2025年1月14日、科学者たちはこれまでに記録された中で最も強力な重力波信号を検出しました。この宇宙的な衝突は、2015年の最初の検出よりも3倍強力な時空の波紋を発生させました。GW250114と名付けられたこの現象は、太陽質量の約30倍のブラックホール2つが13億年前に合体した際に発生したものです。この信号の明瞭さにより、研究者たちはアルバート・アインシュタインのブラックホールの単純性に関する理論と、スティーブン・ホーキングの面積定理という、物理学における最も著名な2つの予測を確証することができました。
この発見は、物理学の基本原理を前例のない精度で検証することを可能にする、重力波天文学の新たな時代の幕開けを告げるものです。レーザー干渉計重力波天文台（LIGO）は感度の大幅な向上を遂げており、今回の新しい信号は信号対雑音比が80と、歴史的な2015年の検出の3倍に達しています。この向上した明瞭さにより、研究者たちは合体後のブラックホールが「鳴り響く」際の「リングダウン」段階を分析することができました。初めて、科学者たちは2つの異なる振動音を特定し、ブラックホールがアインシュタインの一般相対性理論の予測通りに振る舞うことを30%の精度で確認しました。これは、ブラックホールが地球上で観測されるのと同じ物理法則に従うことの最初の直接的な証拠となります。
さらに、この発見はスティーブン・ホーキングが1971年に提唱した、ブラックホールの事象の地平面の面積が決して減少しないとする面積定理を裏付けるものです。研究者たちは、元のブラックホールの表面積と最終的に合体したブラックホールの表面積を比較し、合体後のブラックホールの事象の地平面が、ホーキングが予測した通り、元の2つの合計よりも大きくなったことを証明しました。このGW250114の信号は、2015年の発見とは異なり、LIGO検出器の改良により、前例のない明瞭さをもたらしました。LIGO-Virgo-KAGRA協力機構の研究者であるマキシミリアーノ・イシ氏は、「これはブラックホールの性質をこれまでで最も鮮明に捉えたものです」と述べています。この発見は、回転するブラックホールを完全に記述するには質量とスピンの2つのパラメータのみで十分であるとするロイ・カーの数学的記述も支持しています。
LIGOは現在、ブラックホール合体を頻繁に検出しており、重力波天文学の未来は明るいです。LIGO-Indiaを含む計画中のアップグレードは、宇宙現象の検出能力をさらに向上させるでしょう。将来のEinstein TelescopeやCosmic Explorerのような観測所は、合体を数分前に検出できるようになり、望遠鏡がそれに伴う光のショーを捉えることが可能になると期待されています。国立科学財団（NSF）のプログラムディレクターであるアーミル・アリ氏は、「この全く新しいレンズを通して探求すべき宇宙全体があり、これらの最新の発見はLIGOが始まったばかりであることを示しています」と述べています。GW250114は、人間の好奇心と技術革新が宇宙の最も深い秘密を解き明かす方法を示しており、将来の進歩はブラックホールと中性子星に関する前例のない詳細情報をもたらすでしょう。