宇宙背景放射の50年 ー
インフレーション宇宙の重力波とPOLARBEAR
右のパワーポイント画像をクリックすると拡大します.（一部の「引用画像」は，解像度を落としてあります．） ◎はじめに本日のテーマは右図の表題であるが，「重力波」の 大ニュースが入ってきたので，まずこれを紹介する． ◎LIGO（ライゴ）グループによる重力波の検出
報告論文と，記者会見画像． 重力波とはなにか ＝ 星の重さで空間がゆがむこと
空間のゆがみの大きさは、太陽 地球間の距離で、 水素原子1個分 LIGOは原子サイズの百分の一の空間のゆがみを検出できる
今回検出した重力波は、36(+5/-4)太陽質量のブラック
ホール（以下BH）と29(+/-4)太陽質量のBHの合体で 出来たものである． このサイズのBHは今まで見つかっていない重さで、 どうしてできたかが謎である． 検出した重力波の波形は、相対性理論と完全に一致する． これは歴史的大発見で、重力波天文学の幕開けとなる．
重力波望遠鏡はレーザー干渉計で、重力波による空間の
ゆがみを検出する． LIGO と VIRGO と KAGRA の3基が観測を始めれば、 重力波のやって来た方向がわかる． KAGRA は2017年に観測開始 佐藤勝彦によれば、宇宙誕生の瞬間にも重力波が発生
したはず． （本日は，これについてお話しする） ◎宇宙マイクロ波背景放射(CMB)偏光観測による原始重力波
の探査について ○宇宙マイクロ波背景放射
CMB（cosmic microwave background）は、ビッグバンの 残光で，マイクロ波として宇宙をさまよっている．
温度のあるものは、すべて電波を出している アナログＴＶ（受信機）の空きチャンネルに映る雑音の １％は CMB である ○CMB発見の歴史
1951 田中（名古屋大）が発見しかけていた 1964 ベンジャス＆ウイルソンが発見 いろいろな可能性を考察
鳩のふんの影響までも考察 → 結局，全天から来る自然の電波に間違いない．
1978 ノーベル賞受賞 ベンジャス＆ウイルソンの観測は，全天で一様・等方
1990 COBE 衛星が温度の違いを見つけた
0.001％ぐらいの凸凹 2001 WMAP 衛星 もっと細かい揺らぎの発見
2009 PLANCK 衛星
観測したマイクロ波宇宙図の中の赤い小さな点々が 銀河のタネである． （宇宙地図はモルワイデ図法で、宇宙全体を平面で表す） ※この歴史は、ＴＶがアナログ→デジタル→４Ｋと進化した 時期と一致する ○スペクトル解析
これによって波形のピークの位置から、宇宙年齢がわかる． パワースペクトルの誤差は２％以下． わかったこと
１）宇宙年齢 138億年 ２）ダークマター・ダークエネルギーの発見 加速膨張の謎
とりあえず宇宙がつぶれる心配はなさそう ○CMB の偏光と原始重力波
ビッグバン以前の急激膨張
インフレーションが本当にあったかどうか 宇宙のどちらを見ても同じというのは理解できない
0.001％の精度で一緒というのは不自然である
佐藤勝彦によれば：
宇宙の晴れ上がり後38万年に光の広がる範囲はごく小さい ごく狭い小さな宇宙のときに、全体を同じ温度にして、その あとでぐっと（アメーバが銀河一個分の大きさに）引き延 ばせばよい
※偏光について
インフレーション理論が正しいとすると、ＣＭＢに渦巻き
模様ができる．これをＢモード偏光という． このＢモード偏光の発見をめざして、チリや南極での国際
競争が激化している 日本はポーラーベアとクワイアット（現在運用終了）の 両実験に参加． 日本からはＫＥＫ・ＩＰＭＵ・核融合研・ＪＡＸＡから、 20人が参加している 望遠鏡のそばに停めたトラックの荷台のコンテナに司令室 がある． 搭載している超伝導カメラは、２０μＫの温度差が計測できる． 偏光検出器を搭載した望遠鏡で宇宙を観測し、
ＣＭＢのパワースペクトルをとる
○ポーラーベアーの話
ポーラーベアのポーラーは、偏光polarization から取ったもの ポーラーベアが設置されているチリへ行くには
日本からは直行便がない．アメリカかヨーロッパで乗り継 いでサンチャゴへ行く．国内線に乗り継いで約1000km北の カラマに向かう．ここから車で一時間のサンペトロデ アタカマへ行く． 標高2400mのところに前線基地がある．途中にはリャマ・ ビクーニア（南米の高原にいるラクダ科の動物）がいる． 標高4000ｍを超えると動植物は見えない ポーラーベアが設置されている標高5000mでは
空気の量は地上の二分の一、酸素マスクがいる． 夜は星空・天の川がきれいである．
2014年3月17日にBICEP2（南極に設置）が原始重力波起源
のBモード偏光を発見したと発表したが、のち誤りで あったとわかった．
探索の時代から観測の時代へとなり、Bモード偏光を
使った宇宙論の夜明け POLAR BEAR-2 受信機システムの開発
原始重力波の強度 ｒ＜0.01の精度で測定 インフレーション理論のモデル絞り込み 仮説から法則に高めるために不可欠の観測
LiteBIRD衛星計画 2024年頃
原始重力波の強度 ｒ＜0.004の精度で探索 これで見つからなければ、インフレーションモデル は棄却される．
◎まとめ
「インフレーション」は次回のお話しへ．
参考書籍 小松英一郎，川端裕人『宇宙の始まり，そして終わり』 日経プレミアシリーズ新書 2015・12・9発行 950円＋税 羽澄昌史『宇宙背景放射 ー「ビッグバン以前」の痕跡を探る』 集英社新書 2015・10・21発行 720円＋税