宇宙学者は、重力波がハッブル定数の論争を解明する鍵を握っていると考えている。

科学者たちは宇宙が加速的に膨張していることに同意しているが、その正確な速度は依然として謎である。

ハッブル定数と呼ばれるこの膨張速度は、実際には一定ではないため、やや紛らわしいですが、科学者たちは2つの情報を必要とします。1つは時空の膨張によって物体が地球から遠ざかる速度、もう1つは現在の距離です。

ハッブル定数は様々な方法で測定できます。科学者たちは、ビッグバンの名残である宇宙マイクロ波背景放射の温度の微小な変動を調べることでこれを実現しました。

これらの方法はまた、「標準光源」と呼ばれる種類の天体の赤方偏移と距離も測定します。標準光源には、超新星や、光度が明確に定まっており追跡が容易な恒星などが挙げられます。しかし、ハッブル定数の値はどちらの方法でも異なります。

「宇宙マイクロ波背景放射は1メガパーセクあたり毎秒67キロメートルという値を得ており、標準光源法では72キロメートルという値を得ています。どちらのグループも自分たちの値に非常に自信を持っているので、この食い違いは問題です」とシカゴ大学の宇宙論教授ダニエル・ホルツ氏はザ・レジスター紙に語った。

ホルツ氏とシカゴ大学およびハーバード大学の同僚たちは、この問題は重力波によって解決できると考えています。これまでの測定では、ハッブル定数の値を推定するために、多くの仮定と複数のステップが用いられてきました。重力波は、数十億光年離れた超大質量ブラックホールや中性子星といった遠方の天体までの距離をより直接的に計算する方法を提供します。

ブラックホールや中性子星の合体から生じるエネルギーは、時空構造に波紋を広げます。重力波を検出する科学者は、衝突するブラックホールの質量とエネルギーを計算できます。信号の強度と合わせて、衝突が地球からどれだけ離れた場所で起こったかを計算し、そこからハッブル定数を計算することができます。

唯一の問題は、宇宙の膨張を正確に読み取るには、重力波の検出が十分に確認されていないことです。今月Nature誌に掲載された論文によると、研究者たちは25回の観測でハッブル定数を3%の精度で測定できると見積もっています。しかし、検出数が200に増えれば、10年以内に1%以内の精度を達成できると考えています。

重力波の観測に特化した施設は2つあります。アメリカのレーザー干渉計重力波観測所（LIGO）とイタリアのVIRGOです。LIGOは現在、検出器の感度向上のための改修工事中で、来年再開予定です。

科学者たちは、このアップグレードにより、より小規模でエネルギーの低い合体現象を検出できるようになるため、より多くの重力波を発見できるようになることを期待しています。より正確なハッブル定数の測定は、より多くの宇宙の謎を解き明かすことになるだろうと、ホルツ氏はエル・レグ紙に語りました。

「膨張を測定することで、宇宙の年齢を正確に推定することができます」と彼は説明した。「また、これは暗黒物質、特に暗黒エネルギーの性質を研究する上で非常に重要な量でもあります。」®