Neděle 13. června 2021, svátek má Antonín
  • schránka
  • Přihlásit Můj účet
  • Neděle 13. června 2021 Antonín

Neobvyklá hvězda potvrzuje Einsteinovu obecnou teorii relativity

  20:00
Mezinárodní tým vědců objevil nejhmotnější neutronovou hvězdu, pomocí níž podrobil zkoušce obecnou teorii relativity. V nevídaně extrémních podmínkách a s přesností na miliontiny sekundy.

Ilustrace systému PSR J0348+0432 s naznačenou osou vyzařování pulsaru | foto: Science, Luis Calçada/ESO

Einsteinovu obecnou teorii relativity sice zná každý, ale její obsah už je pro většinu z nás větší oříšek. Přesto to nic nemění na tom, že teorie představuje jeden ze základů moderní fyziky a dokázala dobře vysvětlit, proč se v mnoha ohledech chová vesmír jinak než by předpovídala klasická fyzika označovaná obvykle za "newtonovskou".

Nesoulad je v našem okolí stěží pozorovatelný, přesto vidět je. Vývody slavné teorie potvrdila řada experimentů. Nejstarší přišly už v prvních desetiletích 20. století a fyzikové se pokouší výsledky zpřesňovat i dnes (ne vždy se jim to úplně daří).

Obecná teorie relativity

Vykládá gravitační pole jako geometrický fenomén. Předpokládá, že libovolný objekt s vlastní hmotností zakřivuje časoprostor, ve kterém se nachází, a toto zakřivení se projevuje jako gravitace.

Pro pochopení je lepší chápat gravitaci jako zakřivení časoprostoru než uvažovat, že by gravitace způsobovala, nebo byla způsobována zakřivením časoprostoru.

Teorie od svého formulování v roce 1915 dodnes přežila všechny experimenty, které se ji pokoušely vyvrátit..

Zdroj: Wikipedie

Ani tak ovšem nemůžeme říct, že by vše kolem obecné teorie relativity bylo dokonale známo a už nebylo co zlepšovat. Teorie má své nedostatky. Určitě v mikrosvětě, tedy ve světě jednotlivých částic (není kompatibilní s kvantovou teorií), a možná i v makrosvětě (což je vše, co vidíme pouhým okem). Možná dokonce existují hranice, za kterými přestává platit.

Zatím jsme je však neobjevili, ukazuje v novém čísle časopisu Science mezinárodní tým astronomů a fyziků, vedený Davidem Whelanem z univerzity ve Vancouveru (článek dostupný zde). Tým totiž v údajích dalekohledů objevil ideální extrémní laboratoř, na které se dalo ověřit, kolik obecná teorie relativity "snese". 

Laboratoř ve hvězdách

Neutronové hvězdy jsou vyhořelé zbytky vybuchlých supernov, které se pod vlastní tíhou zhroutily a přeměnily v nepředstavitelně kompaktní kouli. Vědci objevená neutronová hvězda s doprovodem bílého trpaslíka nese označení PSR J0348+0432. Má průměr nejspíše jen něco přes dvacet kilometrů, přitom je však dvakrát těžší než Slunce, což z ní dělá jednu z nejhmotnějších neutronových hvězd, jaké známe (obvyklá míra je kolem 1,4 Slunce). Gravitace na povrchu je zhruba 30miliardkrát větší než na povrchu Země.

Schéma pulsaru. Bílé křivky představuji křivky magnetického pole, zeleně je...

Schéma pulsaru. Bílé křivky představuji křivky magnetického pole, zeleně je vyznačena osa rotace. Modrá barva pak vyznačuje unikající záření, které vždy tryská z povrchu podél magnetických pólů.

Takto malé těleso bychom asi mohli pozorovat těžko, ale naštěstí má velmi silné magnetické pole a velmi rychle se otáčí (někdy i několiksetkrát za sekundu). Hvězda tak funguje jako velmi silný radiomaják, tzv. pulsar. Vlny vycházejí z jeho pólů, a jak se hvězda otáčí, Zemi velmi pravidelně zasahuje proud jejích rádiových vln. Když nám tedy přeje štěstí, protože většina pulzarů "míří" samozřejmě mimo Zemi. Objekt se tedy dá sledovat poměrně jednoduše a přesně lze měřit i dobu jeho rotace.

Co je ještě větší štěstí, pulsar PSR J0348+0432 doprovází takzvaný bílý trpaslík, tedy malá, ale stále jasná hvězda. Tu můžeme vidět optickými dalekohledy, protože obě tělesa leží dost blízko Zemi.

Dohromady tělesa vytváří zajímavou laboratoř. Obíhají se ve vzdálenosti okolo 800 tisíc kilometrů, což odpovídá zhruba dvojnásobku vzdálenosti mezi Zemí a Měsícem. A protože k sobě mají tak blízko, obíhají se rychle, jednou za 2,5 hodiny.

Měl Einstein pětku z fyziky? Ne, šestku!

Podle teorie relativity každý takový systém postupně ztrácí energii, protože vyzařuje gravitační vlny (ty jsme bohužel zatím nikdy nezachytili, i když se o to vědci už snaží). Časem by se tělesa měla k sobě blížit, a doba jejich oběhu tedy zkracovat. Autoři nového článku chtěli odpovědět na to, zda tomu tak bude i za těchto extrémních podmínek. 

Po dvou letech sledování naměřili, že doba oběhu obou hvězd se zkracuje o osm miliontin sekundy za rok (s odchylkou 1,5 miliontiny sekundy). Není to mnoho, ale měření jsou dnes natolik přesná, že o chybu nejde. Podle autorů práce je to poprvé, co se podařilo obecnou teorii relativity prověřit v tak extrémních podmínkách.

A i když tedy práce jen potvrzuje, co fyzikové předpokládali, má svůj smysl. Předpoklady, byť opodstatněné, nejsou důkazy.

Autoři: ,
  • Nejčtenější

Některé funkce z Windows a Office zmizely. Připomeňte si ty nejhorší

Microsoft se v průběhu let v systému Windows zbavil celé řady funkcí. Některé byly zbytečné, jiné až otravné. Pojďme si...

Jak Izrael zničil irácký jaderný reaktor. Došlo i na spolupráci s Íránem

Izrael byl a je Arabům trnem v oku. K jeho zničení neváhali desítky let usilovat o získání jaderných zbraní. Na čele...

Snahy nepřátel pořídit si jaderné zbraně se rozhodl Izrael eliminovat

V létě 1981 přeoraly izraelské bomby irácký jaderný reaktor v Al Tuvajtě. Tím Saddámu Husajnovi na dlouhou dobu...

Nový objev ukazuje, že u moravského Štramberka plavali v moři krokodýli

Ve vápencových sedimentech v okolí Štramberka byly objeveny fosilní zuby nových druhohorních plazů. Přesné určení...

{NADPIS reklamního článku dlouhý přes dva řádky}

{POPISEK reklamního článku, také dlouhý přes dva a možná dokonce až tři řádky, končící na tři tečky...}

První vzdušné tankování z dronu. Američané jsou zase o krok napřed

Letové testy tankovacího bezosádkového letounu Boeing MQ-25 Stingray mají za sebou významný milník. Vůbec poprvé v...

O antikoncepci už není takový zájem. Párový sex upadá, míní gynekolog

Premium „Všichni strašili, že bude upadat mravnost a ženy budou mít z dlouhodobého užívání pilulek zhoubná onemocnění jater....

Upřímnost fotbalové antihvězdy. Souček o tetování, rasismu i vyjídání ledničky

Premium Říká o sobě, že je obyčejný kluk z Brodu. Přitom si ho už stihla zamilovat fotbalová Anglie a Česko na něj spoléhá: na...

Poslední snímky: Abrhám testoval vozíček, Šafránková se ho snažila rozesmát

Premium Jak dnes žijí Josef Abrhám (81) a Libuše Šafránková (67)? O pohádkovém podzimu života bohužel nemůže být řeč, časopis...

  • Další z rubriky

Albert Einstein předpověděl zvířecí šestý smysl, u člověka mu unikl

Vizionář Albert Einstein v korespondenci předpověděl „super schopnost“ u stěhovavých ptáků. Jeho ztracený dopis se ale...

Organismus přežil v ledu 24 tisíc let, odhady počítaly jen s deseti

Mikroskopický mnohobuněčný organismus přežil zmrzlý v sibiřské řece 24 tisíc let. Uvádí to nová studie zveřejněná v...

Odpověď na otázku, kolik mozků měli dinosauři, je jasná

Příběh domnělého druhého mozku u dinosaurů má dlouhou historii, která se táhne až do dob Divokého západu a proslulých...

STO OBJEVŮ: Zkáza, nebo brána? Černá díra zůstává neprozkoumaným divem

Seriál Žravé monstrum, které jednou nevyhnutelně zničí Zemi, nebo časoprostorová brána do jiných světů? V každém případě jde o...

Akční letáky
Akční letáky

Prohlédněte si akční letáky všech obchodů hezky na jednom místě!

Manželka majitele Alzy promluvila o fungování firmy, se Zavoralem se rozvádí

Majitel tuzemského internetového gigantu Alza.cz Aleš Zavoral patří se svým jměním mezi nejbohatší Čechy. Na rozdíl od...

Sledujeme začátek rituální sebevraždy lidstva, říká Čech s nejvyšším IQ

Premium Oficiálně se považuje za nejchytřejšího Čecha. Jako robot ale nepůsobí. Při osobním setkání je Karel Kostka, vzděláním...

Datově neomezený tarif nebyl nikdy tak levný. Co na to konkurence?

Datově neomezené tarify mají v nabídce všichni tuzemští mobilní operátoři, avšak ve srovnání s běžnými tarify s...

Mladí by chtěli do penze v 60 letech. Mají jasno, jaký důchod jim postačí

Generace narozená po roce 1971 bude podle současných pravidel odcházet do penze v 65 letech. A to jak ženy, tak i muži....

Dušek: Očkovat se nenechám. Indiáni raději zemřeli, než se nechat zotročit

Jaroslav Dušek promluvil o svém rozhodnutí nenechat se očkovat vakcínou proti covidu-19. Herec, který nedávno oslavil...