Så forskere har oppdaget gravitasjonsbølger - krusninger av romtid. Albert Einstein antok deres eksistens for 100 år siden, og direkte observasjon ga det endelige beviset på den store forskerens mesterverk: generell relativitet. Forskere ved Caltech og MIT har oppdaget en gravitasjonsbølge generert av to sammenstøtende sorte hull.
Einstein ble ikke alltid ansett som et geni. Da han først uttrykte sine tvilsomme tanker om relativitet, organiserte noen forskere protester. Andre vanæret ganske enkelt Einstein i pressen og beskyldte ham for både farlige ideer og jødisk opprinnelse.
Men forskerens arbeid snudde fysikken på hodet helt fra begynnelsen. Einsteins univers spiller raskt og naturlig med begrepene posisjon og hastighet - bortsett fra lys, som alltid feier gjennom vakuumet på 300 millioner meter per sekund. Rom og tid blandes i en firedimensjonal melasse kalt romtid, som kan strekkes og forvrenges av materie, materie, masse. Og materie som beveger seg følger romtidens kurver - en skjult geometri som vi oppfatter som tyngdekraften.
Høres ut som tull.
Men i løpet av de siste 100 årene har eksperimenter vist igjen og igjen: Einstein har rett. Teorien hans har blitt bevist for mange ganger til å liste opp alle disse gangene her, men selv de mest slående tilfellene er imponerende.
Lys er både en bølge og en partikkel
Kampanjevideo:
Einsteins navn er ofte forbundet med relativitet, men han vant Nobelprisen for sitt arbeid med lys. Klassisk fysikk postulerte at lys er en bølge, men denne teorien kunne ikke forklare hvordan og hvorfor metaller avgir elektroner når de blir opplyst - dette fenomenet kalles den fotoelektriske effekten.
Einstein forklarte denne rare oppførselen ved å antyde at lys faktisk består av diskrete bølgepakker (fotoner) med energier forbundet med frekvensen. Denne oppdagelsen førte til fremveksten av kvantefysikk, der alle atomer oppfører seg på en merkelig bølgelignende måte, og Einstein bidro til å gjøre denne oppdagelsen.
Romtid kan bøyes
Einsteins første store seier i generell relativitetsteori kom da han forklarte den mystiske bølgen av Merkurius bane. I 1859 tilskrev den strålende franske astronomen Urbain Le Verrier denne effekten til en aldri før sett planet kalt Vulcan, de sier at den tiltrekker seg kvikksølv. Men år med leting førte ikke til noe, ingen fant noen Vulcan.
Til Einsteins store glede brakte hans nye relativitetsteori Vulcan på beina, og viste at solens masse bøyer seg nær romtid, akkurat som en bowlingkule bøyer en elastisk, men myk overflate. Siden kvikksølv er så nær solen, er dens bølgende bane den nærmeste veien gjennom romtiden buet av solens masse. Det er ikke og det var ingen annen planet: det handler om geometrien til universet, som Newton ikke mistenkte.
Romtid kan være en "linse"
Einstein hadde rett igjen i mai 1919 under en total solformørkelse. I følge relativitetsteorien vil romtid, buet av solens masse, bøye det innkommende stjernelyset som en linse.
Den britiske astronomen Arthur Eddington tok store bilder av formørkelsen og fant ut at Solen hadde strukket ut Hyades-stjerneklyngen, bøyd lyset fra individuelle stjerner med omtrent en to-tusendels grad - ifølge Einsteins spådom, som doblet krumningen som ble forutsagt av Newtons fysikk.
Selv Einstein forventet ikke hvor nyttig dette fenomenet ville være for astronomer: ved å bruke galaksene som gigantiske linser, kan astronomer se inn i fortiden, i de tidligste årene av universet. Og når astronomer ser at linsing er forårsaket av noen usynlige masser, lar det dem kartlegge store områder med mørk materie.
Rotasjon av massene vrir rom-tid
Ikke bare vrider materie romtid, som bowlingkulen, men roterende masser som jorden trekker lett plass rundt seg, som en skje i melasse. Dette påvirker banene til de nærmeste satellittene - den bisarre effekten av å trekke treghetsreferanserammer, Lense-Thirring-effekten.
Forutsagt i 1918 av generell relativitet, ble Lense-Thirring-effekten bekreftet i 2004 da forskere fant at jordens rotasjon lett fortrengte banene til to satellitter. I 2011 bekreftet NASAs Gravity Probe B-sonde funnet og raffinerte tallene.
Tyngdekraften senker tiden
Einsteins ligninger gir også materie muligheten til å øke hastigheten eller redusere tiden - og endre lysfargen.
Vi kan se denne underlige spådommen korrigere selv fra jorden: lyset fra fjerne stjerner tar høyere frekvenser - eller ser blåere ut - enn en observatør i det dype rommet ville se. Og jo lenger du beveger deg bort fra jordens gravitasjonsbrønn, jo lavere og lavere er frekvensen lyset som sendes fra jorden mottar, og adlyder effekten av gravitasjonens rødskift.
Tross alt, til og med smarttelefonen din kan ikke ignorere relativitetsteorien: uten relativistiske korreksjoner ville klokker på GPS-satellitter krysse 38 mikrosekunder raskere hver dag enn på jordoverflaten, og ødelegge nøyaktigheten til systemet etter to minutter og legge til 10 kilometer feil daglig.
