Lyt selv: Støj fra sorte huller støtter Einsteins relativitetsteori
more_vert
close

Få de daglige nyheder fra Version2 og Ingeniøren. Læs mere om nyhedsbrevene her.

close
Ved at tilmelde dig accepterer du vores Brugerbetingelser, og du accepterer, at Teknologiens Mediehus og IDA-gruppen lejlighedsvis kan kontakte dig om arrangementer, analyser, nyheder, job og tilbud m.m. via telefon og e-mail. I nyhedsbreve, e-mails fra Teknologiens Mediehus kan der forefindes markedsføring fra samarbejdspartnere.

Lyt selv: Støj fra sorte huller støtter Einsteins relativitetsteori

Illustration: MIT

Einsteins hår er ikonisk. Pjusket, kridhvidt og let tilbagestrøget. Det var noget, man kunne kende ham på. Sorte huller fra Einsteins almene relativitetsteori er derimod ’hårløse’. De er simple objekter, der fuldt ud kan beskrives ved kun tre egenskaber: masse, rotation og ladning. Konstateringen af at sorte huller ikke har yderligere kendetegn kaldes ’no hair’-teoremet.

Nu har fysikeren Maximiliano Isi fra Massachusetts Institute of Technology (MIT) sammen med et hold af forskere lavet nye analyser af gamle tyngdebølge-signaler. Analyserne bekræfter ’no hair’-teoremet - og derved Einsteins almene relativitetsteori. Resultaterne er publiceret i det anerkendte fysik-tidskrift Physical Review Letters.

»At finde ud af, at almen relativitetsteori rent faktisk er rigtigt. Det er der store perspektiver i,« siger Troels Harmark forsker i teoretisk partikelfysik og kosmologi på Niels Bohr Institutet til Ingeniøren og henviser til nødvendigheden af, at de modeller fysikere bruger giver de helt rette beskrivelser af det, som bliver observeret.

Hvad signalerer signalet?

Alle objekter med masse vil udsende tyngdebølger, når de accelererer. Det er ikke et fænomen, der er begrænset til sorte huller. For at tyngdebølgernes signal bliver kraftigt nok til, at vi kan måle dem, kræver det imidlertid ekstreme hændelser som kolliderende sorte huller.

D. 14. september 2015 lykkedes det for første gang forskere at måle tyngdebølgernes ufatteligt små krusninger i rumtiden. Målingerne svarer til at stå på en støjende gade og måle lyden fra en fjern klokke ingen ved hvor er, og ingen ved hvornår ringer.

Målingen, der har fået betegnelsen GW150914, blev lavet af LIGO, the Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory, et fælles projekt mellem de to amerikanske universiteter Caltech og MIT. LIGO består af to enorme laser-interferometre, placeret i hver sit hjørne af USA, i staterne Washington og Louisiana. Den store afstand skal sikre, at seismisk støj i målingerne ikke tolkes forkert. Kun overlappende signaler i de to interferometre kan antyde noget vigtigt.

Tyngdebølgerne i LIGO-målingen fra 2015 var sådan et signal. Forårsaget af to kolliderende sorte huller. Ved kollisionen flød de sammen til ét. Det tager nogle milisekunder for et nydannet sort hul at stabilisere sig i en fast geometri. Som geometrien stabiliserer, vil det vibrere rumtiden og udsende tyngdebølger med mange, kortlivede overtoner. Som tonen fra en anslået klokke.

Einsteins almene relativitetsteori forudsiger, at sammensætningen af frekvenser i tyngdebølgerne fra kolliderende sorte huller og måden signalet toner ud på alene er et produkt af massen og rotationen af det skabte sorte hul.

»Ladning behøver man ikke tage med. Og magnetisk ladning findes, så vidt vi ved, ikke,« siger Troels Harmark.

Det er lidt ligesom, at tonen fra en klokke afhænger af udformningen, størrelsen og massen af klokken.

»Disse frekvenser og deres længde er uløseligt bundet sammen med formen af ‘klokken’, så ved at lytte til klokken kan man lære meget om strukturen,« siger Maximiliano Isi til New Scientist.

Lyt til sorte huller der kolliderer

Læs også: Nu er det officielt: Gravitationsbølger er detekteret for første gang

Almen relativitetsteori bevist

Forskerholdet brugte Einsteins feltligninger, der medfører ’no hair’-teoremet, sammen med de målte frekvenser og signalets udtoning til at beregne en masse og rotation. Forskernes beregninger af det sorte huls masse og rotation var i overensstemmelse med tidligere, uafhængige målinger. Derved var den første indikation for ’no hair’-teoremet fundet.

Resultaterne er stadig forholdsvis usikre, men de »er en klar demonstration af at metoderne virker,« siger fysiker Leo Stein fra University of Mississippi in Oxford til Science News og tilføjer »og forhåbentlig vil præcisionen øges i takt med at LIGO forbedres«.

Troels Harmark forholder sig dog skeptisk:

»Det er mit indtryk, at det er meget upræcist, og derfor tvivler jeg på, hvor meget man egentlig kan sige på baggrund af det her,« siger han og fortsætter:

»Men det har spændende perspektiver, hvis det viser sig at være korrekt«.

Læs også: Derfor er gravitationsbølger interessante

Emner : Universet
sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

Jeg syntes at artiklen modsiger lidt sig selv. Der står blandt andet:

Nye analyser af tyngdebølge-data fra kollisionen af to sorte huller bekræfter Einsteins almene relativitetsteori ved påvisning af det såkaldte ’no hair’-teorem

I ordet bekræfter og påvisning, forstår jeg, at det er tale om et bevis.

Senere i artiklen står:

Det er mit indtryk, at det er meget upræcist, og derfor tvivler jeg på, hvor meget man egentlig kan sige på baggrund af det her, siger han og fortsætter: Men det har spændende perspektiver, hvis det viser sig at være korrekt.

Hvilket nok bedre beskriver det.

Min holdning er, at der skal mere til, for at vi kan tale om et bevis. På det her niveau, kan vi sammenligne det med, at vi kan høre en klokke, og derfor ved at julemanden findes.

Hvis jeg havde målt noget tilsvarende, havde jeg startet med, at lave en liste over eventuelt mulige fejlkilder. Er der mulighed for, at det vi hører, kan skyldes noget andet? Hvad kan forstyre målingen? Er der andre forhold, som burde påvirke målingen - og kan vi se, at målingen også er blevet påvirket af disse? Og når vi ser på resultatet, i forhold til støj og mulighed for systematiske fejlkilder, er der så signifikant evidens?

  • 5
  • 3

Hvis jeg havde målt noget tilsvarende, havde jeg startet med, at lave en liste over eventuelt mulige fejlkilder.


Jeg vil godt vove den antagelse, at hvis forskerne har fået artiklen igennem peer-review og godkendt til publicering, så har de nok også beskrevet mulige fejlkilder. Også mere grundigt end de kilder, vi som lægmænd lige kan ryste ud af ærmet.
Forskerkollegaer er noget skeptiske, så der er tydeligvis mulige fejlkilder eller mulighed for fejlfortolkning af resultater, men det betyder ikke, at vi skal stille spørgsmål som "har de mon regnet efter to gange", "var de mon ædru, da de skrev rapporten" eller "har de mon analyseret og beskrevet mulige fejlkilder".

  • 4
  • 0
Bidrag med din viden – log ind og deltag i debatten