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
QR kód: Černobílé kostičky ukrývající poselství
Stačí namířit telefon, a pak se všechno děje tak nějak samo. Lístek do divadla, reklama na produkt v časopise, platba za zboží nebo informace o našem zdravotním stavu – to všechno zdánlivě chaoticky uspořádané čtverečky umí! Používáme ho denně, jen někteří ale tuší, že byl určen k úplně jiným účelům. Moderní doba ale QR kód přijala za […]
Věda a technika
Mezinárodní vesmírná stanice: Zrození technologického divu
Mezinárodní vesmírná stanice (ISS) je technologický zázrak, který vznášející se 400 kilometrů nad Zemí spojil národy v kosmickém výzkumu. Jak začala její cesta a jaké výzvy přináší každodenní život astronautů v těsných modulech? Ponořte se do příběhu o odvaze, technologiích a nepřirozených podmínkách, které připomínají klášterní život. 400 kilometrů nad našimi hlavami se oběžné dráze […]
Věda a technika
Život ve stavu beztíže: Každodenní boje astronautů na ISS
Život na Mezinárodní vesmírné stanici (ISS) je plný fyzických a psychických výzev. Jak astronauti zvládají slabou gravitaci, přísnou hygienu a náročnou denní rutinu? Přečtěte si o realitě, kde i obyčejné čištění zubů je dobrodružstvím a káva může pocházet ze záchodu. Co způsobuje slabá gravitace? Chtěli jsme ukázat, že pomocí lékařů ze Země dokážeme sami použít […]
Věda a technika
Velký bílý žralok: Tajemství jeho rozmnožování a migrace
Velký bílý žralok je jedním z nejtajemnějších tvorů oceánů. Jak se rozmnožuje a jak daleko může plavat? Prozkoumejme tajemství jeho životního cyklu a migrace. Stěhování přes celý oceán. Bílí žraloci jsou schopni plavat tisíce kilometrů. Ví se například o samici, která se za méně než rok dostala od pobřeží Jihoafrické republiky do Austrálie a zpátky. […]
reklama
věda a technika
Apendix, žlučník a ledviny: Zbytečné, nebo nenahraditelné?
Apendix, žlučník, ledviny – tyto orgány hrají v těle důležitou roli, ale přežít bez nich je možné. Od „zbytečného“ apendixu po životně důležité ledviny, moderní medicína a přirozené mechanismy těla umožňují život i po jejich ztrátě. Přečtěte si, jak tělo zvládá absence těchto orgánů. Apendix: K čemu je dobrý? Jde o červovitý přívěsek na konci […]
Jak římskými číslicemi zapsat nulu?
Jedna je I, deset X, sto C…, to většina lidí dobře ví. Jaké písmeno ale zvolit, když chceme napsat nulu? Samozřejmě je to chyták, nula v římském systému není! Proč tu ale chybí, když staří Římané její význam znají? Především jde o to, že římský systém čísel nebyl navržen k počítání aritmetických příkladů. V počátku […]
Z historie čínské medicíny
Číňané jsou pravděpodobně jediným kulturním národem, který svým význačným lékařům postavil chrámy, kam lidé přinášeli oběti jejich duším. Donedávna stávaly na mnoha místech Číny, a to zejména ve velkých městech. Alternativní medicína Tradiční čínská medicína je ale i v současné době jednou z celosvětově nejrozšířenějších metod takzvané alternativní medicíny. Široká vědecká obec za nejcennější složky čínské […]
Moderní výzkumy: Sam Parnia a příjemné umírání
Britský vědec Sam Parnia strávil čtvrt století zkoumáním zážitků blízké smrti a přinesl překvapivé závěry: umírání je často příjemné a klidné. Od teplého světla po setkání s příbuznými – jeho výzkumy naznačují, že smrt nemusí být děsivá. Přečtěte si, co moderní věda odhaluje o „oné straně“. Příjemné pocity Moody ale samozřejmě není jediný a ve […]
reklama
věda a technika
Tajemství broučí konstrukce: Od chitinové kostry po složené oči
Brouci jsou fascinující tvorové, jejichž tělo je dokonalým příkladem přírodního inženýrství. Od pevné chitinové kostry přes složené oči až po dýchací trubičky – každý detail broučí anatomie má svůj účel. Přečtěte si, jak je tělo brouka navrženo, aby přežilo v nejrůznějších prostředích, a objevte, co dělá tyto drobné tvory tak odolnými. Jakmile hmyz dosáhne dospělé […]
Od patentky po silonky: Česká průmyslová genialita
České vynálezy nejen usnadnily život, ale také změnily svět módy a průmyslu. Patentka, lodní šroub, silonky či Kaplanova turbína – to jsou jen některé z nápadů, které nesou český podpis. Objevte příběhy inovací, které formovaly moderní svět. Patentka versus verzatilka Patentku neboli druk pro rychle spojování dvou částí textilu k sobě dali světu roku 1902 […]
Velký bílý žralok: Jak velké je nebezpečí pro člověka?
Velký bílý žralok je často považován za nebezpečného pro lidi, ale jaká je skutečná pravda? Prozkoumejme, jak často dochází k útokům na lidi a jaké jsou příčiny těchto incidentů. Jak nebezpečný je žralok pro lidi? Popularity se velkému bílému žraloku dostalo hlavně v 70. letech, kdy Steven Spielberg (⃰1946) natočil slavný film Čelisti. V tomto […]
Umělá inteligence přepisuje historii: Setkání na Měsíci, keré se nikdy nestalo
Představte si okamžik, kdy Neil Armstrong učinil svůj historický první krok na Měsíci. Nyní si díky umělé inteligenci můžeme přehrát alternativní scénář, v němž se tento ikonický moment proměnil v nečekané setkání s mimozemskou civilizací. Ponořte se do fascinující fikce, která dává nový rozměr jednomu z nejvýznamnějších okamžiků lidské historie, a zamyslete se nad silou […]
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