V lovu gravitačních vln bude pokračovat Einsteinův teleskop

aktualizováno 
Mezinárodní vědecký tým poprvé seznámil veřejnost s celkovou koncepcí gravitačního detektoru nové generace. Nová observatoř by měla zahájit činnost v roce 2025.

Umělcův pohled na observatoř Einsteinova teleskopu | foto: Obr. Credit: ASPERA

Ačkoli je v současnosti v provozu hned několik detektorů gravitačních vln(něměcký GEO600, italský VIRGO a americký LIGO), žádný z nich zatím nebyl v hledání úspěšný. Lepší vyhlídky nabízel detektor LISA, společný projekt kosmických agentur ESA a NASA. Měl být umístěn na oběžné dráze kolem Slunce, k jeho realizaci ovšem kvůli rozpočtovým omezením na americké straně už zřejmě nikdy nedojde. Vědecká obec nyní vkládá své naděje do Einsteinova teleskopu.

Gravitační vlny

Podobně jako elektromagnetické vlny, které vznikají při zrychleném pohybu nosičů elektrického náboje, by se gravitační vlny měly objevit při akceleraci extrémně velkých hmot. Ve vesmíru by měly být přítomny od jeho počátku.

Gravitační vlny

Gravitační vlny jsou vibrace tkaniva časoprostoru, jejichž existenci předpovídá Einsteinova teorie relativity. Mělo by k nim docházet při bouřlivých vesmírných událostech, jako jsou srážky černých děr a neutronových hvězd či při explozích supernov.

Avšak na rozdíl od ostatních známých forem záření by se gravitační vlny měly na své cestě vesmírem pohybovat prakticky beze změn, nedotčeny jakoukoli interferencí.

Nebo jinak: astronomové zkoumají vesmír především prostřednictvím elektromagnetického záření, ovšem signály všech vlnových délek jeho spektra (rádiové, světelné, ultrafialové atd.) bývají vždy nějak "poškozeny" interferencí. To se gravitačních vln zřejmě netýká.

Schopnost přímé detekce gravitačních vln by vědcům nabídla zcela nový pohled na vesmír a v něm se odehrávající procesy. Pomocí nich bychom mohli zkoumat události či celé oblasti vesmíru, které zatím zůstávají před našimi zraky ukryty kvůli "klasickým" metodám pozorování.

Navíc bychom díky nim mohli nahlédnout až k samotnému počátku vesmíru, k Velkému třesku, což je velmi lákavé.

Einsteinův teleskop

Kromě jména má Einsteinův teleskop s ostatními dalekohledy jen velmi málo společného. Nebude mít žádná zrcadla ani čočky. Tvoří jej jen tři interferometry uspořádané do tvaru rovnostranného trojúhelníku, jehož strany budou deset kilometrů dlouhé.

Přestože půjde o technologicky i konstrukčně velmi složité zařízení, základní princip jeho činnosti je překvapivě jednoduchý. (Více informací o tom, jak fungují gravitační detektory čtěte v článku Temná astronomie otevře pohled do skrytého vesmíru).

Z každého vrcholu trojúhelníku budou vystřelovány laserové paprsky, které se rozdělí na dva a poputují do zbylých dvou rohů. Poté, co proletí desetikilometrovou vzdálenost vakuovým tunelem, narazí na zrcadlo, od kterého se odrazí zpět do místa svého vzniku. Tam dojde k vzájemné interferenci obou paprsků.

Pokud by detektorem v tu dobu prošly gravitační vlny, došlo by k prostorové deformaci. Pak by se původně stejně dlouhá ramena trojúhelníku nepatrně lišila v délce. Rozdíl by měl být skutečně nepatrný, ale díky interferenci laserových paprsků přesto měřitelný.

Přesnost v první řadě

Současné detektory dosud žádné gravitační vlny nezaznamenaly. Vědci jsou přesvědčeni, že na vině je jejich nedostatečná citlivost. I když na detektorech LIGO i VIRGO v současnosti probíhají úpravy za účelem zvýšení přesnosti, přesto by citlivost Einsteinova teleskopu měla být asi stonásobně vyšší.

Jeho zrcadla budou zhruba půl metru velká, takže půjde použít laserové paprsky o větším průměru. Aby došlo ke snížení tepelného šumu, provozní teplota detektoru se bude pohybovat okolo 20 Kelvinů. Všechny tři detektory umístí asi 100 až 200 metrů pod zem, čímž by se měl potlačit vliv reziduálních seismických pohybů.

Nejen díky těmto opatřením bude Einsteinův teleskop schopen detekovat gravitační vlny v celém jejich (pro astronomy zajímavém) rozsahu: od 1 Hz do 10 kHz. Jeden z interferometrů bude vyhrazen pro detekci signálu o nízkých frekvencích (2 – 40 Hz), zatímco ostatní dva detektory proměří vysokofrekvenční pásmo gravitačních vln.

Revoluce na obzoru?

Uvažovaný rozpočet celé observatoře se pohybuje okolo 790 milionů eur. Provoz teleskopu by měl zahájen v roce 2025. Prozatím není známo, kde bude postaven.

Očekávaný přínos Einsteinova teleskopu shrnuje ve svém prohlášení Michele Punturo, koordinátor prací na návrhové studii, když tvrdí: "Observatoř dosahující takové úrovně citlivosti přemění detekci gravitačních vln v rutinní astronomický nástroj. Einsteinův teleskop povede k vědecké revoluci".

Zdroj: www.aspera-eu.org, www.space.com, physicsworld.com

Autor:

50. výročí přistání na Měsící

Americký kosmický let Apollo 11 splnil svoji misi 20. července 1969. Na povrch Měsíce jako první člověk vstoupil velitel posádky Neil Armstrong. Doprovázel jej Edwin "Buzz" Aldrin, zatímco Michael Collins zůstal na palubě vesmírné lodi.

Téma Apollo 11 v článcích Technet.cz:
O čem si povídali kosmonauti Apolla 11. Poslechněte si tisíce hodin „ticha“
Co kdyby Apollo 11 zůstalo na Měsíci? Pohřbili by je přes rádio zaživa
Vlajky na Měsíci stále stojí. Podívejte se na důkaz ze sondy LRO

Nejčtenější

Chyběl necelý metr. Parašutisté nekopali v kryptě obležené nacisty marně

Radarový průzkum krypty v únoru 2019

Po 77 letech od atentátu na Heydricha se podařilo prokázat existenci průchozí stoky před kostelem sv. Cyrila a Metoděje...

Zelené peklo Normandie. Problém odhalených spodků vyřešil seržant Culin

Digitálně kolorovaná dobová fotografie lehkého tanku M5 Stuart s improvizovanou...

Během detailního plánovaní vylodění v Normandii a prvních fází následného postupu do nitra Francie se zapomnělo na...

Některé nejlevnější notebooky nedoporučí ani výrobce. Vyzkoušeli jsme je

Test nejlevnějších notebooků

Na rčení „nejsem tak bohatý, abych kupoval levné věci“ zákazníci často zapomínají. Otestovali jsme proto šest levných...

Odstartovala nejsilnější raketa světa. Nese desítky satelitů a plachetnici

SpaceX poslala do vesmíru Falcon Heavy 25.6.2019 v 8:30 našeho času. Na palubě...

V úterý 25. června ráno v 8:30 našeho času znovu odstartovala nejsilnější raketa současnosti, Falcon Heavy. Vynesla...

Smrt nad Kanálem. Zahynuli při letecké nehodě, StB je obvinila z emigrace

V 70. letech 20. století se na obloze potkávaly rozmanité typy letadel, jak...

Kanál La Manche je tichým svědkem desítek nouzových přistání i zřícení letadel. Zahynuli zde českoslovenští hokejisté i...

Další z rubriky

Evropa připravuje vesmírného jezdce. Raketoplán má letět v roce 2022

Space RIDER je nákladní raketoplán Evropské vesmírné agentury(ESA)

Jmenuje se Space RIDER a má to být znovupoužitelná vesmírná loď společnosti ESA. Projekt, který je na stole již nějakou...

Do Sojuzu krátce po startu udeřil blesk, let to nenarušilo

Do ruského Sojuz udeřil při startu blesk (28. května 2019)

Deset sekund po startu udeřil do ruské kosmické lodi Sojuz blesk. Incident se stal v pondělí, k žádným škodám ale...

NASA vám vystaví letenku na Mars. Poletí ale jen vaše jméno

Ilustrace související s plánovanou misí vyslání robotické laboratoře na Mars

V roce 2020 se k Marsu vydá vozítko, které vedle zkoumání rudé planety poveze i náklad jmen. Jedno z nich může být i...

Najdete na iDNES.cz