Overflødighedshorn af tyngdebølge-målinger fra KU

• Af:
  
• John Nyberg

I millioner og atter millioner af år har de cirklet om hinanden efter tyngdekraften bandt dem sammen. Kortere og kortere er afstanden blevet indtil det pludseligt kulminerede i brøkdelen af et sekund, da de kolliderede med en fart op til nær lysets hastighed. Når de sorte huller mødes og smelter sammen, er der så voldsomme kræfter på spil, at det rusker i selve universet og sender bølger afsted, der forskyder tid og rum, fremhæver Jose Maria Ezquiaga fra Niels Bohr Institutet ved KU, hvor han leder instituttets Ligo-Virgo-Karga-gruppe, som har medvirket til de aktuelle videnskabelige udgivelser og observationer:

”Det er bølger i selve rumtiden – som ringe i vand – der bevæger sig med lysets hastighed. De rejser ikke gennem rummet, men er bølger af rummet: en rytmisk strækning og sammentrækning af selve universets struktur,” forklarer Jose Maria Ezquiaga.

For præcis ti år siden blev Einsteins forudsigelse af tyngdebølger bekræftet med den første måling, nu har et næsten identisk sammenstød af sorte huller givet tyngdebølgeforskere et kraftigere, og klarere signal end nogensinde før: Målingen viser, at der er tale om to sorte huller begge i en vægtklasse omkring 30 gange solens masse.

”Denne omstændighederne ved sammensmeltning er af en type vi kender godt fra tidligere målinger. Det der gør denne opdagelse helt usædvanlig, er det meget kraftige signal. Det vil give os helt nye muligheder for at afprøve vores grundlæggende forståelser af tyngdekraften og sorte huller,” siger Jose Maria Ezquiaga.

Allerede nu har observationen med mere 99 procent sikkerhed bevist en gammel teori fra den berømte fysiker Steven Hawkings, som siger at et sort hul skabt af sammensmeltede sorte huller altid må have et større areal end de fædrene sorte huller til sammen. Fordi tyngdebølgerne efter en sammensmeltning hurtigt aftager har det tidligere været svært at påvise teorien med observationer. Men det nye rekordsignals styrke og klarhed er det ny lykkedes.

De rumtidsforstyrrelser, som tyngdebølger skaber, er ekstremt små. For at registrere dem skal forskerne måle ændringer, der er 700 billioner gange mindre end et menneskehårs tykkelse.

Årsagen til at signalet fra GW250114, som sammenstødet er døbt, var så kraftigt skyldes især den udvikling af måleudstyret som VLK har gennemgået. En udvikling der fortsætter og spår en lys fremtid for feltet.

Rekordmålingen indgår i en kæmpe pakke af tyngdebølge-observationer, som nu frigives af forskningskoalitionen, og som ikke blot fordobler antallet af tyngdebølgemålinger forskerne kan studere, men i kraft af flere markante observationer er et stort spring fremad for forskningsfeltet.

Forskningsartiklen om observationen GW231123 er endnu ikke passeret igennem Peer review, men forventes at gøre det meget snart. Artiklen om først omtalte observation, GW250114 kan aktuelt læses i tidsskriftet Physical Review Letters.