LIGO

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na navigaci Skočit na vyhledávání
LIGO
Severní rameno zařízení LIGO ve státě Washington
Alternativní názvy LIGO
Organizace LIGO Scientific Collaboration
Stát Spojené státy americké
Souřadnice
První světlo 23. srpna 2002
Webová stránka http://www.ligo.org/
Commons LIGO
Některá data mohou pocházet z datové položky.

LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) je vědecké zařízení v USA, které 14. září 2015 jako první přímo detekovalo gravitační vlny. Bylo postaveno v roce 2002. Pracuje na principu porovnávání dvou identických laserových paprsků v interferometru. Jeho vylepšená verze dokončená v roce 2015 je označována jako aLIGO (Advanced LIGO).

Charakteristika[editovat | editovat zdroj]

Projekt LIGO sestává ze dvou stejných detektorů nacházejících se v amerických státech Washington a Louisiana. Jejich velká vzdálenost (3 000 km) zabraňuje tomu, aby byly rušeny stejným šumem okolí, například zemětřesením.[1]

Dioda, která zaznamenala první gravitační vlny

Každý detektor je tvořen dvěma rameny o délce 4 km svírajícími pravý úhel. V nich jsou ve vakuu vyslány dva identické laserové paprsky,[2] které se na konci ramen odrazí od zrcadel a v místě styku se v interferometru porovnají. V nerušeném prostoru by měly být jejich dráhy ideálně stejné a paprsky by tedy měly dorazit ve stejné fázi.[3] Pokud však zařízením projde gravitační vlna, délky ramen se nepatrně změní a paprsky se potkají fázově posunuté. Výsledný paprsek by tak měl mít jinou intenzitu než ve stavu bez gravitačních vln.

Zařízení je po modernizaci schopné změřit změnu vzdáleností s přesností 10-18 metru (tedy přibližně tisíckrát menší, než je velikost protonu nebo neutronu).[3] Aby bylo možné detekovat gravitační vlny, musí být zařízení schopno eliminovat rušení, která mohou způsobovat mnohem větší změny rozměrů jednotlivých ramen, především různé otřesy a vibrace.

Zjednodušené schéma zařízení

Na výzkumu pomocí detektoru LIGO spolupracují vědci z mnoha univerzit jako MIT nebo Caltech. Projekt financovala nadace National Science Foundation. Byl vybudován za sumu 620 milionů amerických dolarů, čímž se jedná o nejnákladnější projekt této nadace.

Pozorování[editovat | editovat zdroj]

Během pozorování v letech 20022010 nebylo prokázáno, že by byly gravitační vlny detekovány. Poté byly detektory nahrazeny vylepšenými, třikrát citlivějšími (vyměněny byly lasery i zrcadla).[4]. Zařízení bylo pod označením Advanced LIGO spuštěno v září 2015.[4] Přibližně do roku 2021 by se měla citlivost přístroje zvýšit ještě o jeden řád a měl by podle teoretických předpovědí zachytit až několik desítek událostí ročně.[4]

Schematické znázornění detektoru a záznamu měření

V únoru 2016 bylo oznámeno, že zařízení gravitační vlny zaznamenalo.[3] Stalo se tak 14. září 2015 (GW150914), v době, kdy byl experiment ve fázi posledních zkoušek (oficiálně sběr vědeckých dat začal až o tři dny později).[3] Zachycené gravitační vlny vznikly při srážce dvou černých děr, jejichž hmotnost se pohybovala kolem 30 a 35 Sluncí.

V době prvního běhu detektoru aLIGO (září 2015 až leden 2016) byly detekovány ještě další tři události.[5] V červnu 2016 byla publikována analýza pozorování události z 26. prosince 2015 (GW151226), při které splynuly černé díry o hmotnostech 14,2 a 7,5 Sluncí.[6] V červnu 2017 byla oznámena třetí detekce z ledna 2017 (GW170104).[7]

Spolupráce[editovat | editovat zdroj]

Detektory Ligo úzce spolupracují s obdobným evropským detektorem Virgo, protože jen kombinací všech tří měření je možné určit místo na obloze, odkud gravitační vlny přišly.[8] Prvním jejich společným záznamem byly 14. srpna 2017 vlny označované jako GW170814, které byly vyprodukovány srážkou dvou černých děr. O tři dny později následovala známější detekce GW170817, při níž byly poprvé zaznamenány vlny způsobené srážkou dvou neutronových hvězd – jevem označovaným jako kilonova.[9]

Reference[editovat | editovat zdroj]

  1. Zásadní zlom ve studiu vesmíru. Vědci poprvé zachytili gravitační vlny [online]. Česká televize, 2016-02-11 [cit. 2016-02-12]. Dostupné online. 
  2. WEBB, Stephen. Kde tedy všichni jsou?. Překlad Michael Prouza, Martin Šolc, Eva Šlaufová. 1. vyd. Svazek 21. Praha a Litomyšl: Ladislav Horáček – Paseka, 2007. 352 s. (Fénix). ISBN 80-7185-877-5. Kapitola 16. řešení: Vysílají, ale my nevíme, jak naslouchat, s. 117. 
  3. a b c d LÁZŇOVSKÝ, Matouš. Čtvrtek navždy změnil náš pohled na vesmír. Vědci zachytili gravitační vlny. Technet.cz [online]. 2016-02-11 [cit. 2016-02-12]. Dostupné online. 
  4. a b c LÁZŇOVSKÝ, Matouš. Mezi fyziky kolují fantastické zvěsti. Zachytili jsme gravitační vlny?. Technet.cz [online]. 2016-01-15 [cit. 2016-01-17]. Dostupné online. 
  5. http://www.nytimes.com/2016/02/12/science/ligo-gravitational-waves-black-holes-einstein.html?_r=1 – Gravitational Waves Detected, Confirming Einstein’s Theory
  6. WAGNER, Vladimír. Tak už je tu další případ detekce gravitačních vln. OSEL.cz [online]. 2016-06-16 [cit. 2016-07-03]. Dostupné online. 
  7. http://sciencemag.cz/gravitacni-vlny-potreti/ - Gravitační vlny potřetí
  8. The Virgo Collaboration [online]. European Gravitational Observatory, 2017 [cit. 2018-01-01]. Dostupné online. 
  9. SRBA, Jiří. Dalekohledy ESO pozorovaly optický protějšek zdroje gravitačních vln. astro.cz. Česká astronomická společnost, 2017-10-16. Dostupné online [cit. 2017-11-05]. 

V tomto článku byl použit překlad textu z článku LIGO na anglické Wikipedii.

Externí odkazy[editovat | editovat zdroj]

  • Slovníkové heslo LIGO ve Wikislovníku