I morges tildelte Det Kongelige Svenske Akademi for Videnskaber Nobelprisen i fysik til tre amerikansk-baserede fysikere, Rainer Weiss fra Massachusetts Institute of Technology samt Kip S. Thorne og Barry C. Barish fra California Institute of Technology for deres arbejde bag opdagelsen af tyngdekraftsbølger - en type krusninger i stoffet i rumtid, som først blev forudsagt af Albert Einstein for over 100 år siden.
Relateret indhold
- Hvad Neutron Star Collision betyder for mørkt stof
Som Dennis Overbye fra The New York Times rapporterer, var de tre prismodtagere drivkraften bag Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO), et instrument designet til at detektere gravitationsbølger. De ledede et konsortium på over 1.000 forskere, der har arbejdet i årtier med at indsamle, analysere og forbedre detektorerne. Og i 2015 lønedes deres indsats endelig med opdagelsen af en lille kvit udsendt fra to sorte huller, der kolliderede for over en milliard år siden.
Mens tiden mellem opdagelsen og tildelingen - kun to år - er kort efter Nobelstandarder (endda Einstein ventede 16 år på sin pris), var frøene til projektet over 40 år i færd.
Opdagelsen af tyngdekraften rystede fysikfællesskabet og bekræftede en af de centrale lejere i Einsteins generelle relativitetsteori. I henhold til denne teori forårsager bevægelserne fra supermasse genstande, såsom sorte huller, krusninger gennem stoffet i rumtid - som bølger fra en sten, der falder ned i en dam. Men i årtier tvivlede fysikere på, at disse bølger virkelig eksisterer - eller nogensinde kunne opdages.
Som ph.d.-studerende i de tidlige 1960'ere troede Kip Thorne, at de var derude. Og i 1970'erne begyndte nye modellering og tankeeksperimenter at overbevise et stigende antal forskere. "Musikken var derude. De havde bare ikke hørt den endnu, " skrev Jennie Rothenberg Gritz til Smithsonian i 2017, da trioen blev hædret med magasinet American Ingenuity Award.
I 1972 udgav Weiss et papir med sin oprindelige opfattelse af en såkaldt Laser Gravitational Wave "antenne", i samarbejde med Thorne for at forfine og udføre den ambitiøse plan. Det var en radikal idé: oprette en detektor, der var følsom nok til at detektere en krusning i rumtid mindre end diameteren til en proton.
Barish, som tidligere var chef for Superconducting Supercollider-projektet, sluttede sig til teamet senere og blev direktør for LIGO i 1994. Han får ofte kredit for at omorganisere og styre projektet, som kæmpede for at fortsætte på det tidspunkt. Men til sidst blev LIGO født.
LIGO består af to L-formede detektorer, en i Louisiana og en i Washington State - adskilt med 1.865 miles. Gritz rapporterer, at hver detektor har to 2, 5 mil lange arme med verdens glateste spejl i hver ende. Som fysiker Brian Greene skrev for Smithsonian.com sidste år, måler detektoren den tid det tager en super-kraftig laserstråle at hoppe mellem de to spejle og måle eventuelle minutforskelle. Små ændringer i lasertidens rejsetid er indikatorer for en passerende tyngdekraftsbølge.
I de første otte år kæmpede observatoriet og blev lukket ned i 2010 for en retool på 200 millioner dollars. Men i september 2015, kort efter relancering, opdagede LIGO sin første krusning. Siden da er der opdaget yderligere tre gravitationsbølger, en, et samarbejde mellem LIGO og det italienske jomfruobservatorium, blev annonceret lige i sidste uge.
Mens kun tre forskere er anerkendt af prisen, krævede det en legion af forskere for detektoren at få succes, rapporterer Hannah Devlin og Ian Sample hos The Guardian . ”Jeg betragter dette mere som en ting, der genkender arbejdet for omkring 1.000 mennesker, ” siger Weiss. ”Jeg hader at fortælle dem, men det er så længe som 40 år, at folk tænker over dette, forsøger at foretage en detektion ... og langsomt men sikkert samle teknologien til at gøre det.”
Devlin og Sample rapporterer, at der var et fjerde medlem af holdet, der sandsynligvis også ville have modtaget prisen. Den skotske fysiker Ronald Drever, et andet kernemedlem i LIGO-teamet, døde fra demens i marts. Nobelkomiteen tildeler typisk ikke prisen postuum.
Opdagelsen er en spilskifter for astronomer og fysikere, der giver et nyt værktøj til at studere universet. Som Green skrev sidste år, i modsætning til lys, røntgenstråler, gammastråler, infrarøde eller andre signaler, som astronomer bruger til at studere himlen, passerer tyngdepunktbølger gennem alt og kan ikke blokeres. Så bølgerne kunne bruges til at undersøge riger, der er "uden for grænserne" for lyset - inklusive måske den "vilde rumling af selve big bang, for 13, 8 milliarder år siden."
Som Green skriver: "Historien vil se tilbage på opdagelsen som et af de få bøjningspunkter, der ændrer videnskabens forløb."
