Det kan vi bruge tyngdebølger til

I september 2015 lykkedes det første gang amerikanske forskere at måle tyngdebølger. Resultatet blev annonceret 11. februar 2016.

»Al vores hidtidige information stammer fra lysfotoner – fra radiobølger til gammastråling – og enkelte neutrinoer. Nu kommer vi fremover til at få kendskab til astrofysiske objekter, som hidtil har været usynlige for os. Det åbner for et væld af nye oplysninger om universet,« siger astrofysiker Thomas Tauris fra Universität Bonn til Videnskab.dk.

Det er tid til at tage en dyb indånding. Gør dig klar til en tur rundt i astrofysikkens hjørner - lige fra tyngdekraften til systemer med sorte huller, dannelsen af massive stjerner, gammaglimt, kilonovaer - og til sidst, eller først, om man vil: Big Bang.

Einstein forudsagde tyngdebølgerne som en del af sin almene relativitetsteori for 100 år siden, og fundet af dem er et vigtigt bevis – i den i forvejen overvældende bevisbyrde – for, at hans teori holder.

Men det kan samtidig bruges til at teste, på hvilke områder teorien ikke holder, lyder det fra professor Johan Fynbo.

Læs mere: Her afslører forskere sensation om gravitationsbølger

Han forsker i gammaglimt og galakser i det tidlige univers ved Niels Bohr Institutet på Københavns Universitet.

»Et af de primære perspektiver ved fundet af tyngdebølger er for mig at se, at vi kan forstå tyngdekraften bedre. Det giver en ny måde at teste den teori, der findes, og forhåbentlig kunne man finde evidens for afvigelser – vi ved, at Einsteins generelle relativitetsteori ikke er endelig, da den ikke er kvantemekanisk. Vi kan altså begynde at teste selve tyngdekraften.«

Læs mere: Hvad er tyngdebølger?

Professor Niels Obers, som forsker i teoretisk partikelfysik og kosmologi ved Niels Bohr Instituttet, er enig:

»Vi har nu bekræftet, at Einsteins teori er rigtig i relation til tyngekraftsbølger, men der er mange andre tyngdekraftsteorier, som varierer lidt fra den oprindelige. Man kan enten bekræfte Einsteins teori endnu mere nøjagtigt – eller man kan begynde at lave en modificering,« siger Niels Obers, som nævner sorte huller som et eksempel på, hvor vi kan begynde at præcisionsteste Einsteins teori.

»Et sort hul har en såkaldt begivenhedshorisont, og teorien for den siger, at intet, som er gået ind i den, kan komme ud igen. Ved at lave målinger på tyngdebølgerne, kan vi blive klogere på geometrien af den rumtid, som er rundt om det sorte hul – og den har vi ikke kunnet undersøge før. Ved hjælp af tyngdekraftsbølger kan vi indirekte se den rumtid, som eksisterer i og rundt om det sorte hul – og der kan vi få en meget nøjagtig bekræftelse af, om Einsteins teori virkelig holder.«

Læs mere: Einstein tog fejl: Vores verden er ’spøgelsesagtig’

Men verdens første detektering af tyngdebølger er ikke blot verdens første detektering af tyngdebølger. Det er også verdens første detektering af to sorte huller i et binært system.

Og det er i sig selv et ganske opsigtsvækkende resultat, som kommer til at kaste en stor mængde ny viden af sig, fortæller seniorforsker Søren Brandt fra DTU Space.

»Allerede i den første observation af tyngdebølger har vi fået et godt eksempel på, hvad man kan bruge tyngdebølger til. Samtidig med at det er en bekræftelse af bølgernes eksistens, så er det en astrofysisk observation af to sorte huller, som smelter sammen, og det har vi aldrig haft før,« siger han og fortsætter:

Læs mere: Så vildt ser det ud, når sorte huller kolliderer

»Bølgerne er endda så venlige, at de indeholder en masse information om de to sorte huller og deres størrelse. Vi kender sorte huller i vores egen mælkevej, men der er ikke nogen af dem, som indeholder to sorte huller. At sådan nogle systemer eksisterer, er i sig selv en fantastisk astronomisk observation.«

De sorte huller kommer fra nogle store, tunge stjerner, som er blevet til på et tidligt tidspunkt i universets historie, og kan derfor fortælle os noget om, hvordan udviklingen af stjerner foregår, fortæller Søren Brandt.

»Det fortæller os, hvad der kan lade sig gøre - så kan man regne bagud og sige, at så er vi nødt til at have nogle modeller for, hvordan stjerner kan udvikle sig og ende på den måde. På den måde kan tyngdebølger være med til at besvare det helt store spørgsmål om, hvordan hele universet er kommet til at se ud, som det gør nu.«

Læs hele artiklen hos Videnskab.dk.