Foto: NASA/GODDARD/CI LAB
Astronómovia z celého sveta spoločne informovali, že sa im podarilo zachytiť gravitačné vlny, ktoré vznikajú pri kolízii takýchto neutrónových hviezd. Neznamená to, že by odrazu mali ľudia nový prístup k drahým kovom. Znamená to však, že ľudia získali úplne novú možnosť, ako skúmať vesmír.
Zvyčajne sa hlbiny kozmu skúmajú cez viditeľné svetlo, infračervené žiarenie alebo v ultrafialovom spektre. Vyše 70 observatórií po celom svete teraz našlo spôsob, ako skúmať vesmír cez gravitačné vlny. Existenciu gravitačných vĺn predpovedal ešte Albert Einstein. Tento rok za ich detekciu dostala trojica vedcov Nobelovu cenu za fyziku.
„Je to úplne nová úroveň poznania,“ povedal Daryl Haggard z McGillovej univerzity, ktorý je spoluautorom štúdie publikovanej v Astrophysical Journal Letters. Historicky prvú detekciu gravitačných vĺn sprostredkovali observatóriá LIGO. Sú to nezvyčajné teleskopy, ktoré nemajú klasický satelit, no rozťahujú sa po zemi do niekoľkokilometrovej dĺžky. Dve takéto observatóriá sú v USA a jedno pri Pise v Taliansku. Ich perfektná kalibrácia umožnila pozorovať gravitačné vlny aj iným observatóriám. Okrem iných aj vesmírnym teleskopom Chandra a Hubble.
Možnosť sledovať gravitačné vlny spôsobila priam ošiaľ medzi astronómami a astrofyzikmi. Získali totiž, takpovediac, nové okno do vesmíru.
Prečo vedci vlastne pátrajú po gravitačných vlnách? Einsteinova všeobecná teória relativity priniesla revolúciu do nášho chápania úlohy gravitácie 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 súčasťou Einsteinovej teórie, by sme sa mali dostať ďalej k porozumeniu fungovania vesmíru.
Lov na gravitačné vlny prebiehal 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. Aj títo dvaja vedci za to v roku 1993 dostali Nobelovu cenu za fyziku.
Teraz sa astrofyzikom podarilo nájsť gravitačné vlny, ktoré vznikli pri kolízii dvoch neutrónových hviezd. Dá sa povedať, že sa tak otvorila cesta k hľadaniu gravitačných vĺn z fúzie ďalších vesmírnych objektov.
Neutrónové hviezdy sú veľmi malé. Ich priemer nie je väčší, ako majú napríklad Košice. Vznikli po explózii supernov a majú hmotnosť trojnásobku hmotnosti Slnka. Čiže neutrónové hviezdy majú v relatívne malom objeme „napchaté“ obrovské množstvo hmoty. Pri kolízii dvoch neutrónových hviezd sa uvoľní množstvo energie, ktorá sa vesmírom šíri aj v podobe gravitačných vĺn.
Gravitácia, teda príťažlivosť, sa šíri vo vlnách ako napríklad svetlo. Namiesto svetla sa však šíri chvením priestoru. Možnosť „vidieť“ chvenie priestoru bola dosiaľ pre vedcov nedosiahnuteľná. No zdá sa, že toto obdobie sa skončilo a vesmír sa výskumníkom otvorí v nových dimenziách.
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 obmedzené. Gravitačné vlny žiadnemu rušeniu nepodliehajú a môžu priniesť o okolitom kozme veľa nových poznatkov. Napríklad aj niečo nové o tmavej hmote. Tá tvorí väčšinu vesmíru, ale zatiaľ nikto nevie, čo tmavá hmota je.