Tiede

Mustat aukot musisoivat – gravitaatioaaltojen havaitseminen on ollut vuoden järisyttävä tiedeuutinen

Painovoima-aaltojen etsiminen alkoi puoli vuosisataa sitten. Syksyllä ne löytyivät.

Mustan aukon blues ja muita ääniä ulkoavaruudesta. Janna Levin, suom. Markus Hotakainen, Ursa 2016. 236 s. 35 euroa.

Gravitaatioaaltojen havaitseminen on ollut vuoden järisyttävä tiedeuutinen.

Yhdysvalloissa sijaitsevat kaksi Ligo-havaintolaitetta havaitsivat aallon ensimmäisen kerran suoraan syyskuussa – ja toisen kerran joulukuussa, kuten kuluneella viikolla kuulimme.

Albert Einstein ennusti gravitaatioaallot sata vuotta sitten, mutta ehti epäillä niiden olemassaoloa. Ne havaittiin epäsuorasti 1970-luvulla mittailemalla pyörivien neutronitähtien liikkeitä.

Yhdysvaltalainen fysiikan ja tähtitieteen professori Janna Levin julkaisi heti kirjan Ligon vaiheikkaasta historiasta.

Teoksen nimi Mustan aukon blues viittaa ajatukseen, että Ligo tavallaan kuuntelee avaruutta. Levin kuvailee Ligoa ”äänityslaitteeksi” eikä teleskoopiksi. Universumin megatapahtumat panevat avaruuden aaltoilemaan.

”Jos astronautti olisi riittävän lähellä, hänen kuuloelimensä värähtelisivät aaltojen tahdissa.”

No, gravitaatioaallot eivät ole ääniaaltoja, mutta ne voi muuntaa ääneksi. Ligon kehittäjä Rainer Weiss huomasi, että laitteen taajuusalue on kuin pianon. Hän rakenteli nuorena hifilaitteita ja rakastui pianistiin.

Ligon havaitseman aallon humahdus kertoo, että kaksi mustaa aukkoa kiertyi yhteen yli miljardi vuotta sitten. Mieletön energia muuttui gravitaatioaalloksi, joka vaimentui matkalla. Ligo mittasi atomin läpimittaa pienemmän muutoksen.

Gravitaatioaaltojen etsiminen interferometrillä alkoi 1960-luvun lopulla ajatuskokeesta.

Weiss pani opiskelijansa pohtimaan suhteellisuusteorian kurssilla, miten valonsäteillä voisi mitata gravitaatioaaltoja. Prototyyppi MIT:ssä oli puolitoistametrinen. Se ei kuulisi edes Auringon räjähdystä, Levin toteaa.

Kilometrien mittainen Ligo toimii samalla ajatuksella. L-kirjaimen muotoisen laitteen valtavissa sakaroissa kulkevat lasersäteet edestakaisin peilien välissä tyhjiössä. Peilien etäisyys muuttuu, kun gravitaatioaalto vääristää hiukkasen maailmaa.

Olematon signaali pitää erotella häiriöistä. Niitä aiheuttavat kaukaisetkin maanjäristykset, liikenne läheisellä tiellä, laitteiston häiriöt, vähän kaikki. Levin kuvailee haasteita hämähäkkien ja hiirten aiheuttamaa riesaa unohtamatta.

Kalifornian teknillisen korkeakoulun Caltechin astrofyysikko Kip Thorne on ollut Ligo-hankkeessa keskeinen teoreetikko. Kolmas avainhahmo oli alkuvaiheissa skotlantilainen lasernero Ronald Drewer.

Levin kuvailee laveasti tutkijoiden taustoja, henkilökohtaisia piirteitä ja kiistoja. Poikkeuksellista tiedettä tekevät poikkeukselliset ihmiset.

Ristiriitaisista hahmoista pitää mainita fyysikko Joseph Weber. Hän havaitsi mielestään jo 1960-luvulla painovoima-aaltoja.

Weberin laitteet olivat Ligoon verrattuna epäilyttävän yksinkertaisia. Kaksimetristen alumiinisylintereiden piti värähdellä gravitaatioaaltojen mukana. Weber kai kuuli vain laitteensa häiriöitä, mutta ei myöntänyt sitä ja päätyi tieteen sivuraiteelle. Häntä pidetään silti alan pioneerina.

Ligoa suunniteltiin 1980-luvulla ja alettiin rakentaa 1990-luvun puolivälissä. Ensimmäinen versio valmistui runsas vuosikymmen sitten, mutta ei ollut tarpeeksi herkkä.

Vuosikymmenen alussa Ligon kahta havaintolaitetta alettiin parannella. Ne havaitsivat gravitaatioaallon ällistyttävästi heti, kun ne oli saatu toimintakuntoon.

Aalto matkasi yli miljardin valovuoden päästä sopivalla hetkellä ja sopivasti ennen Einsteinin ennustuksen satavuotispäivää.

Ligon kaksi jättilaitetta jatkavat avaruuden kuuntelemista. Thornen mukaan koko hankkeen keskeinen tavoite on uuden ikkunan avaaminen universumiin.

    Seuraa uutisia tästä aiheesta

  • Tiede
  • Tietokirjat
  • Kirja-arvio

Kommentit

    Ei vielä kommentteja. Kirjoita ensimmäinen.

    Näytä lisää
    Luetuimmat
    1. 1

      Ruotsalaisturisti yritti pelastaa naisen hengen Turussa ja joutui itse sairaalaan – turkulainen Elina Rauhala näki tapauksen

    2. 2

      Turun puukotuksista epäilty marokkolais­mies liikkui viime aikoina Pernon lähiössä, paikalliset kertovat: ”Hän kulki aina katse alas päin”

    3. 3

      Tämä Turun puukotuksista tiedetään nyt: Terroriteosta epäillään kuuden marokkolaisen ryhmää – Supo: pääepäillyn profiili viittaa radikaali-islamistiseen terrorismiin

    4. 4

      Solidaarisuus­mielenilmaus kerännyt Turun kauppatorille parisataa ihmistä – Suomi ensin -ryhmän saapuminen kiristää tunnelmaa Turun keskustassa

    5. 5

      70-vuotias turkulaismies meni puolustamaan iäkästä naista puukottajalta ja vältti puukoniskun täpärästi – ”ihmismassa” juoksi puukottajan perässä yrittäen pysäyttää hänet

    6. 6

      Hussein al-Taeen ystävä meni estämään Turun puukkohyökkääjää ja sai itse puukosta monta kertaa – ”Ei voinut katsoa sivusta”

    7. 7

      Sisäministeri Paula Risikko: Ulkomaalais­taustaisten ja ulkomaalaisten auttaminen Turussa osoitti valtavaa esimerkkiä – ”Yhdessä se turvallisuus tehdään”

    8. 8

      Timo Metsola, 42, on kietonut Helsingin vuokra-asuntomarkkinat pikkurillinsä ympärille – Yli 50 asuntoa omistava judoka on Jari Sarasvuon mukaan ”matemaattinen poikkeustapaus”

    9. 9

      Pääministeri Sipilä: ”Kiitimme poliisia erittäin ripeästä toiminnasta. Samoin meidän terveysviranomaiset ovat toimineet tässä nopeasti”

    10. 10

      Mauri Pekkarinen: Budjettiriihessä pitää estää kaupungistumista

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Yle: Turun puukotuksia tutkitaan myös terrorismina – epäillyn henkilöllisyyttä varmistetaan sormenjälki- ja dna-tutkimuksilla

    2. 2

      Hussein al-Taeen ystävä meni estämään Turun puukkohyökkääjää ja sai itse puukosta monta kertaa – ”Ei voinut katsoa sivusta”

    3. 3

      Tämä Turun puukotuksista tiedetään nyt: Terroriteosta epäillään kuuden marokkolaisen ryhmää – Supo: pääepäillyn profiili viittaa radikaali-islamistiseen terrorismiin

    4. 4

      Turun tapahtumien silmin­näkijä: ”Näin kuinka vaaleaa naista puukotettiin useita kertoja kaulaan”

    5. 5

      Ruotsalaisturisti yritti pelastaa naisen hengen Turussa ja joutui itse sairaalaan – turkulainen Elina Rauhala näki tapauksen

    6. 6

      Pääministeri Sipilä: ”Kiitimme poliisia erittäin ripeästä toiminnasta. Samoin meidän terveysviranomaiset ovat toimineet tässä nopeasti”

    7. 7

      HS seurasi: Näin poliisin tiedotustilaisuus Turun puukotuksista eteni – poliisi vahvistaa sivullisten suojelleen ihmisiä

    8. 8

      Osaa 1970- ja 1980-lukujen rivitaloista ei kannata korjata, koska ne ovat täynnä ongelmia – ”Olemme melkoisen pommin edessä”

    9. 9

      Timo Metsola, 42, on kietonut Helsingin vuokra-asuntomarkkinat pikkurillinsä ympärille – Yli 50 asuntoa omistava judoka on Jari Sarasvuon mukaan ”matemaattinen poikkeustapaus”

    10. 10

      Yksi sairaalaan Turun puukotustapauksen takia tuoduista on kuollut – kahdeksan hoidossa

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Yle: Turun puukotuksia tutkitaan myös terrorismina – epäillyn henkilöllisyyttä varmistetaan sormenjälki- ja dna-tutkimuksilla

    2. 2

      Kuvakooste pääkaupunkiseutua riepotelleen myrskyn tuhoista

    3. 3

      Hussein al-Taeen ystävä meni estämään Turun puukkohyökkääjää ja sai itse puukosta monta kertaa – ”Ei voinut katsoa sivusta”

    4. 4

      Tutkija jakoi parisuhteet viiteen eri tyyppiin eroamisen todennäköisyyden mukaan – ”Lapset ovat hyvä syy laittaa hyvä suhde kuntoon”

    5. 5

      Lauantaina salamoi yli 6 000 kertaa, Kiira-myrskyn tuhoja raivataan koko sunnuntai – ”Ihme, ettei mitään vakavampaa sattunut”

    6. 6

      Yhteenveto Espanjan terrori-iskuista: Ainakin 14 kuoli Barcelonaan tehdyssä iskussa – uhrien joukossa ei suomalaisia, kertovat Espanjan viranomaiset

    7. 7

      Pentti Linkola: Rajat pitäisi sulkea ja kehitysapu lakkauttaa

    8. 8

      Tämä Turun puukotuksista tiedetään nyt: Terroriteosta epäillään kuuden marokkolaisen ryhmää – Supo: pääepäillyn profiili viittaa radikaali-islamistiseen terrorismiin

    9. 9

      Osaa 1970- ja 1980-lukujen rivitaloista ei kannata korjata, koska ne ovat täynnä ongelmia – ”Olemme melkoisen pommin edessä”

    10. 10

      Espoolainen Eva ei pelkää mitään muuta niin paljon kuin naapurissa asuvaa ex-miestään – ”Minun kulttuurissani ajatellaan, että miehellä on oikeus lyödä naistaan”

    11. Näytä lisää
    Uusimmat
    1. Juuri nyt
    2. Suomalaistoimittaja tapasi tanskalaisen keksijän sukellusveneessä, joka vain muutamaa kuukautta myöhemmin upposi – Nyt keksijää epäillään ruotsalaisen toimittajan kuolemasta
    3. Enää ei tarvitse ihmetellä, mihin HJK tarvitsee Rasmus Schülleriä – Yaghoubin loukkaannuttua Schülleristä voi tulla mestaruuden takuumies
    4. Loch Nessiltä ei löydy taruhirviötä, mutta upeita maisemia riittää silmänkantamattomiin
    5. Tämä Turun puukotuksista tiedetään nyt: Terroriteosta epäillään kuuden marokkolaisen ryhmää – Supo: pääepäillyn profiili viittaa radikaali-islamistiseen terrorismiin
    6. Mauri Pekkarinen: Budjettiriihessä pitää estää kaupungistumista
    7. Etelä-Aasian monsuunitulvissa kuollut lähes 600 ihmistä, sadat tuhannet paenneet kodeistaan
    8. Sisäministeri Paula Risikko: Ulkomaalais­taustaisten ja ulkomaalaisten auttaminen Turussa osoitti valtavaa esimerkkiä – ”Yhdessä se turvallisuus tehdään”
    9. Konsertti puukotusten uhreille – Paavo Järvi johtaa Turussa tänään lauantaina myös Sibeliuksen Valse tristen
    10. Solidaarisuus­mielenilmaus kerännyt Turun kauppatorille parisataa ihmistä – Suomi ensin -ryhmän saapuminen kiristää tunnelmaa Turun keskustassa
    11. Näin supon tiedotustilaisuus eteni: Isku vastaa uhka-arviota tekijän ja teon profiilin osalta, mutta arviota ei nosteta – ”Uhka näyttää toteutuneen”
    12. Näytä lisää