På spor av gravitasjonsbølgene fra Big Bang

Kosmologen Unni Fuskeland og hennes kolleger jakter på gravitasjonsbølger fra unnfangelsen av universet med 12 millioner kroner i støtte.

illustrasjon av et satellitt i verdensrommet

Forskere tror at universet utvidet seg raskere i begynnelsen enn lysets hastighet, og dette skapte gravitasjonsbølger som forskere håper å finne spor av i bakgrunnsstrålingen. Prosjektet LiteBIRD vil måle gravitasjonsbølger i den kosmiske bakgrunnsstrålingen. Bildekreditt: JAXA / ISAS

“Imaging the Big Bang through gravitational waves with LiteBIRD” er tittelen til prosjektet som Unni Fuskeland, forsker ved Institutt for teoretisk astrofysikk, har fått innvilget finansiering fra Norges forskningsråd under kategorien “Forskerprosjekt for erfarne forskere (FRIPRO)”. Med 12 millioner norske kroner fordelt på åtte år skal Fuskeland og kollegene hennes være med i en internasjonal satsning på å påvise gravitasjonsbølger i den kosmiske bakgrunnsstrålingen.

– Hvis vi klarer å måle disse bølgene vil det være bevis for inflasjonsfasen som fant sted umiddelbart etter Big Bang, forklarer Fuskeland.

Den kosmiske bakgrunnsstrålingen, som ble sendt ut omtrent 380 000 år etter Big Bang, er en avgjørende kilde der en kan finne spor etter gravitasjonsbølger.

– For å oppnå dette kreves avansert instrumentering, enten om bord på satellitter eller på jorden, legger hun til.

Et datasenter i Oslo for å utforske universets historie

I samarbeid med internasjonale forskningsinstitusjoner i Japan, USA, Canada og Europa har kosmologene i CMB&CO-forskningsgruppen sikret midler til å etablere et datasenter i Oslo for å støtte LiteBIRD-prosjektet, planlagt for oppskytning i 2032.

LiteBIRD, som er finansiert av JAXA (den japanske romfartsorganisasjon), er etterfølgeren til de svært vellykkede WMAP- og Planck-satellittene og vil representere et betydelig fremskritt i forskernes forståelse av det tidlige universet.

bilde av to kvinner og en man som smiler inn i et serverom — Unni Fuskeland (til venstre), Mari Sundli Tveit (i midten) og Oddmund Hoel (til høyre) i serverrommet i kjelleren på Blindern Campus. Fuskeland har en todelt stilling ved Institutt for teoretisk astrofysikk, en del data-ansvarlig med systemarbeid og en del forskning. "Forskningen er jo basert på mye simulering og modellering, så jeg er avhengig av mye regnekraft og lagring som jeg er med på å installere og vedlikeholde som data-ansvarlig", sier Fuskeland mens hun viser fram tungregnemaskiner og lagring. Foto: M. D'Angelo/UiO.

– Med etableringen av et datasenter vil vi være i stand til å tilby datatjenester til hele kollaborasjonen, inkludert simuleringer og sanntidsdataanalyse. Avgjørelsen om å huse datasenteret ved Institutt for teoretisk astrofysikk, er begrunnet i forskningsgruppens anerkjente ekspertise innen dataanalyse, noe som gjør det til et naturlig valg for å konsolidere dataanalyseinnsatsen, innrømmer Fuskeland.

Betydningen av å forske på gravitasjonsbølger og inflasjonsfasen ligger i å fremme vår forståelse av de grunnleggende fysiske lovene som styrer universet vårt, både i fortid og fremtid. Hovedmålet til prosjektet er å finne bevis for inflasjon, en populær teori som ennå ikke er støttet av observasjoner.

– Vi håper at ved å måle gravitasjonsbølger i den kosmiske bakgrunnsstrålingen kan vi styrke teorien om inflasjon og fordype forståelsen vår av det tidlige universet ved å kaste lys over dets sammensetning og utvikling, sier Fuskeland.

Dataanalyse-kompetanse i verdensklasse

bildet av en kvinne som gi et foredrag — Fuskeland forteller høyere utdannings- og forskningsminister Oddmund Hoel (Senterpartiet), administrerende direktør Mari Sundli Tveit i Forskningsrådet, og UiOs prorektor Åse Gornitzka (som ikke er avbildet) om universets gåter. 'Funnet av gravitasjonsbølger vil trolig føre til Nobelpris,' sier Fuskeland.
Foto: M. D'Angelo/UiO

CMB&CO-gruppen ved Institutt for teoretisk astrofysikk forsker på den kosmiske bakgrunnsstrålingen (CMB) og karbonmonoksid-linjer (CO). Gruppens mest kjente bidrag er analyseprogrammet Commander, som har blitt bredt adoptert i CMB-miljøet. Under ledelse av professor Hans Kristian Kamfjord Eriksen og professor Ingunn Wehus har CMB&CO-gruppen fått internasjonal anerkjennelse for sin banebrytende forskning på universets utvikling, blant annet gjennom prosjektet Cosmoglobe. Mange medlemmer av gruppen er aktivt involvert i LiteBIRD-kollaborasjonen, noe som fremmer et dynamisk samarbeid.

– Det er en stor glede å kunne fortsette med, og styrke denne forskningen jeg og CMB&CO-gruppa vår i Oslo har holdt på med siden 2016. Med finansiering i åtte år kan vi se langsiktig og bygge opp et datasenter for LiteBIRD-kollaborasjonen som kan serve både data og ekspertise innen forsknings-analyseprogrammer, konkluderer Fuskeland.

Prosjektet "Imaging the Big Bang through gravitational waves with LiteBIRD" markerer en ny milepæl i CMB&CO-gruppens vitenskapelige bestrebelser. Med sin ekspertise innen dataanalyse og internasjonalt samarbeid er gruppen klar til å avdekke verdifulle innsikter i universets historie.