Pomocí dalekohledu VLT vědci provedli dosud nejpřesnější test Einsteinovy obecné teorie relativity mimo naši Galaxii

Astronomové využili přístroj MUSE pracující ve spojení s dalekohledem ESO/VLT v Chile a kosmický teleskop HST k provedení dosud nejpřesnějšího testu Einsteinovy obecné teorie relativity za hranicemi naší Galaxie.

Blízká galaxie s označením ESO 325-G004 funguje jako silná gravitační čočka, svým působením zakřivuje paprsky přicházející ze vzdálenějších galaxií ležících v pozadí a kolem jejího středu vzniká útvar známý jako Einsteinův prsten.

Porovnáním hmotnosti galaxie ESO 325-G004 se zakřivením prostoru v jejím okolí se astronomům podařilo ukázat, že se gravitace v těchto astronomických měřítcích chová tak, jak předpovídá obecná teorie relativity.

Díky tomu je možné vyloučit z vědeckých úvah některé z alternativních teorií gravitace. S pomocí dalekohledu ESO/VLT (Very Large Telescope) a přístroje MUSE se týmu astronomů pod vedením Thomase Colletta (University of Portsmouth, UK) poprvé podařilo spočítat hmotnost blízké eliptické galaxie s označením ESO 325-G004, a to na základě měření pohybů jejích hvězd.

Thomas Collet vysvětluje: „Využili jsme data získaná pomocí dalekohledu VLT v Chile k měření rychlostí pohybu hvězd v galaxii ESO 325-G004 a to nám umožnilo odvodit, jak velké množství hmoty galaxie musí obsahovat, aby byla schopná tyto hvězdy udržet na jejich oběžných drahách.

“ Členové týmů však byli schopni prověřit ještě další aspekt gravitačního pole této galaxie. S pomocí kosmického Hubbleova teleskopu HST pozorovali takzvaný Einsteinův prsten, útvar, který vzniká ohybem paprsků světla vzdálených galaxií ležících z našeho pohledu v pozadí za ESO 325-G004.

Pozorování prstenu astronomům umožnilo změřit, jak výrazně je narušen chod paprsků a tedy jakým způsobem galaxie ESO 325-G004 díky velké koncentraci hmoty zakřivuje okolní prostoročas. Einsteinova obecná teorie relativity říká, že hmota svojí přítomností deformuje prostoročas kolem sebe.

V takto zakřiveném prostoru se pak chod paprsků světla odchyluje od přímého směru. Dochází k jevu, který je znám jako gravitační čočka. Čím je mezilehlý objekt hmotnější, tím více je jev patrný. V současnosti je známo několik set silných gravitačních čoček, ale většina z nich je příliš vzdálená na to, aby bylo možné přesně změřit hmotnost objektu, který čočku způsobuje.

Galaxie ESO 325-G004 je ale jednou z nejbližších známých gravitačních čoček – je jen asi 450 milionů světelných let daleko.

Thomas Collet dále vysvětluje: „Hmotnost mezilehlé galaxie známe z měření provedených pomocí MUSE a na základě pozorování pomocí HST jsme určili sílu gravitační čočky. Následně jsme porovnali tyto dva způsoby, jakými lze stanovit sílu gravitačního pole, a výsledek odpovídá předpovědím obecné relativity s chybou pouze 9 %.

Jedná se o dosud nejpřesnější test obecné teorie relativity mimo naší Galaxii. A to s využitím pouze jedné galaxie!” V roce 1998 vědci objevili, že se vesmír rozpíná zrychlenou expanzí (tedy, že jeho rozpínání v současnosti probíhá rychleji než v minulosti).

Toto nečekané zjištění není možné v současnosti vysvětlit jinak, než že většinu vesmíru tvoří exotická složka nazývaná temná energie (která zrychlenou expanzi způsobuje). Tato interpretace však závisí na předpokladu, že obecná teorie relativity je teorií gravitace platnou i na kosmologických škálách.

Obecná teorie relativity byla mnohokrát testována s mimořádnou mírou přesnosti v měřítcích Sluneční soustavy, některé práce se zaměřily také na její platnost pro hvězdy ve středu naší Galaxie. Dosud však nebyl proveden žádný přesný test na ještě větších astronomických vzdálenostech.

A právě testování vlastností gravitace na velkých škálách je velmi důležité k ověření platnosti současného kosmologického modelu. Uvedená zjištění mohou mít zásadní následky pro alternativní teorie gravitace, které se rovněž pokoušejí vysvětlit zrychlenou expanzi vesmíru.

Tyto teorie předpokládají, že vliv gravitace na zakřivení prostoročasu závisí na měřítku. To znamená, že gravitace se podle nich chová jinak na velkých astronomických škálách než v menších měřítcích Sluneční soustavy.

Thomas Collet a jeho tým ale zjistili, že je to nepravděpodobné, alespoň pokud tyto rozdíly nenastávají pouze v měřítcích větších než asi 6 000 světelných let. „Vesmír je úžasné místo a nabízí nám tyto čočky, které můžeme využít jako laboratoře,“ dodává člen týmu Bob Nichol (University of Portsmouth).

„Je ohromující, že používáme ty nejlepší dalekohledy světa k ověření Einsteinových předpovědí, abychom zjistili, jak hlubokou pravdu měl.“

Publikováno:
Další články autora
Právě v prodeji
Tip redakce

Související články

Perseverance vyrazí na svou cestu

Perseverance vyrazí na svou cestu

Již ve čtvrtek 30. července 2020 by na cestu k rudé planetě měla...
Astronomové řeší kosmickou záhadu zmizelé hvězdy

Astronomové řeší kosmickou záhadu...

Pomocí dalekohledu ESO/VLT astronomové zjistili, že v drobné trpasličí galaxii...
Spojené arabské emiráty míří k Marsu

Spojené arabské emiráty míří k...

Nosná raketa H-IIA úspěšně odstartovala z japonského vesmírného...
Dotek budoucnosti a nová česká stopa v kosmu

Dotek budoucnosti a nová česká...

Z Česka se stává kosmická laboratoř. Už více jak 50 firem se podílí na...
Temná hmota mohla vzniknout již před Velkým třeskem

Temná hmota mohla vzniknout již...

S odvážnou hypotézou přišli výzkumníci z Univerzity Johnse Hopkinse v...
Žhavé hvězdy pokrývají obří magnetické skvrny

Žhavé hvězdy pokrývají obří...

Astronomové objevili vskutku gigantické magnetické skvrny na povrchu extrémně...
Cesta do vesmíru je opět volná

Cesta do vesmíru je opět volná

Od 11. 5. do konce srpna tohoto roku mohou zájemci opět navštívit největší...
Zrod planety v přímém přenosu

Zrod planety v přímém přenosu

Pozorování provedená dalekohledem ESO/VLT odhalila neklamné známky zrodu...
Bahenní vulkanismus na Marsu

Bahenní vulkanismus na Marsu

Mezinárodní vědecký tým, jehož součástí byli i čeští výzkumníci,...
Planeta, kde po večerech prší. Nikoliv však voda, nýbrž rozžhavené železo

Planeta, kde po večerech prší. Nikoliv...

Pomocí dalekohledu ESO/VLT vědci pozorovali extrémní extrasolární planetu, u které...

Nenechte si ujít další zajímavé články

Jak fungovaly první polepšovny?

Jak fungovaly první polepšovny?

Špinavý kluk v roztrhaných šatech se tváří trucovitě. „Jak se jmenuješ?“ ptá se ho...
Přiměl filozof šlechtičny kojit děti?

Přiměl filozof šlechtičny kojit...

Kateřina se vytrhne chůvě z rukou a vběhne do dveří, kde zahlédla maminku. Marie...
Kde žije největší zvíře planety?

Kde žije největší zvíře planety?

Jsou to obři, před kterými máme právem respekt. Jejich...
Kde se vzaly nejstarší legendy o upírech?

Kde se vzaly nejstarší legendy o...

Pobledlá bytost se pod závojem tmy blíží k lidskému obydlí. Má znetvořené rysy,...
Sověti platili za Pepsi Colu ponorkami

Sověti platili za Pepsi Colu...

Nikita Chruščov opatrně přiblíží kelímek k ústům. Nedůvěřivě si lokne doušku...
Proč jsou hodinky Rolex tak drahé?

Proč jsou hodinky Rolex tak drahé?

Takzvané „Rolexky“ jsou jednou z nejznámějších a nejprodávanějších...
70 stupňů aneb kde na planetě vám bude nejtepleji?

70 stupňů aneb kde na planetě...

Vedro, že se i koleje kroutí a asfalt bublá. České...
Oskarový zvrhlík boří bariéry: Charlie Chaplin bez příkras

Oskarový zvrhlík boří bariéry:...

Za poťouchlým výrazem, umělým knírkem, typickou buřinkou a hůlkou skrývá...
Varšavský kat Jürgen Stroop: Kochá se hořícími synagogami

Varšavský kat Jürgen Stroop: Kochá...

Než se zhoupl na šibenici, dokázal důstojník Waffen-SS a přesvědčený nacista...
Poznejte své IQ

Poznejte své IQ

V našem profesionálně sestaveném testu ihned zjistíte přesné výsledky a obdržíte certifikát.