その動きのような物を測定して、重力波を検出しようとしています
難しい理論はわかりませんが、アマチュアとして期待しています

お礼

答えて頂きありがとうございました。
参考になりました。