11154
Detektor gravitačních vln potvrzuje teorie Einsteina a Hawkinga Robert Lea
[ Ezoterika ] 2025-10-26
"GW250114 je nejhlasitější událost gravitačních vln jsme dosud zjistili. Bylo to, jako když se šepot změní ve výkřik. "
Observatoř LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) slaví 10 let špičkové vědy o gravitačních vlnách tím, že potvrzuje předpovědi fyzikálních velikánů Alberta Einsteina, Stephena Hawkinga a Roye Kerra - a potenciálně odhaluje cestu k teorii kvantové gravitace. LIGO dosáhl tohoto nejnovějšího milníku detekcí gravitačních vln nebo drobných vlnek v časoprostoru. Existence gravitačních vln byla poprvé předpovězena Einsteinem v jeho teorii gravitace z roku 1915, obecné teorii relativity. Nově detekované zvlnění je výsledkem kolize dvou černých děr, z nichž každá má odhadovanou hmotnost asi 32krát větší než Slunce. Za pouhé čtyři dny, 14. září, oslaví LIGO přesně 10 let od chvíle, kdy uskutečnil první detekci gravitačních vln. Tento signál, označený jako GW150914, urazil asi 1,3 miliardy let, než dorazil na Zemi. Jeho detekce představovala zcela novou metodu astronomie - způsob, jak "slyšet" zvonění časoprostoru po některých z nejsilnějších událostí ve vesmíru, spíše než je "vidět" spoléháním se na elektromagnetické záření. Od té doby LIGO a jeho partneři pro detekci gravitačních vln, Virgo a Kamioka Gravitational Wave Detector (KAGRA), detekovali velké množství signálů gravitačních vln z jiných srážek černých děr, splynutí neutronových hvězd a dokonce i ze dvou vzácných "smíšených splynutí" neutronové hvězdy a černé díry.
"Jedná se o dosud nejjasnější pohled na povahu černých děr," řekl Maximiliano Isi, člen spolupráce LIGO-Virgo-KAGRA z Flatiron Institute´s Center for Computational Astrophysics. "Našli jsme jedny z nejsilnějších důkazů, že astrofyzikální černé díry jsou černé díry předpovězené na základě obecné teorie relativity Alberta Einsteina. " Teorie černých děr ověřené novým signálem gravitačních vln Tento nově detekovaný signál GW250114 patří mezi předchozí detekce jako jeden z nejjasnějších signálů gravitačních vln vůbec. "GW250114 je nejhlasitější gravitační vlna, kterou jsme dosud detekovali; bylo to, jako když se šepot stává výkřikem," uvedl v samostatném prohlášení Geraint Pratten, člen spolupráce LIGO-Virgo-KAGRA a výzkumný pracovník na univerzitě v Birminghamu. "To nám poskytlo bezprecedentní příležitost podrobit Einsteinovy teorie některým z nejpřísnějších možných testů - a potvrdili tak jednu z průkopnických předpovědí Stephena Hawkinga, že když černé díry splynou, celková plocha jejich horizontu událostí se může pouze zvětšit, nikdy se nezmenšit. " Hawkingova předpověď zahrnuje vnější hranici černé díry, která zachycuje světlo, nazývanou horizont událostí. To označuje bod, ve kterém se gravitační vliv černé díry stává tak velkým, že ani světlo se nepohybuje dostatečně rychle, aby uniklo z jejího sevření. Protože gravitace souvisí s hmotností, velikost horizontu událostí, známého také jako Schwarzschildův poloměr - podle Karla Schwarzschilda, prvního fyzika, který vyřešil rovnice obecné teorie relativity a neúmyslně předpověděl existenci černých děr - závisí také na hmotnosti černé díry.
Čím větší je hmotnost, tím širší je horizont událostí.
V roce 1971 Hawking spolu s fyzikem Jacobem Bekensteinem předpověděli, že když černé díry splynou, celková plocha horizontu událostí výsledné dceřiné černé díry bude větší než plocha horizontu událostí progenitorových černých děr dohromady. Dvojice uvedla, že horizont událostí bude mít plochu úměrnou jeho úrovni neuspořádanosti nebo "entropie". GW250114 odhalilo, že původní černé díry měly celkovou povrchovou plochu kolem 240 000 kilometrů čtverečních, což je přibližně velikost celé Velké Británie. Dceřiná černá díra vytvořená sloučením má však povrch 154 000 čtverečních mil (400 000 kilometrů čtverečních), což je přibližně velikost Švédska.
(Obrazový kredit: Dr. Derek Davis (Caltech, LIGO Laboratory). )
Další předpověď ověřená tímto výzkumem pochází od novozélandského matematika Roye Kerra, který vyvinul Kerrovu geometrii z obecné teorie relativity, která popisuje prázdný časoprostor kolem rotující černé díry nebo Kerrovy černé díry. Po splynutí černých děr tyto systémy vstoupí do fáze, kterou vědci nazývají fáze prstence. Dceřiná černá díra tak vibruje a vyzařuje gravitační vlny na velmi specifických frekvencích, které jsou podobné měnícímu se "hlasu" černé díry.
Kerr předpověděl, že "hlas" černé díry může být popsán pouze dvěma hodnotami: Hmotnost černé díry a její rotace. To skutečně odlišuje černé díry od jiných nebeských objektů, jako jsou hvězdy, které musí být popsány pomocí široké škály charakteristik. Co je na tom pozoruhodné, je skutečnost, že černá díra 1 miliardkrát hmotnější než Slunce může být zcela charakterizována pouhými dvěma čísly:
hmotnost a rotace.
"Vzhledem k jasnosti signálu produkovaného GW250114 jsme poprvé mohli vybrat dva ´tóny´ z hlasů černých děr a potvrdit, že se chovají v souladu s Kerrovou předpovědí, čímž jsme získali bezprecedentní solidní důkazy o Kerrově povaze černých děr nalezených v přírodě," řekl Gregorio Carullo, člen spolupráce LIGO-Virgo-KAGRA a výzkumník na univerzitě v Birminghamu. uvedl v prohlášení.
Co je na této nové detekci příznačné, je skutečnost, že je tak podobná signálu, který LIGO detekoval 14. září 2015 GW150914. "Detekce dvojhvězdy černé díry s parametry podobnými těm GW150914, ale třikrát hlasitějšími, a to pouhých deset let po průlomovém objevu, je zásluhou obrovského technologického pokroku našich přístrojů, který vydláždil cestu pro přesnou astronomii s gravitačními vlnami," říká členka týmu LIGO-Virgo-KAGRA Patricia Schmidt, docentka na University of Birmingham. Pravidelné a cílevědomé vylepšování bylo konstantním faktorem v životě detektoru LIGO, který se skládá ze dvou detektorů ve Washingtonu a Louisianě, které nyní mohou měřit zkreslení v časoprostoru, které je 1/10 000 šířky protonu, neboli 700 bilionkrát menší než šířka lidského vlasu. "Rai Weiss navrhl koncept LIGO v roce 1972 a já jsem si pomyslel, že to nemá moc šancí na úspěch. " . . . Kip Thorne, odborník na teorii černých děr, který v roce 2017 získal Nobelovu cenu za fyziku spolu s Weissem a Barrym Barishem za vývoj LIGO, uvedl v samostatném prohlášení.
Trvalo mi tři roky, kdy jsem o tom neustále přemýšlel a diskutoval o nápadech s Raiem a Vladimirem Braginským (ruským fyzikem), než jsem byl přesvědčen, že to má významnou šanci na úspěch. Technická náročnost redukce nežádoucího šumu, který ruší požadovaný signál, byla obrovská. Museli jsme vymyslet zcela novou technologii. " Kdo mohl předvídat, že tato technologie může být tak úspěšná při otevírání nového okna k našemu studiu vesmíru? Určitě ne Einstein, který, když teoretizoval o existenci gravitačních vln, předpověděl, že žádný přístroj na Zemi nebude nikdy dostatečně citlivý, aby detekoval tyto časoprostorové vlny. "Před pouhými 10 lety nám LIGO poprvé otevřelo oči gravitačním vlnám a změnilo způsob, jakým lidstvo vidí vesmír," uvedl v prohlášení Aamir Ali, programový ředitel divize fyziky National Science Foundation (NSF), která podporuje LIGO od jeho založení. "Je tu celý vesmír, který můžeme prozkoumat touto zcela novou optikou, a tyto nejnovější objevy ukazují, že LIGO je teprve na začátku. " Budoucí vylepšení LIGO by mohlo zahrnovat přidání plánovaného čtvrtého detektoru, tentokrát umístěného v Indii, který zlepší přesnost, s jakou může LIGO-Virgo-KAGRA lokalizovat zdroje gravitačních vln. Pokud jde o tento nejnovější milník, je jisté, že Einstein, Hawking a Weiss, z nichž druhý zemřel minulý měsíc, by byli nadšeni, kdyby LIGO dále ověřovalo jejich práci. "Kdyby byl Hawking naživu, těšilo by ho, jak se plocha sloučených černých děr zvětšuje," dodává Thorne. Výzkum týmu (GW250114 - Testing Hawking´s Area Law and the Kerr Nature of Black Holes) byl zveřejněn ve středu (10. září) v časopise Physical Review Letters. . .
Zdroj:
https://www.bibliotecapleyades.net/universo/esp_agujero_negro140.htm
Zpět
