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http://hayabusa.open2ch.net/test/read.cgi/dancesite/1481959721/
※携帯で見やすいように画像は縦にしています。もしガラケーで容量オーバーのため見れない画像がありましたら教えて下さい。
1 ：名無しさん＠おーぷん：2016/12/17(土)16:28:41 ID:wjC
(´・ω・｀)「うん、『重力波』のこと教えてよ」
彡(-)(-)「んなもん知っても何の役にも立たんやろ」
(´・ω・)「…まぁそうかも知れないけど、今年の初め頃話題になってなかった？」
彡(ﾟ)(ﾟ)「あぁ、”初めて重力波の直接観測に成功した”ってニュースや。
重力波の存在が予言されてからちょうど100年目の発表だったこともあって話題になったんやな」
(´・ω・｀)「それについて教えてよ。きうり3本あげるから」
んなもん要るか！
※AA略。
(#´・ω●)「3本もあるのに！」
彡；(ﾟ)(ﾟ)「本数の問題じゃないねん」
(´・ω・｀)「じゃあ1本でもいい？ 2本は僕が食べる」
彡(`)(´)「1本も要らんわ！」
〜 彡(ﾟ)(ﾟ) と (´・ω・｀) で学ぶ 『重力波』 〜
2 ：名無しさん＠おーぷん ：2016/12/17(土)16:35:17 ID:wjC
彡(ﾟ)(ﾟ)「重力波の説明をする前に、まずは『重力』がどんなものなのか理解しとかなアカンな」
( ´-ω-｀ )「地球に立っていられるのは重力のおかげでしょ？ 僕が手を離したらきうりが落ちるのも重力のせいだし」ﾓｼｬﾓｼｬ
彡(ﾟ)(ﾟ)「食うか喋るかどっちかにしろや(それは重力を力として見た場合の概念やな)」
彡(-)(-)「重力波を理解するには重力を別の側面から見る必要があるんやで」
(´・ω・｀)「別の側面って、力以外の意味があるの？」
彡(ﾟ)(ﾟ)「せやで。重力ってのはいわば『空間のゆがみ』なんや。
まぁ本当は『時空(時間と空間)のゆがみ』なんやけど、今回は空間だけに着目した話にしとくで」
(´・ω・)「……？？？」
彡(-)(-)「何言っとるのか分からんやろな。でもしゃーない、そういうもんなんや」
彡(ﾟ)(ﾟ)「”質量は空間をゆがませ、空間のゆがみは重力という形で作用する”って考えときゃええ。
アルバート・アインシュタインによる『一般相対性理論』から導かれる考え方や」
彡(ﾟ)(ﾟ)「これを説明するにはよくこういう図が使われるで。どこかで1回くらいは見たことあるんやないか？」
[写真を見る]
(´・ω・｀)「見たことあるような、ないような」
彡(ﾟ)(ﾟ)「本来空間のゆがみってのは3次元の話なんやけど、それを無理やり2次元で表現したのがこの図や
質量の大きなものほど面を大きくゆがませて、ゆがみで生まれた傾斜によって落ちるってことや」
(´・ω・)「その傾斜に沿って落ちようとする力が重力なんだね」
4 ：名無しさん＠おーぷん ：2016/12/17(土)16:38:29 ID:wjC
(´・ω・｀)「……で、どういうこと？」
彡(ﾟ)(ﾟ)「要は”重力と空間のゆがみはコインの表と裏のようなもの”って話や。
重力があれば空間はゆがむし、空間がゆがんでいればそこに重力が発生しとるんや」
(´・ω・)「どちらかが変わればもう一方も変わるんだね」
彡(ﾟ)(ﾟ)「そう考えておけば問題無いで。
ただし今回はそこまで話さんけど、実際には時間の進み方も密接に関わるから注意や」
(´‐ω‐)「重力は時間にも空間にも影響を与えるんだね」
(´・ω・)「じゃあ漫画とかでたまに重力を操るキャラが出てきたりするけど、あれって…」
彡(ﾟ)(ﾟ)「もし重力を自由自在に操れるとしたら時間や空間も思うがままやな。
少し使い方を工夫すればほぼ何でも思い通りに操れるはずや」
(´・ω・)「強そう(小並感)」
彡(ﾟ)(ﾟ)「重力が作用する向きを変えれば何でも好きな方向に落とせるわけやし、
重力に伴う時空のゆがみを利用すれば空間をねじ曲げたり時間の進み方を遅くしたりもできるわけや」
彡(-)(-)「空を飛ぶ、物を投げる、敵を自重で潰れさせる、空間を曲げて何でも避ける、時間の進み方を変えてやりたい放題や。
物体を操るなら対策もあるやろうけど、物体が存在する空間や時間を操るんやから抵抗のしようが無いやろな」
(；´・ω・)「ちょっと強すぎるね」
彡(ﾟ)(ﾟ)「これほど単純かつ強力で応用の効く能力は他に無いやろな」
5 ：名無しさん＠おーぷん ：2016/12/17(土)16:42:15 ID:wjC
彡(ﾟ)(ﾟ)「重力についてはなんとなく分かったやろ？」
(´・ω・｀)「重力と空間のゆがみはセットになってるんだね」
彡(ﾟ)(ﾟ)「せやな。ほんで重力波を理解するにはもう一つ重要な物理のルールがあるんや。
”この宇宙で起こる物理現象は基本的に光速を超えない”というものやで」
(´・ω・)「『光速』ってどれくらいの速さだっけ？」
彡(ﾟ)(ﾟ)「秒速約30万kmや。よく例えられるのは1秒で地球を7周半できる速さってやつやな」
(´・ω・)「速いねぇ。でも重力波と何の関係があるの？」
彡(ﾟ)(ﾟ)「重力も物理現象の一つやから物理のルールには従わなきゃならん。
つまり”重力が伝わる速度も光速を超えない”という制約が課されるわけやな」
(´・ω・｀)「伝わる速度って…重力は一瞬で伝わるものじゃないの？」
彡(ﾟ)(ﾟ)「昔は一瞬で伝わるものだと考えられとったが、その常識もアインシュタインによって覆されたんや。
今では”重力も光速(或いはほぼ光速)で伝わる”とされとる」
彡(ﾟ)(ﾟ)「重力そのものさえ伝わるのに時間が掛かってしまうということは、
”重力源に何かしらの変化があると、その変化も時間を掛けて広がるように伝わる”ということや」
彡(^)(^)「この重力の変化が時間を掛けて広がる現象こそが『重力波』なんや！」
9 ：名無しさん＠おーぷん ：2016/12/17(土)22:04:28 ID:vei
重力波か
たしかにニュースにはなってたけど全然意味わからんかったわ
12 ：名無しさん＠おーぷん ：2016/12/18(日)02:04:48 ID:u6Q
イッチはおんJにおった宇宙ニキと同一人物？
13 ：名無しさん＠おーぷん ：2016/12/18(日)15:58:48 ID:gHF
(´・ω・｀)「重力波なんや！…て言われても、なんだかイメージできないや」
彡(ﾟ)(ﾟ)「イメージなんて簡単や。船が動けば波が発生するやろ？ 船が重力波源、水面の波が重力波だと考えりゃええ。
水面の波は2次元の平面を揺らす波で重力波は3次元の空間を揺らす波という違いはあるんやけどな」
(´‐ω‐)「そっか、何かの動きで波が生まれて時間を掛けて伝わるのは同じなんだね」
(´・ω・｀)「でも水面の波は船が動けば生まれるけど、重力波はどうしたら生まれるの？」
彡(ﾟ)(ﾟ)「それも船と同じや、”質量やエネルギーが動けば重力波が発生する”で」
彡(-)(-)「まぁ動くと言うのは厳密には『加速度運動』のことなんやけどな。
速度や進行方向を変えるには加速度運動が必要やから動けば発生すると言っても間違いではないやろ」
(´・ω・)「じゃあ僕が歩くだけでも重力波が生まれるの？」
彡(ﾟ)(ﾟ)「もちろんや。歩くには足を交互に加速させたり減速させたりしなきゃならんし、歩き始めと歩き終わりも加速度運動や」
彡(^)(^)「野球選手がバットを振った時も、ボールを打った時も、一塁に向かって走り出した時も、
果てには尻から出たウンコが落下する時も同じように重力波が発生しとるんやな」
(´・ω・)「意外とそこらじゅうで発生してるものなんだね」
彡(-)(-)「と言ってもその程度で発生する重力波は弱すぎて誰も感知できないんやけどな。残念や」
(；´・ω・)「誰かがウンコしたときの重力波をいちいち感知しちゃうなんて嫌だよ」
14 ：名無しさん＠おーぷん ：2016/12/18(日)16:03:13 ID:gHF
(´・ω・｀)「そう言えば重力波はどんな形で伝わって来るの？ 船が作った波なら水面が上下するけど」
彡(ﾟ)(ﾟ)「そこで”重力と空間のゆがみはコインの表と裏のようなもの”という性質が重要になるわけやな」
彡(^)(^)「重力波は重力の変化とともに空間のゆがみ方の変化、すなわち”空間の伸び縮み”として伝わって来るんや」
(´・ω・｀)「…うん、また意味わかんないや」
彡(ﾟ)(ﾟ)「文字で書かれて理解できる人の方が少ないやろな。無理やり図化すればこんな感じや」
[写真を見る]
※アニメーションgifなのでガラケーで表示されない可能性があります。
彡(ﾟ)(ﾟ)「重力波は”ある方向に空間が伸びて直交方向には縮む”という形で現れるんやな」
彡(ﾟ)(ﾟ)「ほんで空間にはゴムのような弾性があるから図のように伸び縮みも連続するんや。
ある方向に伸びた後は逆に縮み、直交方向では縮んだ後に伸びるというのを繰り返すことになるで」
(´・ω・)「重力波が通って空間が伸びたり縮んだりすると僕らになにか影響はあるの？」
彡(ﾟ)(ﾟ)「特に無いで。空間がゆがむと”その空間に存在する物体ごと伸び縮みする”んやけど、
体感できるほど大きな変化はまずあり得ん」
(´‐ω‐)「なんだ、何か影響受けちゃうのかと思った」
彡(-)(-)「ワイらは元より重力に縛られて生きとるからな。それと比べると重力波による変化は微々たるものなんや」
(´・ω・)「僕らを縛ってるっていうのは地球の重力のこと？」
彡(ﾟ)(ﾟ)「地球だけやないで。月からも太陽からも、銀河からも常に重力を受けとる。
言い方を変えれば”元からゆがんだ空間の中に居る”わけで、さらに微妙にゆがんだところで全く問題無いんや」
16 ：名無しさん＠おーぷん ：2016/12/18(日)18:10:25 ID:Hs5
Gifシュールすぎて草
17 ：名無しさん＠おーぷん ：2016/12/18(日)18:49:47 ID:Whx
>>14
遺影の動きキモE
てかこれこのスレのためにわざわざ作ったんか？
19 ：名無しさん＠おーぷん ：2016/12/18(日)22:45:18 ID:gHF
>>17
せやで
結構重くなったんやけどちゃんと動いたみたいでなにより
15 ：名無しさん＠おーぷん ：2016/12/18(日)16:06:04 ID:gHF
(´‐ω‐)「重力波が来ても僕らは何も感じないんだね」
(´・ω・｀)「でもそんな小さなものでも観測は成功したんだよね？」
彡(^)(^)「せやで。”2015年9月14日に初めて重力波が直接観測された”んや。
アインシュタインによって重力波の存在が予言されてから99年後の出来事やな」
彡(ﾟ)(ﾟ)「ちなみに重力波の観測に成功したと発表されたのが2016年2月12日。これで予言から100年や」
(´・ω・)「観測してからすぐには発表しなかったんだね。まさかちょうど100年に合わせる為に…」
彡(-)(-)「わざと遅らせたなんてことは無いはずやけど、キリが良いという意識はあったやろな」
(´‐ω‐)「まぁ侵略企んだ時のおにいちゃんじゃあるまいし、そんな茶番はさすがに無いよね。
あの時なんて僕らになりすましてコンマ数秒で返事しｔ…」
なんの話やろなぁ！
※AA略。
(#´・ω×)「関係ない話でした、すいません…」
彡(-)(-)「それはええとして、観測でデータを得たからと言ってすぐ公表するわけにもいかんのが物理や天文の世界や」
彡(ﾟ)(ﾟ)「誤計測ではないのか、どこから来た重力波なのか、発生源はどんな物なのか、
そういった調査するのに時間が掛かって公表が今年になってしまったんやな」
22 ：名無しさん＠おーぷん ：2016/12/19(月)01:20:20 ID:ZQh
イッチのやる気が感じられる良作
26 ：名無しさん＠おーぷん ：2016/12/19(月)20:05:54 ID:Eb8
(´・ω・｀)「それにしても存在が予言されてから観測するまで100年近く掛かっちゃったんだね。
どうしてそんなに時間が掛かったの？」
彡(ﾟ)(ﾟ)「重力波を観測するにはさっき説明したような空間の伸び縮みを検出すればええんやけど、
その変動幅が小さ過ぎて観測が難しかったんや」
彡(-)(-)「今回検出された重力波というのも”振幅が10＾-21程度の空間の伸び縮み”を捉えたものなんやで」
(´・ω・)「……？？」
彡(ﾟ)(ﾟ)「『振幅』ってのは空間の伸び縮みの大きさや。
振幅0なら変化無し、振幅0.5なら長さが1.5倍に伸びたり0.5倍に縮んだりするってことやで」
(´・ω・)「10＾-21って言うのは？」
彡(ﾟ)(ﾟ)「10のマイナス21乗。書き方を変えれば0.000000000000000000001やな。
振幅が10＾-21の空間の伸び縮みというのは”地球を780億個並べた長さが約1mm伸び縮みする”ってことになるで」
(；´・ω・)「えぇ…よくそんな小さな伸び縮みを捉えられたね」
彡(ﾟ)(ﾟ)「100年間でそれだけ技術が進歩したってことやな。
この重力波を観測したのは『LIGO』(※1)と呼ばれる重力波観測施設や」
彡(^)(^)「ここには巨大な『レーザー干渉計』が設置されとる。これでほんのわずかな空間の伸び縮みを捉えたんや」
※1：『LIGO(ライゴ)』
アメリカ合衆国内の2箇所(ワシントン州とルイジアナ州)にある重力波観測施設の通称。2002年に運用が開始されている
改良工事を経て2015年に「Advanced LIGO」として運転を再開し、史上初となる重力波の直接観測に成功
件の重力波が観測されたのは公式な運用が開始される前の試運転中だった
27 ：名無しさん＠おーぷん ：2016/12/19(月)20:10:41 ID:Eb8
(´・ω・｀)「『レーザー干渉計』ってなに？」
彡(ﾟ)(ﾟ)「1本のレーザー光を2本に分割してからもう一度重ね合わせて干渉の様子を調べることで、
2本のレーザー光が通った空間にどんな違いがあるのかを導き出すための装置や」
彡(ﾟ)(ﾟ)「干渉計にもいろいろ種類があるんやけど、LIGOで使われとるのはこういう仕組みや」
[写真を見る]
(；´・ω・)「結構複雑だね」
彡(ﾟ)(ﾟ)「干渉計は光が持つ波の性質を利用するんやな。
まず1本のレーザー光をビームスプリッターと呼ばれる特殊な鏡に当てるんや」
(´・ω・)「ビームスプリッター？」
彡(ﾟ)(ﾟ)「ビームは分かるやろ？ 光線のことや。スプリットは割るとか裂くという意味やな。
野球の変化球でスプリットと呼ばれるものも、人差し指と中指の間を裂くようにして握ることからそう呼ばれとるやろ？」
(´・ω・)「じゃあ光を裂くの？」
彡(ﾟ)(ﾟ)「せや、当たった光の半分を反射して残り半分をそのまま通すのがビームスプリッターの役目やな。
これによって1本のレーザー光が2本に分割されるわけや」
彡(ﾟ)(ﾟ)「分かれた2本のレーザー光はそれぞれ進んだ先で鏡に当てて跳ね返し、
戻ってきた所を合流させてまた1本のレーザー光に戻すんや」
28 ：名無しさん＠おーぷん ：2016/12/19(月)20:15:14 ID:Eb8
(´・ω・｀)「1度分割したのに元に戻しちゃうの？」
彡(-)(-)「せやで。一見意味が無さそうに見えるかも知れんが、ここでさっき言った”光が持つ波の性質”の出番やな。
2つの同じ波を合成すると重ね方によって打ち消し合ったり強くなったりするという性質や」
彡(ﾟ)(ﾟ)「2本のレーザー光は元々1本の光を分けたもので、いわばコピーやから当然同じ波になっとる。
干渉計はこの2本のレーザー光が合流する時に打ち消し合うよう設計されとるんやな」
(´・ω・)「打ち消し合うってことは光は消えちゃうの？」
彡(ﾟ)(ﾟ)「何の外的要因も無ければ消えるはずやな。ここで重力波がどんな形で現れるかを思い出してみるとええ」
(´‐ω‐)「空間の伸び縮みだよね」
彡(ﾟ)(ﾟ)「せや、重力波は”ある方向に空間が伸びて直交方向には縮むのを繰り返す”という形で現れるんや。
それが干渉計を通過すると次の図のようになるで」
[写真を見る]
※アニメーションgifなのでガラケーで表示されない可能性があります。
(´・ω・)「空間がゆがむと、2本に分かれたレーザー光の通る距離が変化するんだね」
彡(ﾟ)(ﾟ)「片方は普段より長い距離を進んで、もう片方は短い距離を進むことになるんやな。
そうすると2本のレーザー光が合流する際にズレが生じて打ち消し合わなくなるんや」
(´・ω・)「光の波がぴったり重ならなくなっちゃうんだね。打ち消し合わないわけだからレーザー光は明るくなるの？」
彡(ﾟ)(ﾟ)「せやで。重力波は空間の伸び縮みが連続するわけやから、
”レーザー光が明るくなったり暗くなったりを繰り返す”様子を検知すれば重力波の観測成功ってわけや」
(´‐ω‐)「すごく小さな変化でも工夫すれば捉えられるものなんだね」
29 ：名無しさん＠おーぷん ：2016/12/19(月)21:00:54 ID:Ob3
地球780億個って…
30 ：名無しさん＠おーぷん ：2016/12/19(月)21:21:52 ID:mrV
文字通り天文学的数字すぎて頭がついてこーへん
33 ：名無しさん＠おーぷん ：2016/12/19(月)23:49:10 ID:L5R
ワイ、話についていけず無事死亡
理系の人はわかるんか？
37 ：名無しさん＠おーぷん ：2016/12/20(火)15:17:26 ID:oXr
>>33
わかってるつもりではいるけど自信無い
36 ：名無しさん＠おーぷん ：2016/12/20(火)13:04:44 ID:HLZ
重力波の存在が予言された当時は観測は将来にわたって不可能だって言われてたんやっけか
それが100年で覆されちゃうんだからわからんもんやな
38 ：名無しさん＠おーぷん ：2016/12/20(火)19:56:25 ID:jYk
>>36
そら100年前じゃ無理だと思うやろなあ
でもほんまやな、今無理だと思われてるものも100年後はわからんな
39 ：名無しさん＠おーぷん ：2016/12/20(火)19:57:40 ID:f98
>>38
カーボンナノチューブたくさん作ってエレベーターを〜みたいなのも100年後には可能なんかな
口マンがあるンゴねぇ
40 ：名無しさん＠おーぷん ：2016/12/20(火)20:10:20 ID:jYk
>>39
夢が広がるンゴねえ
なお100年後の世界にワイらは居ない模様
41 ：名無しさん＠おーぷん ：2016/12/20(火)21:00:42 ID:DVg
(´・ω・｀)「ところで、例の重力波はどうやって発生したものなの？」
彡(ﾟ)(ﾟ)「例の重力波ってのは『GW150914』(※2)のことやな？
GW150914は”ブラックホール同士の合体”によって発生した重力波なんや」
(´・ω・)「ブラックホールが合体…？」
彡(-)(-)「やたら重いだけであって、ブラックホールも所詮天体の一種や。
”ブラックホール同士が出会い、互いの重力で引き寄せ合って合体してしまう”なんてことも時には起こるんやな」
彡(ﾟ)(ﾟ)「GW150914の発生源は”質量が太陽36個分と29個分の2つのブラックホールの合体”だとされとる。
合体した後は太陽62個分の質量を持つ1つのブラックホールになったみたいやな」
(´・ω・｀)「36個分+29個分で62個分？ 計算合わないけど…」
彡(ﾟ)(ﾟ)「せやな、合体後のブラックホールが太陽3個分軽くなっとる。
この”太陽3個分の質量が重力波として放出された”んやな」
(´・ω・)「質量が…重力波で…え？」
彡(ﾟ)(ﾟ)「ブラックホールが合体する時は”重力波の形でエネルギーを放出することで互いの距離を縮めてゆく”んや。
まぁ別にブラックホールじゃなくても同じ現象は起こるんやけど、元の質量が大きければ放出量も多いわけやな」
彡(-)(-)「ほんでもって質量はエネルギーに変換可能やから、
”重力波を出すのにエネルギーを使った分だけブラックホールの質量が減った”ということや」
※2：『GW150914』
LIGOによって初めて直接観測された重力波の名前
GWはGravitational Wave、150914は2015年9月14日に観測されたことを示す
あまり話題になっていないが、初観測から約3ヵ月後に2例目となる「GW151226」も観測されている