すると、弦理論で登場する「カラビ・ヤウ多様体」という高度な幾何学構造が、散乱によって出る重力波のエネルギーや軌道の変化を正しく記述するのに不可欠とわかったのです。

これは「難解で観測不可能」と思われていた弦理論の数学が、実在の天体現象を予測する際に必須だったという大きなサプライズです。

この結果は「弦理論は検証が難しい」という一般的なイメージを覆す可能性があり、ブラックホールという超巨大質量天体が生み出す重力波こそが、新たな“実験場”になることを示唆しています。

2030年代に稼働する次世代重力波望遠鏡(アインシュタイン望遠鏡、Cosmic Explorer、宇宙機 LISA)がこの波形を捕え、理論値と合致することを確かめられれば、それは弦理論の中核となる「紙上の六次元ドーナツ」が宇宙で本当に呼吸しているかを決定づけることになります。

(※より厳密には“ブラックホール散乱の 5PM 係数にカラビ-ヤウ多様体の周期が現れる” ことを示しています。著者も「同じ構造は弦理論以外の量子場理論アプローチでも現れる可能性がある」と注意書きを入れており、検証には追加の理論分離と高 S/N 観測が必要と強調しています。)

一般相対性理論によれば、ブラックホールや中性子星など大質量天体が互いにすれ違う際、重力相互作用によって軌道が変化し、重力波が放出されます。

私たちはすでにブラックホール同士の衝突(連星合体)に伴う重力波を数多く観測してきましたが、一方でこうしたすれ違いざまの散乱による重力波の詳細な予測は依然として難しいままです。

ブラックホール同士が衝突せず近距離ですれ違う場合は「散乱」と呼ばれ、重力によるスリングショットのようにお互いを弾き飛ばす現象です。

散乱では合体が起きないため、放出される重力波は短いバースト状になり、ブラックホール同士は再び遠ざかっていきます。

こうした一瞬の重力波信号は連星合体のような長いチャープ信号に比べて捉えづらく、まだ未検出ですが、存在しないと断定はできません。