Prelomový objav: Budeme raz cestovať vesmírom rýchlosťou svetla?

Zachytenie gravitačných vĺn je jedným z najdôležitejších fyzikálnych objavov za posledných päťdesiat rokov.

Gravitácia patrí spolu s elektromagnetizmom, so silnou a slabou interakciou medzi štyri základné sily vo vesmíre. Einstein tvrdil, že sa šíri v podobe vĺn, je to jeden z najdôležitejších postulátov jeho všeobecnej teórie relativity. Gravitačné vlny sa však nikdy nepodarilo zachytiť, aj keď existovalo mnoho silných, no stále iba nepriamych dôkazov ich existencie.

Gravitačná sieť

Ich objav však pred niekoľkými dňami oficiálne potvrdil americký vedecký tím na čele s Davidom Reitzom. Je to jeden z najdôležitejších fyzikálnych objavov za posledných päťdesiat rokov a málokto pochybuje, že zaň neudelia Nobelovu cenu. A čo sú vlastne gravitačné vlny?

Jeden z najnázornejších a najcitovanejších príkladov ich vysvetľuje takto: Pôsobenie gravitácie si môžeme predstaviť ako obrovskú gumenú elastickú sieť. Po jej povrchu sa pohybujú všetky vesmírne objekty - kométy, planéty, hviezdy a galaxie.

Čím je objekt, ktorý sa po jej povrchu pohybuje, ťažší, tým viac sa sieť pod ním prehne. Tak sa utvorí lievik a ľahšie objekty v jeho okolí do tohto lievika padajú.

Ak je objekt extrémne ťažký, sieť sa môže dokonca pretrhnúť a vznikne čierna diera. My tomuto javu hovoríme gravitačné priťahovanie a „lieviku“ zakrivenie časopriestoru. Gravitačné vlny sú akousi brázdou, ktorú okolo seba šíria hmotné telesá, predstaviť si ich možno ako brázdy, ktoré za sebou zanecháva čln.

Čítajte viac:

Zničia nás vlastné smeti? Kozmický odpad môže spôsobiť katastrofu!

Citlivé detektory

Zachytiť ich sa doteraz nepodarilo preto, lebo gravitácia je bezkonkurenčne najslabšia zo štyroch základných síl. Aby sme gravitačné vlny dokázali zachytiť, bolo treba zamerať pozornosť na najsilnejšie a najťažšie zdroje, ktoré pri svojom pohybe „elastickou sieťou“ vytvárajú najväčšiu brázdu.

K tým patria práve čierne diery. Dve z nich sa zrazili, čo je jeden z najextrémnejších úkazov, k akým môže vo vesmíre prísť. Ak zostaneme pri prirovnaní k vlnám, tak v prípade takejto kolízie už možno hovoriť o „gravitačnom cunami“. To sa udialo vo vzdialenosti 1,3 miliardy svetelných rokov od nás.

A keďže už máme extrémne citlivé detektory, podarilo sa ich zachytiť. Konkrétne v rámci experimentu LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory). Ten funguje už od deväťdesiatych rokov, no medzi rokmi 2010 až 2015 prešiel významným technologickým upgradom, ktorý stál vyše 200 miliónov dolárov a stal sa z neho aLIGO. To „a“ značí advanced, teda pokročilý.

Nové okno do vesmíru

A prečo je tento objav taký dôležitý? Napríklad preto, že je jedným z najsilnejších potvrdení existencie čiernych dier v podobe, v akej o nich písal Stephen Hawking v sedemdesiatych rokoch minulého storočia a aké predpovedal už Einstein. Doteraz však bola ich existencia potvrdená veľmi nepriamo.

So zachytením a s výskumom gravitačných vĺn sa nám otvorí nové okno do vesmíru a dá nám možnosť skúmať najextrémnejšie javy. Gravitácia má nekonečný dosah a ako jediná známa sila pôsobí na všetky objekty bez výnimky. Teda napríklad na tmavú hmotu a tmavú energiu, ktoré nevyžarujú žiadne elektromagnetické vlny, no tvoria väčšinu hmoty nášho vesmíru.

Niektorí odborníci hovoria o novej ére gravitačnej astronómie, ktorá nám umožní „dovidieť“ až na počiatok vesmíru a lepšie pochopiť zákonitosti, ktorými sa riadia rôzne extrémne objekty, napríklad neutrónové hviezdy, kvazary alebo čierne diery.

Je to objav, ktorého dôsledky môžu spôsobiť revolúciu nielen v astronómii, ale predovšetkým vo fyzike a môžu viesť k zásadným objavom. Ich praktické využitie by nám vo veľmi vzdialenej budúcnosti mohlo napríklad dovoliť cestovať vesmírom bez obmedzení daných rýchlosťou svetla.

Čítajte viac:

Sonda poháňaná slnečným svetlom: Realita či sci-fi?

Extrémny príklad

Príliš fantastická predstava? Možno. Matematicky je však možné, že dve čierne diery sa spoja „svojimi lievikmi“ a vznikne červia diera. Komu sa zdá jej názov nedôstojný, môže používať vedeckejšie znejúcu alternatívu - Einsteinov-Rosenov most. Milovníci sci-fi ich dobre poznajú, pre tých ostatných malé vysvetlenie.

Červia diera je akási obrovská časopriestorová skratka. Predstavme si, že vesmír je povrch balóna. Aby ste sa dostali na jeho opačnú stranu, museli by ste ho celý prejsť po obvode. To by trvalo bilióny rokov.

Namiesto toho sa nám však na chvíľu podarí stlačiť ho či, ak chcete, zdeformovať tak, aby sa dve protiľahlé strany dotýkali, a v mieste dotyku navyše vznikne malý priechod - tunel. Stačí ním prejsť a okamžite ste na druhej strane. Namiesto biliónov rokov to trvá pár sekúnd.

A presne tak funguje červia diera. Je to tunel, ktorým by sa dalo dostať nielen na odlišné miesto nášho vesmíru, ale možno do celkom iného vesmíru. Sú totiž teórie tvrdiace, že vesmírov, ako je náš, môže existovať prakticky nekonečné množstvo.

Navyše, červie diery by teoreticky mohli ústiť do budúcnosti, rovnako ako do minulosti. Červiu dieru uvádzame len ako extrémny príklad javu, o ktorom by sme možno mohli v novej ére „gravitačnej astronómie“ nielen teoretizovať, ale aj ho priamo skúmať. Alebo umelo vytvoriť.

A ktovie, možno opäť ožije medzičasom odložený projekt veľkého vesmírneho gravitačného detektora, ktorý pred pár rokmi odsunuli pre financie až na rok 2034.

Vianočné tipy na darček