KAGRAとは？

正式名称は「大型低温重力波望遠鏡 KAGRA（かぐら）」。

世界有数の重力波検出器。 海外の重力波望遠鏡と協力し、はるか彼方の宇宙でおきている天体現象を調べたり、これまでの重力理論の検証・修正などに使う。

重力波とは?

重力波は時空のゆがみが波として伝わる現象。

わかりやすいイメージは水に石を投げこむ様子。石が水面に落ちると重さで波が生まれ、落下地点を中心に広がっていく。同じように宇宙空間で物が動くと、物の重さで時空がゆがみ、重力の波として広がっていく。

この文を読んでいるあなたの体重でも時空はゆがんでいる。あなたが動けば重力波がまわりに伝わる。ただし、とても小さな波なので誰も観測できない。

これまでヒトが観測できたのは非常に重い天体である、ブラックホールや中性子星の衝突で生まれた重力波のみ。それでも空間のゆがみは、太陽―地球の距離で水素原子1つ分（1億5000万kmで1000万分の1mm）ほどしかない。KAGRAはこれを捉える。

KAGRAはどうやって重力波を観測する？

どうすれば重力波で時空がゆがむ様子を確かめられるのか？

定規でなにか物を測れば、空間がゆがむと物が伸び縮みするのでわかりそうだ。ところが定規も伸び縮みしてしまう。空間がゆがんでも長さの変わらない定規が必要だ。

そこで空間がゆがんでも光の速さは変わらないことを利用する（アインシュタインが提唱した特殊相対性理論の光速度不変の原理）。
レーザー光が進んだ時間で、ある長さをを定期的に調べる。光の速さが変わることはないので、時空がゆがむと測った時間が変わる。

KAGRAの工夫

小さな時空のゆがみを観測するため、KAGRAにはいろいろな工夫がある。

３ｋｍの真空ダクト

レーザー光で測る距離が長ければ、わずかな距離の変化を見つけられる。

KAGRAには3kmの真空ダクトが2本、L字に交わっている。それぞれの間をレーザー光がおよそ1000往復もする。2本のレーザー光に生まれる時間差から、どちらの向きにどれだけ空間が伸び縮みしたのか調べられる。「レーザー干渉計（マイケルソン干渉計）」というシステム。

徹底したノイズ防止

精確に時空の伸び縮みを測るため、ノイズを防ぐ対策がなされている。

1つ目が、望遠鏡を地下につくったこと。KAGRAは飛騨山中の地下200mに、トンネルを掘削してつくられた。岩盤が硬く地上の振動をおさえられる。

2つ目は、-253℃に冷やされていること。レーザー光を反射させる鏡が熱で振動しないようにする工夫。鏡は低温に強い人工サファイア。