Gravitationsbølger er krusninger i rumtidens krumning, der spredes gennem rummet.
De er tværgående bølger, der bevæger sig med lysets hastighed, der udsendes af voldelige kollisioner, der sker i universet.
I praksis er det ekstremt vanskeligt direkte at opdage tilstedeværelsen af tyngdebølger, fordi forlængelsen og komprimeringen af rumtiden er meget lille.
De oprindelige gravitationsbølger er dem, der resulterede i universets oprindelse, som forklaret i Big Bang Theory.
Fusion af to sorte huller og udbredelse af tyngdebølger
Gravitationsbølger og Einstein
Var Albert Einstein (1879-1955), der foreslog eksistensen af gravitationsbølger i teorien om generel relativitet.
I 1915 havde Einstein konkluderet, at tyngdekraft det var en deformation af rumtiden.
Fysikeren udviklede det teoretiske grundlag, men kunne ikke bevise eksistensen af tyngdebølger. Bare 100 år senere fejrede det videnskabelige samfund fangsten af bølger.
2017 Nobelpris i fysik
Den 3. oktober 2017 blev forskerne Rainer Weiss (MIT), Barry Barish og Kip Thorne (Caltech) tildelt Nobelprisen i fysik. De opdagede først tyngdebølger i september 2015.
Det var anerkendelsen af et værk, der begyndte i slutningen af tresserne.
Forskere mener, at fangst af tyngdebølger vil give os mulighed for at observere universet på en ny måde, hvilket giver en bredere forståelse af verden omkring os.
Rainer Weiss, Kip Thorne og Barry Barish, 2017 Nobelprisvindere i fysik
Bølgedetektion i 2015
Gravitationsbølger blev opdaget for første gang i USA den 14. september 2015 kl. 06:50:45 (Brasilia-tid).
Hvordan skete det?
De opstod fra chokket fra sorte huller med 36 og 29 solmasser (henholdsvis 36 Msol og 29 Msol) og fandt sted i en afstand af 1,3 milliarder lysår.
Da de mister energi, kommer sorte huller tættere på, hvilket får dem til at dreje hurtigere.
Denne kontinuerlige bevægelse omkring hinanden får dem til at kollidere, hvilket resulterer i tyngdebølger.
Meddelelsen om bølgedetektion blev foretaget af David Reitze, projektdirektør, kun måneder senere, i februar 2016.
Samme år, i juni 2016, blev gravitationsbølger opdaget igen.
Denne gang var de sorte huller henholdsvis 14 og 8 gange solens masse (14 Msol og 8 Msol) og fandt sted i en afstand af 1,4 mia. lysår.
Lyt her til lyden af tyngdekraftsbølger:
LIGO - Gravitational Wave Observatory
Beviset blev muliggjort takket være Ligo-detektorprojektet - Laserinterferometer Gravitational Wave Observatory (Observatory of Gravitational Waves by Laser Interferometry).
I projektet blev der bygget to interferometre i USA med ca. 3000 kilometer mellemrum: den ene i Livingston, Louisiana og den anden i Hanford, Washington.
Systemet er dannet af to lodrette arme, der er 4 kilometer lange. Det har også enheder, der fjerner støj fra forskellige bølgekilder, såsom jordskælv.
Interferometeret består af en lyskilde (laser), et spejl i slutningen af hver arm, et spejl, der deler lysstrålen i to og en fotodetektor.
Driften af LIGO går tilbage til 2002. Mellem 2010 og 2015 blev dens drift afbrudt for en opdateringsproces, som synes at have fungeret, i betragtning af at den store videnskabelige bedrift fandt sted det år.
LIGO - Detektor i Livingston, Louisiana
Detektorer rundt om i verden
Ud over de eksisterende detektorer i USA er der et dusin flere spredt over 9 lande.
I Brasilien har vi Mário Schenberg Gravitational Wave Detector fra USP Physics Institute. Begyndelsen af dens konstruktion går tilbage til år 2000 og er resultatet af et projekt kaldet graviton.
Projektet har forskere fra INPE (National Institute for Space Research), fra Cefetsp (Federal Center for Teknologisk uddannelse af São Paulo), fra ITA (Technological Institute of Aeronautics) og Uniban (University Bandeirante).
Tidsrejser
Beviset for bølger var uden tvivl et unikt øjeblik for forskere i dette århundrede. Dette åbnede vejen for nye studier af gravitationel astronomi.
Måske kan dette bevis muliggøre en tidsrejse, som i filmen "Tilbage til fremtiden".
Læs også:
- Relativitetsteori
- Teorien om Big Bang
- bølger
