Gravitasjonsbølger er oppdaget!

Gravitasjonsbølger ble først forutsagt av Einstein i 1916. I 2002 satte detektoren LIGO i gang med jakten på dem. I 2015 kom endelig det første signalet!

Det første først: Hva i all verden er gravitasjonsbølger? Gravitasjonsbølger er energi som forplanter seg som bølger fra et objekt med lysets hastighet, på samme måte som bølger forplanter seg på overflaten av et vann. Du kan se for deg gravitasjonsbølger gå gjennom verdensrommet slik som dette:

earth_sun_gravitationalwaves
Illustrasjon hentet fra Dagbladet.

For at et objekt skal gi fra seg gravitasjonsbølger, må det være akselerert. Det man har observert nå, er to sorte hull som har gått i bane rundt hverandre, fortere og fortere, for så å slå seg sammen til å bli ett stort sort hull. Denne hendelsen inntraff for 1,3 milliarder år siden og signalet nådde omsider frem til oss i september i fjor.

Signalet med fanget opp av de to LIGO-detektorene (Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory) i USA. Hver detektor har to 4 kilometer lange tunneler som danner en L-form:

LIGO
LIGO.

I disse tunnelene sendes laserstråler frem og tilbake som reflekteres av speil i hver ende. Hvordan bruker de dette til å se etter gravitasjonsbølger? Dersom en gravitasjonsbølge passerer Jorda, vil Jorda bli strukket litt i en retning og klemt litt sammen i en annen retning. Det samme vil skje med detektoren og man kan da måle at avstanden laserstrålen må reise frem og tilbake i tunnelene, er blitt litt kortere eller lengre. Dette klarer de å måle med en presisjon på størrelse mindre enn ett atom!

LIGO-setup
Oppsettet i LIGO-detektorene.

Ideen om gravitasjonsbølger har sitt opphav i den generelle relativitetsteorien. Vi har lenge antatt av gravitasjonsbølger eksisterer fordi den generelle relativitetsteorien har vært så suksessfull på andre områder, men vi har ikke klart å måle dem. Signalet fra gravitasjonsbølger er nemlig utrolig svakt. Men ny teknologi gir nye muligheter og nå har vi altså klart det! Selve signalet ser slik ut, og stemmer utrolig godt med det forskerne forventet å se:

LIGO-graph-signal
Signalene fanget av de to LIGO-detektorene.

Signalet kan faktisk tolkes som lyd og du kan høre det her:

Hvorfor er denne oppdagelsen så fantastisk?

  1. Den beviser at sorte hull eksisterer, selv om vi har vært ganske sikre på dette lenge. Nå kan vi bruke gravitasjonsbølger til å lære mer om sorte hull, samt andre objekter som nøytronstjerner. Signalet vi har mottatt forteller oss blant annet om de sorte hullene sine masser, som var større enn antatt, og kan hjelpe oss å forstå dannelsen av supermassive sorte hull, som er et stort ubesvart spørsmål.
  2. Det er enda en suksessfull test av Einsteins generelle relativitetsteori.  Gravitasjonsbølger er den siste store forutsigelsen til relativitetsteorien som er bekreftet.
  3. Gravitasjonsbølger gir oss en ny måte å studere universet på, på samme måte som vi tidligere i historien har kunnet utvide observasjonene våre fra synlig lys til å omfatte røntgenstråling, gammastråling, osv. Kanskje vi kan komme til å gjøre totalt uventede oppdagelser om universet?
  4. Selveste Big Bang skal i sin tid ha sendt ut gravitasjonsbølger. Kanskje vi kan klare å observere dem? (Noen er riktignok ganske skeptiske til hvorvidt dette vil være mulig.)

Det er med andre ord ikke uten grunn at forskere kaller dette den største vitenskapelige oppdagelsen på lenge (partikkelfysikere og astrofysikere får krangle seg i mellom om hvorvidt dette er større enn oppdagelsen av Higgs-bosonet), og man regner med at oppdagelsen vil føre til Nobelpris i fysikk. Det morsomme er at oppdagelsen kommer nøyaktig 100 år etter at Einstein først kom med ideen!

Se hele historien bak LIGO og oppdagelsen her:

Pressekonferansen som ble holdt i går kan du se her:

Eller du kan lese historien bak denne historiske oppdagelsen i en flott artikkel i The New Yorker: Gravitational Waves Exist: Here’s How Scientists Finally Found Them.

Hovedbilde: To sorte hull som går i bane rundt hverandre.

Maria-signatur-6

5 tanker om “Gravitasjonsbølger er oppdaget!”

  1. Flott og enkelt forklart om gravitasjonsbølger. Men jeg har et spørsmål, hvis det er slik at disse bølgene er såpass svake hvordan kan denne gravitasjonsbølger endre formen på jorda med en promille av protoner størrelse i den ene retningen og mindre andre retningen. Kommer ikke disse bølgene i plan form mot jorda siden denne bølgen kom fra mer enn en milliard lysår unna? Skjønner veldig godt hvis det var snakk om omtrentlig noen få lysår slik at de er sfæriske bølger?

    Men vil du si at disse gravitasjonsbølger er ikke som lydbølger og elektromagnetisk bølger?

    Liker

    1. Hei Sammy,

      Så hyggelig at du likte blogginnlegget!

      Du har rett i at gravitasjonsbølgene er sfæriske. Men siden de kommer fra så enorme avstander, vil vi oppleve dem som plane. Hvis du ser på videoen fra pressekonferansen ovenfor, snakker han litt om effekten på Jorden ved rundt 8:30 minutter inn i videoen. Ja, bølgene er svake, men sterke nok til å endre på Jorden så mye som vi nå har klart å observere. Akkurat hva som fysisk skjer med Jorden i det øyeblikket gravitasjonsbølgene treffer, vet jeg dessverre ikke noe mer om enn det han sier i videoen.

      Gravitasjonsbølger er noe annet enn elektromagnetiske bølger (lys) og lydbølger. De har forskjellig opphav: Elektromagnetiske bølger lages av elektroner som skifter energinivå i atomer, mens gravitasjonsbølger kommer fra massive objekter som beveger seg, og lydbølger er endring av trykk i luften. Alle bølgetypene handler om transport av energi, og kan tilegnes en frekvens og bølgelengde.

      Håper dette var litt oppklarende 🙂

      Liker

Legg igjen en kommentar

Fyll inn i feltene under, eller klikk på et ikon for å logge inn:

WordPress.com-logo

Du kommenterer med bruk av din WordPress.com konto. Logg ut /  Endre )

Google-bilde

Du kommenterer med bruk av din Google konto. Logg ut /  Endre )

Twitter-bilde

Du kommenterer med bruk av din Twitter konto. Logg ut /  Endre )

Facebookbilde

Du kommenterer med bruk av din Facebook konto. Logg ut /  Endre )

Kobler til %s