Vetenskap

Den ofrånkomliga gravitationen

En affärsman som var intresserad av att hitta en lösning på gravitationen bidrog avsevärt till att förstå den. Men det är fortfarande en kraft som förvirrar forskarna.

mellanslag-LEn massa som solen får universum att böjas, vilket gör att mindre massor som planeter rör sig mot den.

Inte långt efter bombningarna av Hiroshima och Nagasaki, medan världen räknade med kärnenergins spöke, oroade sig en affärsman vid namn Roger Babson för en annan av naturens krafter: gravitationen.



Det hade gått 55 år sedan hans syster Edith drunknade i floden Annisquam, i Gloucester, Massachusetts, när gravitationen, som Babson senare beskrev det, kom upp och grep henne som en drake och förde henne till botten. Senare tog draken hans barnbarn också, när han försökte rädda en vän under ett båtolycka.

Något måste göras.



Det verkar som om det måste upptäckas någon partiell isolator av gravitationen som kan användas för att rädda miljontals liv och förhindra olyckor, skrev Babson i ett manifest, Gravity — Our Enemy Number One. År 1949 startade han Gravity Research Foundation och började dela ut årliga kontantpriser för de bästa nya idéerna för att främja hans sak.



Det visade sig vara hopplöst. När 2014 års utmärkelser tillkännagavs förra månaden hoppades stiftelsen inte längre på att motverka gravitationen – den utgör själva arkitekturen i rum-tiden – utan att bättre förstå den. Det som började som en vevsträvan har blivit mainstream. Genom åren har pristagare inkluderat sådana som Stephen Hawking, Freeman Dyson, Roger Penrose och Martin Rees.

Med sin allmänna relativitetsteori beskrev Einstein gravitationen med en elegans som inte har överträffats. En massa som solen får universum att böjas, vilket gör att mindre massor som planeter rör sig mot den.

Problemet är att naturens andra tre krafter beskrivs på ett helt annat sätt, av kvantmekanik. I detta system överförs krafter av partiklar. Fotoner, det mest välkända exemplet, är bärare av ljus. För många forskare skulle det ultimata priset vara ett bevis på att gravitationen bärs av gravitoner, vilket gör att den kan passa in prydligt med resten av maskinen.

Hittills har det varit lika oöverstigligt som Babsons gamla dröm. Efter nästan ett sekel av försök, är det bästa fysikerna har kommit fram till supersträngteori, en självständig men möjligen ihålig mängd matematik som är beroende av existensen av extra dimensioner och antyder att vårt universum är ett av en mängd, var och en okänd för att resten.

Med alla prestationer som vår art har uppnått kan vi bli förlåtna för att vi drar slutsatsen att vi har nått en återvändsgränd. Men den mänskliga naturen tvingar oss att fortsätta.

Årets högsta gravitationspris på $4 000 gick till Lawrence Krauss och Frank Wilczek. Wilczek fick ett Nobelpris 2004 för sin del i utvecklingen av teorin om den starka kärnkraften, den som håller kvarkar samman och bildar atomernas kärnor.

Hittills har gravitoner undgått vetenskapens bästa detektorer, som LIGO, Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory. Dyson föreslog vid ett föredrag nyligen att sökandet kan vara meningslöst, att kräva ett instrument med speglar så massiva att de skulle kollapsa och bilda ett svart hål - gravitationen motverkar dess egen förståelse. Men i sin tidning föreslår Krauss och Wilczek hur gravitoner kan lämna sina spår på kosmisk bakgrundsstrålning, efterskenet från Big Bang.

Det finns andra mysterier att brottas med. Trots den avgift det tog på Babsons familj, är teoretiker fortfarande förbryllade över varför gravitationen är så mycket svagare än elektromagnetism. Håll en kylskåpsmagnet över ett gem så flyger den uppåt och bort från jordens drag.

Fysikerna Lisa Randall och Raman Sundrum strävade efter en förklaring och föreslog en gång att gravitationen späds ut eftersom den läcker in i ett parallellt universum. Randall och en annan kollega, Matthew Reece, slog i en annan riktning nyligen att dragningen av en skiva av mörk materia kan vara ansvarig för att stöta bort solsystemet och släppa lös periodiska kometstormar som en som kan ha dödat dinosaurierna.

Det var en ung teoretiker vid namn Bryce DeWitt som hjälpte till att göra Babson bortskämd från sin dröm om att stoppa en så mäktig kraft. I The Perfect Theory, en ny bok om allmän relativitetsteori, berättar Oxford-astrofysikern Pedro G Ferreira hur DeWitt, i behov av en handpenning för ett hus, deltog i Gravitational Research Foundations tävling 1953 med en uppsats som visar varför försöket att göra någon typ av antigravitationsanordning var ett slöseri med tid.

Han vann priset, grunden blev mer respektabel, och DeWitt fortsatte med att bli en av de mest framstående teoretikerna inom allmän relativitet. Babson blev dock inte helt avskräckt. 1962, efter att mer än 100 framstående Atlantanbor dödades i en flygolycka i Paris, donerade han 5 000 dollar till Emory University tillsammans med ett marmormonument för att påminna eleverna om de välsignelser som kommer när gravitationen motverkas.

Han betalade för liknande antigravitationsmonument på mer än ett dussin campus, inklusive ett vid Tufts University, där nypräglade doktorander i kosmologi knäböjer framför dem i en ceremoni där ett äpple tappas på deras huvuden.

Jag tänkte på Babson nyligen under en gripande scen i filmen Gravity, där två astronauter svävar högt över jorden, strandsatta hemifrån. Under en stund av lugn frågar en av dem, Lt Matt Kowalski (spelad av George Clooney), den andre, Ryan Stone (Sandra Bullock), Vad saknar du där nere?

Hon berättar för honom om sin dotter: Hon var fyra. Hon var i skolan och lekte tag, halkade och slog i huvudet, och det var allt. Det dummaste. Det var tyngdkraften som gjorde henne inställd.

Nu, när de två astronauterna driver osäkert i rymden, är det bristen på gravitation som äventyrar dem.

I sina tidiga skrifter beklagade Babson hur gravitationen fångar stinkande luft i dalar, vilket leder till dödsfall från tuberkulos och luftvägssjukdomar, och hur det tynger ner våra kroppar och sliter på vår hälsa. Men det är också gravitationen som håller in det syre som människor behöver för att andas.
I filmen kvävs Kowalski som om han hade drunknat och lämnar Stone för att planera en kurs hemåt, tillbaka mot planetens tröstande famn.