What the discovery of gravitational waves means | Allan Adams

Översättare: Helena Jonsson Granskare: Lisbeth Pekkari

1.3 billion years ago,

För 1,3 miljarder år sedan,

in a distant, distant galaxy,

i en galax långt, långt bort,

two black holes locked into a spiral,

bildade två svarta hål en spiral,

falling inexorably towards each other

drogs obönhörligen mot varandra

and collided,

och kolliderade,

converting three Suns' worth of stuff

omvandlandes motsvarande tre gånger vår sols materia

into pure energy in a tenth of a second.

till ren energi på en tiondels sekund.

For that brief moment in time,

Under det ögonblicket

the glow was brighter than all the stars

var ljuset starkare än alla stjärnor

in all the galaxies

i alla galaxer

in all of the known Universe.

i hela det universum vi känner till.

It was a very

Det blev en väldigt

big

stor

bang.

smäll.

But they didn't release their energy in light.

Men de frigjorde inte sin energi i form av ljus.

I mean, you know, they're black holes.

De är ju faktiskt svarta hål.

All that energy was pumped into the fabric of space and time itself,

All energin pumpades in i rumtiden

making the Universe explode in gravitational waves.

och fick universum att explodera i gravitationsvågor.

Let me give you a sense of the timescale at work here.

Låt mig ge er en känsla för tidsskalan vi talar om.

1.3 billion years ago,

För 1,3 miljarder år sedan

Earth had just managed to evolve multicellular life.

hade jorden just utvecklat flercelligt liv.

Since then, Earth has made and evolved

Sedan dess har jorden skapat och utvecklat

corals, fish, plants, dinosaurs, people and even -- God save us -- the Internet.

koraller, fisk, växter, dinosaurier, människor

och även - Gud bevare oss - internet.

And about 25 years ago,

Och för ungefär 25 år sedan

a particularly audacious set of people --

bestämde sig en grupp djärva personer -

Rai Weiss at MIT, Kip Thorne and Ronald Drever at Caltech --

Rai Weiss vid MIT, Kip Thorne och Ronald Drever från Caltech -

att det skulle vara riktigt fränt

decided that it would be really neat

to build a giant laser detector

att bygga en gigantisk laserdetektor

with which to search for the gravitational waves

för att detektera gravitationsvågor

från till exempel kolliderande svarta hål.

from things like colliding black holes.

Now, most people thought they were nuts.

De flesta tyckte de var galna.

But enough people realized that they were brilliant nuts

Men tillräckligt många insåg att de var geniala galningar

that the US National Science Foundation decided to fund their crazy idea.

så US National Science Foundation bestämde sig för att sponsra deras galna idé.

So after decades of development,

Efter tiotals år av utveckling,

construction and imagination

konstruktion och uppfinningsrikedom

and a breathtaking amount of hard work,

och oerhört mycket hårt jobb

they built their detector, called LIGO:

byggde de sin detektor, som de döpte till LIGO:

The Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory.

The Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory.

For the last several years,

Under senare år

LIGO's been undergoing a huge expansion in its accuracy,

har LIGO genomgått en stor utbyggnad och uppnått högre noggrannhet,

a tremendous improvement in its detection ability.

som gjort den mycket bättre på att upptäcka gravitationsvågor.

It's now called Advanced LIGO as a result.

Den heter därför Avancerad LIGO numera.

In early September of 2015,

Tidigt i september 2015

slogs LIGO på för en sista testkörning

LIGO turned on for a final test run

while they sorted out a few lingering details.

medan de fixade några sista detaljer.

And on September 14 of 2015,

Och den 14 september 2015,

just days after the detector had gone live,

några dagar efter att detektorn gått live,

the gravitational waves from those colliding black holes

passerade gravitationsvågorna från de kolliderande svarta hålen

passed through the Earth.

genom jorden.

And they passed through you and me.

Och de passerade genom dig och mig.

And they passed through the detector.

Och de passerade detektorn.

(Inspelning) Scott Hughes:

(Audio) Scott Hughes: There's two moments in my life

"Jag har upplevt två händelser som varit mer känslomässigt laddade.

more emotionally intense than that.

Ena gången var när min dotter föddes.

One is the birth of my daughter.

The other is when I had to say goodbye to my father when he was terminally ill.

Andra gången var när jag sade adjö till min pappa som var döende.

Det var belöningen för allt slit under min karriär.

You know, it was the payoff of my career, basically.

Everything I'd been working on -- it's no longer science fiction! (Laughs)

Allt som jag jobbat för - det är inte science fiction längre!

(Skrattar)"

Allan Adams: So that's my very good friend and collaborator, Scott Hughes,

Allan Adams: Det var min gode vän och samarbetspartner, Scott Hughes,

a theoretical physicist at MIT,

som är teoretisk fysiker vid MIT,

who has been studying gravitational waves from black holes

som studerat gravitationsvågor från svarta hål,

and the signals that they could impart on observatories like LIGO,

och signalerna som de genererar i observatorier som LIGO,

for the past 23 years.

under de senaste 23 åren.

So let me take a moment to tell you what I mean by a gravitational wave.

Låt mig berätta lite om vad jag menar med en gravitationsvåg.

A gravitational wave is a ripple

En gravitationsvåg är en krusning

in the shape of space and time.

i rumtidens form.

As the wave passes by,

När vågen passerar

it stretches space and everything in it

sträcker den ut rummet och allt i det

in one direction,

i en riktning,

och trycker ihop det i den andra.

and compresses it in the other.

This has led to countless instructors of general relativity

Detta har lett till att otaliga lärare i relativitetsteori

doing a really silly dance to demonstrate in their classes on general relativity.

dansat fånigt för att demonstrera det på sina lektioner i allmän relativitetsteori.

"It stretches and expands, it stretches and expands."

"Det töjs och expanderar, det töjs och expanderar."

So the trouble with gravitational waves

Problemet med gravitationsvågor

is that they're very weak; they're preposterously weak.

är att de är väldigt svaga; de är absurt svaga.

For example, the waves that hit us on September 14 --

Till exempel, vågorna som träffade oss den 14:e september -

and yes, every single one of you stretched and compressed

ja, var och en av er blev uttöjda och expanderade

under the action of that wave --

när vågen passerade -

when the waves hit, they stretched the average person

när vågorna träffade oss, töjde de ut en medellång person

by one part in 10 to the 21.

med 1 del av 10 upphöjt till 21.

That's a decimal place, 20 zeroes,

Det vill säga, ett kommatecken följt av 20 nollor

and a one.

och en etta.

That's why everyone thought the LIGO people were nuts.

Det är därför alla tyckte de som jobbade med LIGO var galna.

Even with a laser detector five kilometers long -- and that's already crazy --

Även om man har en fem kilometer lång detektor - vilket i sig är galet -

they would have to measure the length of those detectors

måste man mäta längden på detektorn

to less than one thousandth of the radius of the nucleus

med en noggrannhet av en tusendels radie av kärnan

of an atom.

på en atom.

And that's preposterous.

Och det är befängt.

So towards the end of his classic text on gravity,

I slutet av sin klassiska text om gravitation,

LIGO co-founder Kip Thorne

beskrev medgrundaren till LIGO, Kip Thorne,

described the hunt for gravitational waves as follows:

jakten på gravitationsvågor så här:

He said, "The technical difficulties to be surmounted

"De tekniska utmaningarna att övervinna

in constructing such detectors

när man skapar sådana detektorer

are enormous.

är enorma.

But physicists are ingenious,

Men fysiker är uppfinningsrika,

and with the support of a broad lay public,

och med hjälp av den breda allmänheten

all obstacles will surely be overcome."

kommer vi med säkerhet att övervinna alla hinder."

Thorne published that in 1973,

Thorne publicerade detta 1973,

42 years before he succeeded.

42 år innan han lyckades.

Now, coming back to LIGO,

Men åter till LIGO.

Scott likes to say that LIGO acts like an ear

Scott brukar säga att LIGO fungerar som ett öra

more than it does like an eye.

mer än det fungerar som ett öga.

I want to explain what that means.

Jag ska förklara vad det innebär.

Visible light has a wavelength, a size,

Synligt ljus har en våglängd, en storlek,

that's much smaller than the things around you,

som är mycket mindre än saker omkring dig,

the features on people's faces,

dragen i personers ansikten,

the size of your cell phone.

storleken på din mobiltelefon.

And that's really useful,

Det är användbart,

because it lets you make an image or a map of the things around you,

då det blir möjligt att göra en bild eller karta av sakerna omkring dig,

genom att titta på ljuset från olika punkter i din omgivning.

by looking at the light coming from different spots

in the scene about you.

Sound is different.

Det är annorlunda med ljud.

Audible sound has a wavelength that can be up to 50 feet long.

Hörbart ljud har en våglängd som kan vara upp till 17 meter lång.

And that makes it really difficult --

Det gör det väldigt svårt - i praktiken omöjligt -

in fact, in practical purposes, impossible -- to make an image

att göra en bild av något som du verkligen tycker om.

of something you really care about.

Your child's face.

Ditt barns ansikte.

Instead, we use sound to listen for features like pitch

Istället använder vi ljud för att lyssna efter aspekter som tonhöjd

and tone and rhythm and volume

och ton och rytm och volym

to infer a story behind the sounds.

för att kunna dra en slutsats om ljud.

That's Alice talking.

Det är Alice som talar.

That's Bob interrupting.

Det var Bob som avbröt.

Silly Bob.

Ohyfsade Bob.

So, the same is true of gravitational waves.

Det samma gäller för gravitationsvågor.

We can't use them to make simple images of things out in the Universe.

Vi kan inte använda dem för att göra enkla bilder

av saker ute i universum.

But by listening to changes

Men genom att lyssna efter förändringar

in the amplitude and frequency of those waves,

i amplitud och frekvens på vågorna,

we can hear the story that those waves are telling.

kan vi höra vad vågorna berättar.

And at least for LIGO,

Och åtminstone för LIGO,

the frequencies that it can hear are in the audio band.

är frekvenserna den kan höra inom det hörbara bandet.

So if we convert the wave patterns into pressure waves and air, into sound,

Så om vi omvandlar vågrörelserna till tryckvågor och luft, till ljud,

we can literally hear the Universe speaking to us.

kan vi bokstavligen höra universum tala till oss.

For example, listening to gravity, just in this way,

Till exempel, att lyssna till gravitationen på det här sättet

can tell us a lot about the collision of two black holes,

berättar mycket om kollisionen mellan två svarta hål,

something my colleague Scott has spent an awful lot of time thinking about.

och det har min kollega Scott lagt massor med tid på att fundera över.

(Audio) SH: If the two black holes are non-spinning,

(Inspelning) SH:

"Om de två svarta hålen inte snurrar, hör man ett enkelt pip: whoop!

you get a very simple chirp: whoop!

If the two bodies are spinning very rapidly, I have that same chirp,

Om de två kropparna snurrar väldigt fort, hör vi samma pip,

but with a modulation on top of it,

men med en modulation också,

so it kind of goes: whir, whir, whir!

och då låter det typ: whir, whir, whir!

It's sort of the vocabulary of spin imprinted on this waveform.

Det är så snurrande kan låta, och ges av vågformen."

AA: So on September 14, 2015,

AA: Den 14:e september 2015 -

a date that's definitely going to live in my memory,

ett datum som jag alltid kommer minnas -

LIGO heard this:

hörde LIGO detta:

[Whirring sound]

[Vinande ljud]

So if you know how to listen, that is the sound of --

Om man vet vad man lyssnar efter, så är det ljudet av...

(Inspelning) SH: "... två svarta hål,

(Audio) SH: ... two black holes, each of about 30 solar masses,

vardera med 30 solars massa,

that were whirling around at a rate

som snurrade runt med en hastighet jämförbar med din mixer."

comparable to what goes on in your blender.

AA: It's worth pausing here to think about what that means.

AA: Låt oss pausa här och fundera över vad det innebär.

Two black holes, the densest thing in the Universe,

Två svarta hål, det mest kompakta som finns i universum,

one with a mass of 29 Suns

en med en massa motsvarande 29 solar

and one with a mass of 36 Suns,

och en med en massa motsvarande 36 solar,

whirling around each other 100 times per second

som snurrar runt varandra 100 gånger i sekunden

innan de krockar.

before they collide.

Tänk dig kraften i det.

Just imagine the power of that.

It's fantastic.

Det är fantastiskt.

And we know it because we heard it.

Vi vet det eftersom vi hörde det.

That's the lasting importance of LIGO.

Det är därför LIGO är så viktigt.

It's an entirely new way to observe the Universe

Det är ett helt nytt sätt att observera universum på,

that we've never had before.

som inte stått oss till buds tidigare.

It's a way that lets us hear the Universe

Det låter oss höra universum

and hear the invisible.

och höra det osynliga.

And there's a lot out there that we can't see --

Och det finns mycket där ute som vi inte kan se -

in practice or even in principle.

i praktiken så väl som i teorin.

So supernova, for example:

Supernovor till exempel:

I would love to know why very massive stars explode in supernovae.

Jag skulle verkligen vilja veta

varför massiva stjärnor exploderar och blir supernovor.

They're very useful;

Vi har nytta av dem;

we've learned a lot about the Universe from them.

vi har lärt oss mycket om universum tack vare dem.

The problem is, all the interesting physics happens in the core,

Problemet är bara att all intressant fysik händer i kärnan,

och kärnan döljer sig bakom tusentals kilometer

and the core is hidden behind thousands of kilometers

of iron and carbon and silicon.

av järn och kol och kisel.

We'll never see through it, it's opaque to light.

Vi kan inte se igenom det, det är ogenomträngligt.

Gravitational waves go through iron as if it were glass --

Gravitationsvågor går genom järn som om det vore glas -

totally transparent.

fullständigt genomsläppligt.

The Big Bang: I would love to be able to explore

Big Bang: Jag skulle vilja kunna undersöka

the first few moments of the Universe,

de första ögonblicken i universum,

but we'll never see them,

men vi kommer aldrig se det,

because the Big Bang itself is obscured by its own afterglow.

eftersom Big Bang döljs bakom sin egen efterglöd.

With gravitational waves,

Med hjälp av gravitationsvågor

we should be able to see all the way back to the beginning.

hoppas vi kunna se hela vägen tillbaka till början.

Perhaps most importantly,

Och kanske viktigast av allt,

I'm positive that there are things out there

jag är övertygad om att det finns saker där ute

that we've never seen

som vi hittills aldrig sett,

that we may never be able to see

som vi kanske aldrig kommer kunna se,

and that we haven't even imagined --

och som vi inte ens kan föreställa oss -

things that we'll only discover by listening.

saker som vi bara kan upptäcka genom att lyssna.

And in fact, even in that very first event,

Det var faktiskt så, att vid den första mätningen

LIGO found things that we didn't expect.

hittade LIGO saker vi inte förväntade oss.

Here's my colleague and one of the key members of the LIGO collaboration,

Här är min kollega och en av nyckelmedlemmarna inom LIGO-samarbetet,

Matt Evans, min kollega vid MIT:

Matt Evans, my colleague at MIT, addressing exactly that:

(Inspelning) Matt Evans:

(Audio) Matt Evans: The kinds of stars which produce the black holes

"De typer av stjärnor som skapar svarta hål som vi observerade

that we observed here

are the dinosaurs of the Universe.

är universums dinosaurier.

They're these massive things that are old, from prehistoric times,

De är massiva och gamla, från förhistorisk tid,

and the black holes are kind of like the dinosaur bones

och de svarta hålen kan liknas vid dinosaurieben

som vi gör arkeologiska utgrävningar på.

with which we do this archeology.

Det gör det möjligt att få en ny vinkel

So it lets us really get a whole nother angle

on what's out there in the Universe

på vad som finns där ute i universum

and how the stars came to be, and in the end, of course,

och hur stjärnorna kom till,

och kommer slutligen leda oss till hur vi kom till mitt i den här röran."

how we came to be out of this whole mess.

AA: Our challenge now

AA: Utmaningen nu

is to be as audacious as possible.

är att vara så djärva som möjligt.

Thanks to LIGO, we know how to build exquisite detectors

Tack vare LIGO vet vi nu hur man bygger utsökta detektorer

that can listen to the Universe,

som kan lyssna på universum,

to the rustle and the chirp of the cosmos.

på rassel och pip från kosmos.

Our job is to dream up and build new observatories --

Vår uppgift är att komma på och bygga nya observatorier -

a whole new generation of observatories --

en helt ny generation av observatorier -

on the ground, in space.

på marken, i rymden.

I mean, what could be more glorious than listening to the Big Bang itself?

Jag menar, vad kan vara mer ärofullt än att lyssna på självaste Big Bang?

Our job now is to dream big.

Vårt jobb är att drömma fritt.

Dream with us.

Dröm med oss!

Thank you.

Tack!

(Applause)

(Applåder)