Domů     Óda na přitažlivost: Je vesmír zvlněný?
Óda na přitažlivost: Je vesmír zvlněný?
5.7.2016

Nejslabší ze všech známých interakcí byla pro vědce po léta plachým stínem neustále uskakujícím po povrchu laboratorních zdí.

Gravitace, síla, kterou působí na své okolí všechny hmotné objekty ve vesmíru, a jejíž vlny byly předpovězeny Albertem Einsteinem už před sto lety. A nyní, po mnoha neúspěšných pokusech, konečně polapeny. V ozvěně tance smrti, který si ani neumíme představit.

Když se řekne teorie obecné relativity, v hlavách většiny lidí se automaticky objeví notoricky známá formulka E=mc2. Vzorec, podle které se hmota přeměňuje na energii, však není zdaleka největším objevem Alberta Einsteina (1879-1955).

Teorie relativity popisuje předivo, samu geometrii vesmíru, v němž žijeme. Nastiňuje, že má počátek ve Velkém třesku a že, podle všech zákonů termodynamiky, spěje také ke svému konci.

Díky ní víme, že prostor a čas od sebe nelze odloučit, že existuje pouze jejich prolnutí – prostoročas. A víme také, že všechny hmotné objekty kolem sebe svou přítomností prostoročas zakřivují. Právě toto působení nazýváme gravitací.

Po celé dvacáté století až do 14. září minulého roku nedává zachycení jejích vln, tedy nepřesně řečeno jisté kontrakce délek, která se šíří časoprostorem jako po třírozměrné vodní hladině, fyzikům celého světa spát.

Další bariéra však byla pokořena, další kolečko předpověděné před sto lety zapadlo na své místo. A cože to vlastně slavíme?

Jablka a šikmé věže

Počátky zkoumání gravitace nacházíme už u Aristotela (384-322 př.n.l.). Ten věří v příčinnost všech věcí a pokud těžké padají k zemi, znamená to, že se snaží zaujmout své právoplatné místo, které tkví ve středu vesmíru.

Římský učenec Marcus Vitruvius Pollio (cca 80 – 15 př.n.l.) si naopak myslí, že jde o povahu věci, která jí nutí padat dolů, a nikoliv sama její tíha.

První náznaky faktické správnosti objevujeme v úvahách Galilea Galileiho (1564-1642). Domnívá se, že zrychlení objektů padajících k zemi nezávisí na jejich tíze, ale je pro všechny konstantní.

Na to, zda k  objevu skutečně dospívání experimentálním házením předmětů z šikmé věže v Pise, jak tvrdí jeho životopisec, se názory historiků různí.

Největší průlom nicméně přichází s Newtonovými (1642-1726) gravitačními zákony, které anglický fyzik v 17. století odvozuje z pozorování vzájemného pohybu Země a Měsíce.

V omezené míře, pro tělesa pohybující se malými rychlostmi, se ve fyzice používají dodnes. K tomu, abychom například trefili raketou měsíc, totiž bohatě stačí. Pro objekty pohybující se blízko rychlosti světla, je však už třeba sáhnout po teorii relativity.

Když Albert Einstein v roce 1916 sezná, že z jeho rovnic pro přitažlivost vyplývá i šíření gravitačních vln, uvědomí si, že jejich potvrzení se pravděpodobně nikdy nedočká.

Za jeho života neexistují způsoby tak jemné odchylky měřit a nebudou existovat ještě dlouho po jeho smrti v roce 1955. Gravitační vlny sice deformují časoprostor, jak jím procházejí, jsou však velice slabé.

Případný detektor musí být tak citlivý, aby dokázal měřit zavlnění struktury vesmíru na úrovni tisíckrát menší než je atomové jádro.

Aby ke vzniku vln vůbec došlo, musí se navíc někde v blízkosti střetnout titáni, nejextrémnější objekty vesmíru jako černé díry nebo neutronové hvězdy. Jak říká astrofyzik a popularizátor vědy Kip Thorne (*1940):

„Prozatím jsme pozorovali zakřivený časoprostor vždy v klidném stavu – asi jako hladinu oceánu bez jediné vlnky, stojaté zrcadlo. Bouři se vším jejím běsněním a vlnami jsme nikdy neviděli. Až doteď.“

Rozevřená ramena

Průlomový objev ohlásila 11. února tohoto roku vědecká observatoř LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) ve Spojených státech amerických. Tvoří ji dvě na sobě nezávislá zařízení v Livingstonu v Louisianě a v Hanfordu ve státě Washington.

3000 kilometrů je dělí kvůli tomu, aby se vyloučilo rušení stejnými lokální vlivy jako je například zemětřesení. Celý interferometr tvoří v podstatě dva tunely svírající navzájem pravý úhel jako obří písmeno L, s rameny o délce čtyř kilometrů.

Ze styčného bodu jsou ve stejný moment vyslány dva laserové paprsky, které se odrazí od zrcadla na konci tunelu a vrátí se do výchozího bodu, kde umístěný interferometr vyhodnotí jakékoliv odchylky.

Pokud skrze observatoř procházejí gravitační vlny, pak se jedno rameno prodlouží a druhé smrští a jednomu z vyslaných paprsků tedy potrvá cesta o něco déle. Déle pochopitelně v řádech nanosekund, protože smrštění proběhne na úrovni menší než jsou jádra atomů.

Kdybychom stáli o pohyb viditelnější, musela by, podle vědců z LIGO, jejich observatoř sahat až k Proximě Centauri, naší nejbližší sousední hvězdě. Ale ani pak by kontrakce nebyla větší nežli šířka lidského vlasu.

Dávnověká bouře

Dne 14. září loňského roku, pouhých několik dní po svém opětovném spuštění (zařízení totiž v letech 2010-2014 prodělává rozsáhlé úpravy pro zvýšení citlivosti), zachycuje observatoř poprvé gravitační vlny.

Jsou ozvěnami dávné bouře ve struktuře časoprostoru a pocházejí z kolize dvou černých děr hmotných přibližně jako 29 a 36 našich Sluncí, která se odehrává před 1,3 miliardami let.

Dva extrémní objekty se kolem točí jako nesmělí tanečníci ve hvězdném čardáši smrti, než splynou dohromady a během několika milisekund uvolní energii 50krát větší energii než zbytek viditelného kosmu.

V jakém koutu vesmíru k události došlo, se prozatím neví, s určením polohy by měl nicméně pomoct italský detektor VIRGO, který má být znovu uveden do provozu později tento rok.

Otevřené oči

Význam přímého pozorování gravitačních vln má dalekosáhlé následky, z nichž další potvrzení Einsteinovy teorie je jen třešničkou na dortu.

Na rozdíl od světla nejsou gravitační vlny rušeny a ovlivňovány kontaktem s hmotou, což znamená, že jimi nesená informace zůstává čistá. Jak říkají sami členové výzkumného týmu z observatoře LIGO: „Otevírá se před námi úplně nová éra zkoumání vesmíru.

Astrofyzikové celého světa právě dostali do rukou nový nástroj, nepodobný ničemu, co měli k dispozici doposud. A dohlédnou s ním lépe a dál než kdykoliv předtím.“

Foto: youtube.com, pbs.org, wikipedia.org
Související články
Věda a technika
Dojdou bez velrybího trusu zásoby fosforu?
Velryby nenabízí jen fascinující podívanou, gejzíry a zpěv. Taky vylučují a fungují jako mořská kamionová doprava, převážející živiny potřebné pro život. Třeba fosfor. Bez fosforu se neobejde žádný živý organismus. Tvoří kostru molekuly DNA a je také součástí adenosintrifosfátu (ATP), nuleotidu, který buňce slouží jako palivo pro chemické reakce. Potřebujeme ho, aby kosti byly pevné, […]
Věda a technika
Vynález českého rodáka: Barevnou fotografii považovali nejprve za utopii
Pravděpodobně fotíte chytrým mobilem. Možná ale doma vyhrabete klasický foťák na film. Dotknout se papírové fotografie nebo filmu má svoje kouzlo. Natož ucítit typický zápach chemikálií ve fotokomoře. Třeba i vám fotografie zavoní, když prozradíme, že vynález té barevné má na svědomí Čech. Vydejte se s námi proti proudu času za jeho osudem. Karel Schinzel (1886–1951) […]
Věda a technika
Český otec barevné fotografie na svých patentech nezbohatne
V roce 1922 Karlu Schinzelovi odmítnou patent na barevnou fotografii jako nerealistickou vizi. Po letech rezignace konečně v roce 1935 začíná publikovat výsledky své práce v odborných časopisech. Tentokrát má větší štěstí. Série článků v časopise Das Lichtbild upoutá pozornost šéfů společnosti Kodak v Americe a společnosti Agfa v Německu. Ve firmě Eastman Kodak si uvědomí význam výzkumů […]
Věda a technika
Omyly Kryštofa Kolumba: Neodhadl velikost Asie a umístil do ní Kubu
Slavný mořeplavec Kryštof Kolumbus spočítal obvod Země jako třikrát menší, než je ve skutečnosti. Proto předpokládal, že jeho slavná výprava bude mnohem kratší. To ale není jedinou jeho chybou. Omyly se potom v jeho úvahách už jenom řetězí. Janovský rodák Kryštof Kolumbus (1451‒1506) špatně odhadne velikost Asie. Myslí si, že Cipango (tehdejší označení Japonska, které používal […]
reklama
zajímavosti
Výroba cínových vojáčků: Kdy jedovaté kovy nahradil plast?
Cínoví vojáčci se stávají v průběhu 19. století oblíbenou klukovskou hračkou. Šíří se a už jsou dostupné i v měšťanských rodinách. V klukovských pokojích se tehdy velice čile bojuje a mít takovou armádu doma je opravdu terno. V sériově vyráběných vojáčcích mají i na počátku 19. století monopol Němci. Armády pro široké použití chrlí hlavně společnosti Heinrichson, Heyde […]
Padání listí, tornádo i Nový rok! Co všechno se děje na jaře?
Dočkali jsme se! Roční období, které odedávna lidé vyhlížejí s tím největším očekáváním, je konečně tady! Znamená ale jaro skutečně jen samé pozitivní věci? Nemáme o něm trochu falešné mínění? A co všechno nás v této krásně době může překvapit? Už tě nechci! Na jaře všechno kvete! Stromy, květiny na louce…, ale také láska! Nebo […]
Král lovců rozedranec: Na útok mu stačí 6 milisekund!
Ploutvičky víří písek vedle korálového útesu. Vypadá to, že ta podivná ryba připomínající rozcuchanou kštici hbitě pobíhá po dně. Jeden z potápěčů namíří objektiv na jinou barevnou rybku. Stisk. Na snímku ale chybí. Kam zmizela? Mezi bradavičnatými výrůstky se jakoby nic černají dvě oči. 20 centimetrový rozedranec vypadá, že neumí do pěti napočítat. To ovšem […]
Granátové jablko: Starověký symbol duality se zdravotními benefity
Toto exotické ovoce pochází z oblasti Středního východu, konkrétně z území dnešního Íránu a severní Indie. Jeho pěstování se datuje přibližně do roku 3000 př. n. l. V průběhu staletí se rozšířilo do celého Středomoří a dalších oblastí s vhodným klimatem, jako je jižní Evropa, severní Afrika a později Latinská Amerika.   Využití v léčitelství […]
reklama
svět zločinu
Watergate: Opravdu velký průšvih
Tajná skupina, zřízená republikánskou stranou, má i tajné kódové označení: Instalatéři. „Utahujeme šrouby,“ zní jednoduché vysvětlení. Skupinu tvoří bývalí agenti CIA a FBI a pár kubánských emigrantů. A mají vysoce důležitý úkol: udržet prezidenta u moci. Ale dopadne to jinak. V recepci hotelu Watergate zazvoní v noci telefon. Rozespalý muž, který se nepředstaví, zní rozmrzele. „Pošlete naproti […]
Maják spravedlnosti uprostřed chaosu. 3 šerifové na Divokém západě
Napětí by se dalo krájet. Jako myška vklouzne do potemnělého stavení, kde by se měl nacházet obávaný zločinec. „Kdo je to?“ protne vzduch otázka položená španělsky. Strážce zákona ho okamžitě pozná a místo odpovědi bez váhání vystřelí. Nasadit klobouk, zářivou hvězdu a samozřejmě kolt za pas. Povolání šerifa je velice nebezpečné, a proto se na […]
Atentát na prezidenta Kennedyho: Šok ve Spojených státech
Je 22. listopad 1963 a jsme v Dallasu v americkém státě Texas. Prezident John Fitzgerald Kennedy se zde chystá na projev u příležitosti zahájení kampaně pro volby v roce 1964. Všeobecně se očekává, že svůj úřad obhájí, je nesmírně populární mezi americkou veřejností, tvrdě odsuzuje komunistické režimy, a protože svět je uprostřed studené války, zajistí mu to velkou […]
Neomylný střelec Wyatt Earp: Vždycky je rychlejší než jeho soupeř
Nástrahy prérie zná Wyatt Earp už od mládí, díky přísné výchově rodičů ale revolver nikdy nepoužívá jinak než v sebeobraně. Jeho rodinu zláká vidina kalifornského ráje. Proto sbalí věci a s koněm a vozem odjíždějí ze státu Iowa do San Bernardina v Kalifornii. Během sedmiměsíční cesty se šestnáctiletý kluk Wyatt Earp (1848–1929) stává znamenitým střelcem, ale se […]
Nenechte si ujít další zajímavé články
Dulce: Dobrota, které neodoláte
panidomu.cz
Dulce: Dobrota, které neodoláte
Ta dobrota se jmenuje dulce de leche a možná už jste ji objevili v obchodech. Ale nepochybujte o tom, že doma připravená bude ještě lepší. Název je španělský a znamená jednoduše „mléčná sladkost“. Původ ovšem není úplně jednoznačný, o autorství této receptury se pře hned několik latinskoamerických zemí a k tomu Francie, kde se traduje,
Ferdinand I. zatrhl šizení na tržištích
historyplus.cz
Ferdinand I. zatrhl šizení na tržištích
„Prvotřídní kvalita, dovoz z Itálie,“ přesvědčuje kupec s látkami bohatou pražskou měšťanku. Žena pečlivě osahává štůček mušelínu. „Vezmu si pět loket,“ prohlásí. Kupec rychle naměří požadovanou délku. Pořádný kus mu přitom zůstane za prsty…   „Na šaty ho bude málo, milostpaní. Stačí jenom na sukni,“ zhodnotí švadlena množství růžového mušelínu. „Ošidili vás, podívejte.“ Vezme do ruky dřevěnou
Kouzlení s vodou z potoků a studánek
nejsemsama.cz
Kouzlení s vodou z potoků a studánek
Voda má v magii zvláštní místo. Má jedinečné vlastnosti, které pro vás mohou být nejen zdrojem osvěžení, ale i duchovní síly a léčení. Voda z potoků a studánek má moc přinést do vašeho života pozitivní změny a obnovit vaši energii. Využitím těchto přírodních zdrojů v magii můžete obohatit své rituály a přinést do svého života větší harmonii a klid. Je důležité
Ten můj chlap je prostě báječný
skutecnepribehy.cz
Ten můj chlap je prostě báječný
Jsem holka Štěstěny, tvrdila moje máma, když jsem doma představila Mirka. Mohla na něm oči nechat. To nadšení ji neopustilo nikdy. Myslím, že mi trochu záviděla, ale nikdy jsem jí to neřekla. Tátu měla ráda, ale co si pamatuji, tak jsme s Mirkem byli zamilovaní mnohem víc. Jsme spolu moc rádi Tehdy byla jiná doba, když
Září Svobodová díky nové lásce?
nasehvezdy.cz
Září Svobodová díky nové lásce?
Přestože jí osud připravil až příliš kruté momenty, nikdy nepřestala věřit, že bude znovu šťastná. Sympatická herečka ze seriálu Ulice Ilona Svobodová (64) se má už několik týdnů potkávat se stejně
Hříbková omáčka
tisicereceptu.cz
Hříbková omáčka
Královskou houbou českých lesů je pravý hřib. Suroviny 400 g houby 1 větší cibule 2 lžíce másla 200 ml šlehačky 100 ml zakysané smetana 1 bobkový list 5 kuliček nového koření petrželka ne
Krvavé maltské podzemí a tajemná Petra
enigmaplus.cz
Krvavé maltské podzemí a tajemná Petra
V oblasti Paola na předměstí hlavního města La Valetta na Maltě se v roce 1902 dostala skupina dělníků do problémů. S několika se při rozbíjení skal propadla zem. „Dostaňte nás odsud, něco tady je,“ z
Historické Boskovice: Procházka od hradu k zámku
epochanacestach.cz
Historické Boskovice: Procházka od hradu k zámku
Návštěvou jednoho města si snadno zajistíme program třeba na celý víkend. Boskovice totiž nabízejí hned dvě významné architektonické památky, vzdálené od sebe jen půl kilometru. A tak se vydejme za hradem i za zámkem do krásné jihomoravské krajiny. Trhová osada Boskovice na okraji Drahanské vrchoviny vznikla někdy ve13. století, a už v roce 1313 kronikáři zaznamenali
Pátrání po nacistickém zlatě: Je ukryté pod hladinou německého jezera?
epochalnisvet.cz
Pátrání po nacistickém zlatě: Je ukryté pod hladinou německého jezera?
Nad vodou se převalují chuchvalce mlhy, ze kterých se náhle vynoří siluety několika člunů. Mají velmi podivnou posádku. Dobře živení, po zuby ozbrojení muži v černých uniformách a na straně druhé: zubožená těla oblečená v chatrných vězeňských hadrech. Co tato přízračná scéna znamená?   Je jaro roku 1945, druhá světová válka se chýlí ke konci. Jezero Stolpsee
Stinná stránka rozvinutějších mozků: rychleji stárnou
21stoleti.cz
Stinná stránka rozvinutějších mozků: rychleji stárnou
Lidský mozek, více než jakýkoliv jiný orgán, odlišuje náš druh od ostatních. Během posledních přibližně sedmi milionů let se jeho velikost a složitost výrazně zvýšila, což nám umožnilo používat jazyk,
&Beyond: Nezapomenutelné safari napříč východní Afrikou pro romantiky i dobrodruhy
iluxus.cz
&Beyond: Nezapomenutelné safari napříč východní Afrikou pro romantiky i dobrodruhy
&Beyond, světově uznávaný lídr v oblasti luxusní ekoturistiky, představuje své rozmanité portfolio safari lodgů a kempů ve východní Africe. Jako lídr v oblasti zodpovědného cestovního ruchu organi
Dechberoucí „katedrála“ v oblacích
rezidenceonline.cz
Dechberoucí „katedrála“ v oblacích
Třípodlažní penthouse na vrcholu nejvyššího věžáku severně od 72. ulice v New Yorku „patřil“ jednomu z protagonistů populárního seriálu, mapujícího život milionářské rodiny Royových. Jakkoliv jsou jejich osudy fiktivní, nemovitosti, v nichž „žijí“, jsou velmi reálné. Ohromující luxusní byt s pěti ložnicemi, čtyřmi koupelnami a výhledem na Husdon Yards je přitom jenom jednou z nemovitostí
Provozovatel: RF HOBBY, s. r. o., Bohdalecká 6/1420, 101 00 Praha 10, IČO: 26155672, tel.: 420 281 090 611, e-mail: sekretariat@rf-hobby.cz