Sídlo firmy od internetWEEK.cz
internetWEEK.cz menu TOPlist

Objev desetiletí? Potvrdili gravitační vlny a inflaci

Objev desetiletí? Potvrdili gravitační vlny a inflaci

Astrofyzikové a kosmologové mají Vánoce. Malý dalekohled kdesi nedaleko jižního pólu možná potvrdil existenci gravitačních vln i slavné inflace, která uplácala vesmír takový, jaký dnes je…

Objev desetiletí? Potvrdili gravitační vlny a inflaci

Po přečtení článku snad pochopíte daný problém z 5%. Pokud chcete dospět k 50%, budete potřebovat pár let na univerzitě a geniální mozek. Přiblížit se k 70% znamená vstup do prestižního klubu možná 10, 12 lidí na této planetě… a vědět 100%, to už je kandidatura na Boha.

 

Na začátku byla hustá svíčková. Pak se omáčka a maso oddělily

Na začátku všeho se nepodíváme na velký třesk ale do období necelých 400 tisíc let po něm. Vesmír už dávno není tím neuvěřitelně horkým místem, jakým byl na počátku. Ochladl na teplotu kolem 3 tisíc Kelvinů, což je pro srovnání asi polovina povrchové teploty Slunce. Elektrony se pomalu ale jistě začínají vázat na lehká jádra a vznikají vůbec první prvky ve vesmíru. Jedná se o lehkou, ne moc pestrou polévku. Nečekejte žádné železo, uhlík a podobné stavební kameny. Ty vznikly až mnohem později v nitrech obřích hvězd.

 

Vesmír v této době přechází z plazmatického do plynného prostředí a to sebou neslo jeden klíčový efekt. Astrofyzikové říkají, že se oddělilo záření od hmoty. Plazma byla pro záření neprůhledná, fotony byly pohlcovány nabitými částicemi (elektrony, protony) a opět vyzářeny. Trochu to připomínalo podmínky v nitru Slunce. Pokud se podíváte na jeho poloměr a rychlost světla, zjistíte, že foton by se měl z ohromné pece v srdci naší mateřské hvězdy dostat na povrch za nějaké dvě sekundy. Jenomže nedostane. Stejně jako Odysseus bloudí…a to ještě mnohem déle, klidně miliony let. Každý zrozený foton je plazmatem zachycen a zase vyzářen do zcela náhodného směru.

 

Mapa reliktního záření

Mapa reliktního záření

 

V období 400 tisíc let po vzniku vesmíru se světlo a hmota oddělily. V tu chvíli, jako kdyby vesmír nezaplatil účet za elektřinu… zhasl. Vesmír byl najednou téměř temný a to až do okamžiku, kdy vznikly z prvních atomů také první hvězdy. To byl příběh hmoty.

 

Co ale druhý z páru, záření? To si šlo vlastní cestou. V době oddělení od hmoty mělo poměrně velkou vlnovou délku, takže kdybychom do té doby vyslali astronoma, mohl by ho pozorovat…když ne okem, tak určitě dalekohledem, neboť jeho vlnová délka byla na hranici viditelného a infračerveného záření. Pokud chceme dnes tento pozůstatek (relikt) velkého třesku pozorovat a zkoumat, musíme se ponořit do světa mnohem kratších vlnových délek, do světa milimetrových vln.

 

Gravitační vlny

Reliktní záření nechme chvíli spát, konec konců je tu přes 13 miliard let, takže nám nikam neuteče. Z nejnovějšího objevu, kterému „sexy gravitační vlny“ vévodí v palcových titulcích, by jistě neměl radost Jára Cimrman. Kdyby totiž kluci z Ameriky počkali ještě dva roky, mohl být údajný objev gravitačních vln oznámen přesně 100 let poté, co je Albert Einstein předpověděl.

 

Gravitační vlna je fakticky zakřivení prostoru a času, které podle teorie relativity tvoří neoddělitelný celek zvaný časoprostor. Gravitační vlna se šíří od zdroje podobně, jako třeba zvuková vlna. Je zde ale mnoho rozdílů. Zatímco zvuková vlna „rozvlní“ vzduch, gravitační vlna žádné prostředí, kterým by se šířila, nemá, rozvlní se samotný časoprostor.

 

Zdrojem gravitačních vln může být například dvojce pulsarů (pozůstatků po výbuchu supernovy), obíhající kolem společného těžiště. Pulsary jsou extrémní objekty. Nejen že se otočí kolem své osy i tisíckrát za sekundu, ale mají neuvěřitelnou hustotu. Do objektu o průměru pár kilometrů je vměstnána hmota celého Slunce!

 

Dobrým příkladem je dvojitý pulsar PSR 1913+16 v souhvězdí Orla, který byl objeven v roce 1974 slavným radioteleskopem Arecibo v Portoriku (dnes mimo jiné zdroj dat pro SETI@home). Objev byl tak významný, že o nějakých dvacet let zacinkal Nobelovou cenou.

 

Dva Pulsary asi o 40% hmotnější než Slunce obíhají okolo sebe ve vzdálenosti asi 700 000 km, přičemž dochází k řadě efektů, potvrzujících platnost obecné teorie relativity. Mimo jiné pozorujeme stáčení periastra (nejbližšího bodu dráhy), což se děje také v případě Merkuru, ale u pulsarů je tento jev mnohem výraznější. Dalším efektem je zkracování oběžné doby, která činí asi 7,7 hodin a každý rok se zkrátí o 0,0000765 sekund vlivem gravitačních vln. Výzkum pulsaru PSR 1913+16 byl tak prvním nepřímým pozorováním gravitačních vln.

 

O detekci gravitačních vln dnes usiluje řada projektů. Mezi ty největší patří americký LIGO a evropský VIRGO, nedaleko italské Pisy. V obou případech se pracuje s laserovým svazkem. Ten je rozdělen do dvou kolmých směrů (ramen), na jejichž koncích jsou zrcátka, zavěšená na testovacích tělesech. Právě pohyb těchto těles se studuje. Čím větší je vzdálenost ramen, tím větší je přesnost. Dnes se pracuje s rameny o délce 3 až 4 km. Žádný z přístrojů zatím gravitační vlny neodhalil a kosmické družice, fungující na podobném principu, jsou odkládány a rušeny.

 

Inflace

Reliktní záření a gravitační vlny jsme si už alespoň částečně vysvětlili. Teď máme na talíři třetí chod: inflaci. Nebude řeč o měnové politice národní banky, zůstaneme u vzniku vesmíru.

 

Současné teorie předpokládají, že krátce po velkém třesku došlo k něčemu, co dnes způsobuje vědcům bolesti hlavy, ale zároveň to nutně potřebují. Inflace je berlička, která vysvětluje vznik a vývoj vesmíru, bez ní bychom byli se všemi teoriemi…asi víte, kde.

 

Když mluvíme o okamžiku krátce po velkém třesku, máme na mysli okamžik tak malý, že je sám o sobě nepředstavitelný. Napište nulu, desetinkou čárku a pak asi 30 nul, jedničku a za tím slovo sekunda. Zhruba v této době po vzniku vesmíru se nacházíme.

 

Astrofyzikové říkají, že reliktní záření je izotropní. To znamená, že až se koukáte kamkoliv, je vždy stejné. Z toho vyplývá, že se všechny části vesmíru po jeho vzniku musely vyvíjet stejně, musely „o sobě vědět“. Pokud to přijmeme jako fakt, máme problém. Informace se šíří rychlosti světla a ta byla po vzniku vesmíru příliš pomalá.

 

Proto přichází záchrana v podobě inflace. Vesmír se po velmi, velmi, velmi krátkou dobu rozpínal neuvěřitelně rychle. Je to jako kdybyste stáli u stěny pokoje a ta se posouvala (místnost se zvětšovala) stejně rychle jako se pohybujete vy směrem k ní. Najednou se ale stěna odsunula desítky tisíc kilometrů daleko, ale vy byste se nemohli pohybovat rychleji, jste totiž rychlost světla.

 

Objev desetiletí? Inflace + gravitační vlny + reliktní záření = Nobelova cena za fyziku

Inflační model má své konkurenty, takže se jeho zastánci snaží najít jakýkoliv důkaz, který inflaci a z toho pramenící standardní model vzniku vesmíru podpořil. Tím důkazem mají být gravitační vlny, které v době inflace vznikly a zanechaly stopy v reliktním záření.

 

Tým lidí okolo dalekohledu BICEP2, který se nachází v Antarktidě, nyní oznámil, že se mu podařilo objevit polarizaci reliktního záření. Příčinou polarizace mají být právě gravitační vlny.

 

Mapa polarizace reliktního záření má potvrzovat existenci gravitačních vln i teorie inflace

Mapa polarizace reliktního záření má potvrzovat existenci gravitačních vln i teorie inflace.

 

Polarizované záření je takové, které je „uspořádané“. Například viditelné záření polarizované není, jeho vlny jsou orientovány náhodně. Vlny polarizovaného záření naproti tomu kmitají uspořádaně, kolmo na směr šíření. Setkat se s nimi můžete všude okolo, stačí, aby se světlo odrazilo od zrcadla.

 

Reliktní záření se neodráželo a nepolarizovalo o žádné obří zrcadlo ale o atomy a elektrony. Cílem vědců je tak výzkum polarizace reliktního záření a to speciálně v tzv. točivém vzoru alias B-módu.

 

Tento mód přímo souvisí s existencí gravitačních vln, které svým působením specifické stočení způsobily.

 

Dalekohled BICEP2 v Antarktidě

Dalekohled BICEP2 v Antarktidě.

 

Je poměrně překvapením, že tuto polarizaci potvrdil ani ne 30 cm velký dalekohled BICEP2 a ne špičková kosmická družice Planck, která pracovala ve vesmíru od roku 2009. Nemusí to však značit žádný rozpor nebo zpochybnění nového objevu. Lidé z týmu Plancka data stále analyzují a jejich američtí kolegové je zkrátka předběhli. Výsledky Plancka mohou současné výsledky potvrdit a všeobecně se očekává, že se tak brzy stane.

 

Mezi tím se mohou vést diskuse o tom, kdo by se měl vydat do obchodu s nábytkem a koupit si nějakou pěknou polici a skobu na Nobelovou cenu. Je zvykem, že cenu získávají maximálně tři vědci. Mezi nimi by asi neměl chybět Alan Guth, duchovní otec inflační teorie z počátku 80. let… ačkoliv, těch otců inflace bylo více, takže uvidíme.

 

Zajímá Vás věda a technika? Zkuste naše moderované rozcestí na to nejlepší z internetu... | Moderované rozcestí - techWEEK >>>

 

Zdroje:
http://www.cfa.harvard.edu/news/2014-05
http://blog.vixra.org/2014/03/15/primordial-gravitational-waves/

 

Soutěž - vyhrajte plnou nádrž

SOUTĚŽ O PLNOU!

Plná nádrž každý měsíc pro fanoušky internetWEEKu...

U každého článku vydaného nebo editovaného v roce 2017 v magazínu internetWEEK.cz se objeví formulář pro zadání registrovaného emailu. A bude tam do doby, než jej první soutěžící vyplní. Formulář se objeví také v našich moderovaných rozcestích při každé změně. Každý měsíc natankujeme plnou tomu, kdo sebere nejvíc článků. Nic to nestojí, můžete jen získat. Žádné losování, opravdová soutěž!

Podrobnosti a registrace ZDE >>>

Další příspěvky autora: exoplanety.cz


Články ve stejných kategoriích:

Vesmír   Věda   Velký třesk  


Kategorie Vesmír

Přelomový start obří rakety Falcon Heavy snad proběhne v listopaduPřelomový start obří rakety Falcon Heavy snad proběhne v listopadu
SpaceX prostřednictvím Elona Muska avizuje tento přelomový start na listopad. Na Zemi mají přistát všechny tři první stupně najednou!


Prohlédněte si ISS ve Street ViewProhlédněte si ISS ve Street View
O Mezinárodní vesmírné stanici se toho u nás dozvíte hodně. Nyní Vás můžeme pozvat dovnitř na virtuální prohlídku!


20 nejzásadnějších a nejpovedenějších fotek SpaceX20 nejzásadnějších a nejpovedenějších fotek SpaceX
Ve SpaceX udělali výběr top 124 fotek. My z nich vybrali nej 20. A přidali zajímavá videa.


Sonda Cassini: První snímky historického průletu pod prstenci SaturnuSonda Cassini: První snímky historického průletu pod prstenci Saturnu
Ještě žádná sonda se nedostala takhle blízko k Saturnu. Zatím jsme se mohli spoléhat jen na naše odhady založené na dosavadních zkušenostech s jinými oblastmi prstenců. Z toho jsme pak odvozovali, jak by mohla mezera mezi planetou a prstenci vypadat.


Vědci se zavrtali do kráteru Chicxulub, který stál u konce dinosaurůVědci se zavrtali do kráteru Chicxulub, který stál u konce dinosaurů
Vědci provedli vrty v kráteru Chicxulub a dostali se k horninám, které by se měly nacházet v mnohem větší hloubce.


Albert Einstein měl pravdu: Jak se chytají gravitační vlnyAlbert Einstein měl pravdu: Jak se chytají gravitační vlny
Po srážce dvou černých děr byly potvrzeny gravitační vlny, které předpověděl Albert Einstein. Podívejte se na zajímavé video, jak se gravitační vlny chytají...


Záhadné záblesky z vesmíru: Mimozemšťané, mikrovlnná trouba nebo gigantické katastrofy?Záhadné záblesky z vesmíru: Mimozemšťané, mikrovlnná trouba nebo gigantické katastrofy?
Rychlé rádiové záblesky (FRB, Fast Radio Bursts) jsou jednou z velkých záhad současné astronomie. Odkud k nám přicházejí a jaký je jejich původ?


 Dechberoucí videa: Země z oběžné dráhy Měsíce Dechberoucí videa: Země z oběžné dráhy Měsíce
Podívejte se na záběry Země z oběžné dráhy Měsíce okem japonské kosmické sondy.


6 vědců se vrátilo z Marsu na Zemi. Simulovaně a s velkou pompou. Nesmysl!6 vědců se vrátilo z Marsu na Zemi. Simulovaně a s velkou pompou. Nesmysl!
Komentář: Rok strávili v uzavřené kupoli na Havaji. Ven mohli jen ve skafandru na průzkum okolí velmi podobnému Marsu. A prohlásili, že život v izolaci si dovedou představit i na Marsu. Tak, jako mnozí před nimi. Rok života mohli strávit lépe…


NASA: úchvatná 4K videa z vesmíruNASA: úchvatná 4K videa z vesmíru
NASA nás zásobuje nádhernými videi v obrovském rozlišení a s vysokou frekvencí snímků. Je opravdu na co se dívat!


Sídlo firmy od internetWEEK.cz



COPYRIGHT © B.I.B. - Beach Internet Business spol. s r.o.

PRG | CS | EU | Kopírování zakázáno!

Nepoužíváme cookies. Ale služby třetích stran ano (Google, Seznam, Facebook, TopList).
Pokud s tím nesouhlasíte, zakažte ukládání cookies ve svém prohlížeči!

internet week pozadí