LISA ferd Pathfinder

LISA-ferd skal måle gravitasjonsbølger fra sorte hull

Når sorte hull braker sammen i gigantiske kollisjoner, setter det i gang svingninger – eller såkalte gravitasjonsbølger – som forskerne hittil ikke har kunnet måle. Men med NASA og ESAs LISA-ferd flyttes jakten nå ut i rommet. Få bakgrunnen her.

2. juli 2015 av Jesper Bindslev

LISA-ferd støtter seg til Einstein

I dag stammer nesten alt vi vet om universet, fra observasjoner av lys. Men de sorte hullene, som befinner seg i galaksenes sentrum, kommer vi aldri til å få se fordi de slipper ikke ut så mye som den minste lysstråle. Derimot sender de ut gravitasjonsbølger.

Gravitasjonsbølgers eksistens ble forutsagt av Albert Einstein i den generelle relativitetsteorien. Han forutsa at bølgene dannes når store masser akselererer raskt gjennom universet. For eksempel når mindre galakser blir slukt av større, og de sorte hullene i sentrum av galaksene smelter sammen.

Gravitasjonsbølger sprer seg som lyd

Gravitasjonsbølger sammenlignes ofte med lyd. Mens lyd sprer seg gjennom et rom ved å sette luften i svingninger, brer gravitasjonsbølger seg ved å sette selve rommet i svingninger.

Når galakser kolliderer, tørner også de sorte hullene i deres sentrum sammen – og det sender ut gravitasjonsbølger. Hvis LISA-satellittene klarer å måle bølgene, kan det gi ny kunnskap om sorte hull og hvordan galaksene oppsto.

Forskerne har forsøkt å måle de flyktige gravitasjonsbølgene i 100 år, men forgjeves – til nå. Svingningene er nemlig så uendelig svake at det krever ekstremt fintfølende instrumenter.

LISA-ferd går på bølgejakt i rommet

Alle større hendelser i rommet sender ut gravitasjonsbølger med en bestemt bølgelengde – fra få kilometer til mange lysår mellom hver bølgetopp.

Sammenstøt mellom supertunge sorte hull er den kosmiske tungvektsklassen. Disse kollisjonene sender ut gravitasjonsbølger med bølgelengder på opp til et par millioner kilometer, og for å måle dem er det nødvendig å plassere detektorer med langt større avstand enn det er mulig på Jorden.

LISA-ferden flytter derfor jakten på gravitasjonsbølger ut i rommet. Oppdraget, som er et samarbeid mellom NASA og ESA, forløper i to trinn:

? 2015: LISA Pathfinder er generalprøven

Satellitten LISA Pathfinder skal ikke måle gravitasjonsbølger, men teste ut den teknikken som vil gjøre det mulig. Satellitten parkeres akkurat i det punktet der massetiltrekningen fra Jorden og Solen opphever hverandre.

Her følger satellitten med Jorden i dens bane rundt Solen. Det tilsvarer å være i fritt fall gjennom rommet. Utfordringen er å få to terninger inne i satellitten til å stå helt stille i forhold til hverandre.

? 2034: Tre satellitter måler gravitasjonsbølger

Tre satellitter plasseres i en trekant med fem millioner kilometer imellom hver, og trekanten følger Jorden i dens bane rundt Solen.

Hver satellitt sender laserstråler til de to andre. Hver satellitt har også en frittsvevende gullterning som speiler strålene og sender dem i retur. Systemet er stilt inn slik at laserstrålene opphever hverandre. Hvis synkroniseringen forsvinner, viser det at en gravitasjonsbølge har dyttet terningene.

Fremtidens LISA-satellitter vil være i kontakt og foreta sine målinger via laserstråler – med fem millioner kilometers avstand imellom seg.

En stor LISA-ferd er underveis

Planen er sende opp LISA Pathfinder fra Fransk Guyana i 2015 for så å bruke disse erfaringene til den endelige oppskytingen av tre satellitter i 2034. Følg med på det vanskelige romoppdraget:

GULL MED OM BORD

LISA-satellittene anno 2034 har alle en vaskeekte gullterning med om bord. Terningene lar seg ikke påvirke av magnetfelt fra Solen og egner seg derfor godt som lasermålepunkter.

Les også

Kanskje du er interessert i...

FÅ ILLUSTRERT VITENSKAPS NYHETSBREV

Du får ditt gratis spesialtillegg, Vår Ekstreme Hjerne, til nedlasting straks du har meldt deg på nyhetsbrevet.

Fant du ikke det du lette etter? Søk her: