Čo sú to gravitačné vlny a ako ich vieme pozorovať?
Nástroje, ktoré nám pomáhajú tento fenomén zachytiť musia byť neuveriteľne presné
Gravitačné vlny sú deformácie časopriestoru. Ak si predstavíme vesmír ako obrovskú gumenú plachtu, zistíme, že každý objekt s hmotou túto plachtu ohýba. Čím väčšiu má objekt hmotu, tým viac deformuje plachtu okolo seba, tvrdí YouTube kanál Piled Higher and Deeper (PHD Comics).
Dôvodom, prečo obiehame okolo Slnka je jeho masívna hmotnosť. Slnko spôsobuje celkom veľký ohyb v časopriestore a ak by sme chceli poslať planétu priamo naňho, zistíme, že sa planéta pohybuje po kruhu. Za obežné dráhy preto nemôže nejaká neznáma sila, ale zakrivenie časopriestoru.
Gravitačné vlny vznikajú hocikedy, kedy dôjde k akcelerácii hmoty, čo vedie k narušeniu priestoru. Všetko, čo má hmotu, alebo energiu, môže vytvárať gravitačné vlny. Príkladom môže byť aj dvojica, ktorá začala tancovať okolo seba. Aj táto dvojica vytvára gravitačné vlny, no tie sú extrémne malé. Tak malé, že by bolo prakticky nemožné ich zachytiť.
Gravitácia je v porovnaní s inými silami vo vesmíre veľmi slabá. Aby teda vznikli veľké gravitačné vlny, potrebujeme masívne objekty, ktoré sa pohybujú veľmi rýchlo. Týmito objektmi môžu byť napríklad dve čierne diery na kolíznom kurze, alebo dve neutrónové hviezdy, obiehajúce sa navzájom vo veľmi malej vzdialenosti.
Pozorovanie gravitačných vĺn
Lenže ako odhalíme gravitačné vlny? Ak by sa priestor medzi dvoma objektmi deformoval – roztiahol, alebo naopak, stiahol – Nevšimli by sme si to, ani keby sme použili nejaké meradlo. S priestorom by sa deformovalo všetko, čo sa v ňom nachádza. Efektívnym „pravítkom“ však môže byť rýchlosť svetla. Ak sa priestor roztiahne, svetlu bude trvať dlhšie dostať sa z jedného bodu do druhého a ak sa stiahne, potom bude jeho cesta kratšia.
Neprehliadnite
Na rovnakom princípe funguje aj observatórium LIGO (pozn. redakcie: Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory). Toto observatórium sa skladá so štvorkilometrových tunelov a používa laser na meranie vzdialenosti medzi koncami tunelov. Ak ním prejde gravitačná vlna, priestor v jednom smere sa roztiahne a v druhom smere zase stiahne.
Lasery sa odrážajú od jednotlivých bodov a vďaka tomu dokážu vedci veľmi presne odmerať, či sa priestor medzi bodmi roztiahol, alebo naopak stiahol. Tento nástroj si však vyžaduje extrémnu presnosť. Vplyv gravitačnej vlny je totiž tak malý, že sa dá ľahko pomýliť s inými ruchmi, ktoré môžeme zaznamenať. Vyžaduje sa preto veľmi šikovná analytická technika.
Študovanie gravitačných vĺn je nový spôsob, akým sa môžeme pozerať na vesmír, a preto je aj nesmierne dôležitý. Vedci sa s každým novým pozorovaním dozvedajú o priestore okolo nás veci, ktoré predtým netušili.
Komentáre