gravitationsbølger

Gravitationsbølger, gravitationel stråling, tyngdebølger udbredende sig med lysets hastighed, som ifølge den generelle relativitetsteori udsendes af et varierende tyngdefelt på samme måde, som elektromagnetisk stråling udsendes af et varierende elektromagnetisk felt.

Tyngdebølger blev først påvist indirekte gennem studiet af dobbeltpulsarer. Et dobbeltstjernesystem udsender nemlig ifølge den generelle relativitetsteori gravitationel stråling og mister dermed mekanisk energi, som fører til ændring af omløbstiden. Kun for en dobbeltstjerne i tæt omløb er effekten målelig. I 1978 kunne Russell Hulse og Joseph Taylor som de første fremlægge data for en dobbeltpulsar, hvor omløbstiden ændrede sig systematisk i overensstemmelse med Einsteins forudsigelse om udsendelse af gravitationel stråling. For dette modtog de begge nobelprisen i fysik i 1993.

I september 2015 målte LIGO-eksperimentet direkte en tyngdebølge fra kollisionen af to meget tunge sorte huller. Dette signal måles ikke med kameraer som for lys, men med særligt følsomme såkaldte interferometre, som kan måle ganske små forstyrrelser i rummet. I et interferometer sendes laserstråler ud i to retninger vinkelret på hinanden, og langt ude rammer strålerne så spejle, der sender lyset tilbage igen. Ved at lade de to stråler interferere med hinanden (ligesom to vandbølger, der støder sammen), kan man måle små variationer i afstandene til de to spejle med en nøjagtighed, der er forbløffende stor (en tusindedel af radius af en atomkerne). Det målte signal stemmer nøje overens med det forventede signal fra sammenstødet af to sorte huller med masser på henholdsvis 36 og 29 gange Solens masse. Massen af det resulterende sorte hul er kun 62 gange Solens masse, og den resterende energi er båret væk i form af energi i bølgen.

Efterhånden som der bygges flere og mere følsomme interferometre, forventes antallet af detekterede gravitationsbølger og den nøjagtighed, hvormed deres kilder kan lokaliseres på himlen, at øges. Den Europæiske Rumorganisation, ESA, har planlagt i 2034 at have opsendt et intereferometer, LISA, bestående af tre satellitter med en indbyrdes afstand på 5 millioner km.

Kommentarer

Din kommentar publiceres her. Redaktionen svarer, når den kan.

Du skal være logget ind for at kommentere.

eller registrer dig