Einsteinova obecná teorie relativity potvrzena! Trvalo to „jen“ symbolických sto let.


Studijní a vědecká knihovna v Plzni hostila 9. května 2016 poslední přednášku z jarního cyklu interdisciplinárního semináře pořádaného ve spolupráci s NTC ZČU. Tématem byl tentokrát Objev gravitačních vln v LIGO,  který byl prezentován ústy českého teoretického fyzika dr. Motla.

Přímé pozorování objevu gravitačních vln proběhlo 14. září 2015, přičemž na světlo světa se objev dostal až 11. února 2016, kdy byl také oficiálně ohlášen. Tyto gravitační vlny byly zachyceny přístrojem zvaným LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory). LIGO je složen ze dvou detektorů, které se nacházejí na území USA. Jeden z nich je umístěn ve státě Washington a druhý ve státě Louisiana. Vzdálenost mezi oběma přístroji je tedy zhruba 3 000 km. Samotný jeden detektor sestává z dvou ramen nastavených v pravém úhlu. Jedna z částí LIGO je dlouhá 4 km. Jedná se tedy o velmi rozsáhlé zařízení. Ramena si lze představit jako jakési dva tunely, v nichž je odsátý vzduch, což umožňuje zachytit případné gravitační vlny. Uvnitř tunelů jsou pak současně vypouštěny laserové paprsky, které se střetávají na průsečíku, kde je umístěno zrcadlo.

V případě zaznamenání gravitačních vln, se vyskytnou lehké vibrace v obou přístrojích LIGO současně. Daná synchronie je klíčová pro identifikaci těchto vibrací jako gravitačních vln, neboť je to právě ona souběžnost, která říká, že se jedná o gravitační vlny a ne pouze o běžné šumy okolí. S tím souvisí také rozsáhlá problematika různých šumů a rušení, které se v přístrojích mohou objevovat. Existuje totiž až 15 různých typů šumů (například tzv. Poissonův šum – počet fotonů za jednotku času není vždy stejný). Historie LIGO sahá až do 60. let, kdy proběhly první předpovědi a pokusy o pozorování gravitačních vln. Na těchto aktivitách se podílel například Joseph Weber (Weberova tyč) nebo později Kip Thorne. První spuštění již hotového LIGO, se odehrálo v roce 2002.

Co ale zapříčinilo zaznamenání gravitačních vln, které jsou obvykle velmi slabé? Jejich zdroj pocházel z vesmíru, kde se střetly dvě černé díry. Šlo tedy vlastně o pozorování kosmických gravitačních vln. Tyto dvě černé díry o hmotnosti 29 a 36 krát hmotnost našeho Slunce okolo sebe nějaký čas kroužily než se srazily. Posléze se spojily do jedné. A právě v momentě střetu byly zachyceny gravitační vlny v zařízení LIGO. Srážka dvou černých děr se nicméně odehrála již asi před 1,3 miliardy světelných let a trvalo to právě tak dlouho, než doputovaly k nám.

Objev, respektive pozorování, gravitačních vln tím potvrdil Einsteinovu obecnou teorii relativity publikovanou v roce 1916, jež slučovala speciální teorii relativity (1905) s Newtonovým gravitačním zákonem. Einstein předjímal zakřivení prostoru a času (časoprostoru), které se projevuje jako gravitace. A právě existence gravitačních vln byla objevem podložena.

Mimo potvrzení Einsteinovy teorie relativity, umožňuje nález také pozorování jiných události ve vesmíru, které jsou pro současné teleskopy příliš vzdálené. Otevírá se tak prostor pro pozoruhodné objevy nejen v oblasti fyziky. Již nyní se začínají budovat další zařízení pro zaznamenávání gravitačních vln a například na rok 2034 je plánované spuštění speciálního zařízení LIGO ve vesmíru.


Mohlo by se vám líbit...

1 Odpověď

  1. Susannah napsal:

    Smaad-kcb what I was looking for-ty!

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *