Årets Nobelpris i fysik – för dig som kan jonglera

Kan du jonglera? Då är årets Nobelpris i fysik något för dig. Du behöver två svarta bollar. Om du inte hittar några av rätt färg kan du som jag använda en svart, permanent, märkpenna. (Var försiktig så du inte kladdar ner dig.) Låt sedan bollarna rotera runt varandra i luften i allt snävare banor. Om du vill briljera kan du i samma ögonblick som du fångar bollarna gömma dem bakom ryggen och trolla fram en lite större svart boll. Se där! En elegant illustration av hur två svarta hål kolliderar med varandra och smälter samman till ett större!

Strax före lunch den 14 september 2015 hände just precis detta. Eller egentligen för nära 1,5 miljarder år sedan, på ett avstånd av lika många ljusår i en avlägsen och okänd galax. Två svarta hål med massorna 29 och 36 gånger solens kolliderade och skapade ett enda svart hål med 62 solmassor. Men 29+36=65, så det fattas något… Hela 3 solmassor försvann på vägen och omvandlades till gravitationsvågor som sedan med ljusets hastighet bredde ut sig över universum.   En rejäl smäll men rumtiden är stel, och det krävs mycket för att den skall börja ruska.

Ta fram en skål med vatten! Eller fyll badkaret om du har större ambitioner.

gravitations

Om du knyter handen och slår mot ytan skapas den enklaste typen av våg – en monopol. Drar du med din ena hand fram och tillbaka får du en dipol, och stoppar du ned båda händerna får du en kvadrupol. Den enklaste sortens radiovåg sänds ut från en dipol där en ström går fram och tillbaka i en radioantenn. Men några motsvarande gravitationsvågor finns inte. För varje massa i rörelse måste det finnas en annan massa som rör sig åt andra hållet. Du måste alltså blöta ner båda händerna om du vill visa hur det går till! Det krävs alltså minst två kroppar i omloppsbana – tex två svarta hål.

Gravitationsvågorna från de kolliderande svarta hålen uppmättes med hjälp av de två amerikanska LIGO-detektorerna placerade på ett avstånd av 300 mil från varandra. Uppgiften var inte lätt och det har tagit decennier att utveckla och bygga dem. De vibrationer man lyckats mäta är många gånger mindre än en atomkärna i storlek. Man kan jämföra det med att mäta avståndet till en stjärna 10 ljusår bort med en noggrannhet som motsvarar vidden av ett hårstrå. Ett helt nytt fönster har öppnats mot universum och för första gången kan man komma de svarta hålen riktigt nära in på livet.

Och nu är det alltså dags för Nobelpris till pionjärerna Rainer Weiss och Kip Thorne, och vetenskapsmannen och ledaren Barry Barish som fick det komplicerade projektet i hamn. Grattis!

Mer information finns på bloggen och hos KVA.

  • Soccer Dad

    Mycket bra illustration! Vad gravitationsvågor är tycker jag mig förstå på en mycket övergripande nivå (mycket!), men vad jag inte kan förstå är hur man lyckats mäta upp 1 Å (?), särskilt på det avståndet? Hur vet man att man inte mätt micro- pico- zico-bävningar, eller en lastbil som körde förbi 500 km bort, eller en mikro-lufttrycksförändring?

  • Pingback: A long time ago in a galaxy far away - Ulf Danielsson()