Kari Enqvist
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:
Tämä sivusto käyttää evästeitä käytettävyyden parantamiseksi. Jatkamalla sivuston käyttöä hyväksyt myös evästeiden käyttämisen.
© Fokus Media Finland. Materiaalin kopioiminen muuhun kuin yksityiseen, ei-kaupalliseen käyttöön kielletty.
Aineiston käyttö uuden palvelun osana kielletty.
Fokus Media Finland Oy, Hämeentie 135, 00560 Helsinki, Y-tunnus 2618356-2