Gravitační vlny: Vlnění v látce prostoročasu
Co jsou gravitační vlny?
Představte si vesmír jako nekonečný oceán. Gravitační vlny jsou jako vlnění, které vznikne, když do vody upustíme předmět. Podle Einsteinovy teorie relativity mohou hmotné objekty ve vesmíru, například neutronové hvězdy a černé díry, při svém zrychlení vytvářet takovéto vlnění. Tyto „vlnky“ se šíří látkou prostoročasu a nesou informaci o objektech, které je vyvolaly.
Proč jsou gravitační vlny důležité?
Gravitační vlny jsou důležité z několika důvodů:
- Poskytují další důkaz pro Einsteinovu teorii relativity.
- Umožňují vědcům studovat záhadné jevy ve vesmíru, například černé díry a neutronové hvězdy.
- Mohou nám pomoci porozumět ranému vesmíru a Velkému třesku.
Jak vědci gravitační vlny hledají?
Většina detektorů gravitačních vln měří drobné změny vzdálenosti mezi objekty, které jsou od sebe vzdáleny o známou délku. Když gravitační vlna projde Zemí, nepatrně prostoročas natáhne nebo stáhne, a tohoto jevu přístroje zachytí.
Jedním z nejznámějších detektorů je LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory). LIGO má dvě detekční stanice téměř 3 000 km od sebe a sbírá data z 75 observatoří po celém světě, aby dokázala určit směr a původ gravitační vlny.
Výzvy při detekci gravitačních vln
Gravitační vlny jsou extrémně slabé a obtížně zjistitelné. Jejich zdroje bývají vzdálené miliardy světelných let a vlny se při cestě vesmírem zeslabují. Navíc je ruší jiné signály – například seizmický hluk nebo lidská činnost.
Falešné poplachy v minulosti
V roce 2014 vědci z observatoře BICEP2 na jižním pólu oznámili, že objevili stopy gravitačních vln z dob raného vesmíru. Později se ukázalo, že šlo o falešný poplach způsobený kosmickým prachem. I LIGO v minulosti zaznamenalo několik planých poplachů.
Nadcházející oznámení a jeho důsledky
Ve čtvrtek vědci z LIGO plánují velké oznámení týkající se detekce gravitačních vln. Detaily zatím nejsou známy, ale mohlo by to významně ovlivnit naše chápání vesmíru.
Pokud LIGO gravitační vlny skutečně zachytí, půjde o průlomový okamžik. Potvrdila by se Einsteinova teorie relativity a otevřely by se nové možnosti pro výzkum vesmíru. Gravitační vlny nám pomohou nahlédnout hlouběji do černých děr, neutronových hvězd i raného vesmíru a možná i odhalí nové vlastnosti samotné gravitace.
Další metody detekce gravitačních vln
Kromě LIGO se vyvíjejí i jiné přístupy – například ultra přesné atomové hodiny nebo specializované satelity umístěné ve vesmíru.
Budoucnost výzkumu gravitačních vln
Zachycení gravitačních vln by bylo milníkem fyziky. Otevřelo by to nové oblasti výzkumu a přineslo lepší porozumění vesmíru. Vědci netrpělivě očekávají čtvrteční oznámení LIGO a věří, že přinese další důkazy o existenci gravitačních vln.
