Vlnu si každý z nás dovede představit lehce. Třeba takovou, která vznikne po hození kamene do vody. Anebo seismickou – tedy vlnu, která vzniká nejčastěji při zemětřesení. Jiné vlny naše smysly sice zachytí, ale vidět je neumíme. Jde třeba o zvukové vlny, kvůli kterým slyšíme zvuky. Vlny jsou zkrátka všude kolem nás. Albert Einstein před sto lety předpověděl i gravitační vlny. Ty by podle něj rozvlnily celý prostor. Teprve letos vědci jeho teorii potvrdili.
Gravitační vlny
Gravitační vlny vznikají při vzájemném pohybu těles v gravitačním poli. Zjednodušeně řečeno smršťují a zase rozpínají samotný prostor, což je dost obtížně představitelné. Zároveň je složité jejich existenci prokázat, protože vlnění je hodně slabé. Pokud chceme vlny zachytit, musíme se spolehnout na ty nejdivočejší a nejsilnější události, které by je dokázaly ve vesmíru vyvolat. Jednou z takových příležitostí je splynutí dvou černých děr.
Gravitační vlny polapeny
Právě k tomu došlo ve vzdálenosti 1,3 miliardy světelných let od naší sluneční soustavy. Dvě černé díry s hmotností 29 a 36 Sluncí se sloučily a vznikla nová černá díra, která má ale menší hmotnost, než je součet hmotností původních černých děr. Do počtu chybí hmotnost celých třech Sluncí! Kam zmizely? Jejich energie se přeměnila na gravitační vlny. A právě ty zachytili vědci 14. září loňského roku. Potřebovali k tomu ale velmi speciální zařízení.
Přístroje LIGO
O historický objev se postarala dvojice přístrojů LIGO, které jsou umístěné pod zemí v USA. LIGO se skládá ze dvou tubusů o délce 4 km, které jsou v pravém úhlu (do písmene L). Z jednoho místa se vyšle laserový paprsek, který je zrcadlem rozdělen na dva. Každý z nich putuje do jednoho čtyřkilometrového tubusu. Na jeho konci je asi 34 cm velké zrcadlo. Laserový paprsek se od něj odrazí a vrací se zpět do místa startu. Tam by se měly oba paprsky znovu potkat a vzájemně se vyrušit. Pokud ovšem tunelem prochází gravitační vlna, prostor tunelu se smrští a zase natáhne. Dráha paprsku tak není ideální a paprsek dorazí na „setkání“ později. Detektor to dokáže zaznamenat.
Extrémní práce
Vyděsili jste se, že gravitační vlna deformuje prostor kolem vás? Není důvod k panice. Gravitační vlna neohne tunel takovým způsobem, aby padala omítka ze stropu. Jedná se o neuvěřitelně malé odchylky. Milimetr bychom museli rozdělit na milion dílů, vzít jeden a ten znovu rozdělit na milion dílků a pak ještě jednou, abychom spočítali „velikost“ smrštění. Vědci tak museli vyvinout nejen špičkové technologie, ale také odfiltrovat vliv běžných otřesů. Přístroje LIGO jsou dva a jsou od sebe vzdálené přes 3 tisíce kilometrů. Průchod vln naměřily oba stroje, což zvyšuje věrohodnost objevu a také to ukazuje na přibližnou oblast vesmíru, odkud vlny přišly.
Nová éra astronomie
Pozorování gravitačních vln otevírá úplně nové možnosti zkoumání vesmíru. Mohou nám pomoci zjistit více o černých dírách, výbuších největších hvězd ale také o rozpínání vesmíru. Vědci se nyní soustředí na zachycení dalších gravitačních vln. Do pátrání se zapojí přístroje podobné LIGO, které se nachází v Itálii a Německu, do několika let budou aktivní i další měřící stanice, které se nyní staví v Indii a Japonsku.
