Så forskere har opdaget tyngdekraftsbølger - krusninger af rumtid. Albert Einstein foreslog deres eksistens for 100 år siden, og direkte observation tilvejebragte det endelige bevis for den store videnskabsmands mesterværk: generel relativitet. Forskere ved Caltech og MIT har opdaget en tyngdekraftsbølge genereret af to kolliderende sorte huller.
Einstein blev ikke altid betragtet som et geni. Da han først gav udtryk for sine tvivlsomme tanker om relativitet, organiserede nogle forskere protester. Andre sladrede simpelthen Einstein i pressen og beskyldte ham for både farlige ideer og jødisk oprindelse.
Men videnskabsmandens arbejde vendte fysik på hovedet lige fra grundlaget. Einsteins univers spiller hurtigt og naturligt med begreberne position og hastighed - bortset fra lys, der altid fejer gennem vakuumet med 300 millioner meter i sekundet. Rum og tid blandes i en firedimensionel melasse kaldet rumtid, som kan strækkes og forvrænges af stof, stof, masse. Og bevægeligt stof følger rumtidens kurver - en skjult geometri, som vi opfatter som tyngdekraften.
Det lyder som ren vrøvl.
Men i løbet af de sidste 100 år har eksperimenter vist igen og igen: Einstein har ret. Hans teori er blevet bevist for mange gange til at nævne alle disse tidspunkter her, men selv de mest slående tilfælde er imponerende.
Lys er både en bølge og en partikel
Salgsfremmende video:
Einsteins navn er oftest forbundet med relativitet, men han vandt Nobelprisen for sit arbejde med lys. Klassisk fysik postulerede, at lys er en bølge, men denne teori kunne ikke forklare, hvordan og hvorfor metaller udsender elektroner, når de belyses - dette fænomen kaldes den fotoelektriske effekt.
Einstein forklarede denne mærkelige opførsel ved at antyde, at lys faktisk består af diskrete bølgepakker (fotoner) med energier relateret til deres frekvens. Denne opdagelse førte til fremkomsten af kvantefysik, hvor alle atomer opfører sig på en mærkelig bølgelignende måde, og Einstein hjalp med til at få denne opdagelse til at ske.
Rumtid kan bøjes
Einsteins første store sejr i generel relativitetsteori kom, da han forklarede den mystiske bølgning af Merkurius bane. I 1859 tilskrev den strålende franske astronom Urbain Le Verrier denne effekt til en aldrig før set planet kaldet Vulcan, siger de, den tiltrækker kviksølv. Men mange års søgning førte ikke til noget, ingen fandt nogen Vulcan.
Til Einsteins store glæde bragte hans nye relativitetsteori Vulcan på fødderne og viste, at solens masse bøjes nær rumtid, ligesom en bowlingkugle ville bøje en elastisk, men blød overflade. Da kviksølv er så tæt på solen, er dens svingende bane den nærmeste vej gennem rumtiden buet af solens masse. Der er ikke, og der var ingen anden planet: det handler om universets geometri, som Newton ikke mistænkte.
Rumtid kan være en "linse"
Einstein havde ret igen i maj 1919 under en total solformørkelse. Ifølge relativitetsteorien vil rumtid, buet af solens masse, bøje det indgående stjernelys som en linse.
Den britiske astronom Arthur Eddington tog store billeder af formørkelsen og fandt ud af, at solen havde strakt Hyades-stjerneklyngen og bøjet lyset fra individuelle stjerner med en-to-tusindedel af en grad, som forudsagt af Einstein, der fordoblede krumningen forudsagt af Newtons fysik.
Selv Einstein forventede ikke, hvor nyttigt dette fænomen ville være for astronomer: ved hjælp af selve galakserne som kæmpe linser kan astronomer se ind i fortiden, i universets tidligste år. Og når astronomer ser, at objektivet er forårsaget af nogle usynlige masser, giver det dem mulighed for at kortlægge store områder af mørkt stof.
Rotation af masser drejer plads-tid
Ikke kun betyder det, at materien vrider rumtid, som bowlingkuglen, men roterende masser som Jorden trækker let plads omkring dem, som en ske i melasse. Dette påvirker kredsløbene til nærliggende satellitter - den bizarre effekt af at trække inertiale referencerammer, Lense-Thirring-effekten.
Forudsagt i 1918 af generel relativitet, blev Lense-Thirring-effekten bekræftet i 2004, da forskere fandt ud af, at Jordens rotation let fortrængte kredsløbene til to satellitter. I 2011 bekræftede NASAs Gravity Probe B-sonde fundet og raffinerede tallene.
Tyngdekraften sænker tiden
Einsteins ligninger giver også materie evnen til at fremskynde eller bremse tiden - og ændre lysfarven.
Vi kan se denne underlige forudsigelse korrekt, selv fra Jorden: lyset fra fjerne stjerner tager højere frekvenser - eller ser blåere ud - end en observatør i det dybe rum ville se. Og jo længere du bevæger dig væk fra jordens gravitationsbrønd, jo lavere og lavere er frekvensen, som det lys, der udsendes fra Jorden, modtager og adlyder effekten af tyngdekraftens rødforskydning.
Når alt kommer til alt kan selv din smartphone ikke ignorere relativitetsteorien: uden relativistiske korrektioner ville ure på GPS-satellitter krysse 38 mikrosekunder hurtigere hver dag end på jordens overflade og ødelægge systemets nøjagtighed efter to minutter og tilføje 10 kilometer fejl dagligt.