ブラックホールの融合は、特定の重力波を生成するオブジェクトの1つのクラスです。周波数…と振幅。 LIGOのような検出器のおかげで、これらの音が発生したときに「聞く」ことができます。
LIGO、NSF、A。Simonnet（SSU）
長いです宇宙には音がないと言われていますが、それは事実です。従来の音は、通過する媒体を必要とし、粒子が圧縮されて希薄化するときに生成され、大きな「強打」から何かを作ります。パターンを繰り返すための一貫したトーンへの単一パルス。そのような信号が消えるほど粒子が少ない宇宙では、太陽のフレア、超新星、ブラックホールの合併、その他の宇宙の大惨事でさえ、聞こえる前に沈黙します。しかし、通過するのに空間自体の構造以外のものを必要としない別のタイプの圧縮と希薄化があります。それは重力波です。 LIGOからの最初の陽性検出結果のおかげで、私たちは「初めて宇宙を聞いています。
2つのマージするブラックホール。インスピレーションの結果、ブラックホールが一緒になり、重力波が余分なエネルギーを運び去ります。その結果、背景の時空が歪められます。
SXS、Simulating eXtreme Spacetimes（SXS）プロジェクト（http://www.black-holes.org）
一般的な相対性によると、重力波は重力理論が一貫しているために存在する必要があるものでした。ニュートンとは異なります。 “アインシュタインの理論は、互いに周回している2つの質量が永遠にその構成のままである重力について、十分に長い時間にわたって重力軌道が崩壊することを予測しました。太陽を周回する地球のようなものでは、それを体験するために生きることは決してありません。 ：地球が太陽に渦巻くのに10 ^ 150年かかるでしょう。しかし、2つの中性子星が互いに周回しているような、より極端なシステムの場合、実際には軌道が時間とともに減衰するのを見ることができます。エネルギーを節約するために、アインシュタインの重力理論は、エネルギーが重力波の形で運び去られなければならないと予測しました。
As 2つの中性子星が互いに軌道を回っています。アインシュタインの一般相対性理論の理論は、軌道の減衰と重力放射の放出を予測しています。前者は、点と線（GR予測）が非常によく一致していることからも明らかなように、長年にわたって非常に正確に観測されています。
NASA（L）、マックスプランク電波天文学研究所/マイケルクレイマー
これらの波は非常に弱く、時空の物体への影響は非常に小さいです。しかし、それらを聞く方法を知っていれば（ラジオのコンポーネントがそれらの長周波数の光波を聞く方法を知っているのと同じように）、他の音を聞くのと同じように、これらの信号を検出して聞くことができます。そして周波数、それらは他の波と何ら変わりはありません。一般相対性理論は、これらの波がどのように聞こえるかを明確に予測し、最大の波を生成する信号が最も検出しやすい信号です。最大振幅はすべて聞こえますか？それは、互いにらせん状になっている2つのブラックホールのインスピレーションと融合の「チャープ」です。
2015年9月、進んだ数日後LIGOは初めてデータの収集を開始し、大きな異常な信号が発見されました。わずか200ミリ秒のバーストで非常に多くのエネルギーを運び、観測可能な宇宙のすべての星を凌駕したため、誰もが驚きました。それでも、その信号は堅牢であることが判明し、そのバーストからのエネルギーは、36個と29個の太陽質量の2つのブラックホールから来て、単一の62個の太陽質量に融合しました。3個の太陽質量が欠落しているものは、純粋に変換されましたエネルギー：宇宙の構造を波打つ重力波。これは、LIGOがこれまでに検出した最初のイベントでした。
最初のLIGOからの信号重力波のロバストな検出。波形は単なる視覚化ではありません。それは、聞いたときに実際に聞こえる音を表しています。
ブラックホール連星の合体による重力波の観測BPAbbott et al。、（LIGO Scientific Collaboration and Virgo Collaboration）、Physical Review Letters 116、061102（2016）
1年以上経ちましたが、LIGOは現在2回目の実行です。他のブラックホールとブラックホールの融合が検出されただけでなく、新しい検出器が新しいタイプの音に私たちの耳を開くので、重力波天文学の未来は明るいです。 LISAのような宇宙干渉計は、ベースラインが長くなり、低周波音が聞こえます。中性子星合体、超大質量ブラックホールの饗宴、非常に不均等な質量の合体のような音です。パルサータイミングアレイは、超大質量ブラックホールのペアであるOJ 287など、完了するまでに何年もかかる軌道など、さらに低い周波数を測定できます。また、新しい技術の組み合わせにより、宇宙のインフレーションによって予測される遺物波である、すべての中で最も古い重力波が検索されます。 、私たちの宇宙の初めにさかのぼります。
宇宙のインフレーションによって生成された重力波は、人類ができる最も遠い信号です。 …潜在的に検出することを考えます。 BICEP2やNANOgravのようなコラボレーションは、今後数十年で間接的にこれを行う可能性があります。
National Science Foundation（NASA、JPL、Keck Foundation、Moore Foundation、関連）—資金提供されたBICEP2プログラム。 E.Siegelによる変更
聞くことがたくさんあり、私たちは初めて聞き始めたばかりです。ありがたいことに、天体物理学者のJanna Levin —素晴らしい本「BlackHole Blues and Other Songs from Outer Space」の著者—は、5月3日午後7時から午後4時まで、ペリメーターインスティテュートで公開講演を行う準備ができています。ここでライブストリーミングされ、リアルタイムでライブブログが作成されます。この素晴らしいトピックについてさらに詳しく知りたい場合は、ぜひご参加ください。彼女の話を聞くのが待ちきれません。
ライブブログは午後4時の数分前に始まります。太平洋;ここに参加して、それに従ってください！
一般相対性理論では、重力による時空のゆがみ。
LIGO/T。Pyle
15:50：ショータイムまで10分です。祝うために、ここに10の楽しい事実（またはできるだけ多くの事実）があります。入る）重力と重力波について。
1。）質量の間に目に見えない力が作用する「離れた場所での行動」の代わりに、一般相対性理論は、物質とエネルギーが時空の構造を歪めると言います。そして、その歪んだ時空は重力として現れるものです。
2。）無限の速度で移動する代わりに、重力は光の速度でのみ移動します。
3。）これは重要です、それは、巨大なオブジェクトの位置、構成、動きなどに変更が発生した場合を意味するため、その後の重力変化は光速でのみ伝播します。
重力波を生成する2つの合体するブラックホールのコンピューターシミュレーション。
Werner Benger、cc by-sa 4.0
3:54 PM：4。）これは、たとえば、重力波は光速でしか伝播できないことを意味します。重力波を「検出」すると、その質量構成が変化したときからの信号を検出します。
5。）LIGOによって検出された最初の信号は、約13億光年の距離で発生しました。宇宙は、その合併が起こった今日よりも約10％若かった。
時空の波紋は、重力波とは何か。
European Gravitational Observatory、Lionel BRET / EUROLIOS
6。）重力が無限の速度で移動した場合、惑星の軌道は完全に不安定になります。惑星が楕円の周りを楕円で移動するという事実太陽は、一般相対性が正しい場合、重力の速度は光の速度と約1％の精度で等しくなければならないことを義務付けています。
3:57 PM：7。）重力波はもっとたくさんありますLIGOがこれまでに見たものよりも信号。「検出するのが最も簡単な信号のみを検出しました。
8。）信号を「見やすく」するのは、その振幅の組み合わせです。つまり、光路長、空間内の距離、およびその周波数をどれだけ変形できるかです。
A LIGOのレーザー干渉計システムの簡略図。
LIGOコラボレーション
9。）LIGOの腕の長さはわずか4 kmであり、ミラーは何千回も点灯します（ただしそれ以上はありません）。つまり、LIGOは1Hz以上の周波数しか検出できません。
今年の初め、 LIGOは、重力波の初めての直接検出を発表しました。 …宇宙に重力波観測所を建設することで、意図的なエイリアン信号を検出するために必要な感度に到達できる可能性があります。
ESA / NASAとLISAのコラボレーション
10。）信号が遅い場合は、レバーアームを長くし、感度を上げる必要があります。これは、宇宙に行くことを意味します。それが重力波天文学の未来です！
4:01 PM：できました！始めて、Janna Levinを紹介しましょう！（「YON-na」ではなく「JAN-na」と発音します。疑問に思っていました。）
これまでに直接観察されたブラックホールの最初のペアのインスピレーションと合併。
BP Abbott et al。（LIGO ScientificCollaborationとVirgoCollaboration）
4:05 PM：これが大きな発表/ショットです：最初の重力波の最初の直接記録。アインシュタインが最初に一般相対性理論を発表してから100年かかり、彼女はレコーディングを行っています！必ず行って聞いてください！結局のところ、宇宙で音を「聞く」とはどういう意味ですか、そしてなぜこれが音なのですか？それが彼女の話の目的だと彼女は言います。
天の川の平面にある銀河マフェイ1とマフェイ2ちなみに、天の川のほこりを通して見ることによってのみ明らかにすることができます。すべての中で最も近い大きな銀河のいくつかであるにもかかわらず、それらは20世紀半ばまで発見されませんでした。
WISEミッション; NASA / JPL-Caltech / UCLA
4:08 PM：宇宙に何があるかを考えると、私たちはこれを知る方法がありませんでした。ガリレオの時代。私たちは黒点や土星などについて考えていましたが、大きな宇宙のスケールや距離を完全に想像することができませんでした。「他の銀河を想像する」ことを忘れてください。私たちはこれを想像していませんでした！
4:10 PM：Jannaが、Sloan Digital Sky Surveyからの私のお気に入りのビデオ（私が認識している）の1つを表示しています！彼らは40万個の最も近い銀河を調査し、それらを3次元でマッピングしました。これは私たちの（近くの）宇宙がどのように見えるかです、そしてあなたが見ることができるように、それは実際にはほとんど空のスペースです！
（現代）モーガン-キーナンスペクトル分類システム、各星の温度範囲…クラスはその上にケルビンで示されています。
ウィキメディアコモンズユーザーLucasVB、E。シーゲルによる追加
4:12 PM：彼女は、彼女が完全に光沢を持っているという本当に素晴らしい点を述べています。1000個に1個の星だけがブラックホールになるでしょう。私たちから30光年以内に400を超える星があり、そのうちの0つはOまたはBの星であり、それらの0つはブラックホールになっています。これらの最も青く、最も大きく、最も寿命の短い星は、ブラックホールに成長する唯一の星です。
ボールの同じ動作加速されたロケット（左）と地球上で床に落ちる…（右）は、アインシュタインの等価原理のデモンストレーションです。
ウィキメディアコモンズのユーザー、Markus Poessel、Pbroks13によってレタッチされました
4:15 PM：「アインシュタインの理論はどこから来たのか」を考えるとき、ジャンナは素晴らしい点を指摘します。それは等価原理の考え方です。重力がある場合、たとえば椅子に「重い」と感じるかもしれません。しかし、あなたが持っているこの反応は、重力ではなく加速している場合に感じる反応とまったく同じです。それはあなたが感じる重力ではなく、あなたの周りの物質の影響です！
4:17 PM：バンドOKGOが嘔吐彗星を飛んでいるビデオを撮影しました。ジャンナは著作権上の理由から、音声ですべてを表示することはできません。強くお勧めします。幸いなことに、インターネットのおかげで…ここにあります！ゆっくりとお楽しみください！
太陽の周りの小道で地球の軌道を1回移動することは、9億4000万キロメートルの旅です。
RASCカルガリーセンターのLarryMcNish
4:19 PM：重力に関するもう1つの大きな啓示があります。物事がどのように機能するかを理解する方法は、物事は落ちる。月は地球の周りに「落ちています」。ニュートンはそれを実現しました。しかし、地球は太陽の周りに落ちています。太陽は銀河の周りに「落ちています」。そして原子はここ地球に「落ちる」。しかし、それらがすべて自由落下している限り、同じルールがそれらすべてに適用されます。驚くべきことです！
ブラックホールは何かです宇宙は生まれつきではありませんでしたが、時間とともに獲得するように成長しました。彼らは…今や宇宙のエントロピーを支配しています。
Ute Kraus、物理教育グループKraus、UniversitätHildesheim; Axel Mellinger（背景）
4:21 PM：ここに「楽しい啓示：ブラックホールが崩壊した、押しつぶされた物質であると考えるのをやめなさい。たとえそれがその起源であったとしても。代わりに、それを単に強い重力特性を持つ空の空間の領域と考えてください。実際、この空間領域に「質量」を割り当てるだけであれば、シュワルツシルト（非荷電、非回転）ブラックホールを完全に定義できます。
私たちの銀河の中心にある超大質量ブラックホール（Sgr A *）は、ほこりっぽい、ガス状の…環境に覆われています。 X線と赤外線観測は部分的に透けて見えますが、電波が最終的に直接解決できる可能性があります。
NASAのチャンドラX線観測所
4 ：23 PM：太陽の塊がブラックホールに落ちた場合、事象の地平線を横切ってから（Jannaによると）、特異点で押しつぶされて死ぬまで、約1マイクロ秒かかります。これは一貫しています。私がかつて計算したものでは、ミルキーウェイの中心にあるブラックホールの場合、約10秒かかります。天の川のブラックホールは太陽の4,000,000倍の大きさなので、数学のようなものがうまくいきます！
Joseph Weber withウェーバーバーとして知られる彼の初期段階の重力波検出器。
特別コレクションと大学アーカイブ、メリーランド大学図書館
4:26 PM：重力波をどのように検出しますか？正直なところ、それは海の表面にいるようなものです。あなたは宇宙の表面に沿って上下に揺れ動き、これらの波が本物であるかどうかについてコミュニティで大きな議論がありました。ジョー・ウェーバーがやって来て、これらの重力波を測定しようと決心するまではありませんでした。 、波打つ波がバーをごくわずかに「引っ張った」場合に振動する驚異的なデバイス（アルミニウムバー）を使用します。
ウェーバーは、重力波で識別した多くのそのような信号を見ましたが、残念ながらこれらは、複製または検証されたことはありません。彼は、彼の賢さのすべてのために、あまり注意深い実験者ではありませんでした。
4:29 PM：ツイッターでジョン・グルーバートからの良い質問があります：「彼女が言ったことについて質問があります-ありますブラックホールの中に何かがありませんか？重い中性子星のように。点状（非回転特異性の場合）または1次元リング（回転リングの場合）のいずれかであるが、凝縮、崩壊、3次元物質ではない特異性が存在する必要があります。
なぜですか？
構造として残るためには、力が伝播して粒子間で伝達される必要があるためです。しかし、粒子は光速でしか力を伝達できません。しかし、光でさえも、ブラックホールの出口に向かって「外側」に移動できるものはありません。すべてが特異点に向かって移動します。そのため、何も持ちこたえることができず、すべてが特異点に崩壊します。悲しいですが、物理学によってこれは避けられません。
4:32 PM：Weberが失敗した後（そして名声から落ちた後）、1970年代にRaiWeissがLIGOのアイデアを思いつきました。 LIGOが実を結ぶまでに40年（そしてそれを実現するために1,000人以上）、しかし最も素晴らしいことはそれが実験的に可能であったことでした.2つの非常に長いレバーアームを作ることによって、通過する重力波の効果を見ることができました。
4:34 PM：これは、重力波が何をするかを示す私のお気に入りのビデオです。重力波は、空間自体（およびその中のすべて）をわずかな量だけ前後に動かします。レーザー干渉計（LIGOなど）を設定している場合は、これらの振動を検出できますが、十分に接近していて、耳が十分に敏感である場合は、耳の中でこの動きを感じることができます！
4： 35 PM：本当に良いヘッドフォン、ペリメーターを持っているが、残念ながら、ジャンナが再生しているさまざまな重力波モデルの信号を聞くことができない！
米国ワシントン州の重力波を検出するためのLIGOハンフォード天文台。
カリフォルニア工科大学/ MIT / LIGO研究所
4:38 PM：おもしろいです。これがLIGO検出器内の世界で最も先進的な真空であると考えること。それでも、鳥、ネズミ、ネズミなどはすべてその下にいて、光が通過するほとんどの真空チャンバーに噛み込みます。しかし、真空が破られていたら（1998年以来一定でした）、実験は終わっていたでしょう。ルイジアナでは、ハンターがLIGOトンネルを撃ちました。この装置の感度と高価さは恐ろしいですが、それでも壊れやすいのです。それもすべてです。
4:41 PM：ジャンナは、この話をサスペンスに満ちた、しかし非常に人間的な方法で伝える、本当に素晴らしい仕事をしています。上記の映画では、2つの軌道を回るブラックホールの最後の数軌道だけが大幅に減速しました。それらはわずか数百キロメートル離れており、それらの最後の4つの軌道は200ミリ秒かかりました、そしてそれはLIGOが見た信号全体です。
4:43 PM：もしトークのイベントを聞いたり聞いたりするのに問題がある場合は、このビデオ（上記）を自然なピッチと増加したピッチの両方で聞いてください。 2015年12月26日の小さなブラックホール（およそ8と13の太陽質量）は、同じ年の9月14日の大きなブラックホール（29と36の太陽質量）よりも静かでピッチが高くなっています。
午後4時46分：少し訂正：これはビッグバン以来これまでに検出された中で最も強力なイベントだったとジャンナは言います。そして、それは技術的にのみ真実です。検出の限界があるためです。
ブラックホールの合併が発生すると、合併ペアの中で最も質量の小さいブラックホールの質量の約10％が次のように変換されます。アインシュタインのE = mc2による純粋なエネルギー。 29の太陽質量はたくさんありますが、何億、あるいは何十億もの太陽質量のブラックホールが一緒に融合するでしょう。そして、私たちは証拠を持っています。
これまでに見られた中で最も巨大なブラックホール連星信号：OJ287。
S. Zola & NASA / JPL
4:49 PM：これはOJ 287で、1億5000万個の太陽質量ブラックホールが〜18を周回しています。十億の太陽質量ブラックホール。完全な軌道が発生するのに11年かかり、一般相対性理論は、水星の1世紀あたり43秒角と比較して、ここでは1軌道あたり270度の歳差運動を予測しています。
4:51 PM：Jannaは、ここで時間どおりに終了する素晴らしい仕事をしました。境界公開講座で50分後に実際に1時間の話が終わるのを見たことがありません。すごい！
地球から見た2000年代初頭の宇宙からのNASA衛星画像の合成。
NASA /ブルーマーブルプロジェクト
4:52 PM：地球が吸い込まれたらどうなるかブラックホール？（Q &マックスからの質問）ジャンナは素晴らしい答えを出しましたが、重力波の観点から、それを指摘したいと思います。地球は細かく砕かれ、「スミアアウト」された波の信号が得られます。これは、はるかにノイズの多い静的なy信号になります。地球が飲み込まれると、太陽質量の300万分の1がブラックホールの半径をそのわずかな対応する量だけ増加させたため、事象の地平線はほんの少しだけ大きくなります。
4:55 PM ：なんて楽しい話、素晴らしくてきびきびとしたQ &セッション、そして全体的に素晴らしい経験。話のビデオがパーマリンクとして埋め込まれているので、何度も楽しんでください。 。そして、チューニングしてくれてありがとう！
