EUROPEAN SPACE EDUCATION RESOURCE OFFICE

A collaboration between ESA & national partners

Vzdělávací kancelář Evropské vesmírné agentury

Svět oslavuje historický objev gravitačních vln

Observatoř LIGO v USA dne 14. září 2015 jako první přímo detekovala gravitační vlny, předpovězené před 100 lety Albertem Einsteinem. Ke gratulantům se připojuje i ESA.

Je to skoro přesně 100 let, kdy Albert Einstein představil svou obecnou relativity, která se stala obecně přijímanou teorií gravitace. Gravitaci Einstein popisuje jako geometrickou vlastnost časoprostoru. Když se navzájem pohybují hmotná tělesa, tak přitom podle obecné relativity vznikají nesmírně subtilní vlnky v samotném časoprostoru, což jsou právě gravitační vlny. Objevují neustále a vlní se všude kolem nás. Jsou ale tak extrémně nepatrné, že i s nejlepšími soudobými technologiemi máme šanci zachytit jen ty gravitační vlny, které vyvolaly nejdivočejší jevy ve vesmíru. Řeč je o splývání černých děr, explozích supernov a podobných extrémních záležitostech.

Skvělou soudobou technologii mají v projektu LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory). A právě tým LIGO před pár dny celému světu ohlásil, že 14. září 2015, záhy po rekonstrukci a zlepšení výkonu, jeho oběma dvěma detektory prošla gravitační vlna. První v historii, kterou lidstvo pozorovalo. Detektory LIGO sídlí v Livingstonu, stát Louisiana a v Hanfordu ve Washingtonu. Oba dva jsou totožné a tvoří je vždy dvě pravoúhle uspořádaná ramena, každé o délce 4 kilometry, v nichž ve vakuu procházejí identické laserové paprsky. Pokud detektorem projde gravitační vlna, tak se délky obou ramen nepatrně změní a detektor to pozná. Po rekonstrukci zachytí změnu vzdálenosti s přesností na tisícinu průměru protonu.

Právě to se při detekci gravitační vlny stalo. Celá planeta se během průchodu gravitační vlny roztáhla a smrštila asi o stotisícinu nanometru, a detektory LIGO to poznaly. Dotyčná gravitační vlna k nám přiletěla ze vzdálenosti 1,3 miliardy světelných let. Srazily se tam dvě černé díry o hmotnosti 29 a 36 Sluncí a jejich splynutím vznikla černá díra zhruba dvojnásobné velikosti. Přitom se rozvlnil časoprostor a gravitační vlna této události loni v létě prošla naší planetou.

 


 

Po ohlášení historického objevu se tisícovce vědců mezinárodního týmu LIGO hrnou gratulace z celého světa. Blahopřála jim mnohá významná vědecká pracoviště a organizace planety: CERN, DARPA, NASA, Fermilab, a také v neposlední řadě ESA, která se sama podílí na výzkumu gravitačních vln kosmickými sondami. Evropská kosmická agentura vypustila 3. prosince loňského roku (2015) sondu LISA Pathfinder, jejímž úkolem je důkladně otestovat technologie nezbytné pro misi Evolved Laser Interferometer Space Antenna (eLISA).

Mise eLISA by měla být zahájena v roce 2034 a pokud se něco nezmění, tak by se měla stát prvním vesmírným detektorem gravitačních vln. Projekt eLISA bude zahrnovat tři sondy, které budou navzájem vzdáleny 1 milion kilometrů. Celá trojice by měla obíhat Slunce po dráze podobné oběžné dráze Země a čekat na průchod gravitačních vln. Teď už je sice jasné, že eLISA gravitační vlny neobjeví, právě ale jsme vstoupili do éry gravitační astronomie a v té by se projekt eLISA mohl skvěle uplatnit.

Podle Paula McNamary z projektu LISA Pathfinder je detekce gravitačních vln naprosto báječnou zprávou pro každého, kdo se věnuje výzkumu gravitace a obecné relativity. McNamara gratuluje kolegům z týmu LIGO k jejich skvělým výsledkům. Všude se mluví o Nobelově ceně, kterou si tento objev století bezesporu zaslouží. McNamara se zároveň netají tím, že mu vlastně spadl kámen ze srdce. Tým mise LISA Pathfinder totiž bude testovat technologie pro projekt eLISA s ještě větším nadšením, když vědí, že se nehoní za duchy. Gravitační vlny podle všeho doopravdy existují a nadešel čas pro gravitační astronomii, kterou bude mít eLISA v popisu práce.

  


 

Stanislav Mihulka

 

Obrázky:

  1. Dvojice splývajících černých děr v objetí gravitačních vln. Kredit: NASA / C. Henze. zdroj
  2. LISA Pathfinder ve vesmíru. Kredit: ESA / C.Carreau. zdroj
  3. Uvnitř LIGO. Kredit: Mike Fyffe / LIGO Caltech. zdroj