Forskere har brukt pulsarer, blinkende døde stjerner, til å lete etter lavfrekvente gravitasjonsbølger.(Illustrasjon: Aurore Simonnet for the NANOGrav Collaboration)
Nå har forskere bedre bevis: Rommet vogges av enorme gravitasjonsbølger
Forskere mener å ha avslørt bakgrunnsstøyen fra kollisjoner av supermassive sorte hull. – Det gir enorme muligheter, sier forsker.
Siden har forskere målt nesten 100 hendelser der to objekter har rotert rundt hverandre og smeltet sammen, ifølge ScienceAlert. Hendelsene stammer fra møter mellom sorte hull eller nøytronstjerner. Dette er rester etter stjerner som har dødd.
Idet gravitasjonsbølgene passerer LIGO-anlegget, strekkes og presses det nesten umerkelig lite. LIGO kan registrere en endring på en tusendedel av et proton.
Observatorier på jorden kan kun oppdage gravitasjonsbølger med visse bølgelengder.
Det blir litt som hvis astronomer bare kunne se røntgenstråling med teleskopene sine. Da ville de gått glipp av mye informasjon om universet.
Ved å bruke galaksen som observatorium, har denne gruppen, samt grupper fra Australia, Europa, India og Kina nå funnet sterke bevis for lavfrekvente gravitasjonsbølger.
Det blir som bass-versjonen av romtids-krusningene, som The Guardian beskriver det.
Flere grupper
Annonse
NANOGrav, North American Nanohertz Observatory for Gravitational Waves, er et samarbeid som studerer gravitasjonsbølger ved hjelp av pulsarer. Pulsarer er raskt roterende nøytronstjerner.
Samarbeidet består av over 190 forskere fra USA og Canada.
I et sett med publikasjoner i tidsskriftet The Astrophysical Journal Letters, beskriver de resultater basert på data fra 67 pulsarer over 15 år.
Forskergrupper i Australia, Europa, India og Kina har sluppet sine resultater samtidig, som er basert på et mindre antall pulsarer. Dataene fra alle gruppene peker i samme retning.
Forskerne har tidligere funnet tegn på en bakgrunn av gravitasjonsbølger.
Nå er bevisene sikrere, forteller Germano Nardini. Han forsker ved Universitetet i Stavanger og jobber selv med gravitasjonsbølger.
Nyheten var ikke uventet.
– Men det er selvfølgelig veldig bra, sier Nardini til forskning.no.
Ikke helt spikret
Sigma brukes i noen vitenskaper som et mål på hvor statistisk sikre funnene er.
De nye funnene er enda ikke helt oppe på Sigma 5, som er en statistisk sikkerhet på 99,99 prosent og regnes som gullstandarden for å kunne si at et funn er bekreftet.
Det er som hvis du kaster en terning og får seks hver gang. Da begynner det å bli mindre og mindre sjanse for at det er tilfeldig, forklarer Nardini.
Annonse
Sannsynligheten for at de nye resultatene kun skyldes en tilfeldighet, er nå 1 av 1.000.
– Det er veldig høyt, men fremdeles ikke en offisiell oppdagelse, fordi vi trenger et høyere tall. Men vi er veldig nære, sier Nardini.
Det jobbes med å analysere data fra alle samarbeidene rundt i verden. Resultatene vil komme om omtrent ett år, skriver The New York Times. Xavier Siemens, som er en del av NANOGrav-teamet, forventer at de da vil overgå Sigma 5-nivået.
Fyrtårn i rommet
Forskerne har brukt en rekke teleskoper for å følge med på pulsarer i Melkeveien.
Pulsarer kan rotere flere hundre ganger i sekundet og sender ut radiostråling fra polene. Når strålene sveiper over jorden, kan forskere måle det. Lysblinkene tikker som en hypernøyaktig klokke.
Ved å følge med på flere slike pulsarer over lengre tid, kan forskerne oppdage digre gravitasjonsbølger i universet.
Gravitasjonsbølger strekker og trykker sammen rommet bittelitt. Det gjør at strålingen fra pulsarene må reise litt lenger eller litt kortere. Det skaper mønstre med tidsforskjeller.
Forskningssamarbeidene fra ulike land dekker forskjellige deler av himmelen, forteller Nardini.
– Pulsarene som USA og Canada ser på, er forskjellige fra dem som Australia ser på.
Illustrasjon av en pulsar.(Foto: NASA’s Goddard Space Flight Center)
Galakser som krasjer
Signalene er forskjellige fra dem som er oppdaget før på flere måter.
Annonse
Med LIGO måles gravitasjonsbølger fra en hendelse. LIGO fanger opp det siste stadiet av to sorte hull som roterer rundt hverandre og kolliderer, forteller Nardini.
LIGO kan fange opp gravitasjonsbølger fra sorte hull som er like massive som solen eller noen titalls ganger tyngre.
Det antas at de nye signalene i stor grad kommer fra supermassive sorte hull. De er langt større, hundretusenvis til millioner av ganger så massive som solen.
Signalene kommer ikke bare fra det korte øyeblikket da de kolliderer, forteller Nardini, men starter langt tidligere. Supermassive sorte hull kan rotere rundt hverandre i millioner av år før de smelter sammen.
– Supermassive sorte hull er forventet å finnes i midten av galakser, så vi snakker om galakser som kolliderer.
Bakgrunnsstøy
Signalene forskerne har oppdaget, stammer ikke fra en enkelt hendelse.
Bølgene kommer fra supermassive sorte hull som danser rundt hverandre overalt i universet.
– Se for deg at du er på en fotball-arena. Det LIGO gjør, er å måle en person som snakker høyt på tribunen, veldig nær deg.
Med pulsarene har forskerne isteden målt den samlede støyen som kommer fra alle menneskene i arenaen.
– De kan ikke skille ut en individuell person. Det er tusener av folk som snakker.
Noe annet som er spennende, forteller Nardini, er at du ikke er sikker på om lyden du hører, kun kommer fra fotball-arenaen eller om den også stammer fra noe som forgår utenfor.
Annonse
– Dette kan være lyd fra det tidlige universet, før sorte hull ble dannet.
Dette vil bli en viktig diskusjon i årene framover, sier Nardini.
Hva skjuler seg i signalene?
Bakgrunnssignalet er sterkere enn forskerne ventet.
– Det er virkelig i den øvre enden av hva modellene våre kan lage fra bare supermassive sorte hull, sier Chiara Mingarelli i NANOGrav i en pressemelding.
Dette kan bety at det har vært flere og tyngre supermassive sorte hull som smeltet sammen enn det som var ventet.
Eller det kan være at gravitasjonsbølger fra andre kilder har blandet seg inn.
Hva kan vi lære i fremtiden fra denne bakgrunnsstøyen i universet?
– Det ble sagt at LIGO åpnet et nytt vindu til universet. Men poenget er at LIGO kun målte en fraksjon av frekvensene av gravitasjonsbølger, sier Nardini.
Pulsar-eksperimentene måler gravitasjonsbølger på helt andre frekvenser, fra andre kilder, fortsetter han.
– Hva kan vi lære? Det er enorme muligheter, sier Nardini.
Du kan lære om populasjonene av supermassive sorte hull i universet, du kan forstå dynamikken til supermassive sorte hull som roterer rundt hverandre og hvordan de ble dannet, forteller Nardini.
Dette er én side, en annen er hva som muligens kommer fra utsiden av fotballarenaen. Dette kan være enda mer fantastisk, sier Nardini.
Ny fysikk?
Noe av støyet kan være knyttet til universets tilblivelse.
– Vi har ikke direkte målinger av hva som hendte i de første minuttene av universet.
Videre er det mulig at det kan skjule seg hint om ny fysikk i bakgrunnsstøyen.
– Den nåværende modellen predikerer at det ikke skal være lyd på utsiden av arenaen som vil være høy nok til å høres.
– Hvis vi hører denne lyden, så betyr det at vår kunnskap om partikkelfysikk og kosmologi ikke er komplett.
Nardini legger til at han synes det er synd at Norge ikke er med på pulsar-samarbeidet eller var involvert i LIGO fra starten av.
Han peker på at det er viktig å satse på grunnforskning som kanskje ikke vil oppnå resultater på flere tiår, men som fører til noen av menneskehetens største prestasjoner.
