Vil tyngdebølge-sensation ændre dansk forskning?

For første gang i historien kunne forskerne i februar måned 2016 annoncere detekteringen af bittesmå udsving i rum og tid; de såkaldte gravitationsbølger.

Men kosmiske kollisioner laver ikke kun bølger i rummet, de laver også betydelige ringe her på Jorden. Det fortæller Kristian Pedersen, som er direktør for Institut for Rumforskning og Rumteknologi på DTU Space.

»Tyngdebølger vil være med til at sætte dagsordenen i forskningen i fremtiden. Det er en helt ny måde at forske på,« siger han.

Helt konkret nævner han, at den gigantiske rumfartsorganisation The European Space Agency (ESA) allerede nu, godt 14 dage senere, melder, at de vil fremskynde den omfattende proces omkring deres egen tyngdebølge-mission. Det fortalte ESA’s Science Director, som står i spidsen for ESA’s videnskabelige program, for nylig på et møde, hvor Kristian Pedersen var med.

Pt. er opsendelsen planlagt til 2034, men ESA diskuterer nu muligheden for at rykke den omkring tre år frem. Det lyder måske ikke af meget, men det er nogle enorme hjul, der skal sættes i sving for at få teknologien på plads i tide, så der er tale om et anseeligt tryk på speederen, fortæller seniorforsker fra DTU Space, Søren Brandt.

»Det viser jo bare, hvor meget interesse det her har. ESA’s udmelding er bare ét eksempel på, at LIGO’s succes skaber fremdrift på feltet.«

Professor Ulrik Uggerhøj fra Institut for Fysik og Astronomi på Aarhus Universitet har netop været et smut i USA, og her var tyngdebølger det eneste, folk kunne snakke om, fortæller han.

»Der er utroligt mange mennesker, også ikke-fysikere, der har hørt om det. Alle mennesker kender til fundet, og alle mennesker vil tale om det. Det er virkelig noget, der optager folk.«

»Jeg synes, det er en revolution«

For Johan Fynbo, professor MSO ved Dark Cosmology Centre på Niels Bohr Institutet (NBi), er der heller ingen tvivl om, at det nye fund kommer til at betyde en verden til forskel for forskningen fremadrettet:

»Det er helt nye fænomener, vi kan se nu. Det giver os nye briller til at observere universet, hvilket i princippet gør, at vi kan se nogle helt nye ting. Det kan godt blive revolutionerende for forskningen.«

Johan Fynbo er selv involveret i at eftersøge lys fra tyngebølgefænomener, idet hans forskningsgruppe er ved at bygge et nyt instrument til Det Nordisk Optiske Teleskop på La Palma. Et instrument, som skal gøre det muligt meget hurtigt og effektivt at scanne områder på himlen for lysbegivenheder relateret til de meget eksplosive begivenheder, som vi på Jorden kan måle tyngdebølger fra. På den måde vil man kunne stedbestemme bølgerne meget bedre, end vi kan i dag.

I dag forsker Johan Fynbo selv primært i galakser, men han har overvejet, om det nu skal ændre sig.

»Jeg kunne godt tænke mig at dreje over i retning af tyngdebølger, simpelthen fordi det er et nyt fænomen. Det er meget spændende, når man får nye muligheder for at undersøge universet. Jeg synes, det er en revolution.«

Nye forskningsfelter kan være lettere at finde penge til

Tyngdebølger repræsenterer fremtiden i forskningen, og den slags projekter er ofte lettere at få økonomisk opbakning til, end de gamle, fortærskede af slagsen. Det fortæller professor Jens Hjorth, som også arbejder ved Dark Cosmology Centre, NBi. Han har selv ansøgt om penge til to projekter relateret til tyngdebølger, men har endnu ikke fået svar på, om de går igennem.

»Det er klart, at det er et nyt spændende felt, og ofte er det nemmere at få penge til. Jeg vil ikke blive overrasket, hvis der nu er flere folk, der begynder at søge penge til den type projekter. Det kan også betyde noget for, hvilken retning et institut eller et center drejer deres forskning,« siger Jens Hjorth.

Kristian Pedersen forestiller sig også, at fundet af tyngdebølger snart vil begynde at give sig udslag i fondsansøgninger til nye projekter.

»Der er da ikke nogen tvivl om, at når nu gode astrofysikere sætter sig ned og kigger på, hvilke projekter de vil til at kaste sig over, så overvejer de, om tyngdebølger påvirker det, de forsker i,« siger han.

Kan være svært at forudse resultater af tyngdebølger

Ifølge Søren Brandt, som med teleskopet INTEGRAL leder efter gammastråling relateret til tyngdebølge-begivenheder, kan det dog også blive en udfordring at skaffe penge til projekter med tyngdebølger. Simpelthen fordi det kan være svært at forudse, hvilke resultater man vil få ud af projekterne.

»Når man skal søge penge til et projekt eller til at bygge et eller andet, så skal man altid argumentere for, at hvis vi bygger det her instrument, så kan vi se det og det og det, som vi har forudsagt. Så hvis I giver penge til det, så får I et garanteret resultat. Det kan være svært at skaffe penge til at lede efter noget, som man ikke ved, hvad er,« siger han.

Søren Brandt nævner som eksempel, da man første gang overvejede at undersøge røntgen fra rummet. Den almindelige videnskab sagde, at det var en dårlig ide.

»Dengang var det holdningen, at der ikke var noget at se. Så viste det sig, at da man først fik sendt nogle detektorer op, så man nogle ting, man ikke havde regnet med, for eksempel systemer med sorte huller, som man kunne måle med røntgenstråling. Det var der ikke nogen, der havde forudsagt, så det var en helt ny boldgade. I retrospekt kan man sige, at det var naturligt, men på daværende tidspunkt var det altså ikke givet.«

De uforudsigelige opdagelser er de sjoveste

Dermed ikke sagt, at forskerne starter fra scratch, når det kommer til tyngdebølger; der eksisterer teorier for, hvad vi bør kunne måle, nu hvor vi har dem som redskab. Men der vil helt givet også være en lang række ting, som vi ikke kan forudse – og det er måske egentlig dem, som er mest interessante, mener Søren Brandt.

»Det sjove er, at når vi åbner et nyt vindue, så er der selvfølgelig nogle ting, som vi regner med at se. Men oftest sker der det, at man opdager noget, som man slet ikke har tænkt på – og det vil jo så være spekulativt, indtil man finder det,« siger han.

Ulrik Uggerhøj mener, at det, især i Danmark, kan blive svært at søge om penge til netop de tyngdebølge-projekter, hvor forskerne ikke på forhånd kan give et klokkeklart svar på, hvad forskningen kommer til at vise.

»Jeg tror ikke, det får ret meget betydning for forskningen i Danmark. Der er en hårdere og hårdere satsning på den strategiske forskning, og grundvidenskaben er presset herhjemme. Vi er ikke helt kommet ud af fra forskning til faktura.«

LIGO-støtter har ventet 40 år på resultater

Faktisk havde selve fundet af tyngdebølger ikke været muligt, hvis ikke der havde stået nogle – naive, ville nogle måske sige før fundet i september – økonomiske kræfter bag LIGO-observatoriet (se faktaboks til højre).

Det, der er let at glemme ved det store fund, er nemlig, at der ligger intet mindre end 40 års forskning – altså 40 år uden resultater – bag, fortæller professor Jens Hjorth fra Dark Cosmology Centre på Niels Bohr Institutet.

»Man bruger så utroligt mange penge på at måle noget, som er så svært at måle, og så lykkes det endelig. Det er da fantastisk, at de har haft finansiering i ryggen, som tror på projektet, og som venter – ikke bare 3 eller 4, men 40 år, på resultaterne. Resultater, som man jo aldrig var garanteret at få,« siger han.

Det er blandt andet National Science Foundation i USA, der har spyttet en stor pose penge i LIGO-projektet.

ESA sender sin mission i udbud

Når ESA skyder sin muligvis fremskyndede tyngdebølgemission i gang, handler det i første omgang om at finde det helt rigtige design til at lede efter bølgerne i rummet. LIGOs detektorer står på Jorden, og med ESAs mission er det første gang nogensinde, tyngdebølger skal detekteres fra rummet.

ESA har testet teknologien til missionen i et pilotprojekt ved navn LISA Pathfinder. Det er dog ikke givet, at det er LISAs efterfølger – eLISA – som bliver sendt ud i rummet, når ESA trykker på startknappen.

LÆS OGSÅ: LISA Pathfinder: Nu sendes 4 kg guld og platin 1.500.00 km ud i rummet

Missionen sendes nærmest i udbud, forklarer Søren Brandt fra DTU Space, som er med i forberedelserne til den kommende mission. Instituttet har været med til at udarbejde elektronikken, der skal bruges til at måle med den nødvendige nøjagtighed.

»ESA har en meget demokratisk procedure. Man kan sammenligne det med, hvis politikerne siger, at de vil fremskynde bygningen af et nyt sygehus – så spørger man bredt ud, om der er nogen, der har tænkt på, hvordan man skal gøre det. Det har LISA selvfølgelig gjort, men i princippet er de ikke bundet til at vælge lige det design.«

Tyngdebølger vil ændre forskningen

Ifølge Kristian Pedersen bliver det med opsendelsen af LISA Pathfinders arvtager, at vi kan forvente at se det helt store gennembrud i fysikken i relation til tyngdebølger. Han forventer selvfølgelig, at valget ender på eLISA, som han selv arbejder på.

»Det bliver fantastisk. Det bliver ikke bare et eksperiment, der kan måle tyngdebølger, det bliver et flyvende observatorium, som kan måle dem med meget større præcision og i modsætning til for eksempel LIGO sige, at det var lige det og det sted i en galakse, at det foregik,« siger han og fortsætter:

»Tyngdebølger vil ændre nogle af de forskningsområder, vi går og roder med, men de vil for alvor få et boost, når LISA-projektet er i luften. Jeg tror, at alle mulige andre forskningsfelter også vil begynde at interessere sig mere for tyngdebølger, også på konkret projektniveau. Jeg forestiller mig, at LISA meget vel kan kaste helt nye forskningsretninger op.«