Einsteins spøkelser i universet

Spøkelses-bølgene blir virkelighet

I over hundre år var de til stede bare i ligninger. Albert Einstein spådde dem i sin relativitetsteori, men trodde de ville være umulige å finne. Gravitasjonsbølger — bølger i rommet selv forårsaket av accelererende massive objekter — var Einsteins siste store gåte. Og deretter, i september 2015, gjorde en gruppe fysikere ved LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) det umulige mulig.

De detekterte gravitasjonsbølger fra en sammensmelting av to sorte hull — noe som hadde skjedd en milliard år tidligere, på andre siden av universet. Signalet var svakere enn en protone, men instrumentet fanget det. Det var et øyeblikk som endret vitenskapen for alltid. Her er historien om Einsteins spøkelser som endelig ble funnet.

Einsteins spådom — relativiteten forandrer alt

I 1915 publiserte Albert Einstein sin teori om generell relativitet — kanskje menneskehetens viktigste vitenskapelige bidrag. Den sa noe revolusjonerende: masse og energi krummer tiden og rommet rundt seg. Objekter beveger seg ikke bare gjennom rom, de beveger seg gjennom romtid.

Hvis en massive gjenstand blir akselerert, skulle det danne bølger i romtiden selv — gravitasjonsbølger. De ville reise med lysets hastighet og kunne bringes information om dramatiske kosmiske hendelser til oss. Men bølgene ville være så små at de ville være umulige å måle. Da Einstein dykket, trodde han selv de ville aldri bli observert. Han tok feil.

Hundre år med ledelse etter spøkelses

I hele det 20. århundre lett fysikere etter gravitasjonsbølger. Røbert Weiss oppfant LIGO-detektoren — en maskin med laserlysstråler som strekker seg kilometer i L-form. Hvis gravitasjonsbølger passerer, ville de endre lengden på armene bare en smule — en trykkelse mindre enn en protons diameter.

Det ville ta desember før teknologien var moden. LIGO ble bygd på 1990-tallet, og første avansert versjon startet i 2015. I løpet av seks måneder detekterte den sitt første signal. Deretter kom flere deteksjonene — hver eneste et tegn på dramatiske kosmiske hendelser: sammensmelting av sorte hull, sammensmelting av nøytronstjerner. Universet var endelig blitt 'hørbart' i tillegg til synlig.

Hva betyr det for oss?

Gravitasjonsbølger er revolusjonære fordi de lar oss observere universet på helt nye måter. Med teleskoper ser vi bare lys — bare det elektromagnetiske spektret. Gravitasjonsbølger gir oss tilgang til fenomener som ikke sender ut lys: sorte hull og nøytronstjerner når de kolliderer.

Det er som om vi plutselig fikk hørselsen etter å ha kun hatt synet. Vi kan nå 'høre' til det dypeste hjørne av universet, helt tilbake til minutter etter Big Bang. Dette åpner helt nye tanker om universets oppstart, arten av sorte hull, og grunnlaget av fysikken selv. Siden 2015 har vi detektert over 100 gravitasjonsbølge-hendelser.

Tall og trender

Gravitasjonsbølge-detektorer blir stadig mer sensitive. LIGO og sitt europeiske motstykke Virgo oppdager nå hundrevis av hendelser per år. Kina bygger sitt eget observatorium. I fremtiden vil rombaserte detektorer som LISA kunne måle bølger som kommer fra hendelser i universets hele historie.

Universet i 2027 — nye øyne og øren

I 2027 vil vi ha flere gravitasjonsbølge-detektorer enn i dag — Kinas observatorium vil være operasjonelt. Hver deteksjon vil gi oss ny informasjon. Og planene for rombaserte detektorer skrider fram. I løpet av et tiår vil vi kunne 'høre' historien om universets første millisekunder.

"Gravitasjonsbølger gir oss helt nye øyne — eller heller, helt nye ører — for å se universet. Vi kan nå høre hvor sorte hull kolliderer, hvor nøytronstjerner smelter sammen. Det er som om universet endelig snakker til oss, og vi endelig kan høre det sier. Fremtiden for astronomi er ufattelig spennende."