Gravitační vlny

Z Wikina

Přejít na: navigace, hledání

Gravitační vlny se podobají elektromagnetickým vlnám tím, že se šíří rychlostí světla a jsou vlnami příčnými (pohyby těles ve směru kolmém na šíření vlny). Jejich amplituda ubývá úměrně vzdálenosti a hustota toku energie je nepřímo úměrná čtverci vzdálenosti.

V Newtonově teorii závisí gravitační pole pouze na okamžitých polohách těles (přímé působení na dálku), a proto podle ní k šíření gravitačních vln nedochází. Existenci gravitačních vln mohla předpovědět až obecná teorie relativity (r. 1915), v níž jsou vykládány jako změny zakřivení prostoročasu, šířící se okolo zdrojů gravitačního pole v důsledku jejich pohybů.

Gravitační vlny se však od elektromagnetických vln podstatně liší. Protože v rozvlněném prostoročase nelze vytyčit pevný vztažný systém, nemůžeme rozpoznat průchod gravitačního vlnění sledováním jediné částice, ale pouze pozorováním příčných deformací oblaku částic, popř. pružného tělesa, či z ovlivnění interferenčních jevů proměnným zakřivením prostoročasu. Gravitační vlny jsou ve srovnání s elektromagnetickými vlnami slabé nejen v důsledku slabosti gravitační interakce, ale ještě z dalšího důvodu. Elektromagnetické záření je působeno hlavně změnami momentu dipólu soustav nábojů, u gravitačních systémů je však v důsledku neexistence záporných hmotností moment dipólu nulový. Není proto divu, že se ani důmyslným přístrojům dosud nepodařilo průchod gravitačního vlnění zaznamenat. Připravují se však pokusy které mají naději na úspěch.

Zcela beznadějná by ovšem byla snaha zdroje detekovatelných gravitačních vln vytvořit, uvážíme-li, že denní rotace Země v důsledku odchylek rozložení hmoty od osové symetrie skýtá gravitační záření o výkonu 10 W a všechny pohyby ve sluneční soustavě dávají výkon zhruba 5000 W. Avšak dvě neutronové hvězdy (o hmotnosti Mʘ a poloměru 10 km) vzdálené 100 km by podle výpočtů měly vysílat gravitační záření o výkonu 1042 W, což představuje značné úbytek energie. Složky takové neutronové dvojhvězdy by se k sobě měly přibližovat a nakonec splynout. Rádiová pozorování dvojitého pulzaru PSR 1913+16 velkým dalekohledem v Arecibo tento proces přibližování skutečně potvrdila, neboť jeho oběžná perioda se za rok zkracuje o 0,0001 s. Toto pozorované zkracování odpovídá přesně gravitační zářivosti, kterou by podle teorie měl dvojitý pulzar vysílat.

Jiným zdrojem gravitačního záření jsou supernovy. Vzniklá neutronová hvězda má obrovskou gravitační vazebnou energii (několik procent Mc2), jejíž velkou část uvolnila ve formě gravitačních vln. Výsledné gravitační záblesky trvající méně než 1 s by měly mít na Zemi hustotu toku řádu kilowattů až megawattů na m2, podle vzdálenosti supernovy. Některé teorie předpokládají i reliktní gravitační záření, které zde zůstalo po velkém třesku – obdobně jako elektromagnetické reliktní záření nebo neutrinové moře.

Pro detekci gravitačních vln je po světě vybudováno několik speciálních observatoří (LIGO, VIRGO, GEO, TAMA).

Obsah

Odkazy

Reference

Velká encyklopedie vesmíru

Související témata

Literatura

Internetové odkazy

Osobní nástroje
Jmenné prostory
Varianty
Akce
Navigace
Stránky
Nástroje
[CNW:Counter]