Osta kirja itsellesi
(Kirjavinkit.fi saa komission linkkien kautta tekemistäsi ostoksista.)
Jossain päin maailmankaikkeutta kaksi mustaa aukkoa törmää, mikä on tapahtumana voimallisin sitten maailmankaikkeuden synnyn. Siinä vapautuu energiaa biljoonan miljardin Auringon verran. Tällainen energiamäärä säteilee yhteen sulautuvista mustista aukoista puhtaana gravitaationa, aika-avaruuden muodossa etenevinä aaltoina, gravitaatioaaltoina.
Gravitaatioaallot ilmiönä ja ajatuksena ovat äärimmäisen kiehtovia. Einstein esitti ajatuksen gravitaatioaalloista yleisen suhteellisuusteoriansa pohjalta vuonna 1916. Koeasetelmia aaltojen havaitsemiseksi kehiteltiin 1960-luvulta alkaen, ja ensimmäiset gravitaatioaaltoja havainnoivat tutkimusasemat saatiin käyntiin 2000-luvun alussa.
Janna Levin kertoo kirjassaan Mustan aukon Blues yhden gravitaatioaalto-observatorion, USA:ssa sijaitsevan LIGOn tarinaa. Mustat aukot ovat tarinassa kuitenkin enemmänkin sivuosassa. Keskushahmoiksi nousevat LIGOn lisäksi kolme sen syntyyn vahvasti vaikuttanutta tutkijaa, Kip Thorne, Rainer Weiss ja Ron Drever, sekä kuudella vuosikymmenellä kulkeva matka kohti yhtä selkeää tavoitetta: vahvistettua gravitaatioaaltohavaintoa.
Kuvitelkaapa tällaista etäisyyttä: matka maapallon ympäri sata miljardia kertaa… voimakas gravitaatioaalto muuttaa hetkellisesti matkaa vähemmän kuin ihmishiuksen paksuuden verran. Meillä on kenties vähemmän kuin sekunnin kymmenesosia aikaa tehdä mittaus. Emmekä tiedä, sattuuko tämä mitätön tapahtuma ensi kuussa, ensi vuonna, tai kenties kolmenkymmenen vuoden kuluttua.
Näin arvioi tähtitieteilijä Tony Tyson LIGOn mahdollisuuksia Yhdysvaltain kongressille sen pohtiessa tutkimuslaitoksen rahoitusta vuonna 1991. Varsinainen observatorio, jonka suunnittelu aloitettiin 1980-luvulla, oli satojen miljoonien dollarien hanke. Siinä etsitään avaruudesta aaltoja, joiden havaitsemiseen tarvitaan koko ihmiskunnan fysiikan ja insinööritaidon huiput – ja joiden olemassaolosta tiedeyhteisölläkään ei pitkään ollut yksimielisyyttä.
Epäsuoria havaintoja mustista aukoista ja niiden lähettämistä gravitaatioaalloista oli, mutta LIGOn suuruisen hankkeen tueksi toivottiin parempia tuloksia. Levin kuvaa prosessia ”käänteisenä Occamin partaveitsenä”: keksittiin uusia ja monimutkaisempia selityksiä havainnoille, jotka mustien aukkojen tutkijat tulkitsivat signaaleiksi mustista aukoista. Tarinaan sekoittuu muiden muassa lahjakkaita mutta itsepäisiä fyysikoita, suuria persoonallisuuksia, henkilökohtaisia välienselvittelyjä, sekä niin tiedeyhteisön kuin USA:nkin sisäpolitiikkaa.
Tarina on aina valinta, ja Levin kertoo yhden tarinan, yhden näkökulman, joka pohjautuu pitkälti asianosaisten, heidän lähipiirinsä ja LIGOn muiden tutkijoiden haastatteluihin. Tavanomaisesta fysiikkaa popularisoivasta kirjallisuudesta poiketen itse fysiikka tuntuu tässä tarinassa olevan hieman sivuseikka, kun keskiössä ovat henkilöt, tutkijat: heidän omituisuutensa, osaamisensa ja egonsa. Erityisesti luonnontieteissä tutkijat tosin yleensä jäävät tutkimuksensa varjoon niin tavoista kuin omasta halustaankin johtuen, ja siksi on mielenkiintoista – ja tärkeääkin – päästä seuraamaan tarinaa myös tästä kulmasta.
LIGOn teknologia perustuu interferometriaan, mutta muitakin teknologioita on yritetty valjastaa gravitaatioaaltohavaintoihin. Kirjassa kulkee pitkähkönä sivujuonteena Joseph Weberin jossain määrin surullinen tarina. Weber väitti havainneensa gravitaatioaaltoja omalla yksinkertaisemmalla ja pienemmän mittaluokan kokeellaan jo 1960-luvulla. Tuloksista nousi fysiikan alalla kohu, mutta kukaan ei vain koskaan onnistunut toistamaan Weberin koetuloksia. Weber itse pysyi jääräpäisesti käsityksessään gravitaatioaaltohavainnostaan, ja ajautui vähitellen tieteen sivuraiteelle.
Yhtä lailla kuin tämä kirja on kronikka gravitaatioaalloista – maailmankaikkeuden historian äänitallenteesta, mykkäelokuvan taustamusiikista – se on kunnianosoitus idealistiselle, eeppiselle ja raastavalle yritykselle, kunnianosoitus hulluille haaveille.
LIGOn ensimmäiset havainnot gravitaatioaalloista saatiin syksyllä 2015 – juuri yleisen suhteellisuusteorian satavuotisjuhliksi. Vuonna 2016 julkaistuun kirjaan tuoreet havainnot ovat ehtineet vain epilogiin. Ennen toista maailmansotaa syntyneet pioneerit ja LIGO-hankkeen keskeiset vaikuttajat sen kaikilla kuudella vuosikymmenellä – Thorne, Weiss ja Drever – ehtivät kaikki vielä nähdä ensimmäiset havainnot. Vuonna 2017 näistä hulluista, 1960-luvulta alkaneista haaveista myönnettiin fysiikan Nobel.