Gravitační vlny znovu detekovány

Dne 26. prosince 2015 v 03:38:53 UTC zaznamenali vědci příchod gravitačních vln – zčeření struktury prostoročasu – již podruhé v krátké době. Gravitační vlny byly detekovány dvojicí detektorů LIGO umístěných v Livingstonu (Louisiana) a v Hanfordu (Washington), USA. Observatoře LIGO financuje National Science Foundation (NSF) a byly navrženy, postaveny a jsou řízeny organizacemi Caltech a MIT. Zpráva o objevu byla přijatá k publikování v časopise Physical Review Letters.

Připojený obrázek zobrazuje dvě černé díry právě v okamžiku před jejich kolizí a splynutím jedné s druhou, přičemž se uvolnila energie v podobě gravitačních vln. Dne 26. 12. 2015, po překonání vzdálenosti 1,4 miliardy světelných roků, tyto vlny zasáhly Zemi a aktivovaly dvojici detektorů LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory). Jedná se již o druhý případ, kdy detektory LIGO zaznamenaly gravitační vlny a znovu potvrdily Einsteinovu obecnou teorii relativity a upevnily budoucnost gravitačních vln v astronomii jako zcela nového zásadního způsobu pozorování vesmíru. Černé díry měly hmotnosti 14× a 8× převyšující hmotnost Slunce. Po vzájemném splynutí vznikla nová černá díra o hmotnosti 21 Sluncí. Zbývající část hmotnosti se přeměnila a uvolnila v podobě gravitační energie.

Gravitační vlny nesou informaci o svém původu a o povaze gravitace, což nemůže být zjištěno jiným způsobem. Fyzikové dospěli k závěru, že tyto gravitační vlny byly vyprodukovány v závěrečném okamžiku splynutí dvou černých děr o hmotnostech 14× a 8× převyšujících hmotnost Slunce. Výsledkem splynutí objektů byl vznik jedné rotující černé díry o hmotnosti 21 hmotností Slunce.

„Je velmi významné, že tyto černé díry byly mnohem méně hmotné, než tomu bylo v prvním případě zaznamenaných gravitačních vln 14. 9. 2015,“ říká Gabriela González, mluvčí LIGO Scientific Collaboration (LSC) a profesorka fyziky a astronomie na Louisiana State University. „Protože černé díry měly nižší hmotnosti ve srovnání s první detekcí gravitačních vln, strávily delší dobu – přibližně jednu sekundu – na citlivém záznamu z obou detektorů. Jedná se o slibný začátek mapování různých populací černých děr ve vesmíru.“

Během splynutí, které se odehrálo přibližně před 1,4 miliardami roků, bylo uvolněno množství energie zhruba odpovídající hmotnosti Slunce, které bylo přeměněno na gravitační vlny. Detekovaný signál začal přicházet z posledních 27 vzájemných oběhů černých děr před jejich splynutím. Na základě času příchodu signálu – detektor v Livingstonu zaznamenal gravitační vlny o 1,1 milisekundy dříve než detektor v Hanfordu – může být poloha zdroje na obloze určena jen přibližně.

„V blízké budoucnosti bude evropský interferometr Virgo připojen k rostoucí síti detektorů gravitačních vln, které budou pracovat společně s pozemními dalekohledy, které budou pokračovat v dalším pozorování zdroje signálů,“ poznamenává Fulvio Ricci, mluvčí společnosti Virgo Collaboration a fyzik pracující na Istituto Nazionale di Nucleare (INFN), a také profesor na Sapienza University of Rome. „Tři interferometry umožní společně mnohem lepší lokalizaci zdroje gravitačních vln na obloze.“

Zdroj: http://phys.org/news/2016-06-gravitational-pair-colliding-black-holes.html a https://news.uchicago.edu/article/2016/06/15/gravitational-waves-detected-second-pair-colliding-black-holes

autor: František Martinek