Zásadní zlom ve studiu vesmíru. Vědci poprvé zachytili gravitační vlny

Američtí vědci potvrdili existenci gravitačních vln, které před sto lety  ve své teorii relativity předpověděl Albert Einstein. Objev otevírá zcela nové možnosti pro studium vesmíru, zejména černých děr a neutronových hvězd.

Američtí vědci zachytili gravitační vlny
Zdroj: ČTK/DPA Autor: Julian Stratenschulte

Gravitační vlny byly dosud doloženy jen teoreticky. Vědci ze tří amerických ústavů je zachytili, jak vycházejí ze dvou černých děr, objektů s mimořádně velkou hustotou, které kolem sebe obíhaly a nakonec se spojily. Vlny byly produktem této kolize, k níž došlo 1,3 miliardy světelných let od Země. Černé díry byly zhruba třicetkrát větší než Slunce.

„Kolidující černé díry, které vyprodukovaly gravitační vlny, vyvolaly násilnou bouři v předivu času a prostoru, bouři, která čas zrychlila, zase zpomalila a znovu zrychlila, bouři, v níž se prostor ohnul na jednu, a pak na druhou stranu.“

Gabriela Gonzalezová

Státní univerzita v Louisianě

Gravitace, neboli přitažlivost, se šíří ve vlnách jako například světlo. Místo radiace se ale šíří chvěním prostoru. Veškeré vědecké informace o vesmíru pramenily dosud z elektromagnetického vlnění, jakým jsou rádiové vlny, viditelné světlo nebo záření gama. Protože ale toto vlnění je při cestě vesmírem vystaveno rušení, informace z něj získané jsou jen omezené. Gravitační vlny žádnému rušení nepodléhají a mohou přinést o okolním kosmu spoustu nových poznatků.

Vědci zaslechli „soundtrack vesmíru“

K převratnému objevu, o němž vědci informovali na tiskové konferenci ve Washingtonu, došlo s využitím obřích laserových detektorů umístěných v amerických státech Louisiana a Washington (jejich velká vzájemná vzdálenost zaručuje, že nejsou rušeny stejným šumem okolí, například zemětřesením).

Detektor LIGO
Zdroj: Reuters
Autor: Caltech/MIT

Detektory označované zkratkou LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory), fungují synchronizovaně a dokázaly zaznamenat mimořádně slabé vibrace vycházející z gravitačních vln. Po jejich zachycení vědci převedli signál gravitační vlny do zvukové podoby a mohli slyšet, jak se dvě černé díry spojují. Poprvé vědci vlny zachytili 14. září.

Zvuk srážky černých děr přehráli vědci na tiskové konferenci novinářům. I když byl zesílený, byl prý sotva slyšet, napsala zklamaně AP.

Marc Kamionkowski z Univerzity Johnse Hopkinse ho přirovnal k Beethovenově symfonii. „Jedna věc je vědět o jejich existenci, ale něco jiného je tu Beethovenovu symfonii slyšet,“ řekl Kamionkowski. „Je to soundtrack vesmíru.“ 

Vědecký milník srovnatelný s objevem Higgsova bosonu a DNA

Zpráva z USA nadchla celý vědecký svět. Někteří vědci srovnali objev s okamžikem, kdy Galileo poprvé obrátil svůj dalekohled k obloze . „Je to podobné, jako když se při promítání němého filmu najednou ozve zvuk,“ citovala AP komentář astrofyzika Szabolcse Marka z Kolumbijské univerzity. „Nebe už nikdy nebude jako dřív,“ prohlásil.

„Bezpochyby hovoříme o Nobelově ceně. Jde o první přímé pozorování černé díry a zároveň potvrzení všeobecné teorie relativity. Vlastnosti černých děr přesně korespondují s předpověďmi, které před sto lety učinil Einstein,“ řekl pro BBC Karsten Danzmann z Institutu Maxe Plancka, který vedl evropskou část výzkumu.

Potvrzení gravitačních vln Danzmann přirovnal k objevu Higgsova bosonu nebo přečtení struktury DNA.

„Je to doopravdy vzrušující událost,“ komentoval pro agenturu Reuters objev Abhay Ashtekarm, ředitel amerického Ústavu pro gravitaci a vesmír. „Otevírá to úplně nové okno pro studium vesmíru,“ dodal. Podle Saula Teukolského z Cornellovy univerzity jde o jeden z největších vědeckých objevů za poslední půlstoletí. 

Ředitelka americké Národní vědecké nadace přiznala, že šlo o jeden z nejdražších projektů historie: náklady se vyšplhaly na více než miliardu dolarů. „Byla to největší investice, jakou kdy nadace udělala,“ poznamenala France Cordovová.