I morges delte det kongelige svenske vitenskapsakademiet ut Nobelprisen i fysikk til tre USA-baserte fysikere, Rainer Weiss fra Massachusetts Institute of Technology, samt Kip S. Thorne og Barry C. Barish fra California Institute of Technology for sine jobbe bak oppdagelsen av tyngdekraftsbølger - en type krusninger i stoffet fra romtid som først ble spådd av Albert Einstein for over 100 år siden.
Relatert innhold
- Hva Neutron Star Collision betyr for Dark Matter
Som Dennis Overbye fra The New York Times rapporterer, var de tre prisvinnerne drivkraften bak Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory (LIGO), et instrument designet for å oppdage gravitasjonsbølger. De ledet et konsortium på over 1000 forskere som jobbet i flere tiår for å samle, analysere og forbedre detektorene. Og i 2015 lønnet deres innsats seg endelig med oppdagelsen av en liten kvitring som ble avgitt fra to sorte hull som kolliderte for over en milliard år siden.
Mens tiden mellom oppdagelsen og tildelingen - bare to år - er kort etter Nobelstandarder (til og med Einstein ventet 16 år på sin tildeling), var frøene til prosjektet over 40 år i ferd med å bli gjort.
Oppdagelsen av gravitasjonsbølger rystet fysikalsamfunnet, og bekreftet en av de sentrale leietakerne i Einsteins generelle teori om relativitet. I følge denne teorien forårsaker bevegelsene til supermasse gjenstander, som sorte hull, krusninger gjennom stoffet i romtid - som bølger fra en rullestein som faller ned i et tjern. Men i flere tiår tvilte fysikere om at disse bølgene virkelig eksisterer - eller noen gang kunne oppdages.
Som doktorgradsstudent på begynnelsen av 1960-tallet mente Kip Thorne at de var der ute. Og på 1970-tallet begynte nye modellering og tankeeksperimenter å overbevise et økende antall forskere. "Musikken var der ute. De hadde bare ikke hørt den ennå, " skrev Jennie Rothenberg Gritz for Smithsonian i 2017 da trioen ble hedret med magasinets American Ingenuity Award.
I 1972 publiserte Weiss et papir med sin opprinnelige forestilling om en såkalt Laser Gravitational Wave "antenne", i samarbeid med Thorne for å avgrense og utføre den ambisiøse planen. Det var en radikal ide: lage en detektor som var følsom nok til å oppdage en krusning i romtid mindre enn diameteren til et proton.
Barish, tidligere leder av Superconducting Supercollider-prosjektet, ble med i teamet senere og ble direktør for LIGO i 1994. Han får ofte kreditering for å omorganisere og styre prosjektet, som slet med å fortsette den gangen. Men etter hvert ble LIGO født.
LIGO består av to L-formede detektorer, en i Louisiana og en i Washington State - atskilt med 1865 miles. Hver detektor, rapporterer Gritz, har to 2, 5 kilometer lange armer med verdens glatteste speil i hver ende. Som fysiker Brian Greene skrev for Smithsonian.com i fjor, måler detektoren tiden det tar en superkraftig laserstråle å sprette mellom de to speilene, og måle eventuelle minuttforskjeller. Små forandringer i lasertidenes reisetid er indikatorer på en passerende gravitasjonsbølge.
I løpet av de første åtte årene kjempet observatoriet, og ble lagt ned i 2010 for et returgalleri på 200 millioner dollar. Men i september 2015, like etter relansering, oppdaget LIGO sin første krusning. Siden den gang er ytterligere tre gravitasjonsbølger blitt oppdaget, den ene, et samarbeid mellom LIGO og det italienske jomfruobservatoriet, ble kunngjort akkurat i forrige uke.
Mens bare tre forskere blir anerkjent av prisen, tok det en legion av forskere for at detektoren skulle lykkes, melder Hannah Devlin og Ian Sample hos The Guardian . "Jeg ser på dette mer som en ting som anerkjenner arbeidet til rundt 1000 mennesker, " sier Weiss. "Jeg hater å fortelle deg, men det er så lenge 40 år mennesker tenker på dette, prøver å oppdage ... og sakte men sikkert får teknologien sammen for å gjøre det."
Devlin og Sample rapporterer at det var et fjerde medlem av teamet som sannsynligvis også ville fått prisen. Den skotske fysikeren Ronald Drever, et annet kjernemedlem i LIGO-teamet gikk bort fra demens i mars. Nobelkomiteen tildeler ikke prisen postmessig.
Funnet er en spillskifter for astronomer og fysikere, og gir et nytt verktøy for å studere universet. Som Green skrev i fjor, i motsetning til lys, røntgenstråler, gammastråler, infrarøde eller andre signaler astronomer bruker for å studere himmelen, passerer gravitasjonsbølger gjennom alt og kan ikke blokkeres. Så bølgene kan brukes til å undersøke riker som er "utenfor grensene" for lyset - inkludert kanskje "den ville rumble of the big bang, for 13, 8 milliarder år siden."
Som Green skriver: "Historien vil se tilbake på oppdagelsen som et av de få bøyningspunktene som endrer vitenskapens gang."
