LIGO/Aurore Simonnet/Sonoma State University Efter 100 års søgning har et internationalt hold af fysikere bekræftet eksistensen af Einsteins gravitationsbølger , der markerer en af de største astrofysiske opdagelser i det sidste århundrede. Det er en kæmpe sag, fordi det ikke kun forbedrer vores forståelse af, hvordan universet fungerer, det åbner også op for en helt ny måde at studere det på.
Det gravitationsbølge signal blev opdaget af fysikere ved LIGO den 14. september sidste år, og den historiske udmelding blev givet på et pressemøde her til morgen. Eksperter siger allerede, at opdagelsen er enshoo-in til en Nobelpris
Gravitationsbølger er så spændende, fordi de var Einsteins sidste store forudsigelse generel relativitetsteori det skulle bekræftes, og at opdage dem vil hjælpe os med at forstå, hvordan universet er formet af masse.
'Gravitationsbølger er beslægtet med lydbølger, der rejste gennem rummet med lysets hastighed,' sagde gravitationsforsker David Blair , fra University of Western Australia. 'Hidtil har menneskeheden været døv over for universet. Pludselig ved vi, hvordan vi skal lytte. Universet har talt, og vi har forstået.'
Hvad betyder det for os? Tænk bare på alle de gennembrud, der er kommet takket være opdagelsen af røntgenstråler og radiobølger - nu hvor vi kan detektere gravitationsbølger, får vi en helt ny måde at se og studere universet på.
Men lad os træde tilbage et sekund her og forklare, hvad gravitationsbølger faktisk er. Ifølge Einsteins teori kan rumtidens struktur blive buet af alt, hvad der er massivt i universet. Når der sker katastrofale hændelser, som f.eks sorte huller smelter sammen eller stjerner, der eksploderer, kan disse kurver bølge ud andre steder som gravitationsbølger, ligesom hvis nogen havde tabt en sten i en dam.
På det tidspunkt de krusninger når os på Jorden, er de lille bitte (omkring en milliardtedel af et atoms diameter), hvilket er grunden til, at videnskabsmænd har kæmpet i så mange år for at finde dem.
Men takket være LIGO – laserinterferometerets gravitationsbølgeobservatorium – har vi endelig været i stand til at opdage dem. LIGO-laboratoriet arbejder ved at kaste lasere frem og tilbage i to 4 km lange rør, hvilket giver fysikere mulighed for at måle utroligt små ændringer i rumtiden.
En 14. september 2015 registrerede de en forholdsvis stor ændring i deres Livingston-laboratorium i Louisiana, hvad man ville kalde et blip i systemet. Så, 7 millisekunder senere, opdagede de det samme blip med deres laboratorium i Hanford, Washington, 4.000 km væk, hvilket tyder på, at det var forårsaget af en gravitationsbølge, der passerede gennem Jorden.
I månederne siden har forskere nøje studeret dette signal for at se, om det kunne være forårsaget af noget andet. Men den overvældende konklusion er, at blipet blev forårsaget af gravitationsbølger - opdagelsen har en statistisk signifikant på 5,1 sigma, hvilket betyder, at der kun er en 1 ud af 6 millioner chance for, at resultatet er et lykketræf.
Faktisk matcher signalet næsten perfekt med, hvordan videnskabsmænd forudsagde gravitationsbølger ville se ud, baseret på Einsteins teori.Du kan se signalet nedenfor, med forudsigelserne overlejret:
LINK
Så hvor kom denne gravitationsbølge fra? Fysikerne var i stand til at spore signalet tilbage til sammensmeltningen af to sorte huller for omkring 1,3 milliarder år siden.
Denne begivenhed - som i sig selv er en big deal, da ingen nogensinde havde set en binær sort hul fusion før - var så massiv, at den fordrejede rumtidens struktur betydeligt, hvilket skabte krusninger, der spredte sig ud over universet ... endelig nåede os sidste år.
'Opdagelsen af denne gravitationsbølge tyder på, at sammensmeltede sorte huller er tungere og flere end mange forskere tidligere troede,' sagde LIGO-forsker Eric Thrane , fra Monash University i Australien. 'Dette lover godt for påvisning af store populationer af fjerne sorte huller ... Det vil være spændende at se, hvilke andre kilder til gravitationsbølger derude, der venter på at blive opdaget.'
Men dette er kun begyndelsen på, hvad gravitationsbølger kan lære os - adskillige andre gravitationsbølgeobservatorier og detektorer er planlagt til at komme online i de næste fem år, og de vil give os mulighed for mere følsomt at detektere gravitationsstråling.
Ligesom vi i øjeblikket kan lytte til radiobølger for at finde ud af, hvad der skete i vores univers, har vi nu evnen til at gøre det samme med gravitationsbølger. Og det mest spændende er, at vi ikke engang kan begynde at forudsige lige nu, hvad det kan føre til.
Forskningen har været udgivet i Fysiske anmeldelsesbreve .
Du kan se liveopdateringer fra under pressekonferencen nedenfor:
10:00 ET: Okay, nedtællingen er officielt i gang! Der er en halv time før pressemødet starter, og 15 minutter til vi har adgang til det. Klokken er 02.00 her i Sydney, så undskyld på forhånd for eventuelle tastefejl under denne livestream - lad aldrig en dårlig tidszone komme i vejen for fysikken!
10.04 ET: Mens vi venter,Find ud af mereom, hvad rygterne siger, vil blive annonceret i dag - hvilket er det første klare, utvetydige bevis på, at gravitationsbølger eksisterer (noget Einstein forudsagde for 100 år siden). Du kan også se dette interview med fysikeren Lawrence Krauss, som først satte rygterne i gang.
10.14 ET: Her går vi, gutter. Fysikken, som vi kender den, kan være ved at ændre sig for altid...
10.23 ET: Lad os alle distrahere os selv fra det ventende spil vedser dette musikalske resuméaf den sidste mislykkede søgen efter gravitationsbølger, sat til tonerne af 'The Circle of Life'. Lad os håbe, at vi får bedre nyheder denne gang!
10.31 ET: France Córdova, direktøren for National Science Foundation, byder os velkommen til meddelelsen.
10.35 ET: 'Mine damer og herrer, vi har opdaget gravitationsbølger. Vi gjorde det!' EEEEEK!!!!!!! Dette er det gutter!!! Jeg græder faktisk.
10.36 ET: Dette signal blev set den 14. september sidste år, og det var resultatet af to sorte huller, der kolliderede og smeltede sammen for omkring 1,3 milliarder år siden.
10.36 ET: Flere detaljer kommer hurtigt ind, men lige nu lad os være tydelige - gravitationsbølger er blevet opdaget, og det er ved at åbne et vindue på universet, som vi aldrig har haft før. Det vil også ændre vores forståelse af, hvordan universet fungerer. Og det viser ENDELIG, at Einstein har ret!
10.37 ET: Vi ser en video af de to sorte huller, der spiraler rundt om hinanden og til sidst smelter sammen og udløser gravitationsbølgerne. Det er første gang, der nogensinde er set en binær sort hul-fusion.
10.38 ET: De sorte huller var omkring 30 gange Solens masse og accelererede til halvdelen af lysets hastighed, da de smadrede ind i hinanden, bare for at give dig en fornemmelse af, hvor stor kollisionen var!
10.39 ET: OK, nu ser vi en simulering af gravitationsbølgerne, der stammer fra fusionen af det sorte hul, og derefter spredes ud mod Jorden, hvor de meget, meget gradvist får Jorden til at vrikke som gelé.
10.40 ET: Gå ikke i panik, Jorden vrikker faktisk ikke på nogen åbenlys måde. Vi taler om bittesmå, bittesmå ændringer, som kun LIGO kunne opfange. 'Vi forsøger at måle ting en tusindedel af diameteren af en proton,' sagde David Reitze, LIGOs administrerende direktør.
10.41 ET: Reitze sammenligner det med at forsøge at måle afstanden mellem Solen og dens nærmeste stjerne - LIGO er i stand til at måle det til niveauet omkring bredden af et menneskehår. Imponerende!
10.42 ET: 'Dette var et videnskabeligt måneskud... og vi gjorde det, vi landede på månen .' JA!
10.43 ET: OK, så nu får vi mere information fra LIGO-talsmand Gabriela González om selve opdagelsen. Vi vil også snart give jer mere information om, hvad det hele betyder.
10.44 ET: LIGO-holdet var i stand til at måle den lille gravitationsbølge ved at bruge to laboratorier på samme tid - et i Livingston, Louisiana, og et i Hanford, Washington. Bølgerne er så små, at hvis du kun så den lille forvrængning i ét laboratorium, ville du ikke kunne tro, at de var rigtige, forklarer González.
10.45 ET: Så her er den rygende pistol. Det er de signaler, som først blev opfanget af Livingston-laboratoriet og 7 millisekunder senere af Hanford i september 2015.
Ændringerne, de opdagede, var kun en meget lille del af diameteren af en proton, men det fantastiske er, at de stort set NØJST stemmer overens med de forudsigelser, forskerne lavede om, hvordan gravitationsbølger ville have set ud (overlejret nedenfor).
10.46 ET: Måleenheden her er belastning - hvilket betyder belastning i rumtiden, hvilket er ret utroligt at tænke på i sig selv.
10.47 ET: De gravitationsbølger, vi har set, opstod mere end 1 milliard lysår væk, 'da flercellede liv her på Jorden lige var begyndt at sprede sig', som González forklarer.
10.50 ET: Okay, wow. Nu afspiller de os den faktiske lyd, som gravitationsbølgen producerede! Dette er utroligt. Vi LYTTER TIL GRAVITATIONSBØLGER. Hvad er dette liv?!
10.50 ET: Med nye observatorier, der kommer online næste år, vil vi være i stand til bedre at kortlægge og spore, hvor gravitationsbølger kommer fra.
10.51 ET: 'Dette er kun begyndelsen, vi har opdaget gravitationsbølger fra sammensmeltningen af sorte huller. Det har været en meget lang vej, men dette er kun begyndelsen. Det er det første af mange, der kommer... nu, hvor vi ved, at binære sorte huller er derude, begynder vi at lytte til universet.'
10.56 ET: Fysiker Rainer Weiss giver os flere detaljer om opdagelsen og følsomheden af LIGO-laboratoriet. Det er helt utroligt, at LIGO var i stand til at opfange så små ændringer med så utrolig nøjagtighed.
10.57 ET: Så hvordan virker LIGO? Grundlæggende affyrer fysikerne lys fra lasere ind i to L-formede rør, og dette lys bliver kastet frem og tilbage af et sæt spejle. Eventuelle små krusninger i rumtiden vil forårsage små timingændringer i dette laserlys, og LIGO-detektorerne er i stand til at opfange det.
10.59 ET: Åååh, Weiss kigger på teoretiske fysikere. Brænde!
11.01 ET: Åh mand, det er vidunderligt at se alle de involverede videnskabsmænd kramme og juble. Det er sådan en stor dag, og det har involveret så meget hårdt arbejde fra så mange forskere.
11.04 ET: Detektionen af gravitationsbølgerne vil blive offentliggjort i dag i Fysiske anmeldelsesbreve, med flere papirer på vej.
11.06 ET: OK, nu ser vi en simulering af, hvordan gravitationsbølgerne faktisk opstod fra sammensmeltningen af to sorte huller. Den samlede effekt i gravitationsbølger under den korte kollision af disse sorte huller var 50 gange større end al den kraft, der blev udsendt af alle universets stjerner tilsammen. Hov.
11.07 ET: Fordi kollisionen var så kort, var den frigivne energi ikke ret meget, det svarer bare til at tage tre sole og udslette dem, NBD.
11.07 ET: Vi vil nu være i stand til at prøve at detektere gravitationsbølger fra en hel masse andre astronomiske begivenheder. 'LIGO har åbnet et nyt vindue til universet,' siger Kip Thorne, LIGOs medstifter.
11.08 ET: Det, der virkelig er spændende ved dette, er, at det giver os en helt ny måde at se universet på - ligesom opdagelsen af radiobølger. 'Jeg tror, vi kan være ret sikre på, at vi vil se store overraskelser - måske endda større overraskelser gennem gravitationsbølgevinduet end gennem radio- og røntgenvinduerne,' sagde Thorne.
11.10 ET: 'Wow, Einstein ville stråle lige nu, ikke sandt?' JA, Córdova, det ville han!
11.13 ET: Okay, mens vi er i gang med den officielle tak, vil vi blive hængende i det papir, der lige er blevet udgivet for at give jer nogle flere detaljer ovenfor.
11.15 ET: Det er spørgetid!
11.16 ET: Mente forskerne, at resultatet var for godt til at være sandt? Absolut. Derfor tog det så lang tid for dem at komme med meddelelsen, efter at signalet blev opdaget i september.
11.22 ET: Godt spørgsmål: Forventer vi at se mange flere gravitationsbølger, eller var vi heldige og fik øje på en begivenhed, der var en gang i et årti? Kort svar: Ja! Fysikere burde være i stand til at se et par flere signaler i år, og de vil være i stand til at øge interferometrenes følsomhed for forhåbentlig at få flere aflæsninger.
11.29 ET: Et par gode spørgsmål til, hvad der så sker. En spændende udvikling er lanceringen af LISA - Laser Interferometer Space Antenna Project - som er et rumbaseret gravitationsbølgeobservatorium. Det er vigtigt, fordi LISA vil være i stand til at lytte til gravitationsbølgesignaler uden baggrundsstøj fra Jorden.
11:30 ET: Tilsyneladende ser omkring 90.000 af os denne stream live. F*ck ja, videnskab!
11.31 ET: En anden sjov kendsgerning, Kip Thorne var videnskabelig konsulent på Interstellar . Så hvem er spændt på Interstellar 2?
11.32 ET: Vi skimmer over en masse spørgsmål her, fordi der er en hel masse detaljer, der bliver delt. Men det overvældende budskab, du skal vide, er, at dette kun er begyndelsen. Interferometrene vil blive mere følsomme og vil være i stand til at opfange lavere frekvenser, hvilket betyder, at vi vil være i stand til meget bedre at forstå disse gravitationsbølger i fremtiden.
11.33 ET: Godt spørgsmål: Hvad betyder det for os her på Jorden? Bringer dette os videre i videnskaben om tidsrejser? 'Det giver os en meget dybere forståelse af, hvordan rumtiden opfører sig, når den er ekstremt skæv,' siger Thorne. 'Jeg tror ikke, det kommer til at bringe os tættere på at kunne lave tidsrejser. Jeg ville ønske, det ville, men det er en anden retning«. For fanden, undskyld gutter.
11.37 ET: Okay, webcastet er ved at være slut nu. Med alle opdateringerne har vi ikke haft mulighed for at fortælle jer, hvor overvældede, glade og begejstrede vi er over denne nyhed. Videnskab er altid fantastisk, men dette er en af de største ting, der er sket, siden Energyeffic blev lanceret for første gang for otte år siden, og at skrive dette nu er bare forbløffende (og det er ikke kun den tidlige morgensnak). Tak til jer alle, fordi I så med og var begejstrede sammen med os. Vi ville ikke kunne gøre det uden dig.
Pressemødet blev streamet live her: