Opdagelsen af tyngdebølger giver Nobelpris i fysik

Tre amerikanske professorer deler årets Nobelpris i fysik. Kip Thorne, Rainer Weiss og Barry Barish får Nobelprisen for opdagelsen af tyngdebølger.

Rainer Weiss får halvdelen af prisen, mens de to andre må dele den anden halvdel.

»Det er omkring 1.000 menneskers arbejde, der belønnes her. Og det er et stykke arbejde, der har været i gang i 40 år,« siger Rainer Weiss på Nobelpriskomiteens pressemøde.

»I fremtiden skal vi forbedre følsomheden, så vi kan kigge længere ud i universet. Vi håber, at vi vil kunne detektere sorte huller, der kolliderer i alle dele af universet.«

Rumtiden skælver

Tyngdebølger, der også kaldes gravitationsbølger, er krusninger i selve rumtiden.

De udsendes, når masser accelererer i forhold til hinanden, for eksempel når sorte huller eller neutronstjerner kredser rundt om hinanden.

Med tyngdebølgedetektorer har vi fået et helt nyt vindue til universet. Tyngdebølger kan nemlig fortælle os en masse om nogle af universets voldsomste begivenheder og for eksempel gøre os meget klogere på sorte huller, neutronstjerner og supernovaer.

LÆS OGSÅ: Forskere: Disse fund kan vi forvente af tyngdebølger

»Det er helt som forventet og meget velfortjent,« lyder det fra Thomas Tauris, der er astrofysiker og forsker i neutronstjerner, sorte huller og tyngdebølger ved universitetet i Bonn i Tyskland. Samtidig er han adjungeret professor ved Aarhus Universitet.

»Det teoretiske arbejde gennem de sidste 30-40 år og disse helt utrolige præcisionsmålinger af gravitationsbølger går op i en højere enhed. Det er en smuk kombination.«

100 års ventetid

Tyngdebølgerne blev beskrevet af Albert Einstein i den almene relativitetsteori, men først 100 år efter teoriens fremkomst blev det muligt at udvikle detektorer, der var i stand til at måle de ekstremt svage bølger.

»Nobelprisen er helt fantastisk og velfortjent. Prisen gives for opdagelsen af noget, der blev forudsagt for 100 år siden, og tyngdebølgedetektorerne åbner op for en helt ny måde at detektere signaler fra det fjerne univers,« som professor Jens Hjorth fra Dark Cosmology Centre under Niels Bohr Institutet ved Københavns Universitet siger det.

LÆS OGSÅ: Hvad er tyngdebølger?

Det er netop arbejdet med detektorerne, som giver Nobelprisen. Modtagerne var nemlig hovedkræfterne bag det amerikanske tyngdebølgeobservatorium LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory), der består af to detektorer i hver sin ende af USA.

De to detektorer opfangede de første tyngdebølger 14. september 2015, og 11. februar 2016 blev opdagelsen annonceret. Det skrev vi om i artiklen Fysikerne jubler: Vi har fundet tyngdebølger!

Einsteins teori blev bekræftet

Tyngdebølgerne kom fra to sorte huller, der kolliderede, så med detektionen blev eksistensen af to af naturens underligste fænomener – tyngdebølger og sorte huller – bekræftet. Einstein fik ret igen.

11. februar 2016 blev endnu en omgang tyngdebølger annonceret. Denne gang var det nogle lidt mindre sorte huller, der smeltede sammen – læs mere i artiklen Nye tyngdebølger: Mindre sorte huller har givet lyd fra sig.

Tredje og fjerde gang, LIGO detekterede tyngdebølger, var i år - senest i august, hvor den europæiske tyngdebølgedetektor Virgo også kunne opfange bølgerne.

Tre pensionerede professorer

85-årige, tyskfødte amerikaner Rainer Weiss er professor emeritus ved Massachusetts Institute of Technology (MIT), og han er manden bag den laserinterferometri-teknik, der er hjertet i LIGO-detektorerne.

Rainer Weiss har også beskæftiget sig indgående med den kosmiske baggrundsstråling, specielt i forbindelse med den amerikanske satellit COBE.

77-årige Kip Thorne fra USA er professor emeritus ved California Institute of Technology (Caltech), og han er en af verdens førende eksperter inden for Einsteins almene relativitetsteori.

Han beskæftiger sig mest med sorte huller og tyngdebølger, og han har gjort et enormt teoretisk arbejde i forhold til at forudsige, hvordan tyngdebølgesignaler fra forskellige kosmiske begivenheder vil vise sig i detektorerne. Uden dette forarbejde ville det have været uhyre svært at finde signalerne i støjen fra detektorerne.

LÆS OGSÅ: Vil tyngdebølge-sensation ændre dansk forskning?

Forrige år var Kip Thorne i øvrigt i Danmark, hvor han blandt andet besøgte Christiania for at holde en forelæsning om videnskaben bag filmen Interstellar, som han var konsulent på. Forelæsningen var arrangeret af Science & Cocktails, og den kan ses på Youtube.

LÆS OGSÅ: Hvor længe kan et tyngdebølgesignal vare?

Amerikanske Barry Barish, der er 81 år gammel, er også professor emeritus ved Caltech. Han var hovedkraften bag, at LIGO-detektorerne blev til virkelighed – at de blev bygget og blev følsomme nok til at detektere de uhyre svage tyngdebølger. Han sørgede også for at gøre LIGO til et internationalt projekt, der involverer mere end 1.000 forskere fra hele verden.

Anden Nobelpris for tyngdebølger

Det er ikke første gang, tyngdebølger giver en Nobelpris. Det skete også i 1993, hvor astrofysikerne Russell Hulse og Joseph Taylor fik Nobelprisen i fysik for opdagelsen af den binære pulsar PSR 1913+16, som de fangede radiosignaler fra i 1974.

En pulsar er en neutronstjerne – de kompakte rester af en udbrændt stjerne – der udsender elektromagnetisk stråling som en form for kosmisk fyrtårn. Det specielle ved pulsaren PSR 1913+16 er, at den kredser stadig tættere om en anden neutronstjerne, fordi systemet mister energi i form af tyngdebølger – præcis som forudsagt af Einstein.

På den måde er PSR 1913-16 en indirekte detektion af tyngdebølger, hvor det altså er den direkte detektion, der giver Nobelprisen i år.

Herunder kan man se pressemødet, hvor det blev røbet, hvem der fik årets Nobelpris i fysik.