Pondělí 24. ledna 2022, svátek má Milena
  • schránka
  • Přihlásit Můj účet
  • Pondělí 24. ledna 2022 Milena

Hubbleův teleskop potvrdil teorii relativity. Znovu a u jiné hvězdy

Skupina vědců na stárnoucím Hubbleově teleskopu dokázala poprvé pozorovat u jiné hvězdy než našeho Slunce ohyb světla v důsledku působení gravitace. Je to další potvrzení teorie relativity, která byla poprvé potvrzena podobným způsobem u naší hvězdy téměř před sto lety.

Pohled na bílého trpaslíka Stein 2051 B a pět tisíc světelných hvězd vzdálenou anonymní hvězdu (vlevo dole u kotouče trpaslíka), jejíž světlo gravitace Stein 2051 B při pohledu ze Země nepatrně ohnula. Skutečně nepatrně, pouze o dvě úhlové milisekundy. | foto: STScI/NASA (volné dílo)

Astronom Kajlaš Sahu z Baltimoru si před pár lety všiml jedné zajímavé vědecké příležitosti. Při pohledu na výsledky katalogizování hvězd mu neušlo, že bílý trpaslík Stein 2051 B se v roce 2014 dostane do velmi zajímavé pozice.

Tato vyhořelá hvězda, která už spálila všechno palivo, jež dokáže při své velikosti využít(Slunce se stane nakonec bílým trpaslíkem), leží poměrně blízk Země - „jen“ 17 světelných let - a patří tedy k rychlejším objektům na naší obloze. Sahu si všiml, že v roce 2014 má přecházet přes jinou velmi vzdálenou hvězdou, která je od nás zhruba pět tisíc světelných let. Což by podle Einsteinovy teorie relativity mělo znamenat, že se světlo této vzdálené hvězdy v gravitačním poli bílého trpaslíka ohne - a vzdálená hvězda z pohledu pozemského pozorovatele změní svou pozici.

Jde o jev tzv. gravitační čočky, který je astronomům už dobře známý. V roce 1919 britští astronomové tento jev pozorovali při zatmění Slunce, a podali tak jeden z prvních důkazů o platnosti obecné teorie relativity. V podstatě měřili, jak hvězdy na daném místě oblohy na pohled změní svou polohu, když se v jejich těsné blízkosti bude nacházet Slunce - a zjistili, že proti normálu se velmi mírně posunuly (zhruba o cca 1,8" úhlové vteřiny, plus mínus několik setin vteřiny).

Efekt gravitační čočky na schématickém obrázku. Červené linky a kruh zobrazují, jaký bychom měli ze Země výhled, kdyby se světlo vlivem gravitace neohýbalo. Ve skutečnosti se ovšem přes objekt uprostřed světlo ohne a poskytne nám pohled, který bychom jinak mít neměli.

Naměřená hodnota velmi dobře odpovídala Einsteinovým předpovědím a byla výrazně (dvakrát) větší než předpověď učiněná na základě Newtonovy gravitační teorie. Byl to jeden z prvních skutečně dobře doložitelných případů, kdy se neintuitivní nová teorie ukázala být lepší a přesnější. (Ještě lepší byla změna směru velké poloosy Merkura (tzv. stáčení perhelia), kterou Newtonova teorie dokázala vysvětlit jenom částečně.) Od té doby „gravitační čočku“ zaznamenali - a někdy přímo využili k pozorování vzdálenějších objektů - astronomové mnohokrát, obvykle ovšem u mnohem hmotnějších objektů, například galaxií.

I když tedy Sahu a spol. nepřišli s úplně revolučním nápadem, podařilo se jim vysoutěžit si na Hubbleově teleskopu dostatek času (o možnost pozorovat pomocí „Hubbla“ může požádat prakticky každý, když přijde s návrhem). Mezi lety 2013 a 2015 tak tým mohl uskutečnit osm pozorování, která ukazují, že hvězda v pozadí zdánlivě mění svou pozici, když bílý trpaslík Stein 2051 B přechází v její blízkosti. (Tady si dovolíme malou promluvu bokem: Stein 2051 B je vlastně součástí binárního systému s jasnější hvězdou Stein 2051 A, ale ta v celém tomto případě není vůbec důležitá - její gravitace na světlo procházející v blízkosti „béčka“ žádný vliv nemá, na to je to vzdálenost příliš veliká.)

Posuny jsou samozřejmě velmi malé, jen dvě úhlové milivteřiny. NASA přispěchala s analogií, podle které jde vlastně o stejně malou změnu, jako byste na dva tisíce kilometrů pozorovali mravence přelézt z jedné strany mince na druhou. Stein 2051 B totiž není nijak hmotný objekt - po dosazení výsledků měření do rovnice se ukazuje, že má hmotnost cca dvou třetin Slunce.

Přestože hezké pozorování vyšlo ve slovutném časopise Science (dostupný odsud), rozhodně neznamená žádný astronomický převrat. Snad poslouží alespoň jako připomenutí blížícího se stoletého výročí pozorování během zatmění z roku 1919, které bylo na svou dobu opravdu velkým technickým a vědeckým úspěchem.

Zatím nejvzdálenější případ gravitační čočky zachycující obraz galaxie z doby...
Gravitační čočky zpopularizoval už ve 30. letech v časopise Scientific American...
Snímek vzdálené modré galaxie zesílené (na snímku žlutou) galaxií LRG 3-757 v...

Tři ukázky efektu gravitačních čoček v praxi. Popisky k jednotlivým obrázkům si můžete přečíst po rozkliknutí.

Samozřejmě také platí, že stávájící teorie je nutné stále kontrolovat - podle převládajícího pohledu na vědu je totiž nikdy nelze považovat za prokázané, ale vždy vlastně jen „nevyvrácené“. A tak se třeba v posledních téměř dvaceti letech provádělo měření pohybu hvězd kolem supermasivní černé díry v jádru naší Mléčné dráhy (práce zde) v naději, že by možná mohlo odhalit nějakou „chybu“ v předpovědích vytvořených pro jejich pohyb podle Einsteinovy obecné teorie relativity. Výsledek, který byl zveřejněný letos na začátku června, byl negativní pro „novou fyziku“ a pozitivní pro Einsteinovu sto let starou hypotézu. Ale jednou se snad konečně nějaká „chyba“ najde - a to bude pokrok.

Hubbleův teleskop zkoumá hlubiny vesmíru už 27 let:

13. června 2017

Informace: V článku jsme původně chybně uváděli, že pozorování zatmění v roce 1919 ověřilo speciální teorii relativity. Speciální teorie relativity se však gravitací nezabývá - popisuje zvláštní případ, kdy lze vliv gravitace zanedbat. Proto ani nemůže předpovídat vliv gravitace Slunce na světlo. Výsledky britské expedice z roku 1919 byly ve skutečnosti ve shodě s obecnou teorií relativity.

Autor:

CES 2022 - největší veletrh spotřební elektroniky

Veletrh CES je největší událost v oblasti spotřební elektroniky a IT každoročně pořádaný v lednu v Las Vegas.

Další témata: Koronavirus  Omikron  Sonda Parker Solar Probe Dalekohled Jamese Webba 

  • Nejčtenější

Prázdná letadla nad Evropou. Proč létají, i když na tom všichni tratí?

Tisíce poloprázdných nebo úplně prázdných letadel přeletěly v uplynulých měsících nad Evropou a svým způsobem zcela...

Geopolitické šachy: Německo potřebuje F-35 k nesení jaderných zbraní

V Německu se opět rozhořela debata o možném nákupu amerických víceúčelových nadzvukových taktických letadel páté...

Počítač vypnout, uspat nebo hibernovat? Poradíme, co, kdy a proč zvolit

Premium Tuto situaci zná asi každý. Pokud chci přestat používat počítač s operačním systémem Windows, je možné ho vypnout,...

Třicet tisíc mil pod mořem. Japonské styky s nacisty byly plné nebezpečí

O zvláštním spojenectví Německa s Japonskem v druhé světové válce se obecně soudí, že mělo jen politický charakter a...

{NADPIS reklamního článku dlouhý přes dva řádky}

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

Nová baterie z Česka využívá vodu, zinek a grafit. Bude levná a nemá vybuchovat

Vědci z české Akademie věd si nechali patentovat nový druh vodné baterie, která nemůže z principu začít hořet, a tím...

ANALÝZA: Tři důvody, proč Rusko vpadne na Ukrajinu. A tři další, proč ne

Premium Copak se asi odehrává v hlavě Vladimira Putina? To je otázka, kterou dnes řeší celý svět. Ruský prezident rozehrál...

Velký test samotestů na covid: lépe fungují výtěrové, některé neodhalí nic

Premium Ještě před dvěma lety znamenaly dvě čárky na testu, že se budou chystat křtiny, delta byly americké aerolinky, gama...

Nevěra dříve či později vztah zničí. A není cesty zpět, říká filmařka Sedláčková

Premium Vede doslova dvojí život ve dvou zemích. Ve Francii pracuje Andrea Sedláčková především jako střihačka filmů, u nás...

  • Další z rubriky

STO OBJEVŮ: Pasterizace nám zaručila mléčné dobroty bez rizika

Díky pasterizaci si pochutnáte a nemusíte se bát zdravotních následků. Na syna chudého koželuha velice slušný objev,...

STO OBJEVŮ: Einsteinova teorie relativity se cizelovala u břehů Vltavy

Seriál Speciální teorie relativity vyjádřená dnes nejslavnější rovnicí mu nestačila. Geniální fyzik Albert Einstein představil...

Organické molekuly v 68 milionů let staré fosilii mohou způsobit revoluci

V roce 2000 objevil preparátor Bob Harmon, pracující pro instituci Museum of the Rockies, dobře zachovanou kostru...

Sedmička fascinujících dinosaurů, popsaných v minulém roce

Rok 2021 byl mírně chudší na nové objevy než některé předcházející roky. Přesto se 41 novými druhy (a 39 novými rody)...

Praktiky ve vile Playboy: orgie, orální sex se psem i ošklivé prostitutky

V novém dokumentu Secrets of Playboy (Tajemství Playboye) promluvily bývalé playmates o praktikách ve vile zakladatele...

Survivor: Nahota i pomlouvání Pazderkové za jejími zády, že je labilní

Po odstoupení zpěváka Vojtěcha Drahokoupila kvůli psychickým potížím ze show Survivor se diváci dočkali i prvních...

Sineád O’Connorová šla na pohřeb syna v teplákovce, do rakve dala cigarety

Sedmnáctiletý syn Sineád O’Connorové (55) spáchal začátkem ledna sebevraždu. Zpěvačka skončila následně v péči...

Mysleli, že mám miliony. A já žila na ubytovně, vzpomíná Nicol Lenertová

Premium Na biologického otce si Nicol Lenertová už nevzpomíná, jen říká, že byl pro ni i její mámu nebezpečný. Během dětství...

Sedmikrásky k obědu, nákup z popelnice. Výměna se nesla v režii eko páru

Podobný věk, naprosto odlišný životní styl. Tak nějak by se dala shrnout nejnovější Výměna manželek, ve které se sešly...