Sciencemag.cz
Doporučujeme
Gravitační vlny jsou slabé a obtížně detekovatelné, na rozdíl od elektromagnetického záření ovšem mnohem snáze procházejí hmotou. Dalo by se říct, že vesmír je pro ně průhledný. Astronomie sledující vesmír pomocí gravitačních vln proto potenciálně představuje mocný nástroj, její využití je ale teprve v počátcích. Chováním gravitačních vln si dosud nejsme jisti, a to ani co se týče gravitačních čoček.
S pomocí gravitačního čočkování, když velmi hmotný objekt (to může být např. i celá galaxie) zakřivuje světlo, dokážeme mj. zachycovat více obrazů jediného původního objektu/události. Jenže gravitační vlny, jak upozorňuje astrofyzik Brian Koberlein, nejsou tak úplně totéž jako světlo, a to i když gravitony téměř jistě mají nulovou klidovou hmotnost a pohybují se rychlostí světla. Rozdíly ovšem najdeme. Fotony si můžeme představovat jako kuličky/vlny putující vesmírem, jenže gravitační vlny jsou vlastně poruchou časoprostoru (poznámka PH: viz ten známý případ vysvětlující gravitaci jako kuličku, která prohne dolů pružnou blánu; i když k tomu, aby to takhle fungovalo, už zase potřebujeme gravitaci, takže je to příklad sice názorný a často uváděný, ale asi ne úplně vhodný), tedy vlněním časoprostoru v časoprostoru. Mohou být tedy odkloněny hmotou nebo „čočkovány“ stejně jako světlo? Einsteinova obecná teorie relativity (respektive nějaké její rozšíření) předpokládá, že ano. Tento jev se ovšem dosud nepodařilo pozorovat, nová studie se ho pokusila najít v datech detektorů LIGO a Virgo.
Určitý signál odpovídající gravitačním vlnám např. z fúze černých děr bychom například mohli zachytit dvakrát, jakoby z různých míst. V gravitačních vlnách bychom také mohli najít interferenční vzorec mezi dvěma obrazy, které jsme zachytili s časovým posunem.
A výsledek? V datech obsahujících 36 nejnovějších událostí vyvolávajících gravitační vlny vědci žádný důkaz o čočkování gravitačních vln neobjevili. Vzhledem k velikosti vzorku se to ani neočekávalo, úspěch by musel být velmi šťastná náhoda. Autoři studie ale ukázali, že současné technologie by už umožnily případné čočkování gravitačních vln v datech identifikovat. Jak bude přibývat záznamů gravitačních vln (chystají se i nové detektory gravitačních vln, jako je LISA), měli bychom čočkování objevit. V opačném případě se zřejmě nevyhneme nutnosti nějak zasahovat do teorie relativity.
Gravitační čočky se dnes uplatňují i při řešení kosmologických otázek, jako je třeba rychlost rozpínání vesmíru / velikost Hubbleovy konstanty. I zde by se mohly uplatnit gravitační vlny, kterých nijak nepřekáží oblaka prachu a plynu.
Gravitační vlna. Credit: ESA–C.Carreau
Abbott, R., et al. “Search for lensing signatures in the gravitational-wave observations from the first half of LIGO-Virgo’s third observing run.” arXiv preprint arXiv:2105.06384 (2021).
Zdroj: Brian Koberlein: It Could be Possible to see Gravitational Wave Lenses, UniverseToday
