Objevíme gravitační vlny?

Příspěvek jste mohli slyšet v magazínu Nula-jednička. Další témata: Digitalizace kulturního dědictví, Futurologické okénko: Uvidí auta budoucnosti?, knižní sci-fi tipy měsíce května, četba - M. Janáč: Korunní svědek (1.).

Einsteinova teorie gravitace, zvaná též Obecná teorie relativity (OTR), je dnes propracovanou a základní oblastí fyziky. S vysokým stupněm přesnosti odráží svět a vesmír kolem nás. Gravitace je v ní popsána geometricky jako jistá deformace časoprostoru, jejíž příčinou je přítomnost či pohyb hmoty a energie v něm.

Existují ovšem i některá experimentální "bílá místa" v rámci celé mozaiky faktů. Jedním z předpovězených, ale zatím experimentálně přímo nepozorovaných projevů OTR jsou gravitační vlny (2). Stejně jako teorie elektromagnetismu předpovídá elektromagnetické vlnění čili světlo, teorie gravitace zahrnuje takové poruchy zakřivení časoprostoru, které se šíří rychlostí světla jako vlny.

Většina myslitelných gravitačních vln, i těch, které doprovázejí nejkatastrofičtější děje ve vesmíru, je tak slabá, že se je zatím nepovedlo žádným naším detektorem přímo zachytit. Máme o nich ale nepřímé důkazy - např. díky těsným binárním pulsarům, které ztrácejí energii tak, jak to odpovídá gravitačnímu vyzařování.

Skupina vědců z Chicagské univerzity se nyní v rámci projektu QUIET zaměřila na silné vlny, které měly vzniknout krátce po Velkém třesku, vzniku vesmíru, během bouřlivé tzv. inflační fáze, kdy se celý známý Vesmír začal náhle rozpínat na mnohem větší objem.

Tyto reliktní gravitační vlny by se mohly nepřímo odrazit v obrazu mikrovlnného reliktního záření pozadí, které už dlouho pozorujeme, konkrétně v jeho polarizaci. K tomu projekt QUIET využívá speciálně chlazených detektorů v suché chilské poušti Atacama. Další tým pro podobné účely využívá mikrovlnného teleskopu na Jižním pólu - South Pole Telescope (SPT).