Tidigare idag annonserades att årets Nobelpris i fysik tilldelas tre forskare för deras ”avgörande bidrag till LIGO-detektorn och observationen av gravitationsvågor”. Jättespännande tycker vi på Unga Forskare! Men LIGO-detektorn…? Gravitationsvågor…? För att bena ut begreppen har vi tagit hjälp av den f.d. RSI-stipendiaten och tillika medlemmen i Unga Forskare, Elias Waagaard! 

Idag kom det besked vi alla mer eller mindre hade förväntat oss: Nobelpriset i fysik tilldelades upptäckten av gravitationsvågor som gjordes av LIGO-laboratorierna i Washington State och Louisiana, och som utannonserades i februari 2016. De tre pristagarna Rainer Weiss (Massachusetts Institute of Technology), Kip S. Thorne och Barry C. Barish (båda vid California Institute of Technology) var alla med i LIGO-projektets utformning och förutsägelser av hur tolkningen av datan skulle genomföras.

Vad är då gravitationsvågor? När Einstein lade fram sin allmänna relativitetsteori 1915 innebar det en revolution inom hur vi skulle komma att uppfatta universum, där rummet och tiden enligt Einstein tillsammans utgjorde den fyrdimensionella rumtiden i den kosmiska väven. Ju mer massa en himlakropp har, desto mer kröker den rumtiden, vilket då utgör gravitationen. När gravitationen blir extremt stark kan svarta hål bildas, alltså massiva krökningar i rumtiden som inte en ljus kan undfly. Enligt Einstein skulle dessa vibrationer (ripples) i rumtiden skapas varje gång massa accelereras, exempelvis när en avlägsen stjärna exploderar eller när två svarta hål roterar runt varandra. Vid en gravitationsvåg trycks alltså rumtiden ihop och dras ut.

  • Facebook
  • Twitter
  • LinkedIn

Emellertid har det visat sig vara väldigt utmanande att upptäcka dessa gravitationsvågor som färdas med ljushastighet då rumtiden är väldigt fast och inte låter sig formas så lätt. Inte ens de mest våldsamma kosmiska kollisioner garanterar gravitationsvågor som är möjliga för oss på Jorden att mäta, och de med kraft nog att göra det inträffar ytterst sällan. LIGO visade sig dock kapabel till detta.

Vad är det som gör LIGO så speciell? I själva verket är LIGO inte annat en gigantisk laserbaserad så kallad interferometer. I två massiva armar på flera kilometer (som tillsammans bildar ett L) hängs speglar med extrem precision, där laser sedan möts i mitten och synkroniseras. Om däremot en gravitationsvåg träffar jorden så kommer den ena armen dras ut medan den andra trycks ihop, om än extremt lite, och laserns intensitet kommer att förändras. Extremt lite. Att mäta skillnaden är som att mäta avståndet till en stjärna tio ljusår bort med en noggrannhet motsvarande en hårslinga. Dessutom finns det två av dem, åtskilda av det amerikanska fastlandet, för att försäkra att det inte är åska eller jordbävningar som ger falska utslag. En gravitationsvåg kan alltså matchas in perfekt av de båda anläggningarna.

  • Facebook
  • Twitter
  • LinkedIn

Efter 40 år av utveckling, byggande och internationellt samarbete med fler än 1000 medarbetare förkunnades det i februari 2016 att en gravitationsvåg hade upptäckts. Orsaken? Två medelstora svarta hål, 29 och 36 solmassor, kolliderade till ett enda hål 1,3 miljarder ljusår bort där strålningen som skickades ut var för en kort tid många gånger starkare än allt ljus från alla stjärnor i hela det observerbara universum.

 

Spela upp klippet ovan för att lyssna till en gravitationsvåg!

Sommaren 2016 gjorde jag ett projektarbete på MIT om gravitationslinser, en metod där man istället tittar på hur ljuset böjs runt massiva himlakroppar och skapar ljusringar, något som faktiskt också tätt hör ihop med Einsteins allmänna relativitetsteori och utgör en av dess bevis. 1915 hade nog Einstein svårt att föreställa sig alla de konsekvenser som teorin skulle ha på vårt sätt att uppfatta världen.

Tack vare gravitationsvågorna går vi nu in i en ny era inom astronomin, där vi inte bara behöver titta på ljus från universums alla himlakroppar, men faktiskt också kan lyssna på dem.

Text: Elias Waagaard