AIによる重力波の検出
今回は、AIを用いて重力波、ノーベル物理学賞を受賞した、あの重力波の研究を進めようという、そんなお話をしていきたいと思います。
特に、これまでなかなか観測ができずに、今、その発展が望まれている重力波を発した天体が輝くタイミングを他の望遠鏡で捉えられるようにしよう。
そのためにAIが活用される。一体どんなところになってくるのか、こちらをお話ししていきたいと思いますので、ぜひ最後までお付き合いください。今回はネイチャー論文です。
改めまして始まりました、佐々木亮の宇宙話。このチャンネルでは1日10分宇宙時間をテーマに、天文学で博士号を取得した専門家の亮が、毎日最新の宇宙トピックをお届けしております。
今日のエピソードが1611話目、12話目を迎えてますね。基本的には1話完結でお話ししているので、気になるトピック、気になるタイトルからぜひ聞いていただけたら嬉しいです。
これいつもポッドキャストで聞いてくれている人は、もしかしたらそんな関係ないのかもしれないけど、音質違ったら悪いなぁと思って先にお断りを入れておきますね。
今日からですね、いつもビデオポッドキャストという形でポッドキャスト更新してるんですけど、YouTubeライブを開きながら収録していこうかなと。
取り方としては、YouTubeライブで普通に配信して、その配信した音源を引っ張ってきて、いつものエピソードにドーンとぶち込むみたいな。
まぁそんな感じですね。なので、YouTubeのアプリを介して作った時にどんな感じになるのか予想つかないというので、いつもの音源とちょっと違うなぁとかあったら、
遠慮なくコメントとかで教えてくれたら嬉しいなぁと思っております。よろしくお願いいたします。 ということで、
宇宙話をね、日本一の番組にするというところに向けて、ちょっと新しい取り組みをしてみようと思っているので、
YouTubeのフォローとかしてない人は是非是非チェックしてみてください。よろしくお願いします。 ということで、じゃあ早速本題いきましょう。
重力波イベントの意義
今回お話しするのは、重力波を最速で捉えるAIを使ったリアルタイム測定に関するお話をしていきたいと思います。
重力波。グラビテーショナルウェーブというのでGWって略されることが多いんですが、聞いた記憶あります?
宇宙話でもこれまですごいたくさんやってきたかというと、まぁそんなことはないかなってぐらいの、そんな量ですね。
で、一体何かっていうと、宇宙空間のあらゆる天体は重さを持っているわけですね。
で、その重さを持っているってことは、その重みによって、宇宙空間というかもう世の中にある空間を少しねじ曲げると。
誰でもそう。だから僕も体重が60キロぐらいあるんですけど、その60キロ分の重力波を出しているみたいな。動くしね、めっちゃ。
そう、だし、星とかはもうさらにもっと重いわけじゃないですか。
で、特にものすごく重い星がものすごく早く動くとか、ものすごく重い星が重い星同士でくっついて、
一つの巨大な天体に一瞬で生まれ変わるみたいな、そういう現象が発生したときに、
これ重力波って、空間を思いっきり歪めて、グワンといって、周囲の空間を歪ませる波みたいなのを出すんですよね。
で、それを起こす天体っていうのが、よく言われるのが、ブラックホールとブラックホールの合体だったりとか、
ブラックホールと中性子星って呼ばれる、山手線の中に太陽の重さをギューって詰め込んだみたいな、そんな天体。
そういった天体を、こう、同士が合体するみたいな、中性子星同士の合体とか、まあいろんなものがあるわけですね。
で、そんな重力波っていうのは、実はもうかれこれ100年前ぐらいに、アインシュタインによって存在は予言されていたんですよ。
ただ、観測の能力っていうのが、なかなかこう、技術が発達してこなかった関係で、
まあ、エソラごとのまま過ぎ去っていったわけですね。100年間が。
ただ、本当に重力波を検出できるって思ってる人たちは、やっぱ一定数いて、
で、その意思のもと、重力波検出器っていうのが世界中に作られました。
これ日本にも作られているし、アメリカにもあるし、ヨーロッパにもあるよな、っていうような感じになってます。
で、そんな中で、2017年に、2016年から17年にかけて重力波が検出され始め、
で、その中でも2017年に発生した重力波、GW170817と、2017年8月17日に起こった重力波イベントですね。
この重力波のイベントのタイミングっていうのは何だったかっていうと、
中性子星同士が合体して、一つの巨大な天体をバコーンと作ったというようなところで、重力波が検出できたんですね。
で、これ面白いのが、重力波同士が、あ、中性子星同士が合体したタイミングって、
その天体から重力波以外にも、その電磁波が出てくるんですよ。
X線だったり、γ線だったりっていうのが出ることが予想されていて、
そのタイミングで初めて、重力波天体源に対するマルチメッセンジャー観測っていうことが行われたんですね。
つまり、重力波見つかったよっていうのが、ボーンって出た時に、世界中の天文学者たちにブワーってその情報が知れ渡って、
世界中の天文学者たちがその天体に向けて望遠鏡を、宇宙空間にある観測器もそうだし、地上にあるものもそうだしっていうのを、
これはもう歴史的な一大事態だみたいな感じで、ブワーって向けて、それでその天体を観測していくっていうようなことをしたんですよね。
これがマルチメッセンジャー、つまり重力波っていう単一の情報だけじゃなくて、
いろんな電磁波の情報も含めて、一つの天体の解明を目指しましょうっていうところで動いたマルチメッセンジャー天文学っていうのの幕開けでした。
マルチメッセンジャー天文学の進展
実はこのマルチメッセンジャー天文学のその一発目の論文、重力波を検出したよっていう論文があって、
その後なんかもう一個あって、その次ぐらいに出たんですよ。この論文、僕名前載ってるんですよね。
この論文名前載ってて、なんでかっていうと、この重力波を起こした天体っていうのが、そのX線とかそういうのを出すだろうと。
で、X線天文学っていうのの中でも、そういったどこで起こるか、いつ起こるかもわからない天体情報に対して、
めちゃめちゃ有効な観測手段を持ってたのが、僕が参加していた国際宇宙ステーション搭載されているマキシっていうね、
1月に発売した、やっぱり宇宙はすごいっていう書籍の中でも何度も紹介しましたけど、その観測装置が活躍する場面がやってきたわけですよ。
で、しかもこれ、論文のデータとか整合性いろいろとったり、世界中のいろんな研究者たちとの合わせたデータとかをとったときに、
マキシが世界で一番最初に、この光がこれぐらい明るくはなっていないっていう制限を与えられたんですね。
っていうので、世界中の望遠鏡バーって参加してたから、それの運用チームの人とかがバーって参加して、論文自体は3000人、4000人とかっていうような規模、もうちょっとかな、6000人くらいいたのかな、
っていうような大状態の論文になったんですけど、その中の2000番目ぐらいかな、2000、3000番目ぐらいにありますね。
これね、どういう順番かっていうと、海外の論文だからABC順なんですよ。
ABC順でバーって名前順で並んでいて、でチームごとに並んでるみたいな感じになってたんで、僕は寮佐々木だから、RだしS、Rから始まるんですよね。
だから、あ、違うわ。ファミリーネームからだからSからか。まあどっちにしろRもSも同じぐらいの位置なんで、まあ大体中盤から後半ぐらいみたいな。
そんな感じで、2000番目、3000番目ぐらいの著者順だったっていう感じですね。
こんな感じで、他の伝辞波によって追加で観測するっていうのが意味があるんですよ。
重力波の迅速な検出
なぜかっていうと、なんか人間もそうですけど、物事を何か正確に判断しようとした時って、自分の主観だけで物事を判断すると、結構歪んでたりとか、あんまり幅広い意見って言えないじゃないですか。
けどその一方で、いろんな多角的な視点を持っていくと、なんかちょっと真実に近い話っていうのができるというか、真実に近い物事の判断ができるようになる。
っていうので、他の望遠鏡で見るっていうのを、もし見えるんであればね、見るっていうのが重要だということで、提案されたのがこのマルチメッセンジャー観測っていうやつです。
で、これを行うためには何が重要かっていうと、重力波をなるべく早く検知して、検知した信号っていうのが、その有意なものである、ちゃんとしたシグナルだよっていうのを、なるべく早く、ほんと高速で算出してあげたいと。
で、それに加えて、算出するだけじゃなくて、なるべく事前に、結局重力波って、なんか定常重力波って言われて、常に重力波の装置っていうのは動いてるんですよ。
だから、そういった天体が発生する直前の波の揺らぎみたいなところも含めて、AIがどれだけ早く重力波天体の存在を世界中に知らすことができるのかっていうところが、重要なポイントになってきてるわけなんですね。
そう。でいうので、今回AIを使って、重力波をなるべく早く検知できるようにしようっていうところの取り組みが行われていたと。
で、この手法がめちゃめちゃ有用だからって言って、Natureっていうすごいインパクトのある論文誌に掲載されたっていう話を、今からしようと思ったんだけど、
ポッドキャストの時間、お時間となりましたので、また明日、明日お話ししていこうかなと思いますね。
なので、マルチメッセンジャーっていう、マルチメッセンジャー天文学とか、そういったところの重要性が分かったところで、今回のNatureに載ってきた論文っていうのがどう重要なのか、どういうふうな意義があるのか、
この辺りについてちょっと明日のエピソードでお話ししていこうかなと思っておりますので、またぜひ明日のエピソードも楽しみにしておいてください。よろしくお願いいたします。
ということで、アフタートーク行きましょうか。はい、ということでいかがでしたでしょうか。
これね、冒頭にも話しましたけど、YouTubeライブ開きながらお届けしてまして、で、さっき気づいたんだけどね、YouTubeライブとXのスペース両方開きながらやってるんですけど、
Xの方のあれをし忘れてました。マイクをオンにし忘れてたから、多分来たけど帰っちゃった人がいるんだろうなっていう。
こうやってね、1回の収録でなるべくいろんな情報っていうのをバーって発信できるようにしておくと、
ポッドキャスト知ってもらえるいい機会作れるんじゃないかなと思ってちょっとね、試しでいろいろやってみています。
でね、これYouTubeライブで収録して、別に基本的にはいつもとやること変わんないんですけど、表示されている画面がいつもと違うんですよね。
で、いつもと違くって、特にむずいなってなっているのが、喋っている量というか秒数ですね。
ライブスタートしてからの時間というのがずっと画面に表示されているんですよ。で、いつもはね、いつもの収録の時は
マイクを目の前に置いて、カメラを横に置いてね。で、このカメラのスイッチを押して、5秒目ぐらいで喋り始めるみたいな。
っていう風になってるから、なんかこう今何分ですよって表示されているところから逆算して、今これぐらい喋ってるなぁみたいなのを把握しながら
話まとめていってるんですよ。けど今日はね、たぶんね、スタートしてから5分とか6分とか経ってから喋ってる。
で、今19分30秒だから、だいたい15分ぐらいなのかなっていう、なんかこのね、わけのわかんないペースをつかみながらやってるっていうので、
若干自然な喋り方しちゃったかなっていうちょっと反省もあります。まあでもちょっと新しい環境でね、いろいろチャレンジするっていうのの
まあ変化点なので、この何か拙さも含めて楽しんでもらえたらいいかなと思いますね。
ということで、明日もなるべくYouTubeのライブとか開きながらエピソード更新していこうかなと思いますので、ぜひぜひ楽しみにしておいてください。よろしくお願い致します。
ということで、じゃあ今回は以上にしていきましょう。なんかApple Podcastとかにコメントくれてるやつとかがあってすげー紹介したいんですけど、これも明日ですかね。
やっていこうと思います。よろしくお願い致します。 ということで、今回は以上にしていきましょう。
今回の話も面白いなぁと思ったら、お手元のPodcastアプリでフォローボタンの近くにある星マーク、こちらでレビューいただけたら嬉しいです。
番組の感想や宇宙に関する質問については、Xのハッシュタグ宇宙話、 Spotify のコメントコーナーだったり、概要欄のお便りフォーム、
アップルポッドキャストのレビュー、YouTubeボイシーリッスンどこでもお待ちしております。 それではまた明日お会いしましょう。さよなら。
