LISA mission Pathfinder

LISA-missionen skal måle tyngdebølger fra sorte huller

Når sorte huller smadrer sammen i gigantiske kollisoner, sætter det gang i svingninger - såkaldte tyngdebølger - som forskerne hidtil ikke har kunnet måle. Men med NASA og ESA's LISA-mission rykker jagten nu ud i rummet. Få baggrunden her.

1. juli 2015 af Jesper Bindslev

LISA-mission læner sig op ad Einstein

I dag stammer næsten al vores viden om universet fra observationer af lys. Men de sorte huller i galaksernes midte kommer vi aldrig til at se, fordi de ikke lader den mindste lysstråle slippe ud. Til gengæld udsender de tyngdebølger.

Tyngdebølgers eksistens blev forudsagt af Albert Einstein i den almene relativitetsteori. Han forudsagde, at bølgerne dannes, når store masser accelereres hurtigt gennem universet. Fx når mindre galakser opsluges af større, og de sorte huller i deres midte smelter sammen.

Tyngdebølger udbreder sig som lyd

Tyngdebølger sammenlignes ofte med lyd. Mens lyd udbreder sig gennem et rum ved at sætte luften i svingninger, udbreder tyngdebølger sig ved at sætte selve rummet i svingninger.

Når galakser kolliderer, tørner også de sorte huller i deres midte sammen - og det udsender tyngdebølger. Hvis LISA-satelitterne formår at måle bølgerne, kan det give ny viden om sorte huller og galaksernes tilblivelse.

Forskerne har forsøgt at måle de flygtige tyngdebølger i 100 år. Indtil nu forgæves. Svingningerne er nemlig så uendeligt svage, at det kræver ekstremt fintfølende instrumenter.

LISA-mission går på bølgejagt i rummet

Alle større begivenheder i rummet udsender tyngdebølger med en bestemt bølgelængde – fra få kilometer til mange lysår mellem hver bølgetop.

Sammenstød mellem supertunge sorte huller er i den kosmiske sværvægtsklasse. Disse kollisioner udsender tyngdebølger med bølgelængder på op til et par millioner kilometer, og for at måle dem er det nødvendigt at placere detektorer med langt større afstand, end det er muligt på Jorden.

LISA-missionen rykker derfor jagten på tyngdebølger ud i rummet. Missionen, der er et samarbejde mellem NASA og ESA, forløber i to trin:

? 2015: LISA Pathfinder er generalprøven

Satellitten LISA Pathfinder skal ikke måle tyngdebølger, men afprøve den teknik, der vil gøre det muligt. Satellitten parkeres i et punkt, hvor massetiltrækningen fra Jorden og Solen lige præcis ophæver hinanden.

Her følger satellitten med Jorden i dens kredsløb omkring Solen. Det svarer til at være i frit fald gennem rummet. Udfordringen er at få to terninger inde i satellitten til at stå helt stille i forhold til hinanden.

? 2034: Tre satellitter måler tyngdebølger

Tre satellitter anbringes i en trekant med fem millioner kilometer imellem hver, og trekanten følger Jorden i dens kredsløb omkring Solen.

Hver satellit sender laserstråler til de to andre. Hver satellit rummer også en frit svævende guldterning, som spejler strålerne og sender dem retur. Systemet er indstillet, så laserstrålerne ophæver hinanden. Hvis synkroniseringen forsvinder, viser det, at en tyngdebølge har skubbet til terningerne.

Fremtidens LISA-satelitter vil være i kontakt og foretage deres målinger via laserstråler - med fem millioner kilometers afstand imellem sig.

Den store LISA-mission er undervejs

Planen er at opsende LISA Pathfinder fra Fransk Guyana i 2015 og dernæst bruge erfaringerne til den endelige opsendelse af tre satelitter i 2034. Kom helt tæt på den vanskelige rum-mission her:

GULD MED OM BORD

LISA-satelitterne anno 2034 har alle en vaskeægte guldterning med om bord. Terningerne er upåvirkelige overfor magnetfelter fra Solen og er derfor velegnede som laser-målepunkter.

Læs også

Måske er du interesseret i ...

FÅ ILLUSTRERET VIDENSKABS NYHEDSBREV

Du får dit gratis særtillæg, Vores Ekstreme Hjerne, til download, straks du har tilmeldt dig nyhedsbrevet.

Fandt du ikke det, du ledte efter? Søg her: