Zrážka čiernych dier priniesla najpresnejší test relativity. Podporila Einsteinove výpočty
Zrážka čiernych dier priniesla rekordne čistý signál, ktorý opäť potvrdil platnosť všeobecnej relativity.
Ilustračné foto.
V hlbinách vesmíru došlo k udalosti, ktorá rozvírila samotnú štruktúru priestoru a času. Dve čierne diery, každá s hmotnosťou približne tridsiatich Sĺnk, sa pred 1,3 miliardy rokov zrazili a splynuli do jedného objektu. Výsledkom bol gravitačný signál taký silný a čistý, že sa stal najvýraznejším, aký sa doteraz podarilo zaznamenať.
Vlny dorazili k Zemi 14. januára 2025 a zachytili ich detektory amerického observatória Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory. Udalosť dostala označenie GW250114 a okamžite vzbudila pozornosť fyzikov po celom svete.
Presnosť, ktorá mení pravidlá hry
Gravitačné vlny boli prvýkrát priamo potvrdené v roku 2015. Už vtedy išlo o historický moment. Nový signál sa síce podobá pôvodnému objavu, teda vznikol pri zrážke podobne hmotných čiernych dier, no kvalitou dát ho výrazne prekonáva.
Za uplynulé roky prešli detektory rozsiahlymi úpravami. Znížila sa citlivosť na otrasy spôsobené seizmickou aktivitou či dokonca dopravou. Výsledkom je schopnosť zachytiť deformácie priestoru menšie než zlomok šírky ľudského vlasu. Práve táto technická precíznosť umožnila otestovať Einsteinovu všeobecnú relativitu v doteraz nevídanej presnosti. Analýza bola nedávno zverejnená v časopise Physical Review Letters.
Moment, keď sa čierna diera „upokojí“
Najcennejšou časťou signálu bola fáza bezprostredne po splynutí, keď sa novovzniknutá čierna diera krátko „chveje.“ Tento jav, prirovnávaný k doznievaniu zvonu po údere, nesie presný odtlačok vlastností objektu, vrátane jeho hmotnosti aj rotácie.
Pri GW250114 sa podarilo jasne rozlíšiť dva hlavné vibračné režimy, ktoré predpovedá Einsteinova teória. Každý z nich poskytol nezávislý výpočet parametrov výslednej čiernej diery, pričom hodnoty sa dokonale zhodovali. Navyše sa prvýkrát s istotou podarilo identifikovať aj slabší, krátkodobý tón objavujúci sa na začiatku doznievania. Aj ten zapadol do teoretických predpovedí. Ak by sa čo i len jeden z týchto údajov odchýlil, fyzika by čelila zásadným otázkam o povahe gravitácie.
Test aj pre Hawkingovu hypotézu Údaje z tej istej udalosti poskytli príležitosť overiť aj myšlienku, ktorú pred desaťročiami vyslovil Stephen Hawking. Podľa nej sa plocha horizontu udalostí čiernej diery nemôže zmenšiť, ani keď pri zrážke uniká obrovské množstvo energie. Výpočty ukázali, že výsledná čierna diera mala väčšiu plochu než súčet plôch pôvodných objektov. Aj tento detail tak podporuje platnosť relativity.
Hľadanie trhlín v dokonalej teórii
Napriek opakovaným úspechom nie je Einsteinova teória konečnou odpoveďou. Nedokáže vysvetliť temnú hmotu ani temnú energiu a jej spojenie s kvantovou fyzikou zostáva nevyriešené. Práve extrémne kozmické udalosti by mohli odhaliť drobné nezrovnalosti.
Veľké nádeje sa vkladajú do pripravovaných zariadení novej generácie. Európsky projekt Einstein Telescope a americký Cosmic Explorer sľubujú približne desaťnásobné zvýšenie citlivosti. Do hry vstúpi aj vesmírna misia Laser Interferometer Space Antenna, ktorá má po roku 2035 sledovať nízkofrekvenčné gravitačné vlny zo zrážok supermasívnych čiernych dier.
Súvisiace články
Rekonštrukcia zastávky MHD v centre Košíc prinesie obmedzenia cestujúcim aj vodičom. Ľudia šomrú, vraj potrvá pridlho.
Pozrite sa sem. Svyrydenková uviedla, že vláda si kladie za cieľ získať takmer desať miliárd hrivien z rozsiahlych privatizácií.