Terje Wahls blogg

Med Einstein inn i en ny tid

12.2 2016 23:33

Joda, jeg satt oppe torsdags kvelden og leste til langt på natt. På den ganske enkle, men samtidig monumentale artikkelen "Observation of Gravitational Waves from a Binary Black Hole Merger" (Abott et al, Physical Review Letters 2016). (Listen over forfattere går over tre sider, og listen over arbeidsgivere fyller to hele sider!)

Ikke bare er dette bekreftelsen på at Einsteins gravitasjonsbølger omsider er påvist her på Jorda. Det er også den sterkeste indikasjonen hittil på at sorte hull virkelig finnes, og at man kan studere dem.

Men altså ...

Det var den 14. september i fjor kl 09:50:45 UTC at "noe" passerte igjennom Jorda. Noe som strekte og klemte litt på kloden vår. Sånne ting har temmelig sikkert passert før, og de vil komme senere. Men akkurat denne gangen stod altså to gigantiske underjordiske observatorier klar i USA for å registrere gravitasjonsbølger fra det ytre rom. Og siden utslaget kom litt tidligere i Louisiana enn i staten Washington, så må fenomenet trolig ha kommet fra den sydlige halvkule på himmelen. 

Dette "noe" ser ut til å ha vært en bølgepakke av gravitasjonsjonsbølger, utsendt for omtrent en milliard år siden, i det som var den avsluttende dødsdansen til to sorte hull som sirklet stadig nærmere hverandre mens de strålte ut gravitasjonsbølger, og som til slutt smeltet sammen i et favntak av helt utrolige dimensjoner.

Øverst: Signalet som ble målt av LIGO-instrumentet i Hanford, WA. Nederst: Numerisk simulering av gravitasjonsbølgepakke basert på generell relativitetsteori. (Bilde: Abbott et al, Phys Rev Lett 2016)

Ved å sammenlikne med forventede signaler fra slike "dødsdanser" som er beregnet numerisk fra Einsteins generelle relativitetsteori, så har man nå konkludert med at fenomenet best kan forklares ved at de to sorte hullene hadde masser på ca. 36 solmasser og 29 solmasser. Og i prosessen fram til at man stod igjen med bare ett sort hull, så ble det strålt ut energi tilsvarende tre hele solmasser (og da mener jeg virkelig E = mc**2)! Dette er så enorme energimengder at man får bare prise seg lykkelig over at det skjedde for veldig lenge siden i en galakse langt, langt borte ...

Skisse av de to sorte hullenes bevegelser, simulert gravitasjonsbølgesignatur ved Jorda, samt de to sorte hullenes relative hastighet (enhet: lyshastigheten) og avstand (enhet: Schwarzschild-radius). (Bilde: Abbott et al, Phys Rev Lett 2016)

Men en ting er at Einsteins prediksjon av gravitasjonsbølger (fra 1916) overlevde denne testen. Også Karl Schwarzschilds påvisning i 1915/1916 av at Einsteins likninger tilsier eksistensen av sorte hull, synes å være beinhard virkelighet. Men hvorfor det være sorte hull involvert her? Jo, med de internavstander og hastigheter som vi ser her, så ville vanlige stjerner eller nøytronstjerner ha buttet borti hverandre mye tidligere. De to svært massive objektene som har fullført denne dødsdansen, må begge ha hatt en særdeles liten radius - og dermed har vi ingen annen forklaring enn sorte hull.  

Men det som kanskje er viktigst, er at en helt ny målemetode nå er etablert for å se langt utover og tilbake i verdensrommet - måling med gravitasjonsbølger. Og hvem vet hva vi kommer til å se med gravitasjonsbølgeinstrumenter etter hvert?

Vann, land og havnivå

Så det var litt av en uke, ja. Og da blekner det kanskje litt at det i Science kom en svært interessant artikkel om satellittmålt forflytning av vannmasser mellom land og hav. Det er 13 år med målinger fra GRACE-satellittene som er studert i "A decade of sea level rise slowed by climate-driven hydrology" (Reager et al, Science, 12 Feb 2016). 

Hovedpunktet der er at man nå har empirisk bevis for at i denne perioden har landmassene blitt "våtere", globalt sett. Netto har ganske mye vann blitt flyttet fra hav til land, og dette har holdt igjen den globale havnivåstigningen noe. 

Øverst: Områder hvor det har blitt mindre vann. Nederst: Områder hvor det har blitt mer vann. Totalt sett har mengden vann på landjorden økt i perioden fra april 2002 til november 2014. (Bilde: Reager et al, Science, 2016).

Forfatterne er forsiktige med å spekulere om det vi har sett i disse GRACE-årene bare er en del av en svingning (og at vi derfor står foran noen år med mye raskere havnivåstigning) eller om det er en generell trend at landmassene (globalt sett) kommer til å holde på mer og mer vann etter hvert som verden blir varmere. Fremtiden vil vise. Og innen den tid vil kanskje neste generasjon klimamodeller komme med testbare prediksjoner om dette temaet.       

God helg. 

forskning.no ønsker en åpen og saklig debatt. Vi forbeholder oss retten til å fjerne innlegg. Du må bruke ditt fulle navn. Vis regler

Regler for leserkommentarer på forskning.no:

  1. Diskuter sak, ikke person. Det er ikke tillatt å trakassere navngitte personer eller andre debattanter.
  2. Rasistiske og andre diskriminerende innlegg vil bli fjernet.
  3. Vi anbefaler at du skriver kort.
  4. forskning.no har redaktøraransvar for alt som publiseres, men den enkelte kommentator er også personlig ansvarlig for innholdet i innlegget.
  5. Publisering av opphavsrettsbeskyttet materiale er ikke tillatt. Du kan sitere korte utdrag av andre tekster eller artikler, men husk kildehenvisning.
  6. Alle innlegg blir kontrollert etter at de er lagt inn.
  7. Du kan selv melde inn innlegg som du mener er upassende.
  8. Du må bruke fullt navn. Anonyme innlegg vil bli slettet.

Terje Wahls blogg