2010年 春の物理学会 シンポジウム ＜主題＞ 『一般相対論の直接検証：ブラックホール・シャドーの直接撮像と重力波の検出』 ＜趣旨・内容＞ 一般相対性理論は、宇宙背景輻射や大規模構造の起源など、宇宙全体の構造を 探る上で必要不可欠な基礎的理論となっている。また、一般相対性理論はブラッ クホールの存在を予言する。実際、ガンマ線バーストや活動銀河核など、コン パクトな領域における膨大なエネルギー放出を説明するものとして、その存在 が信じられるようになった。現在、ブラックホール「候補天体」がいくつも知 られている。このように、一般相対論は、現代の宇宙物理学・天文学で重要な 地位を占めている。しかし、その『直接検証』は今だに成されていない。一般 相対性理論が正しいことを直接検証することは、いまや非常に重要な課題であ る。 一般相対論の検証実験(観測)としては、地球や惑星空間の弱い重力場における ものがある。一般相対論はこれらのテストをクリアしてきているが、強い重力 場における検証に耐え得るかどうかはまだ分からない。これまで、強い重力場 での現象による一般相対論の検証手段としては、『重力波検出』が最有力候補 だと認識されてきた。数値的・解析的な重力波の理論研究も多数行われ、重力 波源となる様々な天体現象・その発生率・重力波のテンプレートなどの理解が 深まっている。また、重力波の検出装置が既に幾つか稼働しており、データ解 析法の開発も進み、新たな検出計画も着々と進行している。既に重力波の理論 と実験には、数多くの人材が結集している。 ところで昨年、Doelemanらはブラックホールの地平面サイズに肉薄する電波観 測に成功した（ref:S.S.Doeleman, et.al, Nature455(2008)78）。これにより、 電波観測によってブラックホールの存在を直接検証できる、すなわち一般相対 論を直接検証できるのが間近に迫った、という気運が世界的に高まっている。 この電波観測の精度はまだ十分ではないが、最終的に目指すのは『ブラックホー ルシャドー』といわれるイメージを撮像することである。ブラックホールシャ ドーとは、ブラックホールを取り巻く降着円盤から放出される輻射の一部がブ ラックホールに吸収され、我々に光が届かない領域が生じ、黒い影として観測 されるというものである（ref:高橋労太 Astrophysical J. 611(2004)996）。 降着円盤からの光の像の一部に生じる影としてブラックホールの姿が見える、 つまり「事象の地平面」の存在を立証できるのである。そして、事象の地平面 は一般相対論によって初めて理解できるものなので、その存在をブラックホー ルシャドーの直接撮像で立証することは、一般相対論の直接検証となる。しか しこれまで、ブラックホールシャドーの直接撮像は、天文学的な興味・視点か ら研究されることはあっても、物理学的な視点、特に一般相対論の直接検証と いう目的で研究されることはなかった。また、ブラックホールシャドーに携わ る理論と観測の人材は、重力波のそれに比べれば小規模に留まっている。 一般相対論の直接検証に向けて重力波検出と電波観測という２つの手段が現実 的になってきた今、タイムリーな企画として、本シンポジウムを企画する。一 般相対論の直接検証をキーワードに、重力波に携わる研究者とブラックホール シャドー（ブラックホール候補天体の理論・観測）に携わる研究者に講演をお 願いし、相互理解と相互交流を図りたい。これは、両者が切磋琢磨して互いを 刺激し合えるような関係を築く初めての機会である。特に、現在天文分野で活 躍している研究者を招くことで、ブラックホールシャドーの重要性を物理系の 研究者の視点から考えて認識したい。また、今回招く天文系の研究者には、ブ ラックホールシャドー研究が一般相対論の直接検証になる、という意識を持っ て頂けるようにしたい。国際的にもブラックホールシャドーの関心が高まり始 めている中、物理学会で開催する本シンポジウムが一般相対論・宇宙物理学研 究にとって新しい視点を提供する機会になることを期待する。 近い将来、重力波とブラックホールシャドーが共に観測できるようになった暁 には、重力波観測と電波観測を融合した新たな『観測的ブラックホール物理学・ 天文学』が誕生するだろう。本シンポジウムで、重力波観測と電波観測でどん な協力が可能かも議論できたら面白い。 なお、本シンポジウムは３つの部分から構成する：(1) 現在知られているブラッ クホール「候補天体」の理論・観測に関するレビュー、(2) ブラックホールシャ ドーの理論・観測に関するレビュー、(3) 重力波の理論・検出器に関するレ ビュー、である。講演者の方々には、「マスター院生にも分かる程度」を意識 して頂き、基礎的な内容から始めて概論をお話頂くようにお願いする。一般相 対論や理論天文学の研究者だけでなく、素粒子や原子核などを専門としながら も一般相対論に関心を持つ研究者も聴衆として想定する。 ＜講演者＞ === プログラム（案） === 開催日： 3月21日 13:00 - 16:40 # 所属の後の番号は、学会の会員番号 1. はじめに： 斉田 浩見（大同大学）38321E -- 10分 [ 座長：斉田 ] 2. ブラックホール候補天体： 浅田 秀樹さん（弘前大学）32400J -- 20分+5分 --　SgrA* の周りの恒星運動などの理論 3. ブラックホールシャドーと降着円盤の鉄輝線： 高橋 労太さん（理化学研究所）46064K -- 25分+5分 -- BH Shadow と鉄輝線の理論 4. 電波観測と赤外観測の現状と将来計画： 三好 真さん（国立天文台）36055A -- 25分+5分 -- BH候補天体まわりの恒星運動の観測（赤外） BH Shadow 撮像の候補天体（SgrA* など）と将来計画（電波） 休憩 20分 [ 座長：高橋（真） ] 5. Ｘ線観測の現状と課題： 根來 均さん（日本大学）43136C -- 20分+5分 -- BH候補天体からの鉄輝線観測の現状と課題 6. 重力波理論の現状と課題： 田中 貴浩さん（京都大学）29479J -- 25分+5分 -- 重力波の Target Event（数値研究と event rate など） 理論の現状と課題 7. 重力波検出器の現状と将来計画： 神田 展行さん（大阪市立大学）25801F -- 25分+5分 -- 検出器の現状と課題、データ解析法 8. まとめと総合質疑討論： 高橋 真聡（愛知教育大学）52629F -- 20分 ==========