Gravitační vlny jsou velkým příběhem moderní vědy. Předpovězeny Einsteinem a po celém století poprvé přímo pozorovány gravitační observatoří v roce 2015. Dnes už vcelku přesvědčivě víme, že když se srazí černé díry nebo třeba neutronové hvězdy, časoprostor se rozvlní gravitačními vlnami, které se pohybují rychlostí světla.
Teoretický fyzik Ralf Schützhold z německého centra Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) hodlá zajít ještě dál. Vymyslel experiment, v němž je možné gravitační vlny nejen pozorovat, ale dokonce také manipulovat. Pokud by se to povedlo, experiment by přineslo nové poznatky ke kvantové povaze gravitace.
Jak říká Schützhold, gravitace ovlivňuje všechno, včetně elektromagnetického záření. Projeví se to i při interakci gravitačních a elektromagnetických vln. Jeho myšlenka je založená na přenosu energie světelné vlny na gravitační vlnu. Když k tomu dojde, energie světelné vlny se o něco sníží a energie gravitační vlny zase o stejné množství zvýší. Jde o energii odpovídající jednomu nebo několika gravitonům, zatím stále zcela hypotetickým částicím, které mají zprostředkovávat gravitaci.
Podle Schützholda by proces mohl fungovat i naopak. V takovém případě by gravitační vlna uvolnila energii do světelné vlny. Mělo by být možné měřit oba efekty, tedy stimulovanou emisi a absorpci gravitonů, i když, jak badatel přizná, neobejde se to bez vynaložení značného experimentálního úsilí. Tyto projevy, v podstatě nepatrné změny frekvence světelných vln, by totiž měly být extrémně malé.
Schützhold propočítal gigantické proporce takového experimentu. Jde o to, že by se v něm laserové pulzy v oblasti viditelného nebo blízce infračerveného spektra měly odrazit tam a zpátky mezi dvěma zrcadly asi tak milionkrát. Pokud budou zrcadla vzdálené kilometr, urazí laserové pulzy optickou dráhu milion kilometrů. Zhruba tak by měl vypadat experiment, který by s pomocí sofistikovaného interferometru mohl zviditelnit uvedené jevy.
Co by takový experiment mohl přinést? Pokud se světelné vlny nebudou při interakci s gravitačními vlnami chovat dle předpokladů, experiment vyvrátí dnešní teorii s gravitony. Když to proběhne podle očekávání, tak to sice nebude přímý důkaz existence gravitonů, ale řekněme silný náznak toho, že existují. Teď už jen zbývá takový experiment postavit a směle do toho!
Video: Ralf Schützhold – Partner modes and bi-partite vs multi-partite entanglement
Literatura
Nedávná masivní gravitační událost mohla být srážkou primordiálních černých děr
Autor: Stanislav Mihulka (07.03.2021)
Einsteinův teleskop gravitačních vln
Autor: Vladimír Wagner (16.06.2022)
Kvantový interferometr s entanglovanými atomy je dvojitě strašidelný
Autor: Stanislav Mihulka (23.10.2022)
Kvantové víry světla: Nový klíč k tajemstvím gravitačních vln?
Autor: Viktor Lošťák (25.04.2025)
Gravito-optický efekt: Chytáme gravitační vlny na světlo?
Autor: Viktor Lošťák (02.05.2025)
Diskuze:
Nieco tu nesedi.
Radoslav Pořízek,2025-12-18 22:32:55
> Jak říká Schützhold, gravitace ovlivňuje všechno, včetně elektromagnetického záření. Projeví se to i při interakci gravitačních a elektromagnetických vln.
Gravitace ovplyvnuje vsechno, ale gravitaci ovplyvnuje iba hmota/energie.
Na tom je predsa zalozena cela teoria relativity, ze gravitacne pole (a teda aj gravitacne vlny) je principialne nemozne zosilnit alebo zoslabit.
Elektromagnecka vlna moze na gravitaciu posobit iba cez svoju energiu, v ziadnom pripade nie elektromagneticky.
Nieco tu nesedi.
Re: Nieco tu nesedi.
Michal Varga,2025-12-19 02:26:16
Co nesedi? Energia = Hmota. Ked hmota ovplyvnuje gravitaciu, energia musi tiez.
Re: Nieco tu nesedi.
Vojtěch Kocián,2025-12-19 06:59:20
Máte pravdu, ale článek netvrdí, že by elektromagnetická vlna měla předávat energii gravitační vlně pomocí elektromagnetické interakce. Má ji předávat gravitačně (energeticky). A právě na základě toho, jak se to bude nebo nebude dít, by se dalo odvodit, jestli gravitační interakce probíhá po kvantech nebo ne.
Re: Re: Nieco tu nesedi.
František F,2025-12-19 12:22:41
Může-li něco být bez kvant nebo nemůže? Kvantum si představím určené čísly. Jak zajistit spojitost, nekonečným počtem čísel např. rostoucí velikosti?
Re: Re: Re: Nieco tu nesedi.
Ilil Akil,2025-12-20 14:58:39
"Zajistiť spojitosť"?
Spojitosť čoho?
A prečo by mala byť "zaistená"?
Re: Re: Re: Re: Nieco tu nesedi.
František F,2025-12-20 22:45:18
čtu z 2025-12-19 06:59:20: "odvodit, jestli gravitační interakce probíhá po kvantech nebo ne."
"Zajistiť spojitosť"? ... Týká se: jestli gravitační interakce probíhá po kvantech nebo ne."
Spojitosť čoho? ... gravitace
A prečo by mala byť "zaistená"? ... Protože existuje.
Re: Re: Re: Re: Re: Nieco tu nesedi.
Ilil Akil,2025-12-21 01:32:38
Akosi nie je zrejmé, čo "básnik" myslel a na čo sa pýtal.
Elektromagnetická interakcia tiež existuje a pri tom prebieha v kvantách - fotónoch, s rôznou energiou.
Re: Re: Re: Re: Re: Re: Nieco tu nesedi.
F M,2025-12-21 12:42:52
Budu navazovat spíš na původní dotaz.
Nesedí tam to, že jde o kvantovou úroveň a tam to klasické uvažování neplatí. Sice se pozoruje (ví) jak to je funguje na vesmírné úrovni (ale také jsou tam nejasnosti/nejistoty), ale neví se jak to je na té kvantové, protože to prostě nejsme schopni rozlišit/nejsou na to přístroje. No a toto je teoretický návrh jak by jeden mohl fungovat.
Gravitační vlny samozřejmě "zeslabit" jde, děje se to běžně. Děje se to třeba, vlna energii ztrácí, při průchodu hmotou. Jenže ta interakce je velmi slabá a celková energie předaná třeba při průchodu Zeměkouli vzhledem k její hmotě malinká. Tedy malá je i ta energie gravitační vlny, a z ní se absorbuje o řády méně než 1/10e-20. Potom se přes klidovou energii (hmotnost) částic a potřebnou energii k změně stavů, možnost "namačkat" co nejvíc částic do minimálního prostu (vylučovací principy) dostanete k tomu, že jsou nejvíce ovlivnitelné ty fotony.
Kvantově to bude zřejmě probíhat i když nebudou ty gravitony, protože tu energii budou po kvantech přebírat ty částice, třeba zde ty fotony. Jde o ověřitelnost, vyloučení ostatních možností "signálu", což u těch minimálních změn u fotonů měřitelných třeba zde interferencí může být reálné (technicky).
A jak ta interakce na této úrovni probíhá?
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
