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【クローズアップ科学】ノーベル賞「重力波」に陰の立役者 名大・小澤正直特任教授、物理学の定説覆す理論で貢献

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【クローズアップ科学】
ノーベル賞「重力波」に陰の立役者 名大・小澤正直特任教授、物理学の定説覆す理論で貢献

研究について話す名古屋大特任教授の小澤正直氏=9月、名古屋市 研究について話す名古屋大特任教授の小澤正直氏=9月、名古屋市

 今年のノーベル物理学賞の受賞研究となった重力波の検出。米国の観測施設「LIGO(ライゴ)」チームによる歴史的な偉業を理論面で支えたのは、数学者で名古屋大特任教授の小澤正直氏(67)だった。

 重力波の直接観測は、アインシュタインが残した「最後の宿題」といわれる。小澤氏は1980年代に当時の物理学界の「定説」を覆し、宿題の解き方を理論的に示した。

 アインシュタインの一般相対性理論では、質量がある物体が存在すると時空のゆがみが生じ、物体が運動すると時空のゆがみはさざ波のように、光速で宇宙空間を伝わっていく。

 ただし、遠い宇宙から地球に届くさざ波はとてつもなく小さく、地球と太陽の距離に対して水素原子1個分ほどのかすかな変化を捉えなければならない。

 LIGOチームは、ブラックホールの合体によって13億年前に発生した重力波の検出に成功したと、昨年2月に発表した。レーザーの干渉を利用してかすかな距離の変化を検出する巨大な観測装置が、ついに時空のさざ波を捉えたのだ。

 数学者である小澤氏による理論的な裏付けがなければ、重力波の直接観測は大きく遅れただろう。30年ほど時を遡(さかのぼ)る。

 80年代半ばまで、ドイツの物理学者ハイゼンベルクが提唱した量子力学の「不確定性原理」から導かれる観測精度の限界(標準量子限界)があると信じられていた。LIGOが採用した干渉計型の装置では重力波観測は不可能だとする考えが、当時の物理学界の圧倒的主流だった。

 「その問題は、すでに私が解決済みだ」

 86年、東京で開催された国際会議で小澤氏は手を挙げた。「干渉計型でも観測精度の限界を破る方法があるはずだ」と主張する米国の研究者の講演後のことだ。

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