Gravitasjonsbølger — sånn ser universet ut i 2027

Universet snakker — vi lærer å høre

I 1916 skrev Albert Einstein en ligning som var så absurd og vakker at selv han ikke helt trodde den. Ligningen fortalte at hvis noe gigantisk beveger seg raskt nok, sender det ut «bølger» i stoff av universet selv — små rippel i tiderommet.

I næsten hundre år kunne vi ikke måle disse. De var for små. Men i 2015, hundre år etter Einsteins spådom, registrerte mennesker første gang en gravitasjonsbølge — fra kollisjonen av to sorte hull milliarder år unna.

Siden da har vi registrert omkring 100 slike hendelser, og hver gang lærer vi noe nytt. I 2027 kommer nye detektorer som åpner helt nye vindu inn i kosmos.

Einsteins villeste ide — og hundre år senere

Einstein forjente at masse setter kurver i rommet, og at disse kurvene påvirker hvordan objekter beveger seg. Han forjente også at hvis massive objekter beveger seg raskt, sender de ut «bølger» i kurvingen av rommet selv.

Problemet er at disse bølgene er så små at det ville krevd et instrument tusendganger mer sensitivt enn det finnes. En hånd som klapper sender ut gravitasjonsbølger, men de er så svake at du aldri måler dem. Bare de mest dramatiske hendelsene — sorte hull som kolliderer — sender ut målbare bølger.

Og selv da må instrumentet være så sensitivt at det kan registrere en forskjell som er mindre enn en tusendel av en atomkjernes diameter, spredt over kilometer.

LIGO — verdens mest sensitive øre

Fysikere bygget LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) — to massive interferometre, én i Louisiana og én i Washington State. Hver består av to «armer» som er fire kilometer lange. Laserstråler sendes ned armene.

Hvis en gravitasjonsbølge passerer, vil den strekke en arm og sammentrekke den andre med infinitesimal menge. Dette endrer hvor laserlyset møtes. Ved å måle denne endringen, kan man registrere gravitasjonsbølgen.

LIGO var så følsom at vibrasjonene fra en lastebil som kjørte forbi bygget påvirket det. Forskerene måtte isolere den fra all miljøstøy. Med tiden ble den så sensitiv at den kunne høre gravitasjonsbølgene.

Tall og trender

Siden 2015 har vi registrert omkring 100 gravitasjonsbølgehendelser. Tallet øker raskere for hver år.

2027 — nye åpninger til universet

I 2027 kommer Einstein Telescope (ET), en europeisk detektor som vil være 10 ganger mer sensitiv enn LIGO. Den blir lokalisert under jorden i Europa, langt fra vibrasjonene. Samtidig begynner oppsenderen av LISA (Laser Interferometer Space Antenna).

Med disse kommer vi til å kunne «høre» hendelser vi ikke kunne detektert før: mindre sorte hull, fjernere neutron stjerner, og kanskje ting vi ikke vet eksisterer. Vi kan til og med høre ekkoene fra Big Bang selv.

Gravitasjonsbølger åpner en helt ny kanal til universet. For første gang kan vi «se» det ikke med lys, men med bølgene av rom og tid selv. Det er så fundamental en endring at det er vanskelig å overvurdere betydningen.

Fra forskningen

"Når vi detekterte den første gravitasjonsbølgen, brøt hele observatoriet ut i juling. Vi hadde akkurat bekreftet Einsteins spådom og åpnet et helt nytt vindu inn i universet."