De zwaartekrachtsgolven werden gedetecteerd op 14 september, 2015, bij beide detectoren van LIGO. Die noodlottige dag luidde een heel nieuw tijdperk van zwaartekrachtsgolfastronomie in, zegt Gabriela Gonzalez, een woordvoerder van de LIGO Wetenschappelijke Samenwerking. NASA/Imagno/Getty Images

Het was maar een zacht geluid, het vluchtige overblijfsel van een enorm gewelddadige gebeurtenis die lang geleden plaatsvond op een zeer, heel erg ver weg. Maar het was genoeg om een ​​van de belangrijkste voorspellingen te bevestigen die Albert Einstein in 1915 in zijn algemene relativiteitstheorie deed. Inderdaad, het verifieerde het bestaan ​​van iets dat zwaartekrachtsgolven wordt genoemd - in feite, rimpelingen in het weefsel van ruimte-tijd, veroorzaakt door de versnelling van echt massieve objecten zoals zwarte gaten.

In een persconferentie, wetenschappers van de Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory, een consortium dat al sinds de jaren 2000 op zoek is naar zwaartekrachtsgolven, aangekondigd dat het fenomeen eindelijk was gedetecteerd door LIGO's dubbele detectoren in Livingston, Louisiana, en Hanford, Washington.

De golven in kwestie werden geproduceerd in een fractie van een seconde die 1,3 miljard jaar geleden plaatsvonden, toen twee enorme zwarte gaten op elkaar botsten en samensmolten tot één geheel. De gebeurtenis zette een deel van de massa van de zwarte gaten om in energie in de vorm van serieuze zwaartekrachtsgolven. Die golven maakten het signaal - beschreven als een "chirp" - dat de LIGO-wetenschappers detecteerden.

Die catastrofale fusie had een vermogen van ongeveer 50 keer dat van het hele zichtbare universum, volgens een persbericht van LIGO, die de inspanningen van meer dan 1 combineert 000 wetenschappers. De organisatie wordt beheerd door het California Institute of Technology en het Massachusetts Institute of Technology, en gefinancierd door de National Science Foundation, onder andere.

"We hebben zwaartekrachtgolven gedetecteerd, " LIGO uitvoerend directeur David Reitze vertelde verslaggevers. "We hebben het gedaan!"

Zoals Einstein in de vroege jaren 1900 theoretiseerde, ruimte en tijd zijn in wezen een enkele entiteit, ruimte tijd, die je je kunt voorstellen als een tafelkleed. Wanneer grote objecten zoals zwarte gaten, versnellen in ruimte-tijd, ze veroorzaken in wezen rimpelingen in de stof, die zwaartekrachtsgolven zijn. Wanneer omgezet naar geluid, de golven maken een vreemd getjilp, die u kunt horen door op de link te klikken.

De gebeurtenis was ook de eerste keer dat wetenschappers de samensmelting van twee zwarte gaten daadwerkelijk hadden waargenomen.

"Deze golfvormen geven je een enorme hoeveelheid informatie, ' zei Reitze.

De vondst, die werd beschreven in een wetenschappelijk artikel dat vandaag is gepubliceerd in het tijdschrift Physical Review Letters, zorgde voor een wereldwijde sensatie. Zoveel mensen schreeuwden om meer informatie dat de website van LIGO langzamer ging kruipen. De webcast van de persconferentie trok bijna 100, 000 kijkers.

De vondst was een bewijs van rechtvaardiging voor zowel Einstein als de door de overheid gefinancierde poging om zwaartekrachtsgolven te vinden, die naar verluidt ten minste $ 620 miljoen heeft gekost. De dubbele detectoren van LIGO zijn ontworpen om zwaartekrachtsgolven te detecteren wanneer ze de aarde bereiken.

Zoals dit Nature-artikel uit 2015 uitlegt, bij elke faciliteit, een laserstraal wordt gesplitst om door twee loodrechte tunnels te gaan, elk van hen ongeveer 4 kilometer lang, en dan weerkaatsen spiegels aan het einde en terug naar de bron, waar ze met elkaar interfereren. Wanneer een zwaartekrachtgolf optreedt, de tunnels vervormen enigszins, en de afstand die de stralen afleggen verandert, zodat ze niet meer overeenkomen. Dat levert een signaal op dat door apparatuur kan worden gemeten.

Tussen 2010 en 2015 LIGO's detectoren werden gereviseerd om ze gevoeliger te maken, voor een bedrag van $ 200 miljoen. Het was het nieuwe systeem, genaamd Geavanceerde LIGO, die uiteindelijk het zwakke signaal uit de verre ruimte detecteerde.

Caltech-wetenschapper en LIGO-medeoprichter Kip Thorne zei dat Advanced LIGO nog steeds slechts aan een derde van zijn ontwerpgevoeligheid werkt, en dat naarmate de apparatuur is afgesteld, wetenschappers zullen "een enorme rijkdom aan zwaartekrachtgolfsignalen" detecteren. Hij voorspelde dat "we het komende jaar meer zouden moeten zien".

Wetenschappers zijn van plan om andere detectoren op verschillende locaties op aarde te gebruiken - waaronder een in ontwikkeling in Japan, en een andere die in India is voorgesteld - om de zoektocht naar zwaartekrachtsgolven uit te breiden en hun locatie beter te bepalen, meldde het wetenschappelijke tijdschrift Nature.

De nieuwste ontdekking bouwt voort op het werk van de wetenschappers van de Princeton University, Russell A. Hulse en Joseph H. Taylor Jr., winnaars van de Nobelprijs voor natuurkunde 1993, die kleine veranderingen waarnam in de baan van een binaire pulsar die indirect het effect van zwaartekrachtsgolven aantoonde, zonder ze te observeren. Nutsvoorzieningen, het lijkt waarschijnlijk dat de LIGO-wetenschappers, die daadwerkelijk zwaartekrachtgolven hebben geïdentificeerd en geregistreerd, zal ook een Nobelprijs winnen.

Dat is interessant

Thorne zei dat hoewel het detecteren en bestuderen van zwaartekrachtsgolven "een veel dieper begrip" zal opleveren van hoe vervormingen in ruimte-tijd zich gedragen, hij voorziet niet dat die informatie helpt om sciencefictionfantasieën zoals warp-engines of tijdmachines te realiseren. "Ik denk niet dat het ons dichter bij tijdreizen zal brengen, ' waarschuwde hij. 'Ik wou dat het dat deed.'

Oorspronkelijk gepubliceerd:11 februari 2016

Veelgestelde vragen over zwaartekrachtgolven

Waarom zijn zwaartekrachtsgolven belangrijk?

Volgens Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO), de bevestiging van zwaartekrachtsgolven helpt astrofysici om de kromgetrokken kant van het universum te bestuderen en te verkennen - d.w.z. objecten en verschijnselen die zijn gemaakt van kromgetrokken ruimte-tijd - inclusief botsingen met zwarte gaten.

Hoe worden zwaartekrachtgolven gedetecteerd?

Zwaartekrachtgolven passeren de aarde en knijpen en rekken de ruimte uit. Volgens NASA, LIGO-observatoria hebben 2 mijl lange "armen" en als de zwaartekrachtgolven voorbij komen, ze zorgen ervoor dat de lengtes van die "armen" enigszins veranderen. LIGO detecteert deze kleine veranderingen met behulp van lasers, spiegels en andere uiterst gevoelige instrumenten.

Wat is een zwaartekrachtgolf?

Simpel gezegd, een zwaartekrachtgolf is een onzichtbare rimpeling in de ruimte. Deze golven bewegen ongelooflijk snel, dus ze versnellen de ruimte-tijd, de ruimte samenknijpen en uitrekken terwijl ze voorbij vliegen.

Waarom denken we dat zwaartekrachtsgolven echt bestaan?

Zoals Albert Einstein in de vroege jaren 1900 theoretiseerde, ruimte en tijd zijn in wezen een enkele entiteit - ruimte-tijd. Wanneer massieve objecten, zoals zwarte gaten, versnellen, ze veroorzaken rimpelingen in het weefsel van de ruimte-tijd. anno 2015, LIGO bewees dat het deze verstoringen kon meten terwijl ze door de aarde gaan toen het de zwaartekrachtsgolven detecteerde van twee zwarte gaten die 1,3 miljard jaar geleden met elkaar in botsing kwamen.