gravitationsvågsdetektering

Gravitationsvågsdetektering är studiet av gravitationsvågor — ruskningar i rumtiden som uppstår vid accelererade massor i starkt gravitationsfält enligt allmän relativitetsteori. Detektorer som LIGO, Virgo och KAGRA använder laserinterferometri för att mäta små förändringar i avståndet mellan speglar placerade kilometer ifrån varandra. Signalernas frekvenser ligger typiskt i intervallet cirka 10 Hz till tusen Hz och orsakar en mycket liten strain, ΔL/L, på ungefär 10^-21, vilket kräver extremt känsliga mätningar.

Dataanalys innebär att jämföra inspelad data med förväntade vågformer som baseras på allmän relativitet och numerisk relativitet. När flera detektorer fångar samma händelse kan källan lokaliseras genom triangulering och analys av vågornas polarisation. De vanligaste källorna är kompakta binära system av svarta hål eller neutronstjärnor som sammanfogas, men även neutronstjärna–neutronstjärn- eller neutronstjärna–svart hål-händelser och andra typer studeras.

Milstolparna inkluderar den första direkta upptäckten 2015 av GW150914 av LIGO, följt av flera liknande evenemang, samt den första multimodala detektionen GW170817 där gravitationsvågor observerades tillsammans med gamma- och andra elektromagnetiska signaler från en neutronstjärnekollision. Ett internationellt nätverk av detektorer förbättrar lokalisation och upptäcktshastighet.

Framtiden omfattar förbättringar av befintliga anläggningar och nya observatorier som LIGO India, samt planerade rymdbaserade sensorer som LISA. Nästa generationer som Cosmic Explorer och Einstein Telescope syftar till ökad känslighet och ny kunskap inom gravitation, kosmologi och fysik under extrema förhållanden.