天文古玩

重力波の検出は、ものすごく微弱なものを、ものすごい精度で観測しないといけないので、そこに技術的困難があったと聞きました。（新聞報道によれば、「長さ4キロの検出器に対し、水素の原子核の1万分の1程度」の歪みだそうです。）

しかし、その原理に限れば、驚くほどシンプルです。
すなわち、直交するパイプの中を、同じ距離だけ光を往復させて、重ね合わせるというもの。

（朝日新聞2016年2月12日より）

2つの光が戻ってくるのに時間差がなく、正確に同期していれば、両方の波は互いに打ち消し合い（あるいは強め合い）、一様に暗くなる（あるいは明るくなる）のが観測されます。2本の光線の移動距離は同一ですから、本来そうなるはずです。

しかし、時空の歪みによって、2本のパイプの長さに異同が生じると、2つの波が同期しなくなり、複雑な干渉縞が観測されます。今回、重力波を検出したLIGO（ライゴ）では、それが光の明滅として捉えられました。

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この説明を聞いて、100年前にも同じような実験があったのを想起された方も少なくないでしょう。それは、元・理科少年（少女）にはおなじみの、「マイケルソン・モーリーの実験」です。

昨日に続き、こちらも大正時代の矢吹高尚堂製の絵葉書（実に高尚な店ですね）。

「相対性原理に基けるマイケルソンの実験装置」、2種。

この装置も、直交する経路を往復する光の干渉を利用したものです。

マイケルソンとモーリーの実験は、もともと空間を満たす「エーテル」の存在を確認しようとしたもので、相対性理論の検証を目的としたものではありませんでしたが、結果的にエーテル説に対する反証を提供し、アインシュタイン説の蓋然性を高めることに寄与しました。

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マイケルソンとモーリーの実験原理を応用した装置は、「マイケルソン干渉計」の名で知られ、重力波望遠鏡もその一種です。結局、アメリカのLIGOも、日本のKAGRA（カグラ）も、マイケルソンの装置の直系の子孫ということになります。

（LIGOの長大なパイプとコントロールルーム。いずれも英語版wikipediaより）

この百年で何が変わり、何が変わらないのか。
２つの装置を見比べると、いろいろな思いが湧いてきます。

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技術はこれからもどんどん進化を続けると思いますが、それを用いる人間の方は、こんな↓単純な刺激に対しても、容易に「歪みと干渉」を生じてしまう存在のままです。

（垂直水平錯視。直交する2本の線分の長さは同一）

そこに大きな困難があり、また妙味もあるのでしょう。