Hvězdárna Vsetín logo Muzea regionu Valašsko logo Zlínského kraje
Astronomie

Změřena rychlost šíření gravitace

Teorie relativity byla potvrzena dalším experimentem, a tím je změření rychlosti gravitace. Newtonova klasická teorie předpokládá, že gravitace se šíří nekonečně velkou rychlostí, nicméně z Einsteinem zobecněné gravitační teorie - obecné teorie relativity - plyne, že rychlost šíření gravitace je rovna rychlosti světla ve vakuu. A právě toto bylo potvrzeno experimentem, který provedli Sergei Kopeikin z University of Columbia a Ed Fomalont z National Radio Astronomy Observatory (NRAO).

Jak jsem poznamenal výše, tento pokus opět potvrzuje obecnou teorii relativity (OTR), je ale také velmi důležitý pro další výzkum v oblasti teoretické fyziky, obzvláště na poli spojení teorie gravitace a teorie elektromagnetického pole. Velký dopad má také na teorii superstrun a bran (branes), postulující dodatečné dimenze. Tato teorie předpokládá, že elementární částice nejsou "bodové", ale jde o smyčky nebo struny jejichž vlastnosti jsou determinovány mody vibrací. Brány jsou potom vícerozměrné plochy. Nicméně tyto teorie jsou velmi komplikované a nemá cenu se jimi více zabývat.

Experiment jako takový nebylo možno uskutečnit dříve, jelikož neexistovala metodika měření (z OTR a kvantové mechaniky vyplývá, že existují částice, které jsou nosiči gravitace, tzv. gravitony. Jedinou možností měření rychlosti gravitace tedy bylo měřit rychlost gravitonů, což ovšem není možné dodnes, bylo tedy třeba použít jinou metodu). Ta byla vypracována až v roce 1996 poté, co Sergei Kopeikin rozšířil OTR tak, aby obsahovala efekt pohybujících se těles na světlo a rádiové vlnění. Tento efekt závisí na rychlosti šíření gravitace. Ani tak nebylo ještě vyhráno, protože na něco takového je potřeba zvláštní postavení nebeských těles. Toto nastalo až v roce 2002 - šlo o těsné přiblížení planety Jupiter k tzv. kvasaru (velmi vzdálené vesmírné objekty velkého výkonu). Je jasné, že přiblížením se myslí optické přiblížení při pohledu ze Země, nikoli přiblížení v tom smyslu, že by se tato tělesa skutečně přiblížila. K takovémuto jevu dochází přibližně jednou za deset let.

K samotnému měření vědci použili National Science Foundation's Very Long Baseline Array (VLBA), kontinentální radioteleskopický systém, používající také 100 metrový radioteleskop v Effelsbergu v Německu. Toto rozmístění je nesmírně důležité pro přesnost dat. Celý systém funguje na principu interference (pro pozorování můžete použít buďto obrovský teleskop, nebo spojit několik malých dohromady s tímtéž nebo lepším výsledkem). V tomto případě byla aparatura tak citlivá, že by rozeznala lidský vlas na vzdálenost 250 mil. Měření proběhlo na frekvenci 8 GHz.

Na základě tohoto měření bylo tedy zjištěno, že rychlost gravitace je rovna rychlosti světla. Nicméně toto měření určilo rychlost s nepřesností 20%. Pokud je však rychlost gravitace přece jen o něco menší než rychlost světla, znamenalo by to, že gravitony mají nenulovou hmotnost. Vzhledem k uvedené nejistotě experiment na tuto otázku jednoznačně neodpověděl.

[1] Siencenews. Dostupné z: http://www.sciencenews.com.

| Autor: Martin Zapletal | Vydáno dne 12. 03. 2003 | 6031 přečtení | Vytisknout článek