1
min read
A- A+
read
”Hyvät naiset ja herrat! Olemme havainneet gravitaatioaaltoja.”

Näin aloitti LIGO-laboratorion johtaja David Reitze tämänpäiväisen tiedotustilaisuuden. Jännitystä ei siis pidetty yllä yhtään pidempään kuin oli tarvis: vuosikymmenten metsästys oli vihdoin tuottanut suuren saaliin.

Markus Hotakainen
11.02.2016

David Reitze

Gravitaatioaallot ovat aika-avaruuden värähtelyjä, jotka Albert Einsteinin yleinen suhteellisuusteoria ennusti vuonna 1915, siis jo yli sata vuotta sitten. Äärimmäisen heikkoa ilmiötä on jahdattu kymmenien vuosien ajan, mutta havaintolaitteiden herkkyys ei ole riittänyt – tai sitten aaltoja ei ole olemassa.

Nyt on lopullisesti varmistunut, että gravitaatioaallot ovat todellisuutta. Kahden mustan aukon sulautuminen yhteen sai aikaan gravitaatioaaltojen pulssin, joka onnistuttiin havaitsemaan LIGO-laboratorion (Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory) mittalaitteilla Louisianan osavaltiossa sijaitsevassa Livingstonin observatoriossa ja Washingtonin osavaltiossa sijaitsevassa Hanfordin observatoriossa.

14. syyskuuta 2015 kello 11.51 Suomen aikaa havaittu pulssi kertoi, että 1,3 miljardin valovuoden etäisyydellä kaksi mustaa aukkoa, joiden massat olivat 29 ja 36 Auringon massaa, törmäsivät toisiinsa lähes puolella valon nopeudella. Kosmisessa kolarissa muuttui noin kolmen Auringon massan verran energiaa sekunnin murto-osassa gravitaatioaalloiksi. 

 

Piirroskuva gravitaatioaaltoja lähettäneistä mustista aukoista

 

Observatorioiden (tarkoituksella) suuri keskinäinen etäisyys mahdollisti gravitaatioaaltojen lähteen suunnan karkean määrittämisen. Livingstonissa havainto tehtiin seitsemän millisekuntia Hanfordia aikaisemmin, millä perusteella kohteen sijainti määritettiin eteläiselle tähtitaivaalle. 

Samalla varmistettiin, että kaksi toisiaan kiertävää mustaa aukkoa voi todella sulautua yhdeksi isommaksi mustaksi aukoksi. Sekin on ennustettu ilmiö, mutta aiemmin sellaista ei ole havaittu. 

Gravitaatioaalloista on saatu jo aikaisemminkin epäsuoria viitteitä. Joseph Taylor ja Russell Hulse löysivät vuonna 1974 kaksoisneutronitähden, jonka komponenttien todettiin muutamaa vuotta myöhemmin lähestyvän kaiken aikaa toisiaan. Systeemi menetti energiaa juuri siihen tahtiin kuin oli oletettavissa, jos se säteilee gravitaatioaaltoja. 

Hulse ja Taylor saivat Nobelin fysiikanpalkinnon vuonna 1993 eli harvinaisen pian löydön tekemisen jälkeen. Nyt kun LIGO-laboratoriossa onnistuttiin havaitsemaan gravitaatioaaltoja, aika-avaruuden pieniä värähtelyitä suoraan, voidaan melko turvallisesti ennustaa, että Nobel-palkinto on luvassa vielä pikaisemmalla aikataululla.

Mielenkiintoista tulee olemaan, miten palkinto jaetaan. LIGO-tutkimuksessa on mukana yli tuhat tutkijaa kaikkiaan 14 maasta ja liki sadasta yliopistosta ja tutkimuslaitoksesta. 

Joka tapauksessa, kuten LIGO-tutkimusyhteisön edustaja Gabriela González totesi: "Löytö on uuden aikakauden alku: gravitaatioaaltoastronomia on nyt todellisuutta."

Kuvat: NSF