Forskere: – Funn av gravitasjonsbølger bekrefter Einstein-teori

Det er en milepæl for fysikken og astronomien, sier en internasjonal gruppe forskere torsdag.

De kunne endelig legge frem direkte bevis for gravitasjonsbølger, eller «ringer» i romtiden, som Albert Einstein forutså for et århundre siden.

Da to svarte hull kolliderte for 1,3 milliarder år siden ble en bølge slynget ut i rommet. Den ankom jorden 14. september 2015, og da ble den fanget opp av sofistikerte måleinstrumenter, melder AFP.

– Som da Galileo første gang rettet sitt teleskop mot himmelen gir dette oss en dypere forståelse av kosmos, og kan føre til uventede oppdagelser, sier France Cordova, direktør ved US National Science Foundation, som har finansiert arbeidet.

Fenomenet ble observert av to underjordiske amerikanske detektorer, som er bygget for å observere små vibrasjoner fra gravitasjonsbølger som passerer. Prosjektet er kjent som Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory, LIGO.

Det tok forskerne flere måneder å bekrefte at dataene stemte, og kjøre dem gjennom en prosess for bekreftelse før de kunne annonsere oppdagelsen torsdag. Dermed kulminerer en flere tiår lang innsats fra forskere jorda rundt.

Les også: Forskere har funnet hundrevis av nye galakser

– Nytt fagområde

– LIGO har avfødt et helt nytt felt innen astrofysikken, sier Cordova.

Gravitasjonsbølger er et mål på spenning i rommet, en effekt som oppstår når en stor masse strekker selve romtiden. Dette er en modell for å betrakte tid og rom som en enkeltstående, sammenvevd enhet.

De reiser med lyshastighet og kan ikke stanses av noe.

Einstein mente romtiden kunne sammenlignes med et nett som bøyer seg under vekten av et object. Gravitasjonsbølger vil være som ringene som oppstår når man kaster småstein i et tjern.

Selv om forskerne tidligere har klart å beregne gravitasjonsbølger har de aldri tidligere observert dem direkte.

Ifølge lederen for LIGO-forskerne, David Shoemaker ved Massachusetts Institute of Technology's (MIT), så gravitasjonsbølgen nøyaktig ut som forskerne hadde forventet.

– Bølgeformen vi kan beregne basert på Einsteins teori fra 1916 stemmer nøyaktig overens med det vi observerte i 2015, sier Shoemaker til AFP.

– Det ser ut som noe som startet ved en svært lav frekvens, 20 til 30 hertz, og siden feide raskt oppover til 150 hertz eller der omkring.

Signalet «stemmer med at banen til de to svarte hullene ble mindre og mindre, og hastigheten til de to objektene økte til de smeltet sammen.»

– Ved slutten av denne bølgeformen ser vi spenningen fra det endelige svarte hullet, som om det var laget av gelé som stivnet.

Les også: Nasa skal lete etter liv på Jupiter-måne

– Menneskehetens mest avanserte maskin

De L-formede LIGO-detektorene er omkring 4 kilometer lange. De ble utklekket og bygget av forskere ved MIT og Caltech.

Den ene ligger i Washington og den andre ligger i Louisiana.

En tredje detektor, VIRGO, skal etter planen åpne i Italia senere i år.

Tuck Stebbins, lederen for gravitasjons-astrofysikk-laboratoriet ved Nasas Goddard Spaceflight Center, beskriver detektorene som «de mest avanserte maskinene mennesker noen gang har bygd.»

Både LIGO og VIRGO har vært gjennom en rekke oppgraderinger de siste årene.

Fysikeren Benoit Mours ved det franske Nasjonale Forskningssenteret (CNRS), som leder VIRGO-gruppen sammen med italienske kolleger, beskriver oppdagelsen som «historisk» fordi den «gir en direkte bekreftelse på en av teoriene i den generelle relativitetsteorien.»

Fysikerne sier gravitasjonsbølgen som ble oppdaget 14. september hadde opphav i den siste brøkdelen av en sekund før de to svarte hullene smeltet sammen et sted på den sørlige himmelen. De har ikke lokalisert hullenes nøyaktige beliggenhet.

Einstein forutså et slikt fenomen dersom to svarte hull kolliderte, men det har aldri tidligere blitt observert.

En analyse gjennomført av forskerne ved MIT og Caltech viste at de to sorte hullene ble forent for omkring 1,3 milliarder år siden, og at massen deres var 29-36 ganger større enn vår egen sol.

Bølgen ankom først detektoren i Louisiana, siden Washington-instrumentet 7,1 millisekunder senere.

De to instrumentene ligger 3000 kilometer fra hverandre, og siden begge gjorde den samme målingen anser forskerne oppdagelsen for bekreftet.

Les også: Luxembourg satser på gruvedrift i rommet

«Ny tid»

– Svarte hull er interessante fordi de ikke sender ut noe lys. Dermed har man ikke sett disse bestemte objektene tidligere, fordi alle astrofysiske instrumenter har vært avhengige av lys, sier Shoemaker.

– Så dette er en av måtene disse verktøyene skiller seg ut i den astronomiske verktøykassa.

Han sier de nye dataene kan «bidra til å forklare dannelsen av galakser og andre større strukturer i universet.

Detaljer fra oppdagelsen offentliggjøres i tidsskriftet Physical Review Letters.

I 1974 fant man indirekte bevis for gravitasjonsbølger ved studien av pulsarer og en nøytronstjerne. Forskerne Russell Hulse og Joseph Taylor vant Nobelprisen for dette arbeidet i 1993.

– Menneskeheten har nå fått et nytt verktøy for å utforske universet, sier Stebbins til AFP.

– Dette er et perfekt resultat. Døra står alltid åpen for nye oppdagelser, legger han til.

– Dette er en ny ære i astrofysikken.