2016年2月11日、レーザー干渉計重力波観測所（LIGO）の科学者たちは、重力波の最初の検出を発表しました。 1世紀前のアインシュタインの一般相対性理論によってなされた予測を確認したこの開発は、宇宙学者や天体物理学者のための研究の新しい道を切り開きました。その時以来、より多くの検出が行われており、それらのすべてはブラックホールの併合の結果であると言われていました。
最新の検出は2017年8月14日に行われ、3つの観測所（高度なLIGOおよび高度な乙女座検出器）がブラックホールの合体によって生成された重力波を同時に検出しました。重力波が世界中の3つの異なる施設で検出されたのは今回が初めてであり、この宇宙現象についてのグローバルにネットワーク化された研究の新時代を迎えました。
これらの観察結果を詳述した研究は最近、LIGO Scientific CollaborationとVirgo Collaborationによってオンラインで公開されました。 「GW170814：バイナリブラックホール合体からの重力波の3つの検出器による観測」というタイトルのこの研究は、科学ジャーナルにも掲載されました。 物理的レビューレター.
このイベントは、GW170814として指定され、2017年8月14日のUTC 10:30:43（06:30:43 EDT、03：30：43 PDT）に観測されました。このイベントは、National Science Foundationの2つのLIGOによって検出されました検出器（ルイジアナ州リヴィングストン、ワシントン州ハンフォード）とおとめ座検出器（イタリア科学研究センター（CNRS）および国立核物理研究所（INFN）によって維持されています）はイタリアのピサ近くにあります。
重力波が検出されたのは初めてではありませんが、3つの観測所で同時にイベントが検出されたのはこれが初めてでした。 NSFの責任者であるフランスのコルドバが最近のLIGOのプレスリリースでこう語っています：
「1年半ほど前に、NSFはそのレーザー干渉計重力波観測所が10億光年離れた銀河の2つのブラックホールの衝突から生じた重力波を初めて検出したことを発表しました。今日、私たちはおとめ座重力波観測所とLIGO科学共同研究とのパートナーシップで行われた最初の発見を発表します。何千マイルも離れたこれらの観測所によって初めて重力波検出が観測されました。これは、私たちの宇宙の驚異的な謎を解き明かすための国際的な科学的取り組みの進展における刺激的なマイルストーンです。」
検出された波に基づいて、LIGO Scientific Collaboration（LSC）とVirgoのコラボレーションは、イベントのタイプと、関係するオブジェクトの質量を特定することができました。彼らの研究によると、イベントは2つのブラックホール（それぞれ31と25の太陽質量）の合併によって引き起こされました。このイベントは地球から約18億光年行われ、約53の太陽の質量をもつ回転するブラックホールが形成されました。
これは、合併時に約3つの太陽質量が重力波エネルギーに変換され、それがLIGOとVirgoによって検出されたことを意味します。それ自体は印象的ですが、この最新の検出は、LIGOやVirgoのコラボレーションのような重力波検出器が高度な段階に入り、相互に連携できるようになった今、何ができるかを味わうにすぎません。
Advanced LIGOとAdvanced Virgoはどちらも、以前のものから引き継がれた第2世代の重力波検出器です。 CaltechとMITによって構想、構築、運営されているLIGO施設は、2002年から2010年の間にデータを収集しましたが、2015年9月の時点でAdvanced LIGOがオンラインになり、O1とO2の2つの観測実行を開始しました。
一方、元の乙女座検出器は2003年から2011年10月まで観測を行いましたが、再び成功しませんでした。 2017年2月までに高度な乙女座検出器の統合が始まり、次の4月までに装置がオンラインになりました。 2007年には、VirgoとLIGOも提携して、それぞれの検出器によって記録されたデータを共有し、共同で分析しました。
2017年8月、乙女座検出器がO2ランに加わり、8月14日に初めての同時検出が行われ、LIGOおよび乙女座の3つの機器すべてによってデータが収集されました。 LSCの広報担当者、David Shoemaker（マサチューセッツ工科大学（MIT）の研究者）が指摘したように、この検出は多くの予期されるイベントの最初のものにすぎません。
「これは、VirgoとLIGOが連携して機能するネットワークを使用した観察の始まりに過ぎません」と彼は言った。 「2018年秋に計画されている次の観測により、そのような検出は毎週またはさらに頻繁になると予想できます。」
これは、科学者が将来のイベントをより適切に検出できることを意味するだけでなく、はるかに正確にそれらを特定することもできます。実際、2検出器ネットワークから3検出器ネットワークへの移行により、20のファクトリによってGW170814のソースを特定する可能性が高まると予想されます。GW170814の空の領域は60平方度にすぎません。 LIGOの干渉計のデータのみを使用します。
さらに、光源との距離を測定する精度もこのパートナーシップの恩恵を受けています。ジョージア工科大学の教授であり、LSCの代弁者であるLaura Cadonatiは、次のように説明しています。
「この精度の向上により、宇宙物理学コミュニティ全体が、マルチメッセンジャーの観測を含む、さらにエキサイティングな発見を最終的に行うことができます。探索エリアが狭いため、望遠鏡や衛星を使用して、重力波や中性子星の衝突などの光の放出を引き起こす宇宙事象を追跡できます。」
結局、重力波ネットワークにより多くの検出器を導入すると、アインシュタインの一般相対性理論のより詳細なテストも可能になります。 LIGOラボのエグゼクティブディレクターであるCaltechのDavid H. Reitzeも、新しいパートナーシップとそれが何を可能にするかを賞賛しました。
「高度なLIGOおよびVirgo検出器によるこの初めての共同検出により、重力波宇宙にさらに一歩踏み込んだ」と彼は言った。 「乙女座は、重力波の発生源を検出してより適切に特定する強力な新機能を提供します。これは間違いなく、将来的にエキサイティングで予期せぬ結果につながるでしょう。」
重力波の研究は、世界の科学チームと干渉法の科学が成長していることを証明しています。何十年もの間、重力波の存在は単なる理論でした。そして世紀の変わり目までに、それらを検出するすべての試みは何ももたらしませんでした。しかし、過去18か月間で複数の検出が行われ、今後数十件がさらに予想されています。
さらに、新しいグローバルネットワークと改善された機器と方法のおかげで、これらのイベントは私たちの宇宙とそれを支配する物理学についてのボリュームを確実に教えてくれます。
