Vědci znovu potvrdili teorii obecné relativity Alberta Einsteina tím, že detekovali nejsilnější dosud zaznamenanou gravitační vlnu s názvem GW250114. Tato událost způsobená srážkou dvou černých děr o hmotnosti 30 slunečních děr vzdálených 1,3 miliardy světelných let je dosud nejsilnějším důkazem, který podporuje Einsteinovu stoletou teorii.
Přísné testování s nebývalou jasností
Gravitační vlna byla detekována americkou Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) 14. ledna 2025. To, co dělá tento signál výjimečným, je jeho výjimečná jasnost: asi třikrát větší než historická detekce z roku 2015, která jako první potvrdila existenci gravitačních vln. Tato zvýšená přesnost umožnila důkladnější testování Einsteinových předpovědí než kdykoli předtím.
Klíčovou roli sehrálo zlepšení citlivosti detektorů dosažené během desetiletí modernizací zaměřených na snížení hluku ze zdrojů, jako je seismická aktivita. Přístroje jsou schopny měřit zkreslení v časoprostoru 700 bilionkrát menší, než je šířka lidského vlasu.
„Rozpad“ černých děr poskytuje další potvrzení
Po sloučení vzniklá černá díra na krátkou dobu „zazvonila“ a vibrovala jako udeřený zvon. Tato fáze vysílá charakteristické vzory gravitačních vln („tóny“), které kódují hmotnost a rotaci černé díry. V GW250114 vědci našli dva základní tóny předpovězené obecnou teorií relativity, přičemž obě měření se dokonale shodují, což posílilo přesnost teorie.
Vědci také poprvé identifikovali jemný „podtext“ předpovídaný Einsteinovými rovnicemi, který se objevil na počátku rozpadu. Toto potvrzení dále posiluje důkazy ve prospěch obecné teorie relativity. Jakákoli nesrovnalost by vyžadovala revizi našeho základního chápání gravitace.
Hawkingův plošný zákon je také potvrzen
Předchozí analýzy GW250114 potvrdily další důležitou předpověď: Hawkingův zákon oblasti, který říká, že plocha povrchu černé díry se nikdy nemůže zmenšit. Celková plocha původních černých děr byla asi 93 000 čtverečních mil (přibližně velikost Oregonu). Výsledná plocha povrchu černé díry se zvětšila na 155 000 čtverečních mil (blíže k velikosti Kalifornie), což je v souladu s Hawkingovou teorií.
Budoucnost výzkumu gravitace
Navzdory pokračujícímu úspěchu obecné teorie relativity fyzici uznávají, že je pravděpodobně neúplná. Teorie nedokáže vysvětlit temnou hmotu, temnou energii ani je sladit s kvantovou mechanikou. Doufáme, že budoucí detekce gravitačních vln odhalí mírné odchylky od Einsteinových předpovědí, což ukazuje na novou fyziku.
Detektory nové generace, jako je plánovaný Einsteinův dalekohled v Evropě a Cosmic Explorer v USA, budou desetkrát citlivější. Budou detekovat vlny s nižší frekvencí z masivnějších černých děr a zkoumat zcela nové třídy těchto kosmických objektů. Evropská vesmírná anténa laserového interferometru (LISA), jejíž start je naplánován na rok 2035, bude pozorovat gravitační vlny ze supermasivních černých děr a potenciálně odhalit desítky tónů v jediné události sloučení.
“Žijeme v době, kdy nemáme dostatek dat… Jakmile se LISA dostane na oběžnou dráhu, budeme zahlceni informacemi.”
Díky pokračujícímu financování budoucí výzkum gravitačních vln slibuje odhalit nové poznatky o povaze gravitace a vesmíru.
