Terningerne er testet i Paris

Helt simpelt er det dog ikke, for ud over de ydre kræfter er der også indre påvirkninger fra satellitten selv, der kan ændre terningernes position. Det kan fx være magnetiske felter skabt af computeren om bord eller varmestråling fra det elektroniske udstyr. Derfor har man sendt de to terninger til International Bureau of Weight and Measures i Paris, der har målt, hvordan de reagerede på et magnet­felt, så man nu kan korrigere for selv denne ekstremt svage påvirkning.

At skabe en drag free satellit er ikke den eneste opgave for Pathfinder. Man skal også gennemprøve en teknik til at bestemme de små ændringer i afstande, der optræder ved påvirkning fra tyngdebølger. I testsatellitten er afstanden mellem de to terninger kun 35 cm mod de fem millioner km mellem de tre satel­litter i det endelige LISA-projekt. Med et avanceret laserudstyr gælder det her om at kunne måle på ændringer i terning­ernes indbyrdes position med få picometers nøjagtighed. Det svarer til at måle den ændring, som ville følge af at anbringe en bakterie på den ene terning.

Satellitten skal kredse om Lagrangepunktet

LISA Pathfinder skal kredse omkring det første Lagrangepunkt, kaldet L1, der ligger 1,5 millioner km fra Jorden i retning mod Solen. En Vega-raket sender først satellitten ind i en aflang bane om Jorden mellem 200 og 1600 km oppe. Over tre uger hæves banen derpå langsomt, indtil satellitten når frem til Lagrangepunktet, hvor den i de følgende år skal kredse i en aflang bane i en afstand på mellem 500.000 og 800.000 km fra L1.

Hvis forsøget med Pathfinder går godt, vil ESA i samarbejde med NASA gå videre til selve LISA-projektet, hvis tre satellitter skal opsendes med en Atlas-raket og anbringes i en bane om Solen, hvor de følger efter Jorden i en afstand på 50 mio. km. Til sidst parkeres de i en trekant, hvis sidelængde er 5 mio. km.

Ved at bruge den teknik, der er udviklet i Pathfinder, gør man nu de tre satellitter drag free. Hver satellit indeholder to 40-cm-teleskoper, der er anbragt med en indbyrdes vinkel på 60°, så de netop peger mod hver af de to andre satellitter. I teleskoperne sidder en kraftig laser og en guld-platin-terning magen til dem i Pathfinder. Hver satellit sender nu hele tiden en laserstråle af sted mod de to ­andre og måler, om der optræder fase­forskelle mellem dem. På den måde kan man måle ændringer i de indbyrdes afstande mellem satellitterne på ned til 10 pikometer – 1/10 af et atoms diameter.

Fokus er rettet mod sorte huller

Hvis teknikken kommer til at fungere, er vejen åben for en helt ny udforskning af universet, for mange objekter vil kunne studeres ved hjælp af tyngdebølger. Øverst på listen står sorte huller. I sig selv udsender et sort hul ingen tyngdebølger, hvis det bare er placeret for sig selv et sted i universet – men hvis to ­sorte huller kredser om hinanden, vil de for alvor sætte rumtiden i svingninger, især hvis der er tale om de supermassive sorte huller, der findes i galaksecentre.

På grund af tyngdebølgerne taber de to huller energi og kommer derved tættere på hinanden for til sidst at smelte sammen til ét stort hul. Hvordan det foregår, ved vi ikke, men mødet vil blive ledsaget af et festfyrværkeri af tyngdebølger – måske vores bedste (og eneste) mulighed for at følge begivenheden.

Desuden vil en lang række dobbeltstjerner udsende tyngdebølger. Vi har til dato aldrig opfanget disse bølger, bortset fra en enkelt indirekte måling. Det var den såkaldte Hulse-Taylor-dobbeltpulsar, som består af to neutronstjerner, der kredser om hinanden. Man har nøje målt deres baner og set, at de taber energi netop i det tempo, som den almene ­relativitetsteori forudsiger. Energitabet skyldes ifølge teorien netop udsendelsen af tyngdebølger. Men det er kun en indirekte måling – astronomerne vil langt foretrække at måle bølgerne direkte. Det er derfor, man vil bringe “trekanten” ­bestående af de tre satellitter i langsom rotation, så man bedre kan bestemme retningen til bølgernes oprindelsessted.

På et mere overordnet plan vil LISA forhåbentligt kunne gøre os lidt eller ­måske endda en del klogere på tyngdekraften, der stadig er den af de fire naturkræfter, som fysikerne ved mindst om.

• Forrige Side 2 af 2