Gravitačné vlny otvorili ľudstvu nové okno do vesmíru

Ľudstvo získalo úplne nový spôsob, ako skúmať vesmír. Vedcom sa totiž prvýkrát v histórii podarilo zachytiť signál gravitačných vĺn, ktoré na Zem prileteli po masívnej kolízii dvoch čiernych dier vzdialených 1,3 miliardy svetelných rokov.

Gravitačné vlny
Gravitačné vlny sa šíria vesmírom podobne ako vlny na hladine jazera, keď doň hodíte kameň.
Autor:

Tento objav znamená, že vedci budú môcť skúmať vesmír z novej perspektívy – pomocou gravitácie. Zatiaľ sa teleskopy spoliehali najmä na viditeľné svetlo alebo infračervené žiarenie. Po novom budú môcť nazrieť priamo do čiernych dier, skúmať podivné neutrónové hviezdy či pátrať po tajomnej tmavej hmote, o ktorej stále prakticky nič nevieme. Nemali by chýbať ani nové poznatky o vzniku vesmíru.
„Detekovali sme gravitačné vlny,“ vyhlásil slávnostne hneď na úvod tlačovej konferencie David Reitze, riaditeľ observatória LIGO. Tento nezvyčajný teleskop sa nachádza na dvoch miestach v USA, obe zariadenia majú ramená v tvare L dlhé 4 kilometre a ich výstavba trvala 25 rokov. Výsledky však LIGO priniesol takmer okamžite.

„Signál sme na oboch teleskopoch zachytili 14. septembra,“ povedal Reitze. To znamená, že LIGO si zapísal tento superobjav ešte v ten mesiac, ako bol oficiálne uvedený do prevádzky. „Mesiace trvala analýza údajov. Chceli sme mať stopercentnú istotu, že sme zaznamenali to, čo Albert Einstein predpovedal ešte pred 100 rokmi,“ uviedol šéf LIGO a s rovnakým nadšením pokračoval: „Tieto gravitačné vlny vlastne nesú zvuk, mohli sme počuť kolíziu dvoch čiernych dier. Je to prvýkrát, čo k nám vesmír prehovoril. Až dosiaľ sme boli voči nemu hluchí.“

Gravitačné vlny, ktoré už teraz dokážeme na Zemi zachytiť, vznikajú pri kolízii čiernych dier alebo neutrónových hviezd. Vo vesmírnej mierke sú to drobnučké objekty. Napríklad čierne diery, ktorých zrážku sledoval LIGO, mali priemer len 150 kilometrov. Tieto gule sú však 30-krát hmotnejšie ako naše Slnko a tak majú obrovskú gravitáciu a pohltia všetko, čo sa dostane do ich blízkosti. Tieto dve sa požrali navzájom a po apokalyptickom súboji vyslali do vesmíru gravitačné vlny, ktoré sa šíria rýchlosťou svetla a nič ich nedokáže zastaviť. Preletúvajú hviezdami a planétami, ako by tam ani neboli. Cesta na Zem im trvala 1,3 miliardy rokov, až ich prelet dokázal zachytiť teleskop LIGO.

Gravitácia, teda príťažlivosť, sa šíri vo vlnách, ako napríklad svetlo. Namiesto radiácie sa však šíri chvením priestoru. Všetky vedecké informácie o vesmíre astronómovia doteraz získavali z elektromagne­tického vlnenia, akým sú rádiové vlny, viditeľné svetlo alebo žiarenie gama. Ale pretože toto vlnenie je pri ceste vesmírom vystavené rušeniu, informácie z neho získané sú len obmedzené.

Gravitačné vlny žiadnemu rušeniu nepodliehajú a môžu priniesť o okolitom kozme veľa nových poznatkov. Čo však tento objav prinesie bežným ľuďom? „To je dnes prakticky nemožné predpovedať. Využiť takéto objavy v bežnom živote nejaký čas trvá,“ uviedol Shane Larson z Northwestern University, no poukázal na príklad z minulosti. Ani po zverejnení Einsteinovej teórie relativity nikto netušil, na čo by mohla byť dobrá. Bez nej by však dnes neexistovali navigačné systémy GPS. Teda, teoreticky by aj mohli existovať, no boli by veľmi nepresné, a preto nepoužiteľné. Inými slovami, práve by ste rozprestierali deku na kúpalisku v Kováčovej a mobil by vás presviedčal, že sa prechádzate po námestí v Banskej Bystrici.

Otázky a odpovede

Čo sú to gravitačné vlny?

Existenciu gravitačných vĺn predpovedal už pred sto rokmi Albert Einstein, ale až dosiaľ ich nikto nespozoroval. Gravitačné vlny sa šíria vesmírom podobne ako zvukové vlny alebo vlnky na hladine rybníka, keď doň hodíme kameň. Putujú však rýchlosťou svetla. Einstein hovoril o vesmíre ako o kuse látky ušitej z priestoru a času. Všetky hmotné objekty robia silou gravitácie na tejto látke priehlbiny a gravitačné vlny látkou putujú, keď dôjde ku kolízii obrovských objektov, ako sú čierne diery.

Komu sa ich nakoniec podarilo objaviť?

Výskumníkom, ktorí pracujú na gravitačnom teleskope LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) v USA. Je to veľmi netypický teleskop, ktorý pozostáva z dvoch detektorov vzdialených od seba 3-tisíc kilometrov. Jeden je v štáte Louisiana na juhovýchodnom pobreží a druhý v štáte Washington na severozápadnom pobreží USA. LIGO využíva lasery na zaznamenanie veľmi drobných odchýlok v časopriestore, ktoré spôsobili prechádzajúce gravitačné vlny.

Prečo vedci pátrajú po gravitačných vlnách?

Einsteinova všeobecná teória relativity priniesla revolúciu do nášho chápania úlohy gravitácie a vesmíru a je jedným z pilierov modernej fyziky. Nedokáže však úplne opísať vesmír a všetko, čo je okolo nás, lebo sa nezhoduje s ďalšou významnou teóriou – kvantovou mechanikou. Skúmaním gravitačných vĺn, ktoré sú vlastne poslednou nepotvrdenou súčasťou Einsteinovej teórie, by sme sa mali dostať ďalej k porozumeniu fungovania vesmíru.

Prečo sú ešte zaujímavé?

Okrem toho, že otestujú Einsteinove myšlienky, prvé potvrdené pozorovanie gravitačných vĺn bude vlastne počiatkom novej éry astronómie. V súčasnosti používame na skúmanie vesmíru rôzne elektromagnetické vlny – viditeľné svetlo, infračervené či röntgenové žiarenie. Gravitačné vlny poslúžia ako nové okno do vesmíru a mohli by nám umožniť nahliadnuť do čiernych dier, neutrónových hviezd alebo sa viac dozvedieť o záhadnej tmavej hmote, ktorá je neviditeľná, ale tvorí väčšinu vesmíru.

Už sa ich niekto pokúsil nájsť?

Lov na gravitačné vlny prebieha už desaťročia. V roku 1974 astronómovia Russell Hulse a Joseph Taylor objavili binárny pulzar, teda dvojicu mŕtvych hviezd, ktoré emitovali pulzy rádiových vĺn. Hulse a Taylor si uvedomili, že tieto dva pulzary strácajú energiu a pomaly sa v kruhových dráhach blížia k sebe. Toto zistenie bolo v perfektnom súlade s Einsteinovými rovnicami všeobecnej relativity – chýbajúcu energiu vyžarovali v podobe gravitačných vĺn. Obaja vedci za to v roku 1993 dostali Nobelovu cenu za fyziku.

Veľké „haló“ okolo gravitačných vĺn tu však bolo už aj nedávno.

Áno. V roku 2014 výskumníci z teleskopu BICEP2 uviedli, že našli stopy po pradávnych gravitačných vlnách. Vlnách, ktoré nevznikli pri kolízii čiernych dier, ale priamo počas Veľkého tresku, teda vzniku vesmíru. Nakoniec sa však ukázalo, že sa mýlili, lebo nezobrali do úvahy vplyv galaktického prachu na ich pozorovania. Preto sú vedci s vyhláseniami o gravitačných vlnách veľmi opatrní.

ZDROJ: NEW SCIENTIST

© AUTORSKÉ PRÁVA VYHRADENÉ

Súvisiace články:

simulácia, mars, havaj

Na Havaji sa skončil simulovaný pobyt vedcov na Marse

29.08.2016 14:58

Na Havaji sa skončil druhý najdlhšie simulovaný pobyt na Marse. Šesť vedcov rok skúmalo v izolovanej stanici podmienky výpravy na červenú planétu.

Proxima b, planéta

Novoobjavená planéta podobná Zemi je zatiaľ najbližšie

26.08.2016 15:00

Vedci našli planétu podobnú Zemi. Okolo svojej hviezdy obieha v obývateľnej zóne, čo znamená, že na nej môže byť tekutá voda. Tá je podmienkou existencie života.

planéta, vesmír

Vedci našli planétu ako Zem v obývateľnej zóne Proxima Centauri

24.08.2016 17:15

Astronómovia objavili v slnečnej sústave planétu približne o hmotnosti Zeme, ktorá obieha okolo svojej hviezdy Proxima Centauri v takzvanej obývateľnej zóne.

francúzsko, burkiny

V Cannes môžu moslimky na pláž opäť v burkinách

31.08.2016 07:21

Vo francúzskom Cannes môžu moslimky opäť chodiť na pláž v kúpacom odeve, ktorý zahaľuje telo vrátane vlasov, tzv. burkinách.

utečenci, loď

V Stredozemnom mori zachránili za 48 hodín 10-tisíc migrantov

31.08.2016 07:13

Približne 3-tisíc migrantov zachránili v utorok v strednej časti Stredozemného mora, čím sa ich počet zvýšil na 10-tisíc za posledných 48 hodín.

tunel Blanka, Praha

Radary v tuneli merali zle, Praha vráti vodičom 2,4 milióna Kč

31.08.2016 07:07

Magistrát Prahy vráti takmer 4 000 vodičom vyše 2,4 milióna Kč vybraných na pokutách za prekročenie rýchlosti v novom pražskom tuneli Blanka.

parlament, odvolavanie Fica, rokovacia sala

Z veľkej zmeny pravidiel rokovania parlamentu je stále humbug

31.08.2016 07:00

Výsledok je presne taký ako na začiatku. Koalícia a opozícia sa počas leta ani na sekundu nepriblížili v názore na to, ako má vyzerať slušnosť v parlamente.