Vesmír je naprosto fascinující, ale také nevypočitatelný. Ničím si nemůžete být úplně jistí. Astrofyziky už například dlouho trápí otázka, jestli je gravitační síla všude v prostoru i v čase stejná. Zní to bláznivě, ale vesmír se neustále vyvíjí, mění a kdyby se gravitační síla byť jen trošku měnila v různých oblastech vesmíru anebo v jeho různých obdobích, na naše chápání vesmíru a teorie o jeho fungování by to mělo zásadní vliv. Podle nové studie se ale nemáme čeho bát.
Weiwei Zhu z Univerzity v Britské Kolumbii a Max Planckova institutu pro radioastronomii a jeho kolegové použili radioteleskopy Green Bank v Západní Virginii a Arecibo v Portoriku, aby s jejich pomocí po dlouhých 21 let přesně měřili vytrvalé tikání pulsaru PSR J1713+0747. Jejich volba nebyla náhodná, J1713+0747 je jedním z nejstabilnějších pulsarů ve známém vesmíru. Náročný výzkum nakonec přinesl nejpřesnější měření gravitační konstanty z prostředí mimo Sluneční soustavu.
Pulsary jsou nesmírně malé, šíleně rychle rotující a nepředstavitelně husté pecky, které zbyly po explozi menších supernov. Vysílají k nám rádiové pulzy v pravidelných intervalech a vzhledem ke svým vlastnostem mohou být obdivuhodně přesné. Některé pulsary udržují své tikání s přesností, která se směle vyrovná nejlepším atomovým hodinám na Zemi. Proto jsou pulsary nejen fascinující objekty k pozorování, ale také představují unikátní kosmické laboratoře, ve kterých lze studovat zásadní otázky prostoru, času a gravitace.
Dotyčný pulsar je vzdálený od Země zhruba 3 750 světelných let. Jeho hvězdným společníkem je bílý trpaslík, s nímž se oběhne zhruba za 68 dní. To znamená, že mají mezi sebou poměrně velký odstup, což je výborné pro výzkum gravitace. Vyzařování gravitačních vln má v takovém případě totiž jen zcela nepatrný vliv na oběžnou dráhu pulsaru. Mimo to, pulsar J1713+0747 je nejenom jedním z nejpřesnějších, ale také jedním z nejjasnějších pulsarů, což ho samozřejmě také předurčuje k astrofyzikálnímu výzkumu.
Vhodnost hvězdných systémů s pulsarem k důkladnému testování obecné relativity potvrzuje i Pavel Bakala, odborník na obecnou teorii relativity a chování hmoty a záření v blízkosti černých děr a neutronových hvězd, z Ústavu fyziky Filozoficko-přírodovědecké fakulty Slezské univerzity v Opavě. Ve hře je podle něj vícero testovatelných kandidátů na nástupce obecné teorie relativity, jeden zajímavější než druhý.
A jak to dopadlo? Data naměřená pozorováním pulsaru J1713+0747 potvrzují, že gravitační konstanta je doopravdy konstantní i v jiném koutě Mléčné dráhy. Před časem proběhl podobný výzkum ve Sluneční soustavě, který byl založen na laserových měřeních vzdálenosti Země‑Měsíc a dospěl ke stejným závěrům. Pulsar J1713+0747 je vlastně v docela blízké oblasti Mléčné dráhy, i tak je ale fajn vědět, že tam gravitace funguje stejně jako u nás.
Proč tolik povyku kolem gravitace? Některé extravagantní teorie gravitace, které se snaží konkurovat Einsteinovské obecné relativitě, totiž předpovídají, že mohou existovat zvláštní období anebo místa, kde by se gravitace chovala jinak, než jak jsme zvyklí. Zhu a spol. teď těmto teoriím sešněrovali parametry, jimiž jsou popsané. Není tím zatím řečeno, že by vůbec nemohly fungovat, ale jejich životní prostor se zúžil. Každopádně stále vládne obecná relativita a zatím vše nasvědčuje tomu, že gravitační konstanta je univerzální v čase i prostoru.
Video: Detecting Gravitational Waves with NANOGrav/IPTA Pulsars: The Astrophysics of Precision Timing
Literatura
NRAO News 6. 8. 2015, arXiv:1504.00662 , Astrophysical Journal 809: 41, Wikipedia (Gravitational constant).
Silný magnetar v srdci Mléčné dráhy
Autor: Stanislav Mihulka (30.08.2013)
Trojhvězda s pulsarem a trpaslíky unikátní gravitační laboratoří
Autor: Stanislav Mihulka (29.01.2014)
Peníze pro SETI pomohou výzkumu vesmíru
Autor: Stanislav Mihulka (30.07.2015)
Diskuze:
aha
Frank Paramount,2015-08-16 10:53:58
Hledím že se množí docela pěkné fotomontáže a koláže fotek/video a různých jmen, mezi různými články, které mají vytvořit dojem "prvotní zůčastněnosti a vědeckosti" metodou indukce. Tentokrát je to tříska v oku. Pomalu to vyplývá na povrch čím dál víc. Jestli chcete někoho zviditelnit na zakázku, ať si sám napíše článek do solidního časopisu.
Třeba plky o laserech. Bílé LED lasery byly dřív než okolo roku 1975. šlo to běžně udělat, problém byl trvanlivost, výkon, vyroba. Je to nacpané plky a pěkně propletené neznalostí zpracování signálu. Přitom samotné převzaté články jsou nenápadnou PR reklamou s cílem získat další prostředky od vlády.
hvězdopravci pravili že důsledky gravitačního zákona
Josef Hrncirik,2015-08-13 16:41:30
jsou v rámci možností měření málo proměnlivé v dostupném čase a prostoru tj. změna G je relativně menší než 10 na -12 / rok, což vyplynulo z měření dob oběhů bledého trpajzlíka kolem pulzaru během 1 dočasnosti, tj. 21 let.
Na druhou stranu to umožňuje tvrdit, že se neprojevila ani třicetina účinku, který by měla mít časově a prostorově homogenní expanze Vesmíru (Hubblova konstanta tj. tzv. rudý posuv).
Přestože frekvence pulzů pulzaru byla stanovena s přesností cca 10 na -15 a doby oběhu 10 na -9, ve WIKINě je stále G +- 1,2*10 na-4
oběhy se chovají podle stávajících teorií avšak vyčíslit
Josef Hrncirik,2015-08-16 20:33:32
přesně konstantu G je stále velký problém (Rep. prog. phys. 60,(1997)151-225)nebo též EPL,110(2015)10002 a nepomohlo ani přesné měření J1713+0747 (též v Astro-ph/0410488v1).
Nepřesnost určení sklonu(inklinace)oběžné dráhy sin i 0,97 či jen 0,95 neumožňuje určit i z poměrně přesně změřené mass funktion vlastní hmoty pulzaru lépe než cca 1,31 Mo či trpaslíka cca 0,286 Mo a pak i přesné G.
jestli tím chtěl umělec, nebo dokonce fyzik
Josef Hrncirik,2015-08-11 14:13:31
naznačit, že trpajzlík či snad pulzar obíhají kolem společného těžiště, tak v mém případě asi neuspěli.
Nevím proč tají poměr hmot či vzdáleností, obrovitost trpajzlíka, elipticitu orbity, polohu a ev. změny její osy vůči Zemi, relativní pohyb Země vůči těžišti s trpajzlíkem.. stabilitu hodin pulzaru, Dopplerovské či relativistické efekty, možnost měření něčeho jiného než Dopplera,
ev. hodnotu či stabilitu kappy..
Už ani za dolary nic neslibují.
A koruna zase oslabí.
Re: jestli tím chtěl umělec, nebo dokonce fyzik
Vít Výmola,2015-08-11 16:37:02
Je to daleko horší, pane Hrnčiřík - jde o celosvětové spiknutí dolaru namířené konkrétně proti vám!
Všichni ostatní si místo plkání můžou stáhnout celý článek, kde se vše dozví (http://arxiv.org/pdf/1504.00662v1.pdf - 14 stran původního textu).
Re: sorry no paper a předtím jsem to zkoušel taky několikrát
Vít Výmola,2015-08-11 16:47:09
Vždyť říkám, spiknutí! :)
Mělo by to jít normálně zobrazit, já to tu mám zrovna otevřené. Na dokument vede tento rozcestník s abstraktem: http://arxiv.org/abs/1504.00662
Mojmir Kosco,2015-08-11 11:35:52
A co rychlost světla .Vzhledem ke klesající hustotě prostoru j
se mi zda problematicke pouziti vlnění ke mere i vzdalenosti
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
