合意には程遠いが、ヨーロッパの物理学者による革新的な設計の巨大な新しい重力波天文台を建設する計画は、今週後押しされた。研究の優先順位について欧州政府に助言する欧州研究基盤戦略フォーラム (ESFRI) は、アインシュタイン望遠鏡と呼ばれる 19 億ユーロの天文台を、進展の機が熟した大規模な科学プロジェクトのロードマップに追加しました。開発者は、この動きが、アインシュタイン望遠鏡のアイデアをプロジェクトに変えるために必要な政治的検証を与えることを望んでいます.
「これは資金提供の約束ではありませんが、これを追求する明確な意図を示しています」と、ライプニッツ大学ハノーバーとマックス・プランク重力物理学研究所の重力波物理学者であり、アインシュタイン望遠鏡の共同議長であるハラルド・リュックは言います。運営委員会。 「それはより政治的なコミットメントです。」
米国の重力波物理学者もこの発表を歓迎しており、Cosmic Explorer と呼ばれるプロジェクトでアインシュタイン望遠鏡よりもさらに大きな検出器のペアを構築する計画を強化する可能性があると考えています。 「米国では、勢いが増し始めると思います」と、レーザー干渉計重力波天文台 (LIGO) のエグゼクティブ ディレクターであり、カリフォルニア工科大学の物理学者である David Reitze 氏は言います。
重力波検出器は、ブラック ホールなどの巨大な天体物理オブジェクトが一緒に渦巻いて衝突するときに、宇宙自体の小さなつかの間の波紋を感知します。過去 5 年間で、科学者たちはブラック ホールの合体ペアを数十個発見しました。これは、大質量の星が無限小点に崩壊し、一緒に渦巻くときに残される幽霊のような超強力な重力場です。彼らはまた、燃え尽きて爆発する中重量の星の超高密度の死体である、より小さな中性子星のペアの合体によって引き起こされる重力波と壮大な爆発を発見しました。今週、研究者たちは、中性子星を飲み込むブラック ホールからの重力波を 2 回感知したと発表しました。
重力波を感知するために、物理学者は干渉計と呼ばれる巨大な L 字型の光学装置を使用します。彼らはレーザー光を使って干渉計のアームの長さを絶妙な精度で比較し、空間が一方向に他よりも伸びている証拠を探します。米国では、LIGO はルイジアナ州とワシントン州にある 2 つの干渉計で構成されており、それぞれの長さは 4 km です。イタリアでは、ヨーロッパの乙女座検出器に 3 キロメートルの長さのアームがあります。
しかし、科学者はさらに大きく、感度の高い干渉計を求めています。 LIGO と Virgo は、100 億光年以上離れたブラック ホールの合体を感知できます。しかし、科学者が 10 倍感度の高い検出器を持っていれば、450 億光年離れた、観測可能な宇宙の果てまでブラック ホールの合体を見つけることができます。このような感度を実現するために、Cosmic Explorer は 40 キロメートルのアームを備えた 1 つまたは複数の L 字型干渉計で構成されます。対照的に、アインシュタイン望遠鏡は、合計 6 つの V 字型干渉計 (各コーナーに 2 つ) と 10 キロメートルのアームを収容する地下正三角形になります。
米国とヨーロッパの物理学者はどちらも、2030 年代半ばまでに検出器を構築することを望んでいます。 ESFRI のロードマップに含めることは、アインシュタイン望遠鏡の実現に向けた重要な第一歩であると、物理学者であり、イタリア国立核物理学研究所の研究ディレクターであり、アインシュタイン望遠鏡運営委員会の共同議長である Michele Punturo 氏は述べています。プントゥロ氏によると、今後 3 ～ 4 年で、アインシュタイン望遠鏡の開発者は、天文台の既存の概念設計をより詳細な技術設計レポートで具体化する予定です。さらに重要なことは、プロジェクトをサポートするために国際協力を拡大するプロセスを開始することです。現在、アインシュタイン望遠鏡チームは、ベルギー、イタリア、オランダ、ポーランド、スペインからサポートを受けています。
実際、Punturo は、ESFRI が存在するのは、欧州の中央政府である欧州委員会が、そのような大規模な国際プロジェクトを組織し、資金を提供するデフォルトのメカニズムを持っていないためだと述べています。 (欧州宇宙機関、欧州南天天文台、および欧州素粒子物理研究所である CERN は独自の組織構造を持っていますが、重力波観測所を建設するために必要な科学的専門知識を持っている人はいません。)欧州理事会によって構成され、各国の科学的資金提供機関の代表者で構成され、ヨーロッパの大規模な国際施設の優先順位の設定を支援することを目的としています.
ただし、プロジェクトをサポートする組織を開発するのは、アインシュタイン望遠鏡チーム次第だとプントゥロ氏は言います。たとえば、この組織は CERN をモデルにしている可能性があると彼は言います。 ESFRIの許可は、個々の国からの支援と資金を得る上で不可欠であると彼は言います。 「ESFRI ロードマップは準備段階を開始しており、『OK、続行する準備ができました』と言える段階に到達するために、技術的、法的、財政的なすべてのステップを実行する必要があります。」
カリフォルニア州立大学フラートン校の重力波物理学者で LIGO メンバーの Jocelyn Read は、次のように述べています。彼女は、次世代の重力波検出器を構築するための推進は、競争ではなく共同作業であると述べています。
