Čierne diery hrajú do vesmíru „kozmické akordy“, zistili opavskí fyzici
Opavskí astrofyzici pri svojom dlhodobom výskume čiernych dier dospeli k zaujímavému zisteniu: gravitačné vlny uvoľňované z okolia čiernych dier alebo pri zlučovaní dvoch hmotných telies vo vesmíre sú sprevádzané vlnením, ktoré sa dá prirovnať k akordom hrajúcich hudobných nástrojov.
Vlastnosti týchto „akordov“ umožnia fyzikom nielen oveľa lepšie určiť parametre objektov, ktoré tieto vlny generujú, ale aj predpovedať, či ľudstvu nehrozí prípadné nebezpečenstvo z vesmíru.
Akordy ako dozvuk vesmírnej drámy
V posledných rokoch vedcov z Fyzikálneho ústavu v Opave zaujali vlastnosti tzv. dozvukov gravitačných vĺn, ktoré sa uvoľňujú z okolia hmotných čiernych dier alebo pri zlučovaní kompaktných vesmírnych objektov, napríklad neutrónových hviezd.
Ukázalo sa, že súčasťou týchto dozvukov sú i vyššie harmonické vlny, ktoré sa dajú prirovnať k akordom hrajúcich hudobných nástrojov. „Tieto vyššie harmonické vlny, teda niečo ako kozmické akordy, majú v porovnaní so základnými vlnami dozvukov gravitačných vĺn vždy trochu iné vlastnosti. A práve výskum týchto rozdielov nám môže prezradiť vlastnosti objektov, z ktorých boli gravitačné vlny uvoľnené,“ popisuje profesor Zdeněk Stuchlík, riaditeľ Fyzikálneho ústavu v Opave.
Čierna diera ako hudobný nástroj
Gravitačné vlny sa uvoľňujú pri zrážkach hmotných vesmírnych objektov aj zo samotných čiernych dier. Práve na tie sa vedci zamerali. „Predstavte si čiernu dieru ako veľký kozmický nástroj, ktorého dozvuky gravitačných vĺn predstavujú tóny symfónie,“ vysvetľuje Dr. Roman Konoplya z Fyzikálneho ústavu v Opave, hlavný autor tejto vedeckej práce.
„Tieto vibrácie, známe ako kvázinormálne módy, si možno predstaviť ako hudobné pozadie, ktoré obohacuje hlavný tón huslí alebo klavíra. Vedci sa tradične sústredili na tento hlavný tón, ktorý zostáva relatívne nezmenený. Avšak tóny v pozadí sa ukázali oveľa zaujímavejšie,“ dopĺňa dr. Konoplya, ktorý je pôvodom z Ukrajiny.
Akordy odhalia nevidené
Podľa opavských vedcov sú vlastnosti „kozmických akordov“ extrémne citlivé na drobné zmeny v blízkosti horizontu udalostí čiernej diery. Tieto podtóny môžu poskytnúť nový pohľad na geometriu čiernych dier, o ktorých sa skôr predpokladalo, že sa nedajú rozlíšiť od iných vesmírnych objektov, ako sú napríklad teoretické „časopriestorové skratky“ známe ako červie diery.
„Pomocou pokročilých modelov sme zistili, že zatiaľ čo hlavný tón zostáva stabilný, tieto vyššie podtóny sa môžu výrazne líšiť s malými zmenami v blízkosti horizontu udalostí. Tento objav sa dá prirovnať k zisteniu, že zvuk každého hudobného nástroja obsahuje jemné podtóny, ktoré odhalia jeho špecifické vlastnosti či nedokonalosti,“ vysvetľuje Dr. Konoplya v tlačovej správe zaslanej médiám.
Sondovanie geometrie čiernej diery prostredníctvom kozmických akordov je podľa neho zásadné pre pochopenie základnej gravitačnej teórie, ktorá môže zahŕňať opravy Einsteinovej klasickej teórie.
Nebezpečenstvo z vesmíru
Zistené „akordy“ umožňujú odhaliť niektoré mimoriadne javy vo vesmíre, ktoré by mohli potenciálne ohroziť ľudstvo. Ako pre Epoch Times vysvetlil Petr Horálek z Fyzikálneho ústavu v Opave, gravitačné vlny sú produkované energeticky mimoriadnymi udalosťami, napr. kolapsom nezvyčajne veľkých a masívnych hviezd.
„Pri týchto javoch môže dôjsť k uvoľneniu veľkého množstva energie, ktorá môže mať nedozerné následky. Akordy umožňujú tieto javy odlíšiť od iných a predpovedať príchod vysokoenergetického nebezpečného žiarenia, pred ktorým by sa ľudstvo mohlo včas ochrániť, a to napríklad evakuáciou do betónových bunkrov,“ hovorí Horálek.
Ako sa zisťujú kozmické akordy
Na detekciu vibrácií vo vesmíre vedci používajú detektory gravitačných vĺn, ako sú LIGO alebo Virgo. Tie sú schopné zaznamenať primárne základný tón kvázinormálnych módov. Budúce prístroje, ako je plánované vesmírne observatórium LISA, spoločný projekt NASA a ESA (Európska vesmírna agentúra), by mali byť schopné zmerať tieto slabé „kozmické akordy“ oveľa lepšie.
Vedci tak získajú oveľa presnejší obraz o doteraz nepozorovateľných okrajoch čiernych dier. „Tieto podtóny v blízkosti horizontu udalostí čiernych dier pomôžu vedcom rozlíšiť javy vyvolané v hmote obklopujúcej čiernu dieru – napríklad z kolabujúcej hviezdy – od hmoty samotnej čiernej diery,“ hovorí doktor Konoplya.
„Doteraz vedci iba odhadovali vlastnosti čiernych dier na základe ich interakcie s okolitou hmotou. Avšak kozmické akordy budú hrať celkom zásadnú rolu pri výskume skutočných charakteristík samotnej čiernej diery,“ sľubuje si fyzik.
Vedci v podstate dúfajú, že pozorným „počúvaním“ symfónie kvázinormálnych módov odhalia nové tajomstvá o samotnej štruktúre priestoru a času okolo čiernych dier. Tento pokrok by nás mohol priviesť o krok bližšie k pochopeniu týchto stále záhadných vesmírnych objektov a zákonov, ktorými sa riadia.
Pôvodný článok
