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
reklama
Související články
Věda a technika
Za tajemstvími Mléčné dráhy: Desetiletí mise Gaia
O každém balíčku dat, který tato evropská observatoř odhalí, se mezi astrofyziky mluví jako o „zlatém dolu“ nebo „tsunami“. Nijak nepřehánějí. Gaia už 10 let revolucionizuje vše, co víme o Mléčné dráze. Její úkol se pomalu blíží do finále. Co nás tento hvězdný kartograf naučil o naší galaxii?   Gaia je astrometrická mise. Zabývá se […]
Věda a technika
5 Překvapivě dobrých rodičů v živočišné říši
Když se řekne matka, většina lidí si vybaví krásnou sympatickou ženu, která se usmívá na své malé děťátko. Jistě je to představa správná, avšak nejen mezi lidmi se najdou dobré a obětavé mámy… 1. Slíďáci Slíďáci, nebo též vlčí pavouci, by na žebříčku popularity mezi lidmi asi nestáli příliš vysoko. Jedná se o velmi početnou […]
Věda a technika
Učit se, jíst i vraždit: Co všechno dokážeme ve spánku?
Když spíme, většinou jen ležíme v posteli a oddáváme se snění. Není to ale ztráta času, když by se při tom dala stihnout i řada jiných věcí? Na noc se naše tělo samozřejmě nevypíná, pouze přejde do režimu spánku. Svaly jsou odpojeny, buňky se soustředí na regeneraci, mozek omezí kontakt se světem a třídí staré […]
Věda a technika
Vyrobil vynálezce Josef Božek první českou protézu?
Krvavá řež je 27. srpna 1813 u Drážďan v plném proudu. Řecký kníže Alexandros Ypsilanti bojuje v protinapoleonské koalici jako lev. Stačí ale jeden výbuch a z jeho pravé ruky je pahýl. Válečný invalida si nestýská. Nemůže bojovat? Baví tedy společnost, kamkoli přijde. A zanedlouho funkční pravačkou opět pozvedne sklenku oblíbeného vína… „Osvojíte-li si hodinářské […]
reklama
zajímavosti
3 typicky francouzské věcí, které nejsou francouzské
Co může být víc Francouzského než chlapík, který sedí pod obrazem Mony Lisy a hraje na akordeon. Snad jen chlapík, který končí pod gilotinou, protože má nejen pruhované triko, ale také modrou krev. Mona Lisa Původ: Itálie Každý, kdo zamíří do Paříže, chce vidět alespoň dva hlavní symboly města a možná celé Francie. Eiffelovku a […]
Den díkůvzdání není jediný: 5 svátků bohaté úrody
Když je úroda pod střechou, je čas slavit a vzdávat díky. Někde se oslavy podobají našim dožínkám, jinde jsou zvyky naprosto odlišné. Víte, kde nechávají překypět hrnec s rýží, proč krocan dostává milost a kdo bydlí v přístřešcích z listí? Milost pro krůtu Název: Den díkůvzdání Země: USA Jedním z nejznámějších svátků je Den díkůvzdání, […]
Chcete Nobelovku? Tak si ji kupte!
Ohromující objev, fenomenální literární dílo, průkopnická práce na poli míru či lékařství. To nejsou zrovna snadné podmínky pro získání Nobelovy ceny. Naštěstí existuje alternativa i pro ty, kdo se s nimi nechtějí namáhat. Stačí pár přebytečných milionů a prestižní zlatá medaile s portrétem Alfreda Nobela je vaše. Švédský vědec a průmyslník Alfred Nobel (1833–1896) by […]
Černá smrt: Morová rána přinesla nejen chaos, ale také pokrok
Pandemie bubonického moru, které se říká černá smrt, se z jižního Ruska rozšířila do Evropy v roce 1346, aby končila v roce 1353 opět v Rusku. Během pandemie černé smrti zemřelo 30 až 40 % populace, dle některých odhadů až 60 % populace, což by znamenalo 50 milionů lidí. Ani „černá smrt“ ale nebyla černobílá.   Morová rána měla […]
reklama
lifestyle
Krvavá tečka za Opus 40: Tvůrce skončí na dně vlastního lomu
Uznávaný znalec architektury Brendan Gill (1914–1997) bloumá po kamenných stupních a chodníčcích. U vztyčeného monolitu se zastaví a rozhlíží. „Tohle je jedno z největších a nejkouzelnějších děl celého kontinentu,“ utrousí fascinovaně.   Vydejte se s EPOCHOUplus.cz na území newyorského města Saugerties, kde navštívíme unikátní stavbu sochaře a herce Harveyho Fitea (1903—1976). Na úctyhodné ploše 26 […]
Tajemství gastronomie: Jak se zrodilo carpaccio, sendvič a pizza Margherita?
Co je vlastně carpaccio? Dnes tak můžeme v podstatě nazvat všechno, co nakrájíme na tenké plátky a za syrova podáváme ochucené nebo se studenou omáčkou. Od hovězího masa se název s časem posune i na ryby – konkrétně lososa a tuňáka – a dokonce i na ovoce či zeleninu. Majonézy často nahradí olivový olej nebo […]
Diktát životního stylu: Délku špičky bot určuje král
Boty na tzv. platformě nejsou výstřelkem 20. století. Poprvé se objevily už na konci středověku. Říkalo se jim „chopine“ střevíce s vysokou podrážkou a staly se velmi populárními. Na rozdíl od běžných bot totiž chránily před bahnem a mokrem. První platformy mají korkovou nebo dřevěnou podrážku a vrchní část ze sametu. Jejich výrobě už na […]
Počátky toaletního papíru: Evropa ho dlouho považuje za luxus
První toaletní papír znali už Číňané od 6. stol. n. l. Pro jeho výrobu sloužil nejlevnější papír a rýžová sláma. Císařská dílna vyprodukovala ročně cca 750 000 listů. Na denní spotřebu tedy připadá 2056 listů. Většinu z nich patrně použily dámy, které tvořily větší část dvora. Ostatní národy se s mytím následujícím po tělesné potřebě vypořádávaly různě. Starověcí […]
Nenechte si ujít další zajímavé články
Lukáš Langmajer: Někdy přemýšlím až moc…
panidomu.cz
Lukáš Langmajer: Někdy přemýšlím až moc…
Přemýšlivý čtyřicátník. Introvert. Mluví potichu, váží každé slovo. Miluje svou rodinu. Má rád rychlá auta. A má rád divadlo. „Měl jsem sen dělat kumšt a ten sen se mi plní…“ Lukáš Langmajer je Plzeňák. Vyrůstal jako nejmladší v rodině plzeňského muzikanta, sbormistra a operního a operetního zpěváka Jiřího Langmajera a jeho paní. Má o čtrnáct
Moderní rezidence u rovníku
rezidenceonline.cz
Moderní rezidence u rovníku
Rezidence vznikla v rovníkovém Ekvádoru. Betonová stavba rozvržená do tvaru písmene T působí přes svou masivní konstrukci příjemně svěžím, elegantním a odlehčeným dojmem. Tři podlaží, tři obytná kř
VÁNOČNÍ JARMARK.
epochanacestach.cz
VÁNOČNÍ JARMARK.
Tradiční vánoční jarmark v Mnichově Hradišti s bohatou nabídkou vánočních dárků a pochutin ve stáncích se uskuteční 9. prosince na Masarykově náměstí. Můžete očekávat pestrý kulturní program místních škol, spolků a kapel na pódiu před budovou radnice. http://mnhradiste.cz
GOLDBERGH GO BIG OR GO HOME: nová kolekce snow couture
iluxus.cz
GOLDBERGH GO BIG OR GO HOME: nová kolekce snow couture
Lyžařský ráj David Sport představuje snow couture kolekci luxusní značky GOLDBERGH, kterou si díky jedinečnému stylu, špičkové kvalitě a dokonale funkčnímu zpracování oblíbila i řada módních osobností
Pohádkový poklad bývalého benediktinského kláštera: Bude někdy skutečně nalezen?
enigmaplus.cz
Pohádkový poklad bývalého benediktinského kláštera: Bude někdy skutečně nalezen?
Bývalý bohatý benediktinský klášter Opatovice nad Labem byl vypleněn v listopadu 1415 Otou z Bergova a Janem Měšteckým z Opočna. Přestože hlavní poklad, přísně střežený v klášterním podzemí, přes vešk
Obíhá Zemi mimozemský satelit?
epochalnisvet.cz
Obíhá Zemi mimozemský satelit?
Na oběžné dráze Země je v posledních letech dost rušno. Pohybuje se po ní totiž již několik tisíc satelitů. Podle záhadologů má být jedním z nich také Black Knight, tedy Černý rytíř. Na nebi byl údajn
Byla jsem až moc sobecká
skutecnepribehy.cz
Byla jsem až moc sobecká
Spíš o tom čteme. Jak někdo neuměl stárnout s noblesou. Já to neviděla, dokud mne všichni neopustili. Jsem žena a ty se chtějí vždy líbit. Nepatřila jsem však mezi ty dámy, které by ve dvaceti nebo i ve třiceti šílely z prvních vrásek. Zde mám genetickou výhodu, v podstatě až ve čtyřiceti jsem si všimla, že tam
Modrá krev ostrorepa: Drahocenná surovina biomedicíny v ohrožení?
21stoleti.cz
Modrá krev ostrorepa: Drahocenná surovina biomedicíny v ohrožení?
„Každý muž, žena, dítě a domácí zvíře na této planetě, které užívá lékařské služby, je spojeno s ostrorepem,“ připomíná profesor zoologie Win Watson z UNH. Zatímco poptávka po modré, antibakteriální k
Skvělý jahodový tvarožník
tisicereceptu.cz
Skvělý jahodový tvarožník
Tvarožník je tuzemskou obdobou italského tiramisu. Ingredience 400 g jahod 120 g piškotů 350 g zakysané smetany 400 g plnotučného tvarohu 2 vanilkové cukry 3 lžíce moučkového cukru 2 lžíce
Vymění ho za tanečníka?
nasehvezdy.cz
Vymění ho za tanečníka?
První malé neshody se mají objevovat v manželství herce ze seriálu Pod hladinou Marka Adamczyka (35) a snowboardistky Evy Adamczykové (30). Rivalita v taneční show StarDance jim prý ve vztahu nedělá
Za tajemstvími Mléčné dráhy: Desetiletí mise Gaia
21stoleti.cz
Za tajemstvími Mléčné dráhy: Desetiletí mise Gaia
O každém balíčku dat, který tato evropská observatoř odhalí, se mezi astrofyziky mluví jako o „zlatém dolu“ nebo „tsunami“. Nijak nepřehánějí. Gaia už 10 let revolucionizuje vše, co víme o Mléčné dráz
Tajemná Longdendalská světla: Jde o nebezpečné bludičky?
enigmaplus.cz
Tajemná Longdendalská světla: Jde o nebezpečné bludičky?
Po osamělé silnici projíždí vůz, řízený Laverne Marshallovou. Je noc a Longdendalské údolí v Anglii tone ve tmě. Náhle ale Laverne spatří několik světel. „Vezmi tomu dítěti baterku,“ křikne dozadu, kd