Gravitasjonsbølger — når universet vibrerer

Einstein hadde rett — og vi kan høre det

I 1916 foreslo Albert Einstein noe som høres ut som science fiction: at universet ikke bare er flat og stille, men at massive objekter som stjerner og sorte hull kan vibrere romtiden selv som bølger som går gjennom universet. Han kalte det gravitasjonsbølger, og han trodde vi aldri ville kunne måle dem — de var for svake, for små, for umulige å fange.

Men så, i 2015, gjorde amerikanske fysikere ved LIGO noe som var umulig: de målte en gravitasjonsbølge. Og denne bølgen kom fra en kollisjon mellom to sorte hull på grensen av universet. I dag vet vi at universet vibrerer hele tiden, og norske vitenskapsmenn er med på å lytte.

Hva er en gravitasjonsbølge egentlig?

Tenk på et basseng. Hvis du kaster en stein i bassenget, lager du bølger som går utover. Gravitasjonsbølger er noe lignende, men i stedet for vann, er det romtiden selv som vibrerer. Når to svarte hull kolliderer, eller to nøytronstjerner krasjer, skapes så enormt mye energi at romtiden rundt det blir forvrænget som en dårlig malefilm.

Disse forvrengningene sprer seg utover ved lysets hastighet. Det betyr at hver gang det skjer en massiv hendelse et sted i universet, sender det ut bølger gjennom all rommet — gjennom planeter, stjerner, og gjennom deg og meg. Vi blir hele tiden truffet av gravitasjonsbølger, men vi merker det ikke fordi effekten er så utrolig liten.

Hvordan måler vi det som er så lite?

LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) er et av menneskehetens mest sensitive instrumenter. Det er egentlig to kjempestore L-formede tuboer, hver 4 kilometer lang. Laser-lys sendes ned langs begge tubene. Når en gravitasjonsbølge passerer gjennom detektoren, deformerer den romtiden så lite at avstanden i den ene tuben blir en billiontel meter kortere enn i den andre.

Det høres ut som umulig å måle — og det er nesten umulig. Men LIGO er så sensitivt at det kan måle dette. Norske fysikere, særlig ved Universitetet i Bergen og NTNU, er sentral del av forskningen og dataanalysingen. De hjelper til med å filtrere ut støy og finne gravitasjonsbølger blant milliarder av falske signaler.

Tall og trender

Antall målt gravitasjonsbølger stiger. Fra den første detektor i 2015, har vi nå registrert over 90 hendelser.

Hvorfor betyr dette noe for oss?

Gravitasjonsbølger lar oss "høre" universet på en helt ny måte. Før dette var all vår kunnskap basert på lys — teleskop som ser på stråling fra stjerner og galaxer. Men gravitasjonsbølger kan penetrere steder hvor lys ikke kan — gjennom støv, gjennom tette molekylskyer, gjennom sorte hull.

For astronomer betyr det at vi kan studere hendelser vi aldri kunne se før. Vi kan se sorte hull smelte sammen, vi kan studere nøytronstjerner, og vi kan finne ut mer om hvordan universet oppsto. For mennesker generelt betyr det at vi er i en ny æra av vitenskapelig oppdiagelse.

"Gravitasjonsbølger er som en ny sans for universet. Vi har sett med teleskoper i 400 år — nå lytter vi."

Norges rolle — fra data til oppdagelser

Norge er ikke ofte nevnt i samme pusten som gravitasjonsbølge-forskning, men norske vitenskapsmenn gjør kritisk arbeid. De analyser data fra detektorene, de skaper simuleringer som sjekker om signalene er ekte, og de jobber på teorioen bak fenomenene. Norsk forsking på gravitasjonsbølger skjer hovedsakelig ved Universitetet i Bergen og NTNU.