Tidligt torsdag morgen sprængte en europæisk rumfarts raket i bane med en satellit udstyret med et fysiklaboratorium, der kunne hjælpe med at ændre måden astronomer scanner himlen på. Hvis det lykkes, kunne LISA Pathfinder-sonden hjælpe forskere med at udvikle måder til at opdage krusninger i rumtiden lavet af supernovaer og fusionering af sorte huller.
Relateret indhold
- Et rumfartøj, der netop er målt bevægelse mindre end bredden af et atom
- Den første genanvendelige raket, der blev lanceret og landet sikkert tilbage på jorden
Som Albert Einstein forudsagde i den generelle relativitetsteori, producerer ekstremt energiske begivenheder som disse sandsynligvis tyngdekraftsbølger, der krusler gennem rumtidsstoffet. Lige nu undersøger de fleste astronomer fjerne objekter i rummet ved at registrere variationer af elektromagnetisk stråling - som synligt eller ultraviolet lys.
Men fordi elektromagnetisk stråling forvrænges af alt, hvad der ligger i dens vej, er det direkte en udfordring at observere fjerne stjerner, sorte huller, planeter og lignende.
Da gravitationsbølger imidlertid ville passere gennem noget som helst, kunne detektering af dem give forskere et magtfuldt værktøj til at studere objekter og fænomener i rummet, som ellers ville være umulige, skriver Maddie Stone for Gizmodo .
”Gravitationsbølger er den mest direkte måde at studere den store del af universet, der er mørkt, ” fortæller Bill Weber, en videnskabsmand ved Università di Trento, der arbejdede på LISA Pathfinder til Stone. "Sorte huller, neutronstjerner og andre objekter, der ikke udsender lys, lyder eksotisk, men de menes at være en temmelig typisk skæbne for stjerner på himlen."
Problemet med at registrere gravitationsbølger er, at de er ekstremt svage. At studere dem fra Jorden har også sine egne særlige udfordringer. Tyngdepunkt "støj" - alt fra bevægelse af havene og atmosfæren til vibrationerne fra vores biler - oversvømmer planeten, fortæller Weber Stone. Men når LISA Pathfinder når sin destination mere end 900.000 miles væk fra Jorden, kunne den relative stilhed give forskerne de ledetråd, de har brug for, for at finde ud af, hvordan man finder disse svære gravitationsbølger.
Det enkelte eksperiment, som LISA Pathfinder udfører, er vildledende enkelt. Proben måler og opretholder en afstand på 15 tommer mellem to små guld-platinablokke i frit tyngdepunkt. Det er udstyret med et lasersystem til at detektere ændringer, der er mindre end bredden af et atom. Det er som at spore afstanden mellem One World Trade Center i New York og Shard-bygningen i London, mens man sporer ændringer så små som en brøkdel af bredden på et hår, forklarer Jonathan Amos til BBC.
Men mens sonden ikke selv registrerer tyngdekraftsbølger, kunne dette eksperiment demonstrere, at det er muligt præcist at måle afstanden mellem to testobjekter med ekstrem præcision.
"Der er en hel række fysik med små kraftmålinger, som vi ønsker at undersøge, så vi kan vende os til ESA og sige, 'dette fungerer, det er disse fysiske effekter, der begrænser os, og vi har kvantitativt studeret dem, '" Weber fortæller Stone. ”Hvis LISA Pathfinder er en succes, er det en virkelig vigtig milepæl.”
Sonden vil tilbringe de næste seks uger på at rejse til en stabil bane mellem solen og jorden. I marts vil ESA-forskere begynde at tage målinger for at bestemme laboratoriets grænser med håb om, at det vil bane vejen for en opfølgningsmission i 2030'erne for endelig at studere tyngdekraftsbølger.
Redaktørens note, 7. december 2015: Titlen og resuméet på denne historie blev korrigeret for mere nøjagtigt at vise, at LISA Pathfinder-proben ikke direkte måler gravitationbølger, men er en teknologi, der til sidst kan hjælpe forskere med at studere, hvordan tyngdekraften snor sig i rumtiden.
Ophævelse af Vega VV06 med LISA Pathfinder den 3. december 2015 fra Europas Spaceport, Fransk Guyana. Via ESA – Stephane Corvaja, 2015
