Netrpělivé čekání na první gravitační vlnu  
Víme, že gravitační vlny existují. Takřka jistě. Zatím jsme ale ještě žádnou takovou vlnu nesjeli. Nicméně, prý to bude brzo. Připravte si prkna!


 

Zvětšit obrázek
Zachytíme konečně gravitační vlny? Kredit: ivankorsario/ deviantart.

Když se vzájemně pohybují tělesa v gravitačním poli, tak vznikají gravitační vlny. Přesněji řečeno, měly by vznikat. Jde o předpověď Einsteinovy obecné relativity, zatím je ještě nikdo nikdy spolehlivě neviděl. Jsou to vlastně vlny křivosti časoprostoru, které se šíří, podobně jako když hodíte kámen do vody, jenže rychlostí světla. Když se stane ve vesmíru něco doopravdy velkého, ve stylu výbuchu supernovy, srážky černých děr anebo zběsilého gravitačního tance neutronových hvězd či černých děr v těsných dvojhvězdách, tak by se měly rozeběhnout tak mohutné gravitační vlny, že je snad i zachytíme.

 

Zvětšit obrázek
Studenti v observatoři Gingin. Kredit: University of WA.

A bylo by na čase. Pátrá se po nich už celé století. V roce 1957 vyšlo najevo, že by gravitační vlny měly nést energii a také způsobovat vibrace. Potíž je v tom, že to znamená milionkrát víc energie než u slunečního záření a vibrace v menším rozsahu, než atomové jádro. Zprvu se zdálo, že postavit detektor gravitačních vln bude nesmírně obtížné. Joseph Weber z Marylandské univerzity ho ale v šedesátých letech postavil a v roce 1969 s ním dokonce objevil gravitační vlny. Během dvou let po počáteční explozi euforie postavili deset takových detektorů ve významných laboratořích planety. A žádný z nich už gravitační vlny nezachytil.

 

Zvětšit obrázek
Schéma laserového interferometru LIGO. Kredit: MOBIe, Wikimedia Commons.

Někteří fyzici to vzdali, další vytrvali. V osmdesátých letech přišly na řadu kryogenní rezonanční detektory gravitačních vln se supravodivými senzory, které byly milionkrát citlivější, než původní Weberovy detektory. Fungovaly až do devadesátých let. Kdyby se v Mléčné dráze srazily černé díry anebo kdyby vznikla nová černá díra, tak by to tyhle detektory měly zaregistrovat. A zase nezachytily vůbec nic. Ani to ale nebyl konec. Jen bylo nutné začít pátrat v hlubším vesmíru, než je pouhá Mléčná dráha.

 

Zvětšit obrázek
Zařízení observatoře Gingin. Kredit: Australian International Gravitational Research Centre.

Na přelomu tisíciletí se při pátrání po gravitačních vlnách dostala ke slovu laserová interferometrie. Její princip je docela jednoduchý, stačí pozorovat odchylky laserových paprsků s dostatečně velkou přesností. Donedávna byl nejcitlivějším detektorem s laserovou interferometrií LIGO, který zahrnoval LIGO Livingston Observatory v Luisianě a LIGO Hanford Observatory ve státu Washington. Ani jeho pozorování mezi lety 2002 a 2010 ovšem nepřinesla žádné důvěryhodné pozorování gravitačních vln.

 

Zvětšit obrázek
Šplouchání gravitační vln dvojice černých děr. Kredit: NASA.

Teď ale laboratoř LIGO, tým německého detektoru GEO 600, Australské národní univerzity a Univerzity v Adelaide spolupracují na projektu Advanced LIGO, který vyrůstá v Ginginu, nedaleko australského Perthu, v prostoru observatoře AIGO (Australian International Gravitational Observatory), kde už je interferometr AIGO fáze I. Detektor Advanced LIGO vlastně bude AIGO fáze II a měl by být desetkrát citlivější, než původní LIGO. Vděčí za to největší vakuové soustavě na světě, extrémně přesným zrcadlům a sofistikovanému tlumení seizmických vibrací. Detektory fáze I dosáhly plánované citlivosti v roce 2006 a gravitační vlny nenašly, což se ostatně čekalo. Jestli se něco zásadního nepokazí, tak by se detektory fáze II měly rozjet příští rok (2015). Podle odborníků půjde o definitivní průlom v čekání na první gravitační vlnu. Měli bychom ji zachytit v roce 2017, možná i 2016. Už to prý nebude žádné paběrkování vzácných událostí. Když detektory fáze II zaberou na plný výkon, měly by zachytávat jednu gravitační vlnu týdně, možná i denně. A jestli ani teď žádné vlny nenajdeme, tak se má obecná relativita na co těšit.

 


AIGO Australian Interferometric Gravitational wave Observatory. Kredit: 1AIGO.
http://www.youtube.com/watch?v=BLO1fgkqa6g

 

The Gingin Gravity Precinct. Kredit: 1AIGO.
http://www.youtube.com/watch?v=D73_p1Bkd5Q


Literatura

The Conversation 23. 2. 2014, Wikipedia (Gravitational wave, LIGO/ Advanced LIGO).

Datum: 04.03.2014 08:56
Tisk článku

Související články:

Hrají černé díry kosmickou symfonii?     Autor: Ota Beran (12.02.2008)



Diskuze:

Jiří Havránek,2014-03-05 02:00:33

Jinak ten poslední spot k gingin má úroveň kulturní vložky na besídce k VŘSR pionýrské organizace v 5. třídě. Na ten předtím už jsem neměl nervy.

Odpovědět

Jiří Havránek,2014-03-04 14:18:37

geo 600 zachycuje vlnění o poměrně nízkých frekvencích (např okolo 1 Hz), před cca 3 roky si nebyli jistí interpretací. Jsou nějaké čerstvější závěry? Není tam nějaká závislost na poloze Měsíce?

Odpovědět


Jiří Havránek,2014-03-04 15:01:06

pro nějaký konkrétní rozsah frekvencí?

Odpovědět


Jiří Havránek,2014-03-04 15:17:03

Tady je asi pár odpovědí http://www.aei.mpg.de/184941/AEI-Hannover

Odpovědět

Gravitační detektor...

Stanislav Raška,2014-03-04 11:21:34

V gravitačně vázaných systémech není žádný pevný bod, na čem je tedy založena detekce gravitačních vln. Laicky se tedy ptám, je snad gravitační detektor směrový jako teleskop???

Odpovědět

LISA/NGO

Pavel Brejcha,2014-03-04 10:56:07

Skoda, ze tyto projekty poslali k ledu. U Jupitera jsme uz byli, ale za velky tresk se jen tak nepodivame. Na vysledky techto projektu jsem se tesil, jak na nic jineho, no jak uz sem psal, skoda preskoda.

Odpovědět


Re:

Vít Výmola,2014-03-04 12:08:03

V přepracovaném provedení jako eLISA byl projekt vybrán coby L3 mise ESA. Předběžný rok vypuštění je 2034. Viz. třeba https://www.elisascience.org/.

Odpovědět

laserem na Měsíc

Martin Plec,2014-03-04 10:07:54

Proč prostě nezamíří laserový interferometr proti Měsíci? Na takovou vzdálenost by se snad měly gravitační vlny projevit mnohem mohutněji?

Odpovědět


Tak jednoduché to nebude

Radim Křivánek,2014-03-04 13:16:54

Přinejmenším, přes pozemskou atmosféru asi to měření laserem nebude mít požadovanou přesnost

Odpovědět


To neni spatny napad

Martin Jahoda,2014-03-04 17:21:15

Jen by ten laser nemohl byt na Zemi ale na geostacionarni druzici nebo lepe jeste na vyssi draze. Na Mesici jsou koutove odrazece tak by se vzdy pri spravne konstalaci dalo nekolik hodin merit.

Odpovědět


Jeste me napadla kacirska myslenka

Martin Jahoda,2014-03-04 17:33:26

Vzhledem k tomu ze je gravitace schopna svetlo ohybat - pokud na nej pusobi "z boku" tak by mohla zepredu a zezadu pusobit tak, ze by foton natahovala a nebo skracovala. To by ovsem znamenalo, ze gravitacni vlnu nelze interferometrem zmerit. Museli bychom pouzit mereni vzdalenosti pomoci mereni doby po odrazu pulsu....

Odpovědět


To není tak jednoduché

Vojtěch Kocián,2014-03-04 19:44:21

I na Měsíci je určitá seismická aktivita vyvolaná slapovými silami, dopadají na něj asteroidy a tak podobně. Tyto vlivy je nutné eliminovat a tedy dostat na Měsíc vysoce citlivý seismometr do místa odražeče a vše zkalibrovat. Přistání na Měsíci je dost nákladná záležitost tak jako tak. Jednodušší je místo Měsíce použít ještě jednu družici.

Odpovědět


Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce








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