実験により地球の周囲に時空渦が存在することが確認され、頭が痛くなる

1900年代初頭、アルバート・アインシュタインは相対性理論と呼ばれる重力理論を提唱しました。この理論では、光の屈折、質量を持つ物体が空間と時間を引きずる現象、そして宇宙が自らから遠ざかっていく（光速で膨張する）ことなど、一見突飛な主張がいくつも展開されていました。NASAによると、彼の理論のもう一つの側面が今、検証されたとのことです。

重力探査機Bは7年間の軌道上での冒険を終え、驚くべきニュースをもたらしました。地球の周囲には、アインシュタインの理論通り、時空渦が存在するというのです。47年間の科学研究の集大成である重力探査機Bのこの発見は、私たちの期待を裏切りませんでした。NASAはこれをまさに「壮大な」発見と呼んでいます。

アインシュタインの理論を検証するため、科学者たちは回転するジャイロスコープを地球の周りを周回させました。空間と時間は、まるで四次元のキルト（自宅で作ろうとしないでください）のように融合し、まさに時空と呼ばれています。地球はこのキルトに重力をかけ、「まるでトランポリンの真ん中に座っている重い人のように」へこみを作ります。つまり、重力とは、物体がそのへこみの曲線に沿って進む軌跡なのです。

アインシュタインは、地球の自転によってこのへこみが四次元の渦巻き状にねじれると理論づけました。ジャイロスコープの回転軸が固定された物体（例えば恒星）に向けられている場合、相対性理論によれば、この渦巻き（あるいは「フレームドラッグ効果」）がなければ、その状態は永久に維持されますが、渦巻きがあれば、軸は時間の経過とともにずれていくはずです。重力探査機Bは、軸が実際にずれたことで、アインシュタインの理論が正しかったことを証明しました。

NASAはジャイロスコープを1つではなく4つ使用し、揺れを最小限に抑えるためにほぼ完全な球形にする必要がありました。NASAによると、これらはこれまでで最も完璧なもので、完全な球形から40原子層以上もずれていないとのことです。

この実験の結果は、アインシュタインの予測通りの計算結果となりました。重力探査機Bミッションは、史上最高の物理学実験の一つとして歴史に残るでしょう。重力探査機Bミッションの結果の監視と審査を任務とする全米研究会議の独立委員会の委員長を務めるクリフォード・ウィル氏は、「これは物理学史における古典的な実験の一つとして教科書に載るでしょう」と述べました。

アインシュタインの理論の一つを証明するだけでは不十分だったかのように、この研究が全米の何百人もの若い科学者、中には高校生もいたことは興味深いことです。次世代の偉大な頭脳がこれほど深く関わっていることは、本当に素晴らしいことです。科学からまだ素晴らしいものが生まれることを、強く示唆しています。

[NASA / 写真: FlickrのNASAゴダード宇宙飛行センター (CC BY 2.0)]