Gravitační vlny, kilonova a Nobelova cena

Nobelova cena za fyziku byla udělena třem vědcům, Reineru Weissovi, Barry Barishovi a Kipu Thornovi, a to za rozhodující přínos pro konstrukci detektoru LIGO a zachycení gravitačních vln. Celé století to byla jen jakási chiméra. Teorie říkaly, že něco podobného ve vesmíru skutečně musí existovat. Zdálo se však nemožné gravitační vlny polapit. A přece se to povedlo. Skoro přesně sto let poté, kdy se o nich začalo mluvit poprvé. Vědcům se tak otevřely dveře do světa úplně nové, dosud neznámé fyziky vesmíru. Hned v prvních dvou letech řádného výzkumu díky tomu dospěli k zajímavým objevům. A je nepochybné, že další budou následovat.

S astrofyzikem Petrem Kulhánkem z Fakulty elektrotechnické ČVUT v Praze jsme si o gravitačních vlnách v minulosti již povídali. Jistě ale není od věci si základní fakta znovu zopakovat. Připomeňme si, co gravitační vlny vlastně jsou, jak vznikají a jak dlouho se o nich teoreticky spekulovalo, než se je podařilo poprvé za pomoci přístrojů zachytit? Povíme si, kdy k tomu došlo a také se dozvíte, že první zachycené gravitační "zhoupnutí" vzniklo při splynutí dvou černých děr. Tato první přímá detekce gravitačních vln byla týmem detektoru LIGO oznámena v únoru 2016. Petr Kulhánek v rozhovoru, odvysílaném v našem magazínu, také prozradil, v čem především tkví význam jejich objevu...

Od léta 2015 do současnosti zaznamenal tým detektoru LIGO celkem čtyřikrát gravitační zhoupnutí, jejichž původci byly dvojice černých děr středních hmotností, které kolem sebe obíhaly stále těsněji až nakonec splynuly v jediný objekt. Pátá detekce nebyla průkazná, ale pravděpodobně se jednalo o totéž. Gravitační záblesk, který detektory zaznamenaly 17. srpna 2017, však byl z úplně jiného soudku a znamenal další důležitý objev, pro který se vžilo nově vytvořené označení kilonova. Šlo o splynutí dvou neutronových hvězd, které se k velké radosti zainteresovaných projevilo také jinak, než jen zhoupnutím na gravitačních vlnách, jako tomu bylo v předchozích případech - byl zachycen gamma záblesk a s určitým zpožděním i optický, rádiový, ultrafialový nebo infračervený signál.

Dvojjediný detektor gravitačních vln LIGO, který se nachází ve Spojených státech a evropský detektor VIRGO nedaleko italské Pisy, dosáhnou podle Petra Kulhánka z Fakulty elektrotechnické ČVUT v Praze optimálního vyladění v příštím roce. Pak se dají čekat další objevy. A staví se i čtvrtý detektor, ještě citlivější, který by měl v průběhu příštích dvou, tří let začít pracovat v Japonsku. Jmenuje se KAGRA. Vědci mají dokonce v plánu vyslat detektor gravitačních vln do vesmíru, v rámci projektu eLISA – někdy ve 30. letech. Zatímco ramena současných interferometrů měří tři, respektive čtyři kilometry, v kosmickém prostoru by to mohly být miliony kilometrů. Snad nám to umožní nahlédnout i za hranici 400 tisíc let po Velkém třesku, do raného vesmíru, který ještě nebyl průhledný. A to všechno díky gravitačním vlnám.