Titta

UR Samtiden - Nobelföreläsningar 2017

UR Samtiden - Nobelföreläsningar 2017

Om UR Samtiden - Nobelföreläsningar 2017

Föreläsningar av 2017 års Nobelpristagare. Inspelat den 7-8 december 2017.

Till första programmet

UR Samtiden - Nobelföreläsningar 2017 : Barry C Barish, fysikDela
  1. Astronomin uppstod när Galileo
    tittade i ett teleskop, på synligt ljus.

  2. Nu tittar vi på synligt ljus,
    röntgenstrålning, IR-ljus och så vidare.

  3. I dag kan vi fånga gravitationsvågor
    inom ett visst frekvensband.

  4. Det är det som finns tillgängligt,
    och det är det hörbara frekvensbandet.

  5. Näste talare, professor Barish,
    var den vetenskaplige ledaren-

  6. -som skalade upp LIGO stegvis,
    fram till Advanced LIGO-

  7. -den detektor som lyckades
    detektera gravitationsvågorna.

  8. Varsågod, professor Barish.

  9. Alla visste nog innan de kom hit
    att det här är en lång historia.

  10. Det här är början på nästa del.
    Jag ska försöka hålla tiden.

  11. Det är 21 år kvar
    efter historien som ni precis hörde.

  12. Jag plockar upp tråden år 1994.

  13. År 1994 fick vi, för första gången,
    anslag för att faktiskt bygga nånting-

  14. -som blev LIGO-detektorn.

  15. Det innebar ett ansvar att få
    tiotals miljoner dollar per år i 20 år.

  16. Vi fick också försvara projektet
    under den tid när vi inte såg nånting.

  17. Det första folk borde inse är-

  18. -att National Science Foundation
    inte bara tog risken som Rai nämnde-

  19. -att ta sig an projektet-

  20. -men att de, efter det,
    fick försvara ett riskfyllt projekt-

  21. -i tjugo år, utan några resultat.

  22. Vi satte upp vissa gränser,
    men såg inga resultat.

  23. Vi är nog skyldiga NSF ett större tack
    än man kan föreställa sig-

  24. -för att de godkände projektet.

  25. Vi organiserade det hela
    som ett samarbete-

  26. -mellan Caltech och MIT.

  27. Vi har nu tusen forskare världen över-

  28. -men i centrum för det hela
    har vi LIGO Laboratory.

  29. LIGO Laboratory är gruppen
    som byggde själva detektorn.

  30. Ansvaret för detektorn
    ligger på Caltech och MIT-

  31. -och vi har organiserat det hela
    i ett projekt.

  32. Vi har omkring 150 tekniker, forskare
    och så vidare.

  33. Forskarna gör sin forskning
    i LIGO Science Collaboration-

  34. -men instrumentet byggdes av oss.
    Chefen just nu är Dave Reitze-

  35. -andrechefen är Albert Lazzarini
    och de driver alltså LIGO i dag.

  36. Tidigare, efter min tid som chef,
    tog Jay Marx över.

  37. Han ledde oss under den tid
    då Advanced LIGO startades.

  38. Kring år 1997 insåg vi-

  39. -att samarbetet
    mellan Caltech och MIT-

  40. -inte gav oss all den kunskap
    som vi behövde för att nå framgång.

  41. Därför skapade vi det ni har hört om,
    LIGO Scientific Collaboration.

  42. Vi tog in talanger, från laserexperter-

  43. -till experter
    inom artificiell intelligens.

  44. Syftet var
    att dra nytta av all den talang-

  45. -som kan användas för att lösa
    detta mycket svåra problem.

  46. Samarbetet har vuxit
    från ett tiotal personer-

  47. -under ledning av Rai,
    som jag tillsatte som ledare-

  48. -till nåt mer demokratiskt,
    där ledarna röstas fram.

  49. Samarbetet leds nu av
    David Shoemaker-

  50. -och leddes av Gabriella Gonzalez
    när detektionen gjordes.

  51. Innan det av Dave Reitze,
    som nu driver laboratoriet-

  52. -och Peter Saulson, som ni hörde om,
    tog över efter Rai.

  53. Det här är
    ett lyckat internationellt samarbete-

  54. -där vi har tagit in
    de talanger vi har behövt-

  55. -såväl inom teknik som dataanalys
    och teoretisk fysik.

  56. Alla jobbar sida vid sida.

  57. Vi har arton länder involverade,
    mer än hundra olika institutioner-

  58. -och kring 1 200 medarbetare,
    varav tusen hade varit med länge nog-

  59. -för att tas med som medförfattare
    till artikeln om upptäckten.

  60. Själva interferometrarna
    har också nyckelpersoner.

  61. Från första början
    har vi haft folk vid detektorerna.

  62. De ligger långt ifrån civilisationen
    och sköts av två personer.

  63. Först var det Fred Raab
    och Mark Coles, som börjat på NSF.

  64. Nu är det Mike Landry,
    som nyligen tog över i Hanford-

  65. -och Joe Giaime i Livingston.
    Om ni åker dit träffar ni dem.

  66. Den ena ligger på landsbygden
    i Louisiana-

  67. -och den andra på ett reservat
    i östra Washington.

  68. För att visa
    hur själva hårdvaran ser ut-

  69. -har jag en bild på LIGO,
    i den stora hallen.

  70. Det här är hörnet som Rai visade,
    där ljuset skickas ut i två riktningar.

  71. De här är knivventiler.

  72. De gör att vi kan behålla vakuumet
    som Rai pratade om-

  73. -och som behövs
    under arbetet och utvecklingen.

  74. Instrumenten är inte så enkla
    som Rai framställde dem-

  75. -delvis för att vi måste bygga in
    flexibilitet i form av olika ingångar.

  76. Ganska tidigt insåg vi att om vi skulle
    detektera gravitationsvågor-

  77. -räckte inte det vi byggde från början.

  78. Vi behövde utveckla instrumentet,
    men visste inte hur.

  79. Vi äskade mer medel från NSF
    redan från början-

  80. -och gjorde ett så flexibelt instrument
    vi bara kunde.

  81. Vi byggde det
    och mot slutet av 1999 var det klart.

  82. Sen skulle vi få det att fungera.
    Bilden illustrerar-

  83. -hur vi tog oss an
    de femton åren efter det.

  84. Det här är samma kurva
    som Rai visade-

  85. -som begränsas på vänster sida
    av jordens darrningar-

  86. -och här av mängden ljus.

  87. Däremellan begränsas den av bruset
    på testmassorna.

  88. Högre känslighet ligger längst ner.

  89. Det är samma skala som Rai visade.

  90. Det här är det frekvensband
    inom vilket vi kan se vågor:

  91. Det hörbara frekvensbandet,
    där jorden är som tystast.

  92. Varje kurva kommer från en viss tid.

  93. Strategin var att slå på detektorn,
    med den känslighet den nu hade.

  94. Här är det ingen vidare känslighet.

  95. Sen slickade vi såren,
    utvärderade vad som begränsade den-

  96. -stängde ner och startade om.
    Det utvecklades mot allt bättre kurvor.

  97. Det här täcker in de första fem åren.
    Vi fortsatte så här i tio år.

  98. Vid varje testtillfälle
    letade vi efter gravitationsvågor.

  99. Vi hittade inga.

  100. Varje gång fick vi bättre data-

  101. -om när de inte gick att se.

  102. Vi skrev en serie artiklar,
    som beskrev frånvaron av fynd.

  103. Vi kom till den punkt när vi blev
    så bra som vi hade föresatt oss-

  104. -bortsett från vid låga frekvenser.

  105. Det är den här kurvan.

  106. Det här är den detektor
    som vi fick anslag för av NSF-

  107. -i samma typ av graf.

  108. Vi visste redan tidigt, som Rai sa,
    att vi ville jobba i två steg.

  109. Vi kunde bli bättre,
    men bara till en viss gräns-

  110. -om inte ändringar gjordes.

  111. Vi hade gjort den detaljerade FoU-

  112. -som behövdes för att utveckla
    tekniken och själva apparaturen.

  113. Vi hade en detaljerad design
    för nästa generation av detektorn.

  114. Den kallades Advanced LIGO.
    Eller, vi kallade den LIGO II-

  115. -men NSF kom fram till
    att vi talade om LIGO I, II, III, IV...

  116. De bad oss byta namnet
    och då blev det Advanced LIGO.

  117. Vi byggde Advanced LIGO
    mellan 2010 och 2013, ungefär-

  118. -och slog sen på den.

  119. Vi hade lärt oss mycket,
    så vi kunde slå på den tidigare-

  120. -och låg då nära
    den tänkta känsligheten.

  121. Framme vid 2015
    började den fungera så bra-

  122. -att den var bättre
    än det vi hade byggt innan.

  123. Det visas här.

  124. Några av nyckelpersonerna
    bakom Advanced LIGO visas här.

  125. Dennis Coyne som visades tidigare
    har varit teknisk chef-

  126. -och var ansvarig för
    all den fantastiska ingenjörskonsten.

  127. David Shoemaker, som jag nämnde-

  128. -var forskningschefen
    bakom Advanced LIGO.

  129. Peter Fritschel hade hand om
    den otroliga optiken-

  130. -och hur interferometern fungerar.

  131. Vi har en person vid varje labb-

  132. -som har haft huvudansvaret
    för att få allt att funka i fält.

  133. Vi fick det alltså att fungera.
    Detektorerna visas i olika färger här-

  134. -och det vi ser är att de,
    fast de är på olika platser-

  135. -har identisk design och
    så länge vi gör samma saker samtidigt-

  136. -så fungerar de identiskt.

  137. Förbättringen var i storleksordningen
    tre gånger-

  138. -bortom det vi hade uppnått
    med de första detektorerna.

  139. Vårt mål var att bli tio gånger bättre.

  140. Vi förbättrade känsligheten tre gånger-

  141. -och känsligheten beskriver
    hur långt man ser i universum.

  142. Om man ökar känsligheten tre gånger-

  143. -ökar vårt synfält i universum i kubik-

  144. -eftersom det är den volymen
    som skannas.

  145. En förbättring med faktor tre-

  146. -gav oss förmågan att göra
    det vi gjort i de första detektorerna-

  147. -fast på ett år i stället för på 27 år.

  148. Vi valde därför att inte ta oss hit-

  149. -utan att ha samma strategi
    som vi haft tidigare-

  150. -och se det här
    som den första skanningen.

  151. Eftersom vi förbättrat konceptet för
    hur vi skulle hantera låga frekvenser-

  152. -som Rai beskrev-

  153. -blev förbättringen vid 40 Hz
    ungefär en faktor hundra.

  154. Det visas här. Känsligheten ökar
    med det värdet i kubik-

  155. -så vi var alltså
    en miljon gånger bättre.

  156. Det besvarar en vanlig fråga:

  157. Hur kunde vi slå på den och
    göra en upptäckt inom några dagar-

  158. -när vi kört den i tio år innan det?
    Det beror alltså på det här.

  159. Vi slog på Advanced LIGO
    och fick den här förbättringen.

  160. Den här bilden ska visa
    att den stora förbättringen-

  161. -och det ni kan säga för att beskriva
    hur vi gjorde upptäckten-

  162. -var förbättringen
    i det här upphängningssystemet-

  163. -som utvecklades i Glasgow.

  164. Det isolerade detektorn från jorden-

  165. -eller jordens seismiska rörelser,
    genom en sorts stötdämpare-

  166. -och den aktiva seismiska återkoppling
    som Rai nämnde.

  167. Skälet att det var knepigt
    är att riktningen är avgörande.

  168. Det är inte som aktiv ljuddämpning.

  169. Vi måste korrigera för
    den riktning jorden rör sig i-

  170. -vilket gör systemet mer invecklat.

  171. Vi slog på detektorerna
    och snart såg vi det här.

  172. Det var den 14 september 2015.

  173. Det var 21 år
    efter att vi fick anslag år 1994.

  174. Det blev inte
    som många av oss hade fantiserat.

  175. Jag hade nog trott
    att det första vi skulle se-

  176. -var antydningar till vågor-

  177. -där detektorn inte var känslig nog
    för en tydlig upptäckt.

  178. Sen skulle vi få arbeta vidare
    med känsligheten.

  179. Vi hade tur i stället-

  180. -och fick genast se en signal
    som stack ut.

  181. Den såg ut som det man ritar
    för att förklara vad vi gör.

  182. Det här är två olika avbildningar.

  183. Den ena från labbet i Washington,
    vid Hanford-

  184. -och den andra från Louisiana.
    De ska se likadana ut.

  185. På vänstersidan ser ni töjning,
    ett ord Rai använde.

  186. Skalan är den han visade, 10^-21.

  187. Det var alltså den skala
    vi lyckades få känslighet för-

  188. -och också den skala
    som förutsagts täcka in-

  189. -de typer av källor som vi pratat om.

  190. Det visade sig stämma,
    efter alla dessa år.

  191. Här ser vi kurvorna.
    Om jag lägger dem ovanpå varandra-

  192. -och förskjuter dem 6,9 millisekunder
    i förhållande till varandra-

  193. -följs de åt nästan exakt, som ni ser.

  194. Skillnaden i tid ska jag prata om strax.

  195. Den ger oss information
    som blir viktig i framtiden.

  196. Här har vi detektionerna.
    Vi bestämde för övrigt, redan 1994...

  197. Vi behövde avgöra hur detektorerna
    skulle vara orienterade relativt varann.

  198. De kan inte vara identiska,
    för jorden kröks med 16 grader-

  199. -mellan Livingston i Louisiana
    och Hanford i Washington.

  200. Det blev en omfattande diskussion-

  201. -om de två L-formade detektorerna
    skulle ligga parallellt-

  202. -eller med 45 graders vinkel emellan.

  203. Skälet för att rotera dem är
    att det ger möjligheten-

  204. -att få ut mer data.

  205. Det finns en polarisering
    i gravitationsvågorna-

  206. -precis som i elektromagnetiska vågor.
    Det är argumentet för att rotera dem.

  207. Argumentet på andra sidan syns här:
    Att vi kan lägga dem på varandra.

  208. Vi gjorde så av försiktighetsskäl.

  209. Det är förstås övertygande
    att kurvorna ser så snarlika ut-

  210. -men det säger inget
    om polariseringen.

  211. Det får vi genom en tredje detektor,
    som jag ska prata om-

  212. -som är vriden 45 grader.
    Det är Virgo-detektorn.

  213. Den har börjat ge oss information
    om polariseringen.

  214. När vi såg kurvorna i september 2015,
    visste vi att de var gravitationsvågor?

  215. Nej, inte egentligen.
    Vissa av oss var djupt oroade över-

  216. -vad som kunde ha gått fel.

  217. Hur vi kanske lurade oss själva
    eller vad som kunde lura oss.

  218. De två frågorna kan översättas till...

  219. Vi slog på en ny apparatur-

  220. -och det i sig kanske gav upphov till
    nån sorts oäkta signal.

  221. För att testa det
    måste man låta tiden gå.

  222. Vi beräknade den tiden till en månad.

  223. Efter en månad kunde vi korrelera
    alla data från detektorerna-

  224. -och beräkna sannolikheten-

  225. -för att få en sån här signal
    i detektorn.

  226. Den ska, inom fysiken,
    vara fem sigma.

  227. Då är sannolikheten lägre än en gång
    på några hundra tusen år.

  228. Det var det första.

  229. Det andra problemet var
    att vi kanske blev lurade-

  230. -av nån busig människa-

  231. -som fört in det här i våra data,
    alltså att signalen inte var äkta.

  232. Det fick studeras i detalj genom att...
    Tanken var som följer.

  233. All data samlas på Caltech
    och skickas världen över.

  234. Den första händelsen sågs i Tyskland.

  235. Det var mitt i natten i USA.

  236. När all data hade samlats in-

  237. -skulle nån kunna
    förfalska en signal i data.

  238. För att utesluta det
    fick vi gå tillbaka till labben-

  239. -och titta på hur signalerna såg ut
    när de fångades upp.

  240. Det arbetet tog ungefär en månad.

  241. I mitten av oktober var vi säkra på
    att upptäckten var äkta.

  242. Vi lade en månad på
    att undersöka hur väl den stämde-

  243. -med den allmänna relativitetsteorin.
    Sen skrev vi en artikel på en månad.

  244. Vi försökte skriva så den kunde läsas
    av allmänheten, inte bara experter.

  245. Det grälades om huruvida observation
    eller upptäckt var rätt ord.

  246. Tusen medförfattare hade sina åsikter.

  247. Ni kan nog föreställa er
    att det var svårt att komma överens.

  248. Vi var redo att skicka artikeln
    till Physical Review Letters-

  249. -i början av december 2015.

  250. Vi blev en vecka försenade
    på grund av gräl om adjektiv.

  251. Då kom besked från PRL-

  252. -som gått med på att låta oss
    göra artikeln längre än brukligt-

  253. -och att granska den
    såväl under sekretess som snabbt.

  254. De informerade oss
    att vi var för nära jul.

  255. De kunde inte göra det.
    Vi väntade till januari.

  256. Lustigt nog skedde nästa händelse
    den 26 december.

  257. När vi tillkännagav händelsen
    i februari 2016-

  258. -visste vi om den andra händelsen,
    men nämnde den inte.

  259. Även om den första var övertygande
    hade vi alltså en till.

  260. Den såg helt annorlunda ut,
    med många fler oscillationer.

  261. Den är mindre,
    men hade många fler oscillationer.

  262. Det beror på att de svarta hålen
    som kolliderade var lättare.

  263. Även här kolliderade två svarta hål.

  264. Det här är ett så kallat kvitterdiagram.

  265. Vi har tiden på den här axeln
    och frekvensen på den andra.

  266. Ljudet blir starkare
    när frekvensen ökar-

  267. -och ger kvittret
    som vi beskriver som en signal.

  268. Den andra är svagare, men längre,
    så vi kan extrahera signalen.

  269. Om vi tittar på de låga frekvenserna-

  270. -som vi inte kunde se utan
    det förbättrade upphängningssystemet-

  271. -var båda dessa signaler möjliga
    enbart tack vare förbättringarna.

  272. Självklart har vi kört vidare.

  273. Vi avslutade den första körningen,
    den som gav resultat-

  274. -i januari 2016.

  275. Efter det gjorde vi justeringar-

  276. -i samma anda som jag beskrev
    för den första tiden med LIGO.

  277. Sen inledde vi en andra körning.

  278. Många av oss trodde
    att den inte kunde bli lika spännande-

  279. -men det visade sig vara fel.

  280. Under den andra körningen...

  281. Vi har inte analyserat alla data än,
    men så här ser läget ut i dag.

  282. Vi har gjort fem observationer,
    troligen av svarta hål.

  283. En av dem kallar vi inte ett svart hål,
    då händelsen är längre bort-

  284. -och inte ger oss
    en signifikans på fem sigma.

  285. I övrigt är den som de andra.

  286. Vi har alltså en grupp händelser
    som börjar visa-

  287. -fördelningen av objektens orientering
    och deras massor.

  288. Skillnaden i längd
    motsvarar skillnaden i massa.

  289. Den femte händelsen
    har en annan innebörd.

  290. Det är den här.
    Datumen är alltså det sjuttonde...

  291. Den åttonde månaden,
    den fjortonde dagen-

  292. -år 2017, alltså i augusti.

  293. I augusti detekterade vi en händelse-

  294. -som för första gången
    också detekterades av Virgo i Italien.

  295. Virgo-detektorn är snarlik LIGO.

  296. Jag hinner inte visa några
    intressanta skillnader dem emellan-

  297. -men den får liknande känslighet
    när den väl är i full drift.

  298. Arbetet inleddes av två forskare-

  299. -parallellt med arbetet
    som Rai beskrev:

  300. Alain Brillet och Alberto Giazotto.

  301. I dag drivs det lite som LIGO-

  302. -med ett laboratorium,
    som leds av Federico Ferrini-

  303. -och talespersonen, som nog är här,
    är Jo van den Brand, från Holland.

  304. Virgo finns nära Pisa i Italien.

  305. Det ger inte bara säkerhet,
    att nån oberoende ser samma sak-

  306. -även om det är bra.
    I det här skedet behövs det inte.

  307. Vi är rätt säkra på
    att vi ser gravitationsvågor.

  308. Vi tävlade med varandra i 20 år,
    om vem som skulle få resultat först-

  309. -men Virgo ger ny information,
    vilket visas här.

  310. Med de första detektorerna kunde vi
    lokalisera den första händelsen-

  311. -till södra stjärnhimlen.

  312. Vi visste inom 600-700 kvadratgrader
    varifrån den kom.

  313. Här visas hur väl vi kunde lokalisera
    de olika händelserna-

  314. -innan vi slog på Virgo-detektorn.

  315. Med Virgo-detektorn
    får vi triangulering-

  316. -genom att jämföra signalerna vi ser.

  317. Tidsskillnaden mellan när signalen når
    de olika detektorerna-

  318. -och skillnaden i signalen
    från de olika antennmönstren-

  319. -gav oss den här signalen.

  320. Ni ser att vi, med data från Virgo,
    kan säga var på himlen-

  321. -en händelse inträffade,
    med hög noggrannhet.

  322. Det har vi alltid velat göra-

  323. -och det hände precis i lagom tid.
    Jag ska visa det strax.

  324. Först vill jag reflektera över
    det vi har lärt oss hittills.

  325. Det här är massa och det här är tiden,
    alltså antalet händelser.

  326. Det här symboliserar två svarta hål
    som förenas i ett tyngre svart hål.

  327. De ligger här uppe.

  328. Det vi väntade oss var
    att se svarta hål här nere.

  329. Vi kunde alltså, som väntat,
    genast se andra fenomen-

  330. -än vad vi ser
    genom elektromagnetisk strålning.

  331. Vi såg stora svarta hål,
    vilket var oväntat.

  332. Skälet är att det tyngre föremål
    som gett upphov till ett sånt svart hål-

  333. -ska vara en tung stjärna som dör-

  334. -och kollapsar inåt,
    vilket skapar ett svart hål.

  335. Det finns inte, såvitt vi vet,
    inga tillräckligt tunga stjärnor.

  336. Det måste finnas en plats i universum
    där metalliciteten är låg-

  337. -eller där det inte finns
    tunga grundämnen-

  338. -eller täta stjärnhopar
    eller en primordial produktion-

  339. -som skapat de här svarta hålen.
    Det blir nästa problem:

  340. Varifrån kommer de svarta hålen?
    Vi har tankar kring det.

  341. Vi hoppas få mer information
    om rotation, orientering och fördelning-

  342. -för att reda ut det.

  343. Den andra saken vi har fått är ett test
    av den allmänna relativitetsteorin.

  344. I det här diagrammet har vi stoppat in
    en form som skulle vara-

  345. -kvalitativt annorlunda från
    den allmänna relativitetsteorin.

  346. Målet var alltså bara att testa den.

  347. En begränsning är
    att titta på det fysiska läge-

  348. -där man skulle ha en graviton
    som förmedlar gravitationsvågorna-

  349. -på samma sätt som fotoner
    förmedlar EM-vågor-

  350. -och hur partiklar fungerar
    inom partikelfysiken.

  351. Gravitonen finns inte i Einsteins teori,
    men om den finns kan den ha massa.

  352. Om den har massa ska det påverka
    detaljerna i vågformerna vi såg.

  353. Vi kan säga redan nu,
    baserat på våra första observationer-

  354. -att den hypotetiska massan är mindre-

  355. -än 7*10^-23 elektronvolt
    genom ljusets hastighet i kvadrat.

  356. Så såg testerna ut. Nästa grej var
    ett lyckosamt sammanträffande.

  357. Vi fick in...

  358. ...Virgo i vårt system...

  359. ...två veckor innan det här hände.

  360. Senare i augusti
    skulle vi stänga av LIGO-

  361. -och det här hände precis innan det.

  362. För första gången såg vi
    en annan sorts händelse.

  363. Det var en kollision mellan
    binära neutronstjärnor i stället för...

  364. ...mellan binära neutronstjärnor
    i stället för svarta hål.

  365. Vad är neutronstjärnor?
    Rai nämnde dem.

  366. De bildas när stjärnor kollapsar,
    tror vi-

  367. -men består av tätt packade neutroner
    och är alltså inte hål.

  368. Om två såna objekt
    kretsar kring varandra-

  369. -har det effekter från kärnfysiken,
    utöver de relativistiska.

  370. Det är kärnfysik
    under extrema förhållanden.

  371. Vi får se alla möjliga effekter-

  372. -bland annat kan händelsen skapa ljus
    på olika sätt.

  373. Vi kunde utläsa ur det vi såg-

  374. -att de var mycket lättare,
    som neutronstjärnor ju ska vara-

  375. -än händelserna med svarta hål.

  376. De var mycket närmare, vid 50 MPc-

  377. -i stället för tjugo gånger mer,
    som de svarta hålen.

  378. Som tur var fångades signalen också,
    två sekunder senare-

  379. -i ett astronomiskt instrument.

  380. Det var Fermi-satelliten,
    som studerar gammablixtar.

  381. Här är en bild på vår signal
    och kurvan-

  382. -och var de såg en signal.

  383. Här borta är samma bilder
    av positionen på himlen.

  384. Vi får den här långa bilden här,
    om det bara är LIGO som ser nåt.

  385. När vi får med Virgo
    blir det den här lilla ellipsen här.

  386. Det här är läget
    enligt Fermi-satelliten.

  387. En sak som jag tycker känns bra
    är att vi har bättre lokalisering-

  388. -fast vi är nybörjare,
    för det här blir viktigt i framtiden.

  389. Den här bilden
    tror vi ger en indikation-

  390. -om hur framtiden blir.

  391. Den här händelsen gav säkerhet-

  392. -eftersom den sågs både av
    ett EM-instrument och av oss-

  393. -och studerades i flera veckor efteråt.

  394. Vi såg gravitationsvågorna.

  395. Vi har tittat med neutrinor,
    med synligt och IR-ljus-

  396. -med radiovågor, röntgenstrålning
    och så vidare.

  397. Det har lett till en mängd samarbeten-

  398. -och vi har redan kunnat dra
    flera slutsatser.

  399. Vi tillkännagav detta
    för drygt en månad sen-

  400. -två veckor efter
    att Nobelpristagarna tillkännagavs.

  401. Även efter det vi nu fick priset för-

  402. -fortsätter vi att presentera
    spännande nya resultat.

  403. Jag ska snabbt ge er en skymt av
    de olika typer av fenomen-

  404. -och de tolkningar som kom ur-

  405. -det här första sammanträffandet
    med EM-instrumenten.

  406. Det kan ge en försmak
    av det som väntar.

  407. Först: en relativt oberoende mätning
    av den så kallade Hubblekonstanten-

  408. -hastigheten med vilken
    universum expanderar.

  409. Mätningen görs genom optisk identi-
    fiering av vilken galax det skedde i-

  410. -och annars ur information
    som vi får i gravitationsvågsignalen.

  411. Svaret, Hubblekonstanten,
    är oberoende av-

  412. -och stämde med, svaren vi fick
    ur elektromagnetiska interaktioner.

  413. En annan sak,
    som jag inte djupdyker på-

  414. -rör fenomenologin-

  415. -kring vad som händer
    när objekt som neutronstjärnor möts.

  416. Alla vet vad en supernova är:
    att en stjärna kollapsar när den dör.

  417. Det här kallas en kilonova,
    att två neutronstjärnor möts.

  418. Den har studerats
    med alla de här instrumenten-

  419. -och jämförts med fenomenologin
    som utvecklats för kilonovan-

  420. -och grundtanken har bekräftats.

  421. En konsekvens som är intressant
    är möjligheten-

  422. -att vi har förstått eller sett
    vad som skapar tunga grundämnen-

  423. -uppe i himlen.

  424. Gåtan har alltid varit hur vi på jorden-

  425. -kan ha så tunga grundämnen.
    Varifrån kommer de?

  426. Man kan gräva fram guld, platina
    och andra tunga grundämnen.

  427. Vi vet att universum
    mest består av väte och helium.

  428. Vi vet hur allt fram till järn bildas:

  429. Genom samma fusionsprocess
    som sker i solen.

  430. Men hur tyngre grundämnen skapas
    i naturen, det vet vi inte.

  431. Vi kan göra dem på labb.
    Det periodiska systemet bara växer.

  432. Vi kastar neutroner
    på ett tungt grundämne.

  433. Det var ett bekant ord.
    Neutronstjärnor och neutroner...

  434. Tanken är att väldigt lockande
    att det i naturen kanske är-

  435. -kollisioner mellan neutronstjärnor
    som skapar tunga grundämnen.

  436. Det här diagrammet visar
    en fenomenologisk tolkning av det.

  437. De gula delarna, som ni ser
    är tydligast för guld och platina-

  438. -kommer från
    kollisioner mellan neutronstjärnor.

  439. Allt guld och platina
    som vi säljer på jorden-

  440. -kanske kommer från kollisioner
    som den vi nyss berättat om.

  441. Till sist vill jag prata om framtiden
    i några minuter.

  442. Vi har tre detektorer.
    Snart får vi två till.

  443. Vi bygger en LIGO i Indien-

  444. -i samarbete med indiska fysiker
    och indiska regeringen.

  445. Den ska bli klar 2020-2025.

  446. Det finns en i Japan
    som rymmer en del avancerad teknik.

  447. Den ska tas i drift inom några år
    och förbättra lokaliseringsförmågan.

  448. Det här visar hur vi tror
    att lokaliseringsförmågan utvecklas-

  449. -under 2020-talet.

  450. Som ni ser
    kommer de nya detektorerna-

  451. -oavsett varifrån signaler kommer,
    att ge en god lokalisering.

  452. Vi ska kunna kombinera våra data
    med elektromagnetisk information.

  453. Vi har idéer och planer för framtiden.
    Jag vill avrunda med dem.

  454. För det första
    har vi en faktor två kvar till-

  455. -det vi designade Advanced LIGO för.

  456. Det ska vi jobba på
    under de närmaste åren.

  457. Återigen blir det en stegvis process.

  458. Det ger oss en ökningen om 10, 2^3,
    i signifikansen för enskilda händelser.

  459. Vi har koncept som kan nå längre.

  460. Vi vet att vi borde fundera över
    och göra FoU-

  461. -och kanske äska medel för-

  462. -ett koncept som kan utnyttja
    LIGO-detektorerna till fullo.

  463. Vi har gjort konceptuella skisser
    för det.

  464. Vi kan förbättra genom att ha
    en tyngre testmassa-

  465. -genom att ha ett annat material
    i speglarna, kanske silikon-

  466. -genom att sänka temperaturen lite-

  467. -genom en förbättring av-

  468. -den optiska beläggningen
    på speglarna, som Rai visade-

  469. -eller genom en starkare laser.

  470. Om vi gör det kan vi nå
    den svarta kurvan som visas här.

  471. Det skulle göra att vi får
    större kosmologisk räckvidd.

  472. Kip kommer att prata om
    vad vi kan göra då.

  473. Sen behöver vi händelser
    med så bra signal/brus-förhållande-

  474. -att vi kan avgöra vilken orientering
    de svarta hålens rotation har-

  475. -ungefär tio gånger så ofta
    som vi kan med Advanced LIGO.

  476. Det kommer att kräva FoU.
    Vi har inte anslag för det än-

  477. -och har inga formella planer än.

  478. Nästa steg är att göra-

  479. -andra studier
    som vi kan göra från jordens yta.

  480. Här ser vi några såna
    som kan vara tänkbara.

  481. Kip kommer att prata om dem.

  482. Det finns redan inom forskarsamhället-

  483. -ganska väl utvecklade idéer
    för nästa generation av detektorer.

  484. Det är helt möjligt,
    alltså utan teoretiska hinder-

  485. -att extrapolera upp till en detektor
    som är en faktor tio gånger bättre.

  486. Frågan är vilken detektor som är rätt.

  487. För att avgöra det
    måste vi prioritera inom vetenskapen.

  488. Det finns två huvudspår.

  489. Det ena är att gräva ned detektorn
    och göra den kryogenisk.

  490. Det underlättar vid låga frekvenser.

  491. Under marken skakar jorden mindre
    och kyla ger mindre termiskt brus.

  492. Konceptet har utvecklats i Europa
    och kallas Einsteinteleskopet.

  493. Man har jobbat på det i ungefär fem år.

  494. Designen är ganska färdig.

  495. Kostnaderna är inte helt tydliga,
    men konceptet är designat.

  496. I USA har vi en annan ansats-

  497. -som bygger på en detektor lik LIGO,
    fast större.

  498. Armarna ska vara 40 km långa,
    inte fyra.

  499. Ni minns att Rai sa
    att längd ökar känsligheten linjärt-

  500. -så om vi gör armarna 40 km långa
    blir detektorn tio gånger bättre.

  501. Den ligger ovan jord,
    vilket är billigare-

  502. -men vi måste ta hänsyn till
    jordytans krökning över det avståndet.

  503. Armarna skulle vara 40 km långa-

  504. -och skulle ha likadana instrument
    som första generationens LIGO.

  505. Vi har inlett FoU.
    Den leds av Matt Evans-

  506. -som troligen är här nånstans.

  507. Han leder en grupp
    som utvecklar konceptet.

  508. Nu hoppas vi kunna utveckla
    prioriteringar inom vetenskapen-

  509. -så vi vet vad vi vill göra-

  510. -och börja med den djupare FoU
    som behövs för såna detektorer.

  511. På det hela taget,
    som förebud till Kips föreläsning-

  512. -kommer utvecklingen att likna
    den som vi har sett inom astronomin.

  513. Astronomin uppstod när Galileo
    tittade i ett teleskop, på synligt ljus.

  514. Nu tittar vi på synligt ljus,
    röntgenstrålning, IR-ljus och så vidare.

  515. Det är likadant här.

  516. Vi kan fånga gravitationsvågor
    inom ett visst frekvensband.

  517. Det som finns tillgängligt
    är det hörbara frekvensbandet.

  518. Ska vi studera andra frekvenser
    krävs andra metoder.

  519. Det som är närmast färdigställande,
    då det har fått finansiering-

  520. -är ett experiment i rymden, LISA.

  521. Det studerar frekvensbandet
    10^-1 till 10^-4 Hz-

  522. -i stället för 10-10 000 Hz,
    som vi studerar.

  523. Det täcker andra frekvenser.

  524. Det som visas ovanför
    överlåter jag åt Kip att tala om-

  525. -men det är både samma fenomen,
    fast i tidigare skeden-

  526. -och andra fenomen
    som aldrig når våra frekvenser.

  527. Man kan titta på ännu lägre frekvenser.
    Ett koncept som är under utveckling-

  528. -bygger på tidmätning av pulsarer.

  529. Där mäter man tidsintervallerna
    mellan signaler vid låga frekvenser-

  530. -och är uppmärksam på förändringar
    hos pulsarerna.

  531. Till sist kan vi studera gravitations-
    vågor från det tidiga universum-

  532. -vilket är det som de flesta av oss
    tycker känns mest intressant.

  533. Jag överlåter det ämnet åt näste talare.

  534. Översättning: Linnéa Holmén
    www.btistudios.com

Hjälp

Stäng

Skapa klipp

Klippets starttid

Ange tiden som sekunder, mm:ss eller hh:mm:ss.

Klippets sluttid

Ange tiden som sekunder, mm:ss eller hh:mm:ss.Sluttiden behöver vara efter starttiden.

Bädda in ditt klipp:

Bädda in programmet

Du som arbetar som lärare får bädda in program från UR om programmet ska användas för utbildning. Godkänn användarvillkoren för att fortsätta din inbäddning.

tillbaka

Bädda in programmet

tillbaka

Barry C Barish, fysik

Produktionsår:
Längd:
Tillgängligt till:

Barry C. Barish berättar om forskningen som lett till Nobelpriset i fysik 2017. Den 14 september 2015 observerades för första gången universums gravitationsvågor. Vågorna, som Albert Einstein förutspådde hundra år tidigare, kom från en kollision mellan två avlägsna svarta hål. Det tog 1,3 miljarder år för vågorna att färdas till LIGO-detektorn i USA. Gravitationsvågor är ett helt nytt sätt att se de våldsammaste händelserna i rymden, och testa gränserna för vårt vetande. Inspelat den 8 december 2017 på Stockholms universitet, Stockholm. Arrangör: Kungliga Vetenskapsakademien.

Ämnen:
Fysik > Astronomi
Ämnesord:
Astrofysik, Astronomi, Gravitation, Naturvetenskap, Nobelpriset i fysik, Nobelpristagare, Svarta hål, Universum
Utbildningsnivå:
Högskola

Alla program i UR Samtiden - Nobelföreläsningar 2017

Spelbarhet:
UR Access
Längd:
TittaUR Samtiden - Nobelföreläsningar 2017

Nobelföreläsning i litteratur 2017

Hur skulle den skrivna skönlitteraturen ha en chans att mäta sig med filmens och televisionens slagkraft om den inte kunde erbjuda något unikt, något som andra gestaltningar inte kunde ge? Detta frågade sig Kazuo Ishiguro tidigt i sitt författarskap. Hör 2017 års Nobelpristagare i litteratur berätta om hur han inspirerades att skriva romaner som "Återstoden av dagen", "Never Let Me Go" och "Begravd jätte". Sara Danius introducerar. Inspelat på Svenska Akademien i Stockholm den 7 december 2017. Arrangör: Nobelstiftelsen och Svenska Akademien.

Produktionsår:
2017
Utbildningsnivå:
Högskola
Beskrivning
Spelbarhet:
UR Skola
Längd:
TittaUR Samtiden - Nobelföreläsningar 2017

Jeffrey C Hall, medicin

Sedan länge har det varit känt att växter, djur och människor har en inre biologisk klocka. Genom experiment på bananflugor har årets tre amerikanska Nobelpristagare kartlagt de gener som ligger bakom och styr vår dygnsrytm. Jeffrey C. Hall berättar om sina upptäckter. Inspelat i Aula Medica i Solna den 7 december 2017. Arrangör: Nobelförsamlingen vid Karolinska institutet.

Produktionsår:
2017
Utbildningsnivå:
Högskola
Beskrivning
Spelbarhet:
UR Skola
Längd:
TittaUR Samtiden - Nobelföreläsningar 2017

Michael Rosbash, medicin

Michael Rosbash, en av årets tre Nobelpristagare i fysiologi eller medicin, berättar om sitt forskningsarbete som lett fram till upptäckten av den biologiska klocka som styr sömn, hormonnivåer, kroppstemperatur och ämnesomsättning. Hans forskning har bland annat visat på ett starkt samband mellan väl fungerande dygnsrytm och hälsa. Inspelat i Aula Medica i Solna den 7 december 2017. Arrangör: Nobelförsamlingen vid Karolinska institutet.

Produktionsår:
2017
Utbildningsnivå:
Högskola
Beskrivning
Spelbarhet:
UR Skola
Längd:
TittaUR Samtiden - Nobelföreläsningar 2017

Michael W Young, medicin

2017 års Nobelpristagare i medicin, Michael W. Young, berättar om hur han byggde vidare på sina kollegors upptäckt. Jeffrey Halls och Michael Rosbash upptäckte den gen som ligger bakom dygnsrytmen som allt levande har. De tre forskarna kunde genom försök på bananflugor kartlägga och identifiera generna och mekanismerna som styr det självreglerande urverket i våra celler. Inspelat i Aula Medica i Solna den 7 december 2017. Arrangör: Nobelförsamlingen vid Karolinska institutet.

Produktionsår:
2017
Utbildningsnivå:
Högskola
Beskrivning
Spelbarhet:
UR Skola
Längd:
TittaUR Samtiden - Nobelföreläsningar 2017

Rainer Weiss, fysik

Rainer Weiss berättar om forskningen som lett till Nobelpriset i fysik 2017. Den 14 september 2015 observerades för första gången universums gravitationsvågor. Vågorna, som Albert Einstein förutspådde hundra år tidigare, kom från en kollision mellan två avlägsna svarta hål. Det tog 1,3 miljarder år för vågorna att färdas till LIGO-detektorn i USA. Gravitationsvågor är ett helt nytt sätt att se de våldsammaste händelserna i rymden, och testa gränserna för vårt vetande. Inspelat den 8 december 2017 på Stockholms universitet, Stockholm. Arrangör: Kungliga Vetenskapsakademien.

Produktionsår:
2017
Utbildningsnivå:
Högskola
Beskrivning
Spelbarhet:
UR Skola
Längd:
TittaUR Samtiden - Nobelföreläsningar 2017

Barry C Barish, fysik

Barry C. Barish berättar om forskningen som lett till Nobelpriset i fysik 2017. Den 14 september 2015 observerades för första gången universums gravitationsvågor. Vågorna, som Albert Einstein förutspådde hundra år tidigare, kom från en kollision mellan två avlägsna svarta hål. Det tog 1,3 miljarder år för vågorna att färdas till LIGO-detektorn i USA. Gravitationsvågor är ett helt nytt sätt att se de våldsammaste händelserna i rymden, och testa gränserna för vårt vetande. Inspelat den 8 december 2017 på Stockholms universitet, Stockholm. Arrangör: Kungliga Vetenskapsakademien.

Produktionsår:
2017
Utbildningsnivå:
Högskola
Beskrivning
Spelbarhet:
UR Skola
Längd:
TittaUR Samtiden - Nobelföreläsningar 2017

Kip S Thorne, fysik

Kip S. Thorne berättar om forskningen som lett till Nobelpriset i fysik 2017. Den 14 september 2015 observerades för första gången universums gravitationsvågor. Vågorna, som Albert Einstein förutspådde hundra år tidigare, kom från en kollision mellan två avlägsna svarta hål. Det tog 1,3 miljarder år för vågorna att färdas till LIGO-detektorn i USA. Gravitationsvågor är ett helt nytt sätt att se de våldsammaste händelserna i rymden, och testa gränserna för vårt vetande. Inspelat den 8 december 2017 på Stockholms universitet, Stockholm. Arrangör: Kungliga Vetenskapsakademien.

Produktionsår:
2017
Utbildningsnivå:
Högskola
Beskrivning
Spelbarhet:
UR Skola
Längd:
TittaUR Samtiden - Nobelföreläsningar 2017

Richard Henderson, kemi

Nobelpriset i kemi 2017 tilldelades Jacques Dubochet, Joachim Frank och Richard Henderson för utveckling av kryoelektronmikroskopi för högupplösande strukturbestämning av biomolekyler i lösning. Metoden har tagit biokemin in i en ny era. Här berättar Richard Henderson om sin forskning. Inspelat den 8 december 2017 på Karolinska institutet, Stockholm. Arrangör: Kungliga Vetenskapsakademien.

Produktionsår:
2017
Utbildningsnivå:
Högskola
Beskrivning
Spelbarhet:
UR Access
Längd:
TittaUR Samtiden - Nobelföreläsningar 2017

Jacques Dubochet, kemi

Nobelpriset i kemi 2017 tilldelades Jacques Dubochet, Joachim Frank och Richard Henderson för utveckling av kryoelektronmikroskopi för högupplösande strukturbestämning av biomolekyler i lösning. Metoden har tagit biokemin in i en ny era. Här berättar Jacques Dubochet om sin forskning. Inspelat den 8 december 2017 på Karolinska institutet, Stockholm. Arrangör: Kungliga Vetenskapsakademien.

Produktionsår:
2017
Utbildningsnivå:
Högskola
Beskrivning
Spelbarhet:
UR Skola
Längd:
TittaUR Samtiden - Nobelföreläsningar 2017

Joachim Frank, kemi

Nobelpriset i kemi 2017 tilldelades Jacques Dubochet, Joachim Frank och Richard Henderson för utveckling av kryoelektronmikroskopi för högupplösande strukturbestämning av biomolekyler i lösning. Metoden har tagit biokemin in i en ny era. Här berättar Joachim Frank om sin forskning. Inspelat den 8 december 2017 på Karolinska institutet, Stockholm. Arrangör: Kungliga Vetenskapsakademien.

Produktionsår:
2017
Utbildningsnivå:
Högskola
Beskrivning
Visa fler

Mer högskola & fysik

Spelbarhet:
UR Skola
Längd
Titta UR Samtiden - 100 astronauter på svensk jord

Vad vi vet om universum idag

Professor Katherine Freese lär oss om Big Bang, om att warpa rumtid samt att 95 procent av universum består av mörk materia, en för oss totalt okänd massa. Föreläsningen börjar i den moderna kosmologins ursprung och slutar där vi är idag. Inspelat den 22 september 2015 på KTH, Stockholm. Arrangör: KTH.

Spelbarhet:
UR Skola
Längd
Titta UR Samtiden - Jakten på mörk materia

Jan Conrad, professor i astropartikelfysik vid Stockholms universitet, berättar hur fysiker arbetar för att lista ut vad den mörka materian egentligen består av. Mörk materia har fått sitt namn av att den bara kan observeras indirekt, genom hur den påverkar vanlig materia via gravitationen. Med sin forskning har Jan Conrad och hans kollegor kunnat utesluta en del teorier om vad mörk materia består av. Han förutspår att inom ett antal år har fysikerna löst gåtan. Inspelat den 22 april 2015 på Fanfaren i Farsta Stockholm. Arrangör: Stockholms universitet.