Gravitatsioonilained

Ta pidas seda mõju siiski nii väikeseks, et seda ei suudeta kindlasti kunagi tõestada. See oli eksitus. Ülevaade sajandipikkusest uurimistööst kuni selle aastatuhande suurima läbimurdeni füüsikas.

1916

Gravitatsioonilainete olemasolu

Albert Einstein avaldab artikli pealkirjaga „Gravitatsioonivälja võrrandite ligikaudne integreerimine“. Selles ennustab ta esmakordselt gravitatsioonilainete olemasolu. Ta tuletab need oma üldrelatiivsusteooria võrranditest, mille ta avaldas 1915. aastal.

1918

Uued valemid

Albert Einstein esitas gravitatsioonilainete leviku valemi, mida teaduses peetakse tänaseni peaaegu muutumatuna kehtivaks.

1936

Kas gravitatsioonilained on olemas või mitte?

Einsteinil tekivad kahtlused oma teooria paikapidavuses. Ta kirjutab koos oma kolleegi Nathan Roseniga artikli, milles nad väidavad, et suudavad gravitatsioonilainete olemasolu ümber lükata. Üks retsensent leiab nende argumenteerimises vea; artikkel avaldatakse lõpuks hoopis teistsuguste tulemustega. Kahtlused gravitatsioonilainete olemasolu suhtes jäävad püsima.

Einsteinil tekivad kahtlused oma teooria paikapidavuses. Ta kirjutab koos oma kolleegi Nathan Roseniga artikli, milles nad väidavad, et suudavad gravitatsioonilainete olemasolu ümber lükata. Üks retsensent leiab nende argumenteerimises vea; artikkel avaldatakse lõpuks hoopis teistsuguste tulemustega. Kahtlused gravitatsioonilainete olemasolu suhtes jäävad püsima.

1957

„Sticky Bead“ – mõtteline eksperiment

Põhja-Carolina osariigis Chapel Hillis toimub rahvusvaheline konverents Einsteini relatiivsusteooria teemal. Keskmes on Richard Feymanni kuulus mõtteline eksperiment „Sticky Bead”. Selles kirjeldab füüsik gravitatsioonilaine mõju kuulikesele, mis liigub kepil üles-alla ja tekitab seejuures hõõrdumise tagajärjel soojust. Teadlased jõuavad järeldusele, et gravitatsioonilained peavad olemas olema.

1960

Füüsik Joseph Weber teeb esimesed katsed gravitatsioonilainete väikeste mõjude tuvastamiseks.

1969

Kas tõendamine õnnestus?

Weber teatas, et tal on õnnestunud gravitatsioonilainete olemasolu tõestada. See uudis tekitas suurt tähelepanu ja innustas teadlasi kogu maailmast läbi viima järelkatsetusi. Ükski neist katsetest ei suutnud aga Weberi avastust kinnitada.

1974

Kaudne tõend

Kahel Ameerika astronoomil, Joseph Tayloril ja Russel Hulse'il, õnnestub gravitatsioonilainete olemasolu kaudselt tõestada: nad märkavad, et kahe tähe ümber tiirlemise periood lüheneb äärmiselt aeglaselt, kuid järjekindlalt. Seega kaotab süsteem ilmselt energiat. Teadlaste ainus seletus sellele nähtusele on gravitatsioonilainete kiirgamine.

1992

Teadlased võtavad Ameerika Ühendriikides kasutusele LIGO observatooriumi (laserinterferomeetriline gravitatsioonilainete observatoorium). Uus tehnoloogia on neli korda tundlikum kui varasemad süsteemid. Siiski ei õnnestu esimesed katsed gravitatsioonilainete avastamiseks.

1993

Ameerika astronoomid Taylor ja Hulse pälvivad Nobeli füüsikapreemia gravitatsioonilainete kaudse avastamise eest.

2015

LIGO-detektorid avastavad gravitatsioonilained

14. septembril 2015. aastal registreerisid teadlased LIGO observatooriumi mõõteseadmetega kosmosest pärit otsustava signaali, mis oli 1,3 miljardit aastat vana. Kaks musta auku olid ühinenud. Viimases faasis, mis kestis vähem kui sekundi, kiirgas hiiglaslik must auk nii tugevaid gravitatsioonilainete, et LIGO detektorid suutsid need Maal avastada. Teadlased alustavad andmete analüüsimist.

2016

Teaduslik sensatsioon

Teadlased on andmete analüüsi lõpetanud. Nüüd on nad kindlad: signaal, mille nad 2015. aastal LIGO detektoritega vastu võtsid, pärineb 99,99999 protsendi tõenäosusega gravitatsioonilainetest. See on teaduslik sensatsioon.

2019

Signaalid 520 miljoni valgusaasta kauguselt

Gravitatsioonilainete detektorite rahvusvaheline võrgustik on registreerinud teise signaali kokkupõrkuvatest neutronitähtedest. LIGO Livingstoni ja Virgo detektorid tuvastasid 25. aprillil 2019 signaali nimetusega GW190425 kui „väga olulise sündmuse“. Signaal pärineb umbes 520 miljoni valgusaasta kauguselt, mis on neli korda kaugemal kui esimene neutronitähtede ühinemisest pärinev gravitatsioonilaine 2017. aasta augustis. Hannoveri Albert Einsteini Instituudi teadlased aitasid selle avastuse puhul kaasa signaali tuvastamise ja analüüsimise meetodite väljatöötamisele. Nad koostasid mudeleid gravitatsioonilainetest, mida ühinevatelt neutronitähtedelt oodatakse.

2020

Signaal, millele pole varem midagi sarnast olnud

Gravitatsioonilainete uurijate ootused on täitunud: gravitatsioonilainete avastamine kuulub nüüdseks nende igapäevatöö hulka. Kuid nüüd on nad avaldanud signaali, mida nad pole varem kunagi näinud: GW190412 näitab esmakordselt, kuidas kaks väga erineva massiga musta auku ühinevad – väiksem must auk, mille mass on umbes kaheksakordne meie Päikese massist, neelatakse suurema musta augu poolt, mille mass on umbes 30-kordne Päikese massist. See vaatlus võimaldab mitte ainult süsteemi astrofüüsikaliste omaduste täpsemat mõõtmist, vaid lubab LIGO-Virgo teadlastel ka kinnitada Einsteini üldrelatiivsusteooria seni katsetamata ennustust.