Denník N

Hubblovým teleskopom zachytili gravitačné šošovkovanie, ktoré vyplýva z Einsteinovej teórie relativity

Hviezda Stein 2051 B, na ktorej pozorovali gravitačné šošovkovanie, sa nachádza v súhvezdí Žirafa. Foto – STSI
Hviezda Stein 2051 B, na ktorej pozorovali gravitačné šošovkovanie, sa nachádza v súhvezdí Žirafa. Foto – STSI

Osem extrémne presných meraní v priebehu dvoch rokov zachytilo efekt, ktorého jemnosť by sa dala prirovnať k pozorovaniu hmyzu cez polovicu Zeme. Našťastie sú dnešné teleskopy neuveriteľne presné.

Asi najznámejší dôkaz Einsteinovej teórie gravitácie, ktorý presvedčil o jej správnosti komunitu vedcov na celom svete, bolo zahnutie lúčov svetla vplyvom gravitácie.

Predstavte si, že svietite laserovým ukazovadlom. Ak by ste k lúču priblížili veľmi hmotné teleso, lúč by sa ohol a dopadol na trochu iné miesto. Výsledný efekt sa podobá tomu, ako keby ste lúču postavili do cesty šošovku. Odtiaľ pochádza názov gravitačné šošovkovanie.

Kvantitatívne by tento efekt dokázala vysvetliť (s odretými ušami) aj Newtonova teória gravitácie, no kvalitatívne sa predpovede týchto teórií líšia (Einstein predpovedá ohyb o dvojnásobný uhol oproti Newtonovi).

Pripraviť v laboratóriu lúče svetla nie je problém, no zohnať taký hmotný zdroj, aby ich ohol iba svojou gravitáciou, už áno. Potrebovali by sme objekt astronomických rozmerov. Pri nich je však ťažké docieliť, aby sa k lúču priblížili a neskôr vzdialili.

Pozorovanie hviezd

Ideálne je Slnko. Vyberieme si hviezdu na oblohe a počkáme si, kým sa Slnko dostane k spojnici medzi ňou a ďalekohľadom. Gravitačné šošovkovanie sa prejaví tak, že sa hviezda zdanlivo o malý kúsok posunie (a následne vráti na svoje miesto).

Plán znie jednoducho, no má to jeden háčik. Je pomerne ťažké pozorovať hviezdy, keď je na oblohe Slnko, pretože ich úplne presvieti. Existuje však spôsob, ako tento problém vyriešiť, stačí si počkať na zatmenie. Vyberieme si hviezdu, ktorá bude počas zatmenia tesne vedľa Slnka, a porovnáme jej zdanlivú polohu s tou, kde sa nachádza bežne.

Presne takto prebiehal jeden z dôkazov Einsteinovej teórie. Misia do púšte, ktorú zorganizoval Sir Arthur Stanley Eddington, zhotovila zábery, ktoré takýto (zdanlivý) posun jednoznačne dokázali.

Gravitačné šošovky

Dnes je gravitačné šošovkovanie v astrofyzike pomerne bežná vec (ako šošovka často pôsobí dokonca celá galaxia), no chýba tomu dynamika (hoci sa dá zaobísť aj bez nej, šošovkovanie niekedy spôsobí, že skúmaný objekt vidíme deformovane alebo viackrát).

Šošovka počas prechodu zmení zdanlivú polohu (a tvar) telesa za ňou. Takto predvádzajú gravitačné šošovkovanie vo vedeckom múzeu Cité des Sciences et de l’Industrie v Paríži. Zdroj – priklady.eu

Ideálne chceme objekt, ktorý je ťažký zhruba ako Slnko (ale nie Slnko, lebo svieti príliš silno), je dosť blízko k Zemi (aby sa aspoň trochu hýbal voči pozadiu) a zároveň by prechádzal (zdanlivo) blízko ďalšej hviezdy na oblohe.

Ide o pomerne náročné podmienky, no výskumníci pracujúci s Hubblovým teleskopom mali nedávno šťastie. Hviezda s označením Stein 2051 B, ktorá je šiestym najbližším bielym trpaslíkom k našej Slnečnej sústave, preletela popred ďalšiu (vzdialenejšiu) hviezdu.

Prechod hviezdy Stein 2051 B pred vzdialenejšou hviezdou. Zdroj – Nature

Osem extrémne presných meraní v priebehu dvoch rokov zachytilo efekt, ktorého jemnosť by sa dala prirovnať k pozorovaniu hmyzu cez polovicu Zeme. Našťastie sú dnešné teleskopy neuveriteľne presné.

Z vedeckého hľadiska ide o ďalšie overenie teórie, ktorú máme otestovanú naozaj poriadne (hoci nie vo veľmi extrémnych situáciách). Z laického hľadiska ide o peknú ukážku toho, že vesmír funguje ináč, ako sa na prvý pohľad mohlo zdať.

Dostupné z doi: 10.1126/science.aal2879

[Tip na knihu: Věda podle abecedy od známeho popularizátora vedy, novinára českého Deníka N Petra Koubského.]

Máte pripomienku alebo ste našli chybu? Prosíme, napíšte na pripomienky@dennikn.sk.

Vesmír

Veda

Teraz najčítanejšie