Sapphire Light Bends Space and Time — 日本語で読む

物語のタイトルはまだ英語のままですが、本文は日本語です。

モリソン・プラネタリウムの内部では、鮮やかなサファイアブルーのシミュレートされた星の光の線が、暗いドームを横切って伸びていました。「見て、完全にまっすぐな線を進んでいる！」デヴは宇宙のディスプレイに顔を照らされながら上を指さしました。しかし、光が投影された星を通過すると、わずかに湾曲し、きらめくハローを作り出しました。「うわ、見た？」アドリアーナはペトラの腕を掴みながら息をのみました。「光が曲がった！」

「光は宇宙で一番速いもののはずだ。何もその進路を変えることはできないはずなのに」とデヴは困惑した様子で言った。ペトラは発見ノートを開いた。「イギリスの天文学者、アーサー・エディントン卿が、一九一九年の皆既日食の時に、とんでもない考えを試したと読んだわ」と彼女は説明し、鉛筆でページをトントンと叩いた。「彼は、本当に、本当に大きなものが光を曲げられると考えたの。水がそうするのとは違って、もっとずっと強力な何かでね」

その考えを理解するには、一九〇〇年代初頭にスイスのベルンにある小さなアパートにタイムスリップしなければなりません。若い特許事務員が、時計や機械とは関係のない、宇宙そのものの構造に関する革新的な考えを抱いたのです。

彼の名はアルベルト・アインシュタイン。彼の遊び場は彼自身の心でした。彼は「思考実験」を行い、研究室では検証できない状況を想像しました。「もし私が深宇宙のエレベーターの中で落下していたら、どうなるだろう？」と彼は考えました。そして、宇宙飛行士のように浮遊し、無重力になることに気づいたのです。

エレベーターが加速して上昇するにつれて、光線がエレベーターを通り抜けて輝くのを彼は想像しました。内部にいる彼には、光が重力に引かれているかのように下向きに曲がって見えるでしょう！これが彼の大きなアイデアにつながりました。アインシュタイン自身が後に「想像力は知識よりも重要である」と述べたように、宇宙の新しい視点を開いたのは彼の想像力だったからです。

アインシュタインは、重力は物を引き寄せる力ではなく、空間と時間そのものの歪みであることに気づきました！トランポリンの上のボウリングの球を想像してみてください。それがくぼみを作り、近くを転がるビー玉はそれに沿ってカーブします。「それが惑星や恒星が時空にしていることよ」とペトラは幻影を見つめながら囁きました。「中性子星のような極端な重力を持つ物体は、時空を非常に歪ませるため、そのティースプーン一杯が六十億トンもの重さになるのよ！」

これは、サー・アーサー・エディントンが千九百十九年に検証しようとしたまさにそのアイデアでした。皆既日食の際、彼は太陽の近くの星々を撮影しました。彼の写真はそれを証明しました。星の光はアインシュタインが予測した通りに曲がっていたのです！それは、宇宙の形が歪む可能性があるという最初の物理的な証拠でした。

プラネタリウムに戻ると、明かりがついた。「じゃあ、私たちが見た星の光は、ただランダムに曲がったわけじゃないんだね」とペトラは友人たちの方を向いて言った。「あれは重力レンズだったんだ！光は、あの星の重力によって作られた時空のカーブに沿って進んでいたんだね」。デヴは目を見開いた。「ああ！じゃあ、星はボウリングの玉みたいで、光はその横を転がるビー玉みたいなんだね！」

「これは地球上の何かに影響するの？」アドリアナが尋ねた。「もちろんだよ！」ペトラは叫んだ。「宇宙のGPS衛星はこれに合わせて調整しなきゃいけないんだ！重力が弱い上空では、衛星の時計は実際には少し速く進むんだよ。」デヴは携帯電話を取り出した。「じゃあ、僕らをここまで連れてきてくれた地図は、時空の歪みを考慮しているからこそ機能するってこと？すごいな！」

「つまり、巨大な物体は光を引っ張るのではなく、」ペトラはノートをパチンと閉じて要約した。「光が進む経路を曲げるのね。」アドリアーナはドームを見上げ、新たな疑問がすでに湧き上がっていた。「分かった、重力は光を曲げる…でも、光って本当は何なの？ 波なの、それとも粒子なの？」