Když v roce 2016 gravitační observatoř LIGO poprvé v historii zachytila gravitační vlny, tak to bylo, jako když třesknou činely. Krátké a hlasité. Detekovali jsme tehdy splynutí dvou černých děr, ve vzdálenosti zhruba 130 milionů světelných let. Skvělý úspěch, Nobelovy ceny zaručeny. Gravitační astronomové ale hledají i jiné věci.
Už déle než 13 let funguje americko-kanadský projekt NANOGrav (North American Nanohertz Observatory for Gravitational Waves). Je to vlastně virtuální gravitační observatoř, doslova galaktické velikosti. Je totiž založena na pozorování desítek pulzarů v Mléčné dráze. Gravitační astronomové se snaží s pomocí NANOGravu detekovat gravitační pozadí vesmíru (gravitational wave background). Přestavujeme si ho jako moře šumu gravitačních vln, vzniklých v nesčíslných srážkách černých děr a dalších objektů, které omývá celý vesmír.
A jak se zdá, opravdu něco našli. Jak uvádí vedoucí výzkumu astrofyzik Joseph Simon z americké University of Colorado Boulder, mají v datech silný signál. Prozatím ale nemohou potvrdit, že skutečně jde o gravitační pozadí vesmíru. Pokud se jim to ale povedlo nebo povede v budoucnu, tak půjde o významný vědecký úspěch, který otevře další možnosti k výzkumu vesmíru. Z moře gravitačních šumu by totiž bylo možné leccos vylovit, například informace o splývání supermasivních černých děr.
Splývání supermasivních černých děr a podobné vesmírné jevy by měly, alespoň teoreticky, produkovat gravitační vlny velmi odlišné od břinknutí při splynutí černých děr hvězdných velikostí. Měla by při tom vzniknout gravitační tsunami, jediná vlna, která by procházela zemí celé roky nebo desetiletí. Pokud by nějaká naše observatoř mohla takové gravitační vlny detekovat, tak je to jedině NANOGrav.
Projekt NANOGrav tvoří pozemní observatoře, které nepozorují přímo gravitační vlny, nýbrž pulsary, přízračné majáky ze zhroucené hmoty, které zběsile blikají ve velmi přesném a zároveň stabilním rytmu. Když skrz záření těchto galaktických sirén procházejí gravitační vlny, tak by měly mírně pozměnit jeho podobu. Jde o odchylky v řádech nanosekund a právě po nich pátrá tým projektu NANOGrav.
Je to dřina. V tuto chvíli mají 45 pulsarů, které detailně sledují nejméně tři roky a některé z nich déle než desetiletí. Jak se ale zdá, dřina se vyplatila. V datech cosi mají. Nalezli stopy působení jevů, které ovlivňují záření pulsarů. Teď ještě musejí potvrdit, že skutečně zaslechli gravitační šepot vesmíru. Bude to chtít pozorovat ještě víc pulzarů ještě delší dobu. A pak se uvidí.
Video: Welcome to NANOGrav
Literatura
Mimořádná zpráva: Projekt LIGO ulovil gravitační vlny!
Autor: Stanislav Mihulka (11.02.2016)
NANOGrav pátrá po gravitačních vlnách nízkých frekvencí
Autor: Stanislav Mihulka (09.04.2016)
Zaznamenáváme stále více gravitačních vln
Autor: Vladimír Wagner (28.05.2019)
Gravitační observatoře detekovaly záhadné gravitační vlny z Malého psa
Autor: Stanislav Mihulka (16.01.2020)
Slušná sklizeň: Gravitační observatoře detekovaly 39 nových gravitačních vln
Autor: Stanislav Mihulka (01.11.2020)
Diskuze:
Rychlost gravitační vlny
Pavel Krajtl,2021-01-16 21:13:29
Pokud je to rychlost světla, tak jaká je šance že se šíření potká s linií příjmu? Tedy že vlny které kdysi ovlivnily pulsary v pro nás dostatečně krátkém čase k nám také z různých míst v dostatečně sounásledném čase doputují? Dá se tím zpřesňovat vzdálenosti ve vesmíru? Hádám, že tohle by bylo ještě užitečnější použiti jevu, než samotné sledování děr.
Re: Rychlost gravitační vlny
Martin S.,2021-01-16 22:01:30
Je to rychlost svetla. Akorat ze tech vln je mnoho: sleduje se jen šum, ktery vznika prelivem mnoha vln pres sebe.
Re: Re: Rychlost gravitační vlny
Pavel Krajtl,2021-01-18 23:40:55
Takže použít fourierovu transformaci a budem vědět...co?
nano
Roman Rodak,2021-01-15 11:38:43
V clanku spominate nanoherzte, tzn. deje na skale desiatok rokov a tiez nanosekundy, tzn. deje na skale miliardtin sekundy. Nie je nahodou jedno z toho (najskor tie nanosekundy) chybne?
Re: nano
Martin Šíra,2021-01-15 12:30:13
Ta laboratoř měří extrémně malé změny periody pulsarů v rámci mnoha roků. Ty nanohertze patří k frekvenci gravitačních vln, a nanosekundy patří ke zněmnám period pulsarů. (Jen velmi rychlý pohled do článku, tak mě když tak někdo opravte kdo ten článek přečte celý).
Re: Re: nano
Martin S.,2021-01-15 15:16:42
Yup, s tim, ze nemeri jednotlive gravitacni vlny, alebrz vysledek prekryvu mnoha vln, coz je ve vysledku sum, jehoz vlastnosti se zkoumaji.
Vzhledem k tomu, ze se meri velmi male zmeny, tak je treba mit neco, co je zmerene dostatecne presne. A byva zvykem, ze rychle procesy jsou presnejsi. Tak se zde hodi, ze pulzary maji kratke periody.
Momentalne to je (dle clanku) tak, ze meri charakteristiky sumu odchylek u jednotlivych pulzaru. Ten sum se popisuje dle sveho spektra (jak moc sumi na jake frekvenci): a pulzary si to spektrum sdili. To zjistili. Kdyby kazdy pulzar mel jine spektrum, tak by nebylo z GWB sumu nic; byl by to proste jen sum.
Co jeste chybi namerit, jsou prostorove (kvadrupolove) korelace mezi pulzary. Toho maji zatim jen naznak. Snad se s pribyvajicimi daty toto take zlepsi.
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
