宇宙・NASAホント
13億年前のブラックホール合体で、地球が「陽子より小さく」ゆれた。重力波の発見
2026.10.02
English Corner（A2〜B2・4択クイズ）
読む前に予想してみよう！
重力波は、アインシュタインが予言してから約100年後に初めて直接とらえられた
予言は1916年、初検出は2015年。2017年にノーベル物理学賞を受賞。
研究カード（どんな研究？）- 対象
- ブラックホール連星の合体
- 規模
- 1イベント（2台の検出器）
- 研究の種類
- 観測研究
- 確かさ
- ★★★★★
2015年、LIGOが重力波を初めて直接とらえた。約13億光年先のブラックホール合体のゆれで、4kmの装置の長さが陽子より小さく変化した。
ひとことで言うと宇宙のゆれを、陽子より小さいズレで聞きとった！
2015年9月14日、アメリカの2か所にある巨大な装置が、ほぼ同時にほんの一瞬の「ゆれ」をとらえました。
そのゆれの正体は、約13億光年かなたで2つのブラックホールがぶつかって合体したときに生まれた重力波。地球に恐竜どころか、まだ多細胞の生き物もほとんどいなかったころに出発した波が、ついに届いたのです。
01重力波は「空間そのもののさざ波」
1916年、アインシュタインは一般相対性理論から、重い物が激しく動くと、空間そのものがのび縮みする波が光の速さで広がると予言しました。これが重力波です。
ただし、そのゆれはとてつもなく小さいもの。アインシュタイン自身も、実際に測るのは難しいだろうと考えていたと言われます。
024kmの腕で「陽子より小さいズレ」を測る
LIGO（ライゴ）は、L字型に伸びた長さ4kmの2本の腕を持つ装置です。レーザー光を腕の中で往復させ、2本の腕の長さが少しでも変わると、光の重なり方が変わるしくみになっています。
アメリカのワシントン州とルイジアナ州、約3,000km離れた2台の装置が、約7ミリ秒（1000分の7秒）の差で同じ形の信号をとらえました。2台が別々に同じ信号を見たことが、「地震や車の振動ではない」証拠になりました。
03宇宙の「チャープ音」
信号を音に変えると、「ぴゅっ」と音程が上がる短い音になります。2つのブラックホールが近づくほど速く回り、最後に合体する様子が、そのまま音の高さになって表れているのです。
この発見で、LIGOの計画に大きく貢献した3人の研究者が、2017年のノーベル物理学賞を受賞しました。
04「見る」天文学から「聞く」天文学へ
それまでの天文学は、光や電波など電磁波で宇宙を見てきました。重力波は、光を出さないブラックホール同士の合体も直接とらえられます。
その後、検出器の感度が上がり、合体イベントの検出は数百件規模の候補にまで増えています。2017年には中性子星同士の合体も見つかり、金などの重い元素がどこで作られるかを知る手がかりにもなりました。日本の岐阜県の地下にあるKAGRA（かぐら）も、国際観測ネットワークに加わっています。
05日本の重力波望遠鏡KAGRA
岐阜県飛騨市の神岡の地下に作られたKAGRAは、地下にあることと、鏡をマイナス250℃近くまで冷やすことが大きな特徴です。どちらも、地面のゆれや熱による雑音をおさえて、かすかな重力波を聞きとるための工夫です。
06まとめ
アインシュタインの予言から約100年。人類は、空間そのもののさざ波を聞きとる耳を手に入れました。
それは、陽子より小さなズレを測る、気の遠くなるような精密さのたまもの。宇宙は、まだまだ「聞いたことのない音」で満ちています。
この研究を英語で読もう原田英語の English CornerIn 1916, Albert Einstein predicted that when heavy objects move violently, they create waves that stretch…
音声
4択クイズ9問A2・B1・B2タップして開く
原田英語の English Corner
この研究を英語で読もう
In 1916, Einstein said that space itself can shake like waves. These waves are called gravitational waves. But they are very, very small. On September 14, 2015, two machines in the United States caught them for the first time.
The waves came from two black holes that crashed into each other about 1.3 billion light-years away. In 2017, three scientists won the Nobel Prize for this work.
67 words ・ CEFR A2
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1916年、アインシュタインは、空間そのものが波のようにゆれることがあると言いました。この波は重力波と呼ばれます。しかし、重力波はとても、とても小さいものです。2015年9月14日、アメリカにある2台の装置が初めてそれをとらえました。
その波は、約13億光年先で互いにぶつかった2つのブラックホールから来ました。2017年、3人の科学者がこの研究でノーベル賞を受賞しました。
4択リーディングクイズ
Q1. What is the passage mainly about?
重力波が初めてとらえられたことが主題なので D。
Q2. Where did the waves come from?
The waves came from two black holes that crashed into each other とあるので A。
Q3. In the passage, "caught" means the machines ...
catch はここでは「とらえる、検出する」。装置が波を感知して記録した、という意味なので C。
In 1916, Albert Einstein predicted that when heavy objects move violently, they create waves that stretch and squeeze space itself. He believed these gravitational waves would be almost impossible to measure. Nearly one hundred years later, on September 14, 2015, two LIGO detectors in the United States, about 3,000 kilometers apart, recorded the same signal about seven milliseconds apart.
It came from two black holes, about 36 and 29 times heavier than the Sun, that merged about 1.3 billion light-years away. LIGO has two 4-kilometer arms, and the wave changed their length by far less than the size of a proton. Because both detectors saw the same signal, scientists knew it was not local shaking.
115 words ・ CEFR B1
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1916年、アルベルト・アインシュタインは、重い物体が激しく動くと、空間そのものをのび縮みさせる波が生まれると予言しました。彼は、この重力波を測るのはほとんど不可能だろうと考えていました。それから約100年後の2015年9月14日、約3,000km離れたアメリカにある2台のLIGO検出器が、約7ミリ秒の差で同じ信号を記録しました。
それは、約13億光年先で合体した、太陽の約36倍と約29倍の重さの2つのブラックホールから来たものでした。LIGOには4kmの腕が2本あり、その波は腕の長さを陽子の大きさよりはるかに小さい量だけ変化させました。両方の検出器が同じ信号をとらえたので、科学者たちはそれが現地のゆれではないとわかりました。
4択リーディングクイズ
Q1. What did Einstein think about measuring gravitational waves?
He believed these gravitational waves would be almost impossible to measure. とあるので B。
Q2. How much did the wave change the length of LIGO's arms?
changed their length by far less than the size of a proton とあるので C。
Q3. Why was it important that two detectors saw the same signal?
Because both detectors saw the same signal, scientists knew it was not local shaking. とあるので A。
In 1916, Albert Einstein's general theory of relativity predicted that massive objects in violent motion should generate ripples in space itself, traveling at the speed of light. Einstein reportedly doubted that such gravitational waves could ever be measured, because their effects would be unimaginably small. On September 14, 2015, two LIGO detectors roughly 3,000 kilometers apart, in Washington and Louisiana, registered the same brief signal about seven milliseconds apart. Each detector is a laser interferometer with two perpendicular 4-kilometer arms; a passing wave alters their relative lengths and changes how the laser beams overlap.
According to the 2016 paper, the wave stretched and squeezed space by about one part in a billion trillion, changing the arm length by far less than the width of a proton. The source was a pair of black holes of about 36 and 29 solar masses that merged roughly 1.3 billion light-years away into one of about 62 solar masses, with the missing three solar masses converted into gravitational-wave energy. The near-simultaneous detection at two distant sites ruled out local vibrations such as earthquakes or traffic. The discovery earned the 2017 Nobel Prize in Physics and opened a new field of gravitational-wave astronomy.
198 words ・ CEFR B2
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1916年、アルベルト・アインシュタインの一般相対性理論は、激しく動く重い物体が、光の速さで伝わる空間そのもののさざ波を生み出すはずだと予言しました。アインシュタインは、その効果が想像を絶するほど小さいため、こうした重力波が測定できるのかと疑っていたと伝えられています。2015年9月14日、ワシントン州とルイジアナ州の約3,000km離れた2台のLIGO検出器が、約7ミリ秒の差で同じ短い信号を記録しました。それぞれの検出器は、直角に交わる4kmの腕を2本もつレーザー干渉計です。波が通過すると腕の相対的な長さが変わり、レーザー光の重なり方が変化します。
2016年の論文によると、この波は空間を約10の21乗分の1だけのび縮みさせ、腕の長さを陽子の幅よりはるかに小さい量だけ変えました。波の源は、太陽の約36倍と約29倍の質量をもつブラックホールの対で、約13億光年先で合体して約62倍の1つのブラックホールになり、失われた太陽約3個分の質量が重力波のエネルギーに変わりました。遠く離れた2地点でほぼ同時に検出されたことで、地震や交通などの局所的な振動の可能性は排除されました。この発見は2017年のノーベル物理学賞につながり、重力波天文学という新しい分野を開きました。
4択リーディングクイズ
Q1. How does a laser interferometer detect a gravitational wave?
a passing wave alters their relative lengths and changes how the laser beams overlap とあるので A。
Q2. What happened to the "missing" three solar masses?
with the missing three solar masses converted into gravitational-wave energy とあるので D。
Q3. What does the passage suggest about the significance of the discovery?
opened a new field of gravitational-wave astronomy とあり、宇宙を調べる新しい方法を開いたと示唆しているので B。
重要単語
- gravitational waveC1名詞（句）重力波Gravitational waves stretch and squeeze space itself.
gravity（重力）の形容詞 gravitational。gravitational pull（引力）も頻出。 - mergerC1名詞合体The merger of two black holes created the signal. 動詞 merge。企業の「合併」の意味でニュース英語に頻出。
- detectorB2名詞検出器LIGO has two detectors far apart in the United States. detect（見つける）＋-or。smoke detector（煙感知器）、lie detector（うそ発見器）。
- interferometerC1名詞干渉計A laser interferometer can measure tiny changes in length. interfere（干渉する）＋-meter（測るもの）。光の波の重なり（干渉）で長さを測る装置。
- predictionB1名詞予言、予測Einstein's prediction was confirmed a century later. pre-（前に）＋dict（言う）。dictionary, dictate も同じ dict。
- perpendicularC1形容詞直角の、垂直なLIGO has two perpendicular arms. perpendicular to ～「～に垂直な」。parallel（平行な）とセットで数学・物理の英文に頻出。
- simultaneousC1形容詞同時のThe near-simultaneous detection ruled out local noise. 副詞 simultaneously。simultaneous interpretation は「同時通訳」。
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- GW150914 Press Release（LIGO Lab, Caltech）ligo.caltech.edu
- The Nobel Prize in Physics 2017（NobelPrize.org）nobelprize.org
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2015年、13億光年先でブラックホール同士がぶつかった「ゆれ」が地球に届いた。4kmの装置の長さが、陽子の大きさよりはるかに小さくのび縮みしたのを測ったらしい。アインシュタインの予言から約100年。
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出典・参考文献（3件）タップで表示
- Abbott et al. (LIGO Scientific Collaboration and Virgo Collaboration) (2016) Observation of Gravitational Waves from a Binary Black Hole Merger, Physical Review Lettersdoi.org
- LIGO Lab, Caltech: Gravitational Waves Detected 100 Years After Einstein's Prediction（GW150914 Press Release）ligo.caltech.edu
- NobelPrize.org: The Nobel Prize in Physics 2017nobelprize.org
※本記事は上記の研究・公開資料をもとに、原田英語が独自の言葉で解説したものです。引用は著作権法第32条の範囲で行い、出典を明記しています。画像はすべてオリジナルのイメージです。研究結果には限界や個人差があります。誤りのご指摘は原田英語のお問い合わせフォームから。
