Nejčastější otázky

Co budou fyzici dělat, když ani vylepšené LIGO neobjeví známky gravitačních vln?
Ptá se Baharudin z Malajzie

Když vylepšené LIGO neuspěje po jednom nebo dvou letech provozu, pak to bude ještě revolučnější, než když je objeví. Ale na to bych nesázel.

Jedním důvodem je, že máme spoustu nepřímých důkazů gravitačních vln. Trochu jsem o tom mluvil zde, ale přidejme pár detailů:

Nejznámějším příkladem je HUlse – Taylorův pulzar. Je binární – dvě neutronové hvězdy obíhají jedna druhou. Z jedné z nich vidíme přicházet periodické radiové signály, protože existuje paprsek, který přebíhá přes Zemi jako maják zároveň s rotací hvězdy. Ten signál je jako hodiny GPS, které nám umožňují sledovat pohyb hvězd, a to nám ukazuje, že se spirálovitě přibližují jedna druhé – oběžná dráha se zmenšuje velmi pomalu. Emise gravitačních vln by měla snižovat orbit přesně tím tempem, které pozorujeme, takže je to ohromující potvrzení Einsteinovy teorie. A proto také HUlse a Taylor převzali Novelovu cenu v roce 1993.

Od té doby jsme zjistili řadu dalších binárních systémů , s ještě lepšími radiovými výsledky. LIGO neumí detekovat tyto konkrétní dvojice – může detekovat jen posledních pár minut těsně před sloučením – ale my víme, že jich je mnohem více, které nejsou v radioteleskopu vidět. Například mnoho paprsků pulzarů není namířeno k nám, ale gravitační vlny přicházejí že všech směrů, a ty se počítají při odhadu kolik dvojhvězd v poslední fázi zachytí LIGO za rok. Když dáme dohromady vše, co odvodíme z pozorování (jako je rychlost výbuchů supernov, které převádějí normální hvězdy na neutronové) a výpočtů z astrofyziky (jako jak rychle supernova rozbije dvojhvězdu), dostaneme odhad několika spojení za sto tisíc let v jedné galaxii. Protože v dosahu vylepšeného LIGO je milion galaxií, očekáváme tucty spojení za rok. Máme nějaké nejistoty v tomto počtu, je velmi obtížné snížit rychlost pod jedno spojení za rok.

Takže pokud nenajde po jednom roce pokročilé LIGO jedno spojení, nerozhodneme se měnit teorii relativity, ale začneme do hloubky prověřovat naše pochopení životního cyklu hvězd. A LIGO poběží dále, protože i bez signálu je možné nastavit horní limit – a to je věc, ke které se vrátím v druhé části.