V únoru vyvolaly gravitační vlny poprask a ukázaly, že měl Albert Einstein pravdu. Teď se ukazuje, že by tyto vlny mohly jeho relativistickou teorii paradoxně svrhnout. Nebo přesněji řečeno, odkázat ji do patřičných mezí. Analýza únorových dat ukazuje, že společně s vlnami dorazily i ozvěny černých děr, to Einsteinova teorie ale nedovoluje.

Pokud by se objev potvrdil při dalším zachycení gravitačních vln, fyzika zažije další senzaci. Zachycení ozvěn by znamenalo, že Einsteinova obecná teorie relativity selhává už na horizontu událostí - okraji černé díry. Dosud si vědci mysleli, že problém nastává až v singularitě - tedy v tom, co leží uvnitř černé díry.

Detektor LIGO

Na detektoru LIGO se podařilo poprvé zachytit gravitační vlny předpovězené před sto lety.

Detektor se skládá ze dvou na sebe kolmých ramen.

Pro odstranění lokálních anomálií jsou detektory dva, vzdálené od sebe tisíce kilometrů.

Na výzkumu pomocí detektoru LIGO spolupracují vědci z mnoha univerzit jako MIT nebo Caltech.

Projekt financovala nadace National Science Foundation - s částkou 365 milionů amerických dolarů se jedná o její nejnákladnější projekt.

Podstata problému spočívá v tom, že astrofyzici dosud pořádně netuší, jak vůbec okraj černé díry vypadá.

Podle jedněch je kolem ní prostý horizont událostí, odkud se po jeho překročení už nedá vrátit. Pak je tu celá řada dalších fyziků, kteří si myslí, že kolem černé díry je "ohnivá zeď".  Některé teorie počítají s horizontem událostí, podle jiných je černá díra vyplněna klubkem strun.

Problém je v tom, že dosud neexistoval způsob, jak teorie ověřit. Pozorovat přímo černé díry a dokázat tak, že vůbec existují, se podařilo navíc až letos v únoru.

Tým portugalských fyziků letos ale navrhl, jak by se z detekovaných gravitačních vln dalo aspoň poznat, zdali je kolem černých děr horizont událostí, nebo něco jiného.

Podle nich by ve druhém případě musel detektor zachytit i ozvěny. Ty vznikají v případě, že má okraj černé díry dvě vrstvy.

Jedna je tvořena horizontem událostí a druhá je vnější částečně propustnou vrstvou. Záření by se pak mělo mezi těmito dvěma vrstvami odrážet, přičemž by část fotonů propustnou vrstvou prošla do vesmíru.

A takto by měly vzniknout ozvěny zachytitelné na detektoru, neboť totéž jako pro záření platí i pro gravitační vlny.

Návrhu se pak ujal kanadský fyzik Niayesh Afshordi a se svým týmem dopočítal, v jakých intervalech by měly ozvěny přicházet. Pak vzal data z letošního pozorování černých děr a pustil se do analýzy. A výsledek? Všechno přesně sedělo. To je jistě vzrušující úspěch, ovšem ještě to zdaleka neznamená, že by to mělo Einsteina nějak ohrozit. Pravděpodobnost, že jde o statistickou chybu, je 1 : 270, což je na poměry fyziky stále vysoké číslo. Obzvlášť pokud jde o tak troufalou věc, jakou je útok na obecnou teorii relativity.

"Dobrou zprávou ale je, že detektor LIGO poskytne v budoucnu další data, na jejichž základě budeme teorii dále ověřovat. Naši teorii bychom mohli potvrdit, nebo vyvrátit v horizontu dvou let," říká Afshordi pro Scientific American.

Související