Gravitačné vlny sú vlnky v zakrivení časopriestoru, ktoré sa šíria vesmírom.
Sú to priečne vlny, ktoré sa pohybujú rýchlosťou svetla vyžarovaného prudkými zrážkami, ktoré sa dejú vo vesmíre.
V praxi je mimoriadne ťažké priamo zistiť prítomnosť gravitačných vĺn, pretože predĺženie a stlačenie časopriestoru sú veľmi malé.
Prvotné gravitačné vlny sú tie, ktoré viedli k vzniku vesmíru, ako je vysvetlené v teórii veľkého tresku.
Fúzia dvoch čiernych dier a šírenie gravitačných vĺn
Gravitačné vlny a Einstein
Bol Albert Einstein (1879-1955), ktorý navrhol existenciu gravitačných vĺn v Teórii všeobecnej relativity.
V roku 1915 Einstein dospel k záveru, že: gravitácia bola to deformácia časopriestoru.
Fyzik vyvinul teoretický základ, ale nedokázal existenciu gravitačných vĺn. Iba o 100 rokov neskôr vedecká komunita oslavovala zachytenie vĺn.
Nobelova cena za fyziku za rok 2017
Vedci Rainer Weiss (MIT), Barry Barish a Kip Thorne (Caltech) dostali 3. októbra 2017 Nobelovu cenu za fyziku. Prvýkrát detekovali gravitačné vlny v septembri 2015.
Bolo to uznanie diela, ktoré sa začalo koncom šesťdesiatych rokov.
Vedci sa domnievajú, že zachytenie gravitačných vĺn nám umožní pozorovať vesmír novým spôsobom a poskytne širšie pochopenie sveta okolo nás.
Rainer Weiss, Kip Thorne a Barry Barish, nositelia Nobelovej ceny za fyziku za rok 2017
Detekcia vĺn v roku 2015
Gravitačné vlny boli v Spojených štátoch po prvýkrát zaznamenané 14. septembra 2015 presne o 06:50:45 h (brazílsky čas).
Ako sa to stalo?
Vznikli šokom z čierne diery s 36 a 29 slnečnými hmotami (36 Msol a 29 Msol) a vyskytli sa vo vzdialenosti 1,3 miliardy svetelných rokov.
Keď strácajú energiu, čierne diery sa zbližujú, vďaka čomu sa krútia rýchlejšie.
Tento nepretržitý pohyb okolo seba spôsobuje, že sa zrazia, čo má za následok gravitačné vlny.
Oznamovanie detekcie vĺn oznámil David Reitze, riaditeľ projektu, len o niekoľko mesiacov neskôr, vo februári 2016.
V tom istom roku, v júni 2016, boli opäť zaznamenané gravitačné vlny.
Tentokrát boli čierne diery 14 a 8-násobok hmotnosti Slnka (14 Msol a 8 Msol) a vyskytli sa vo vzdialenosti 1,4 miliardy svetelné roky.
Vypočujte si tu zvuk gravitačných vĺn:
LIGO - observatórium gravitačných vĺn
Dôkaz bol možný vďaka projektu detektora Ligo - Observatórium gravitačných vĺn laserovým interferometrom (Observatórium gravitačných vĺn pomocou laserovej interferometrie).
V rámci projektu boli postavené dva interferometre v Spojených štátoch amerických vzdialených od seba asi 3000 kilometrov: jeden v Livingstone v Louisiane a druhý v Hanforde vo Washingtone.
Systém tvoria dve kolmé ramená dlhé 4 kilometre. Má tiež zariadenia, ktoré eliminujú hluk z rôznych zdrojov vĺn, ako sú napríklad zemetrasenia.
Interferometer sa skladá zo zdroja svetla (laseru), zrkadla na konci každého ramena, zrkadla, ktoré delí svetelný lúč na dva, a fotodetektoru.
Fungovanie spoločnosti LIGO sa datuje do roku 2002. V rokoch 2010 až 2015 bola jeho prevádzka prerušená kvôli procesu aktualizácie, ktorý, zdá sa, fungoval, vzhľadom na to, že v tomto roku došlo k veľkému vedeckému úspechu.
LIGO - detektor v Livingstone v Louisiane
Detektory po celom svete
Okrem existujúcich detektorov v USA je ich tucet ďalších v 9 krajinách.
V Brazílii máme gravitačný vlnový detektor Mário Schenberg z Fyzikálneho ústavu USP. Začiatok jeho výstavby sa datuje do roku 2000 a je výsledkom projektu tzv graviton.
Projekt má výskumných pracovníkov z INPE (Národný inštitút pre výskum vesmíru), z Cefetsp (Federálne centrum pre vesmír) Technologické vzdelávanie v São Paule), z ITA (Technologický inštitút pre letectvo) a Uniban (univerzita Bandeirante).
Cestovanie v čase
Dôkaz vĺn bol pre vedcov tohto storočia bezpochyby jedinečný okamih. To otvorilo cestu novým štúdiám gravitačnej astronómie.
Tento dôkaz možno umožní cestovanie v čase, ako vo filme „Späť do budúcnosti".
Prečítajte si tiež:
- Teória relativity
- Teória veľkého tresku
- vlny
