Uni­ver­su­miin on avau­tu­nut uu­si ik­ku­na. En­sim­mäi­se­nä sii­tä kur­kis­ti syys­kuus­sa 2015 muu­an ita­li­a­lais­tut­ki­ja. Sig­naa­li hä­nen tie­to­ko­neen­sa näy­töl­lä ker­toi gra­vi­taa­ti­oaal­lon por­hal­ta­neen maa­pal­lon lä­vit­se.

Olem­me va­lon lap­sia. Nä­em­me puut, pil­vet ja toi­sem­me va­lon an­si­os­ta. Kau­ko­put­ki tuo sil­miim­me va­lon kau­kai­sis­ta täh­dis­tä.

Sekä ra­di­oaal­lot et­tä rönt­gen­sä­teet ovat ne­kin va­loa, jos­kin ih­mis­sil­min nä­ky­mä­tön­tä. Näi­tä va­lon eri muo­to­ja kut­su­taan säh­kö­mag­neet­ti­sik­si aal­loik­si. Kun kat­som­me Kuu­ta, ga­lak­sien lä­het­tä­miä ra­di­oaal­to­ja tai ro­mah­ta­vien täh­tien sin­ko­a­mia rönt­gen­sä­tei­tä, tä­hys­täm­me kos­mos­ta koko ajan säh­kö­mag­neet­ti­ses­ta ik­ku­nas­ta.

Mut­ta myös pai­no­voi­ma eli gra­vi­taa­tio voi aal­toil­la. Eins­tei­nin ylei­sen suh­teel­li­suus­te­o­ri­an mu­kaan ava­ruus ei ole tyh­jä näyt­tä­mö vaan ai­ne käy­ris­tää sitä kuin ku­mi­ma­ton pääl­lä le­pää­vä rau­ta­kuu­la. Ja tuon ku­del­man voi saa­da vä­räh­te­le­mään.

Vä­räh­te­ly ete­nee va­lon no­peu­del­la kul­ke­vi­na gra­vi­taa­ti­oaal­toi­na. Te­o­ri­an mu­kaan nii­tä syn­tyy vaik­ka­pa neut­ro­ni­täh­tien tai mus­tien auk­ko­jen tör­mäyk­sis­sä.

Gra­vi­taa­ti­oaal­to­jen ha­vait­se­mi­sek­si on Yh­dys­val­to­jen Lou­i­si­a­nan ja Was­hing­to­nin osa­val­ti­oi­hin ra­ken­net­tu lait­teis­tot, jot­ka tun­ne­taan ly­hen­teel­lä LIGO (La­ser In­ter­fe­ro­me­ter Gra­vi­ta­ti­o­nal-Wave Ob­ser­va­to­ry). Mo­lem­mat näyt­tä­vät suu­ril­ta, nel­jän ki­lo­met­rin mit­tai­sil­ta L-kir­jai­mil­ta. Gra­vi­taa­ti­oaal­to­ja voi­daan ha­vai­ta niis­sä kul­ke­vien la­ser­sä­tei­den avul­la.

La­bo­ra­to­ri­oi­ta on kak­si, jot­ta ul­ko­puo­li­set häi­ri­öt ku­ten tiel­lä jy­ris­te­le­vät re­kat voi­daan eli­mi­noi­da. Gra­vi­taa­ti­oaal­lot ovat ni­mit­täin hy­vin heik­ko­ja. Sik­si LI­GOn ita­li­a­lais­tut­ki­jan kir­jaa­man sig­naa­lin al­ku­pe­rän var­mis­ta­mi­seen ku­lui ai­kaa. Lo­pul­ta 11. hel­mi­kuu­ta 2016 LIGO vah­vis­ti sen vi­ral­li­ses­ti: gra­vi­taa­ti­oaal­to oli ha­vait­tu en­sim­mäis­tä ker­taa. Ai­kaa ylei­sen suh­teel­li­suus­te­o­ri­an syn­ty­mäs­tä oli tuol­loin ku­lu­nut 100 vuot­ta, 2 kuu­kaut­ta ja 17 päi­vää.

Te­o­reet­ti­ses­ti voi­tiin pää­tel­lä, et­tä ky­sees­sä oli ol­lut kah­den mus­tan au­kon yh­teen­su­lau­tu­mi­nen. Auk­ko­jen mas­sat oli­vat 29 ja 36 Au­rin­gon mas­saa. Tör­mäyk­ses­sä syn­tyi 62 Au­rin­gon mas­sai­nen auk­ko. Yli­jää­mä, kol­me Au­rin­gon mas­saa, sä­teil­tiin pois gra­vi­taa­ti­oaal­to­na. Ja kaik­ki tämä ta­pah­tui 1,3 mil­jar­dia vuot­ta sit­ten 1,3 mil­jar­din va­lo­vuo­den etäi­syy­del­lä.

Pa­rin vii­me vuo­den ai­ka­na LIGO on re­kis­te­röi­nyt li­sää vas­taa­via ta­pah­tu­mia. Vuon­na 2017 ha­vait­tiin myös kah­den neut­ro­ni­täh­den yh­teen­su­lau­tu­mi­nen, jon­ka jäl­ki­heh­ku näh­tiin maa­pal­lol­la kym­me­nis­sä ob­ser­va­to­ri­os­sa. Täh­ti­tie­tei­li­jät osa­si­vat et­siä va­loa oi­ke­as­ta suun­nas­ta, kos­ka LIGO oli jo eh­ti­nyt kat­soa kos­mos­ta uu­des­ta ik­ku­nas­ta.

Seu­raa­vi­na vuo­si­kym­me­ni­nä gra­vi­taa­ti­oast­ro­no­mi­an en­nus­te­taan kas­va­van mer­kit­tä­väk­si täh­ti­tie­teen haa­rak­si. On kuin pil­vet oli­si­vat haih­tu­neet, kun gra­vi­aa­ti­o­tai­vas on vii­mein tul­lut nä­ky­väk­si.

Ko­lum­ni on jul­kais­tu GEO-leh­des­sä 10/2018.

Kos­mo­lo­gi­an pro­fes­so­ri Kari Enq­vist oli GEO-leh­den ko­lum­nis­ti vuo­si­na 2009–2013. Hän vie­rai­lee täs­sä nu­me­ros­sa juh­la­vuot­ta viet­tä­vän leh­den ko­lum­nis­ti­na kir­joit­ta­en gra­vi­taa­ti­oaal­lois­ta, joi­den löy­ty­mi­nen on hä­nen mie­les­tään yk­si fy­sii­kan tä­män vuo­si­kym­me­nen suu­rim­mis­ta ta­pauk­sis­ta.

Lue myös:

Tun­net­ko fy­sii­kan häi­ri­kön?

Mil­lai­nen ava­ruus­ro­mu on vaa­ral­li­sin­ta?