Gravitationsvågor

Han ansåg dock att effekten var så liten att man säkert aldrig skulle kunna bevisa den. Ett misstag. En resa genom hundra års forskning fram till det största genombrottet inom fysiken under detta årtusende.

1916

Gravitationsvågornas existens

Albert Einstein publicerar en uppsats med titeln ”Approximativ integration av gravitationsfältets ekvationer”. I den förutspår han för första gången förekomsten av gravitationsvågor. Han härleder dem från ekvationerna i sin allmänna relativitetsteori, som han hade publicerat år 1915.

1918

Nya formler

Albert Einstein formulerade en formel för utbredningen av gravitationsvågor, som inom vetenskapen än i dag anses vara giltig i stort sett oförändrad.

1936

Finns det gravitationsvågor, eller inte?

Einstein börjar tvivla på giltigheten i sin teori. Tillsammans med sin kollega Nathan Rosen skriver han en artikel där de hävdar att de motbevisar existensen av gravitationsvågor. En granskare upptäcker ett fel i resonemanget; artikeln publiceras slutligen med helt andra slutsatser. Tvivel kvarstår om gravitationsvågor existerar eller inte.

Einstein börjar tvivla på giltigheten i sin teori. Tillsammans med sin kollega Nathan Rosen skriver han en artikel där de hävdar att de motbevisar existensen av gravitationsvågor. En granskare upptäcker ett fel i resonemanget; artikeln publiceras slutligen med helt andra slutsatser. Tvivel kvarstår om gravitationsvågor existerar eller inte.

1957

”Sticky Bead” – ett tankeexperiment

I Chapel Hill, North Carolina, hålls en internationell konferens om Einsteins relativitetsteori. I centrum står Richard Feymans berömda tankeexperiment ”Sticky Bead”. I det beskriver fysikern effekten av en gravitationsvåg på en liten kula som rör sig upp och ner på en pinne och därigenom alstrar värme genom friktion. Forskarna drar slutsatsen att gravitationsvågor måste existera.

1960

Fysikern Joseph Weber gör de första försöken att påvisa de svaga effekterna av gravitationsvågor.

1969

Har verifieringen lyckats?

Weber tillkännager att han lyckats påvisa gravitationsvågor. Nyheten väcker stor uppmärksamhet och inspirerar forskare från hela världen att genomföra uppföljande experiment. Inget av dessa försök kunde dock bekräfta Webers upptäckt.

1974

Indirekt bevis

De två amerikanska astronomerna Joseph Taylor och Russel Hulse lyckas indirekt påvisa gravitationsvågor: de upptäcker att omlopptiden för två stjärnor minskar extremt långsamt men stadigt. Systemet förlorar alltså uppenbarligen energi. Forskarnas enda förklaring till detta fenomen är utsändningen av gravitationsvågor.

1992

Forskare i USA tar LIGO-observatoriet (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) i drift. Den nya tekniken är fyra gånger känsligare än tidigare system. Trots detta misslyckas de första försöken att upptäcka gravitationsvågor.

1993

De amerikanska astronomerna Taylor och Hulse tilldelas Nobelpriset i fysik för sitt indirekta bevis på gravitationsvågor.

2015

LIGO-detektorerna upptäcker gravitationsvågor

Den 14 september 2015 fångade forskarna med sina mätinstrument vid LIGO-observatoriet upp det avgörande signalen från rymden, som var 1,3 miljarder år gammal. Två svarta hål hade smält samman. Under den sista fasen, som varade mindre än en sekund, sände det gigantiska svarta hålet ut så starka gravitationsvågor att LIGO-detektorerna kunde upptäcka dem här på jorden. Forskarna börjar utvärdera data.

2016

En vetenskaplig sensation

Forskarna har avslutat analysen av data. Nu är de övertygade: Signalen som de mottog år 2015 med LIGO-detektorerna härrör till 99,99999 procent från gravitationsvågor. En vetenskaplig sensation.

2019

Signaler från 520 miljoner ljusår

Det internationella nätverket av gravitationsvågsdetektorer har observerat sin andra signal från sammanstötande neutronstjärnor. LIGO-Livingston- och Virgo-detektorerna identifierade signalen, benämnd GW190425, den 25 april 2019 som en ”mycket betydelsefull händelse”. Signalen kommer från ett avstånd på cirka 520 miljoner ljusår, fyra gånger längre bort än den första gravitationsvågen från en neutronstjärnfusion i augusti 2017. Forskare vid Albert Einstein-institutet i Hannover har bidragit till denna upptäckt med metoder för att detektera och analysera signalen. De skapade modeller av de gravitationsvågor som förväntas från sammansmältande neutronstjärnor.

2020

En signal som aldrig tidigare skådats

Gravitationsvågsforskarnas förväntningar har infriats: att upptäcka gravitationsvågor ingår numera i deras dagliga arbete. Men nu har de publicerat en signal som de aldrig tidigare sett: GW190412 visar för första gången hur två svarta hål med mycket olika massor smälter samman – ett mindre svart hål med ungefär åtta gånger solens massa slukas av ett stort svart hål med ungefär 30 gånger solens massa. Denna observation möjliggör inte bara mer exakta mätningar av systemets astrofysiska egenskaper, utan gör det också möjligt för LIGO-Virgo-forskarna att bekräfta en hittills otestad förutsägelse i Einsteins allmänna relativitetsteori.