Einsteinovy gravitační vlny ****************************************************************************************** * Einsteinovy gravitační vlny ****************************************************************************************** „Gravitační vlna mění vzdálenosti mezi tělesy. Projevuje se tak, že tělesa se periodicky n přibližují a zase vzdalují,“ říká profesor Jiří Podolský, který se na Matematicko-fyzikáln zabývá výzkumem, výukou i popularizací vědy. V rozhovoru pro iForum nám přiblížil nedávný oceněn i Nobelovou cenou za fyziku. Co vlastně je a co dělá gravitační vlna? Mluvíme-li o vlnách, myslíme tím kolektivní kmity nějakého prostředí. Kámen hozený do vody hladinu. Zvuk, kterým rozmlouváme, je vlnění vzduchu. V případě světla a rádiových vln kmi elektromagnetické pole, no a v případě gravitačních vln kmitá pole gravitační. Jak ale obj Einstein, gravitace je geometrie prostoročasu. To znamená, že gravitační vlna mění vzdálen Projevuje se tak, že tělesa se periodicky nepatrně přibližují a zase vzdalují. Gravitační rychlostí světla a je příčná, podobně jako světlo. Obrovský rozdíl je v tom, že efekt grav neporovnatelně slabší. Proto jsme je zachytili až teď. Nedávno se slavilo sté výročí Einsteinovy teorie. Kolik z nich se již lidstvo o detekci gr pokouší? Právě polovinu. Einstein svou teoretickou předpověď gravitačních vln zformuloval v červnu pokusy o jejich zachycení začaly o 50 let později. Průkopníkem byl profesor Weber, mnoho l mechanické detektory, vlny se mu ale zachytit nepodařilo. Úspěch přišel až po dalších 50 l 100. výročí obecné teorie relativity. To už ale byly optické detektory, velké laserové int Ani u nich ale nebyla cesta k detekci snadná. Co se muselo stát, abychom mohli gravitační spatřit? Bylo to dlouhé fyzikální a inženýrské úsilí. Weberovy detektory nemohly uspět, protože zaz jedinou frekvenci. Laserové detektory jsou širokopásmové, sledují deformace prostoročasu z 1000 kmitů za vteřinu. V tomto rozsahu frekvencí je ale spousta různých šumů, které je nut když se podařilo vše vyladit a dosáhnout enormní citlivosti, mohlo dojít k první detekci. přesná měření. V americkém detektoru LIGO se měří vzdálenost zrcadel vzdálených 4 km s pře rozměru protonu. • Detektory gravitačních vln LIGO: Detektory LIGO vybudované v americkém Hanfordu a Livingstonu patří k nejcitlivějším zaří Opírají se o špičkovou technologii precizní laserové interferometrie. V roce 2015 vůbec gravitační vlny, které předpověděl Albert Einstein sto let předtím. Otevřely tím zcela n okno do vesmíru. Abychom se nebavili jen o technikáliích, vy jste spolu s kolegy sledoval v přímém přenosu konferenci, při které byla oznámena detekce první gravitační vlny. Jaké myšlenky se vám te hlavou? Ano, bylo to 11. 2. 2016. Věděli jsme, že budou zveřejněny závažné informace o detekci gra netušili jsme však, jestli oznámí úspěch či ne. Já osobně jsem to tipoval tak půl napůl. N jist, jestli už bylo dosaženo kýžené citlivosti. Samozřejmě jsem měl velkou radost, když o Ale hlavně jsem byl velmi zvědavý na detaily. První detekce se týkala vln ze srážky dvou černých děr. Zaznamenaly detektory LIGO už i ji Oficiálně bylo zatím oznámeno 10 gravitačních vln vyvolaných srážkou masivních černých děr vesmíru. V jednom případě byla zachycena i unikátní vlna ze srážky dvou neutronových hvězd tomu evropský detektor Virgo. Ještě stále čekáme na první detekci gravitačních vln ze supe perspektivě možná zachytíme i stochastické vlny generované krátce po velkém třesku. Ty ale mnohem slabší. Plánuje se nová generace detektorů. Jak vidíte budoucnost tohoto oboru? Velmi nadějně! Detekce gravitačních vln je žhavé téma, přináší záplavu úplně nových inform Do oboru se investují velké prostředky finanční i lidské. Letos se spustí detektor v Japon 3. detektor LIGO v Indii. Čím více detektorů, tím lépe, protože pak lze snáz rozpoznat fal a hlavně lokalizovat zdroje na obloze. Tam se pak můžou podívat jiné observatoře a identif gravitačních vln s elektromagnetickými, což se poprvé zdařilo u zmíněné srážky neutronovýc Evropa plánuje postavit Einsteinův teleskop, detektor gravitačních vln již 3. generace s c 10x větší než má LIGO. Již běží významný evropský projekt LISA agentury ESA. Tento projekt interferometru v kosmickém prostoru byl schválen, intenzívně se na něm pracuje, dolaďují s a technologie. LISA by měla být funkční kolem roku 2035. Vy sám jste gravitační fyzik. Jak se daří projektům z vlastní dílny? Problematikou gravitačních vln v kosmologickém kontextu se zabývám od své diplomové práce roce 1985, obor tedy sleduji už 35 let. Na toto téma jsem publikoval desítky odborných člá Griffithsem jsme vydali monografii v Cambridge University Press. S kolegy z ÚTF jsme se st členy konsorcia LISA, já jsem v pracovní skupině zaměřené na propagaci projektu. Kromě toh době zabývám i matematickou teorií černých děr, vydal jsem se za rámec Einsteinovy teorie. objev přesného řešení sférické černé díry v takzvané kvadratické gravitaci, učiněný s kole pokřtili Schwarzschildova-Bachova černá díra. Nakonec ještě otázka: Co vás spojuje se seriálem Genius o Albertu Einsteinovi? No to je úplně jiná aktivita. Natáčení výpravného desetidílného seriálu Genius z produkce Geographic v roce 2017 v Praze jsem se zúčastnil jako odborný poradce. Měl jsem za úkol vi Einsteinovy rovnice a jiné fyzikální vzorce na spoustě tabulí. Kolegové Cejnar a Daniš vym kvantové fyziky a pomáhali točit experimenty. Celý rok jsem tenkrát žil s Einsteinem, potkal se s úplně jiným světem filmařského umění, osobnostmi jako Geoffrey Rush, Johnny Flynn nebo Ron Howard. Rád bych ale zdůraznil, že i jména světové kinematografie jde v podstatě o český seriál, většina štábu byla od nás, i v Je pozoruhodné, že génius Einstein, působící v letech 1911–12 na Univerzitě Karlově, se po vrátil do Prahy. ▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓▓ prof. RNDr. Jiří Podolský, CSc., DSc. Vystudoval Matematicko-fyzikální fakultu UK, kde od té doby nepřetržitě působí, nyní jako Einsteinových rovnic, teorií gravitačních vln v kosmologii a modely černých děr. Publikova věnuje popularizaci. Přeložil 16 knih, pořádá přednášky pro středoškoláky a veřejnost. Něk