Extrémní rovinné gravitační vlny by při srážce mohly vytvořit černou díru  
Když by se srazily gravitační vlny tak mocné, že by stlačovaly časoprostor o celé kilometry, tak by se okolní časoprostor mohl vcucnout do černé díry. Něco takového je ale zatím daleko za hranicemi možností nejvýkonnějších přístrojů dnešní doby.
Gravitační observatoř a gravitační vlny. Kredit: University of Birmingham Gravitational Waves Group, Christopher Berry.
Gravitační observatoř a gravitační vlny. Kredit: University of Birmingham Gravitational Waves Group, Christopher Berry.

Výzkum gravitačních vln je stále v plenkách. Je to sotva pár let, co jsme je poprvé pozorovali pro vědu. Je to velký úspěch, ale zatím ještě spočítáme detekované gravitační vlny na prstech. Proto jsou stále velmi oblíbené a vlivné teoretické výzkumy gravitačních vln, i když někdy bývají hodně extravagantní.

 

Frans Pretorius. Kredit: Princeton University.
Frans Pretorius. Kredit: Princeton University.

To je případ i nové studie, kterou nedávno pověsili na preprintový server arXiv Frans Pretorius z Princetonu a William East z institutu Perimeter Institute for Theoretical Physics. Studovali gravitační vlny a sledovali, co se stane, když se srazí dvě vlny s pořádnou energií. Naše čerstvá zkušenost zahrnuje kulové (sférické) gravitační vlny, tedy takové, jako když hodíme cihlu do rybníka. Adam Bernau by měl jistě radost. Právě takové gravitační vlny vznikají, když se srazí černé díry nebo neutronové hvězdy.

 

Pretorius s Eastem ale pracovali s rovinnými gravitačními vlnami a ve svých teoretických rovnicích je pouštěli proti sobě a sráželi je. Takové gravitační vlny vypadají, jako když se valí přílivové vlny. Měly by je vytvářet objekty, které se pohybují rychlostí srovnatelnou s rychlostí světla. Když se takové rovinné gravitační vlny srazí a mají při tom nízké energie, tak se nejspíš nic extra zajímavého nestane. Vlny prostě projdou skrz sebe a odvlní se pryč.

 

William East. Kredit: Perimeter Institute.
William East. Kredit: Perimeter Institute.

Pokud se ale střetnou rovinné gravitační vlny o vyšších energiích, je to podle Pretoriuse a Easta mnohem zajímavější. Takové vlny doprovází výrazné zakřivení časoprostoru a po srážce se časoprostor může zabalit do sebe. Vcucne se do černé díry. Simulace takové události ukazují, že 85 procent původní energie v gravitačních vlnách se překlopí do černé díry. Zbývajících 15 procent energie se po srážce vyzáří do okolí v podobě kulových gravitačních vln, mnohem slabších než původní gravitační vlny.

Detekované gravitační vlny, ke dni 27. září 2017. Kredit: LIGO/Caltech/MIT/LSC.
Detekované gravitační vlny, ke dni 27. září 2017. Kredit: LIGO/Caltech/MIT/LSC.

Mohlo by se něco takového stát? Mohly by třeba takové gravitační vlny udělat černou díru a zničit tím Zemi? Jestli mají Pretorius a East pravdu, tak teoreticky zřejmě ano. Stvoření černé díry by ale vyžadovalo gravitační vlny tak nesmírně nadupané energií, že jsme zatím nic podobného neviděli, ani z veliké dálky. Gravitační observatoře LIGO a VIRGO detekují gravitační vlny, které zavlní prostorem jenom nesmírně maličko. A to pocházejí ze srážek macatých černých děr (plus neutronových hvězd – a to také nejsou právě drobci).

 

Detekované gravitační vlny stlačí časoprostor jen o zlomek rozměru atomu. Aby při srážce rovinných gravitačních vln vznikla černá díra, tak by vlny musely mít takovou energii, že by stlačovaly a opět roztahovaly časoprostor o celé kilometry. Pokud by někdo chtěl takovou gravitační vlnu vytvořit a měl k dispozici technologii srovnatelnou se špičkovými přístroji dneška, tak by potřeboval urychlovač částic, který by byl delší než Sluneční soustava. Pokud nedojde k zásadnímu technologickému průlomu, jaký si dnes ani neumíme představit, tak se s podobnými gravitačními vlnami, schopnými stvořit černou díru, nesetkáme. Země je (opět) zachráněna.

Video: Frans Pretorius: 2017 Breakthrough Prize Laureate

 

Video: Gravitational waves: A new window into the universe - William East


Literatura
New Scientist 23. 8. 2018, arXiv:1807.11562.

Datum: 26.08.2018
Tisk článku

Vesmírné blues - Levinová Janna
Knihy.ABZ.cz
 
 
cena původní: 299 Kč
cena: 251 Kč
Vesmírné blues
Levinová Janna
Související články:

Šeptanda kolem LIGO: Gravitační astronomové loví nový typ vlny     Autor: Stanislav Mihulka (27.08.2017)
První detekce gravitačních vln ze splynutí neutronových hvězd     Autor: Vladimír Wagner (16.10.2017)
Ultimátní srážka neutronových hvězd zrodila superlehkou černou díru     Autor: Stanislav Mihulka (01.06.2018)
Echa gravitačních vln by mohla připlavit červí díry a převrátit celou fyziku     Autor: Stanislav Mihulka (14.06.2018)



Diskuze:

Skalní Trol,2018-08-29 23:31:17

Černá díra je důlek, ve kterém sedí velká tlustá částice megabumbrlík. Bez hmoty není černá díra, hmota v černé díře nezaniká a černá díra není bezedná. Na jejím dně sedí částice o velikosti středně velikého asteoriodu, která kolem sebe vytváří oblast sililné interakce. Je to normální částice, není to nějaká prostorová anomálie, která nepotřebuje hmotu. Jenže fyzikové mají rádi tajúplné anomálie prošpikované paradoxy typu nenokečně hluchého bodu...

Odpovědět

Napřed by vznikla černá čára.

Josef Hrncirik,2018-08-26 20:40:14

Odpovědět


Re: Napřed by vznikla černá čára.

Milan Krnic,2018-08-26 23:13:10

Při 6000K hnědá. Breakthrough, almost.

Odpovědět


Re: Napřed by vznikla černá čára.

Davidx Brazina,2018-08-27 01:37:32

Jo, pokud by se to pohybovalo v rovine, coz asi ne ze... Navic dve koule maji spolecny jen jeden stycny bod... coz by byla ta cerna dira.

Odpovědět


Re: Re: Napřed by vznikla černá čára.

Hynek Vychodil,2018-08-27 12:22:46

Rovinné gravitační vlny, narozdíl od těch kulových, jak i článek zmiňuje, nemají tvar koule. Troufnul bych si skromě tipnout, že jejich vlnoplocha má tvar roviny. Pokud jejich vektory budou rovnoběžné a opačného směru, dovolil bych si spekulovat, že oblast, ve které dojde ke střetu, bude mít tvar roviny.

Odpovědět


Re: Re: Re: Napřed by vznikla černá čára.

Davidx Brazina,2018-08-29 18:52:41

Ne, porad je to jeden bod. i kruznice stejne jako koule maji jen jeden stycny bod, na rozfil od linie...

Odpovědět


Re: Napřed by vznikla černá čára.

Skalní Trol,2018-08-29 23:34:41

Černá díra není černá, je stříbřitá a čeřená mimozemskými vodoměrkami.

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni


















Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace