Představte si, že bychom „viděli“ nebo prostě nějak vnímali gravitační vlny. Je to samozřejmě science-fiction, třeba kvůli tomu, že naše těla jsou na něco takového příliš malá. Dejme tomu, že jsme gigantické kosmické bytosti, které mají senzorické orgány o délce asi milionů kilometrů. S takovou výbavou bychom mohli vnímat gravitační tsunami srážek černých děr či neutronových hvězd, mohutný gravitační příboj, kterým drásají časoprostor těsné dvojhvězdy i věčný šepot gravitačního pozadí vesmíru. Taková bytost by vlastně cítila zrození a zánik ve vesmírném měřítku.
Kaitlyn Szekerczesová z NASA’s Goddard Space Flight Center a její kolegové si to představit zkusili, v oblasti milihertzových gravitačních vln, které jsou spojené se zběsilými kolotoči velmi těsných dvojhvězd (UCB, Ultracompact binary). Použili simulovaná data a vytvořili vizualizace vesmíru, jak by vypadal, pokud bychom ho pozorovali v oblasti milihertzových gravitačních vln. V minulosti jsme již viděli podobné obrázky v oblasti infračerveného, rentgenového nebo třeba gama záření. Tohle je ještě více exotické.
Není to přitom jen takové bezúčelné hraní. Výsledná prezentace je vlastně odhad, co můžeme čekat od připravovaných vesmírných gravitačních observatoří, které by se měly pustit do práce v příštím desetiletí.
Pozemní gravitační observatoře detekují mohutné jednorázové gravitační vlny velkolepých katastrof, jako jsou srážky černých děr či neutronových hvězd. Bývají kratší než minutu, mívají relativně vysoké frekvence, mohou se objevit na jakémkoliv místě oblohy a jejich zdroj se nachází daleko za hranicemi Mléčné dráhy. Přitom se i v naší Galaxii nacházejí zdroje gravitačních vln, které bychom teoreticky mohli detekovat, jako jsou zmíněné velmi těsné dvojhvězdy, ale potřebujeme k tomu výkonnější gravitační observatoře.
Klasická astronomie má s velmi těsnými dvojhvězdami problém. Je obtížné je pozorovat. Známe jen pár takových, jejichž oběžná doba je kratší než hodinu. Gravitační astronomie by to měla změnit. Odborníci počítají s tím, že připravovaná vesmírná gravitační observatoř LISA (Laser Interferometer Space Antenna) detekuje desítky tisíc takových systémů. Má totiž k dispozici „senzorické orgány“ o délce milionů kilometrů, v podobě laserových paprsků mezi třemi satelity této observatoře. Bude to jedním z hlavních úkolů mise LISA. Do vesmíru by měla vyrazit v roce 2037.
Video: Synthetic Gravitational Sky
Video: Laser Interferometer Space Antenna (LISA)
Literatura
Testovací sonda LISA Pathfinder překonala očekávání
Autor: Stanislav Mihulka (12.06.2016)
Budeme chytat gravitační vlny Boseho–Einsteinovým kondenzátem?
Autor: Stanislav Mihulka (14.12.2018)
NANOGrav oznámil průlomový objev gravitačního pozadí vesmíru
Autor: Stanislav Mihulka (29.06.2023)
Diskuze:
Lisa
Petr Slachta,2023-09-26 07:53:04
Neni někde nějaký popis jak konkrétně má ta Lisa fungovat/být postavena?
Chápu, že to jsou tři družice velmi daleko od sebe. Ale jak se docílí ta požadovaná přesnost, a jak se taky docílí toho, aby byly vůči sobě stále ve stejném postavení? Předpokládám, že ve vesmírném prostoru jsou míry typu "plus minus metr" naprosto bezpředmětné, natož nějaké požadované nanometry, nebo jaká konkrétní úroveň přesnosti je potřeba.
Re: Lisa
Tempo Rary,2023-09-26 08:34:41
Clankov sa da najst viacero, tu je z kosmonautixu "posledny" k teme a spomina sa uz vyvoj konkretneho lasera.
https://kosmonautix.cz/2021/09/americky-laser-pro-misi-lisa/
Re: Lisa
Viktor L.,2023-09-26 15:54:56
V družicích se nachází volně plující závaží (pokud vím, iridiové koule). Plášť družice kolem nich představuje efektivní stínění, takže s jistou mírou přesnosti platí, že koule uvnitř se pohybují přesně po geodetice. Jejich vzájemná vzdálenost je tak ovlivněna periodickými vlivy okolních těles, které je možné odečíst. Co zbude, dá se přičíst deformacím prostoru.
Vájemné spojení laserem vytváří fázový závěs (Phase Locked Loop), z něhož lze dobře odečíst změny vzdálenosti.
Re: Re: Lisa
Vojtěch Kocián,2023-09-26 16:20:00
Závaží bylo v LISA Pathfinder. Pokud to chápu dobře, v LISA bude muset být závaží nahrazeno zrcadly, přidány výkonné lasery, jejichž působení na zrcadla se také bude muset odečíst a detektory, které signály z laserů změří. Prostě to celé bude o řád složitější. Pathfinder zatím jen ukázal, že princip je funkční a nebrání tomu nic fundamentálního kromě toho to celé sestavit, umístit na správnou dráhu a vyladit.
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
