Vědci znovu potvrdili teorii obecné relativity Alberta Einsteina s bezprecedentní přesností detekcí dosud nejsilnější zaznamenané gravitační vlny. Signál nazvaný GW250114 pochází ze sloučení dvou černých děr a představuje nejjasnější potvrzení Einsteinových předpovědí učiněných před stoletím.
Nová éra detekce gravitačních vln
Kolize byla detekována v roce 2025 sítí pokročilých detektorů gravitačních vln, včetně Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory (LIGO) v USA a detektoru Virgo v Itálii. Tyto nástroje jsou výrazně citlivější než jejich protějšky z roku 2016, což vede k výjimečně čistým datům. Tato jasnost je kritická, protože umožňuje přísné testování základní fyziky.
Dříve byl GW250114 použit k potvrzení teorému Stephena Hawkinga, který říká, že horizont událostí výsledné černé díry se nezmenší ve srovnání s kombinovanou velikostí jejích předchůdců. Výsledky potvrdily Hawkingovu teorii s téměř absolutní jistotou. Nyní tým vedený Keefe Mitmanem z Cornell University provedl analýzu dále přímým srovnáním události s Einsteinovými rovnicemi.
Jak obecná teorie relativity předpověděla srážku
Einsteinova teorie popisuje, jak hmota ohýbá časoprostor a určuje pohyb objektů v něm. Když jsou aplikovány na slučování černých děr, rovnice předpovídají specifickou sekvenci: černé díry se spirálovitě spojují, zrychlují, srážejí se a pak vibrují na určitých frekvencích jako zvonící zvon.
Předchozí události nebyly dostatečně ostré, aby otestovaly tyto „režimy slábnutí“, ale GW250114 byl dostatečně výkonný pro přesné testování. Mitmanův tým modeloval očekávané frekvence na základě Einsteinových rovnic a zjistil překvapivou shodu s pozorovanými daty.
“Amplitudy, které měříme v datech, neuvěřitelně dobře souhlasí s předpověďmi numerické relativity,” vysvětlil Mitman. “Einsteinovy rovnice jsou velmi obtížně řešitelné, ale když je vyřešíme a pozorujeme předpovědi obecné teorie relativity v našich detektorech, oba výsledky souhlasí.”
Co to znamená pro budoucnost fyziky?
Nejnovější výsledky posilují spolehlivost obecné teorie relativity. Laura Nuttall z University of Portsmouth řekla: „Vše se zdá být v souladu s tím, co řekl Einstein o gravitaci.“ Studie však také zdůrazňuje omezení současných detektorů.
Přestože je shoda silná, nemůže vyloučit odchylky do 10 %. Mitman poznamenal, že tato nejistota se bude snižovat se zvyšující se citlivostí detektoru. Pokud se objeví nesrovnalosti, bude to znamenat, že Einsteinova teorie je neúplná nebo nesprávná.
Snaha o větší přesnost bude pokračovat, protože vědci budou pozorovat více událostí a zdokonalovat své přístroje. Každé pozorování nás přibližuje k pochopení základních zákonů vesmíru a k tomu, zda Einsteinova vize zůstává nedotčena.
