Strana 38
rozhovor
Jiří Podolský
38
11/2022
Tajemství vesmíru
Sciences Dictionary. Rovněž jsem měl
tu čest stát se jedním zprvních čtenářů
a„studentským oponentem“ jeho dalších
skvělých knih ofyzice aastronomii pro
mládež. VKleczkově pracovně jsem
poprvé zblízka ana vlastní oči viděl, jak
„vypadá“ ajak se opravdu „dělá“ věda,
která je vpřímém kontaktu se světovými
špičkami oboru.
?
Jak na vás Josip Klezcek zapůsobil
jako na mladého ahledajícího se
studenta?
Docent Kleczek, jemuž všichni ostatní
říkali prostě Jožka, byl nesmírně moudrý,
neformální alaskavý muž. Projevovalo se to
ive vztahu ke mně. Záhy například poznal,
že mě třídění slovníkových hesel zas tak
moc nebaví aže bych chtěl raději studo-
vat knihy oEinsteinově teorii gravitace
akosmo logii, tedy být spíš teoretickým fy-
zikem než astronomem. Dal mi naprostou
volnost ajá jsem ji nadšeně využil. Vklidu
krásné avýtečně vybavené ondřejovské
knihovny jsem pak doslova ležel vučebni-
cích adělal si znich výpisky.
?
Ve své vědecké práci se zaměřujete
především na studium prostoro-
časů vEinsteinově obecné teorii
relativity–zejména těch, které popisují
gravitační záření, černé díry nebo kos-
mologické modely. Jakých výsledků jste
vdané oblasti dosáhl?
Obecně řečeno, předmět mého zkoumání
tvoří přesná řešení Einsteinových rov-
nic obecné relativity zroku 1915, tedy
takzvané prostoročasy. Ty reprezentují
gravitační pole vkontextu různých situací,
například kosmologické modely vesmí-
ru jako celku, silně zakřivená gravitační
pole vokolí hmotných objektů nebo
zcela zhroucených černých děr, šířící se
gravitační vlny různého typu atak dále.
Obecně Einsteinovy rovnice, určující
geometrii prostoročasu, vyřešit nejde pro
jejich velkou matematickou složitost. Lze
však najít azkoumat více či méně realis-
tická řešení, ato za určitých dodatečných
předpokladů–třeba symetrie, speciálního
hmotného obsahu, geometrické výjimeč-
nosti apodobně.
Einstein sám pochyboval, zda bude
možné gravitační vlny zaznamenat.
Jsou totiž nesmírně slabé
Podle Einsteinovy obecné relativity se
gravitace těsně pojí se zakřivením pro-
storočasu, kněmuž dochází vpřítom-
nosti hmotných objektů: Čím hmotnější
těleso, tím víc se kolem něj prostoročas
zakřivuje. Pokud se hmotné objek-
ty pohybují, zakřivení prostoročasu
se mění. Apři jejich zrychlování za
určitých okolností dochází k„vlnění“
prostoročasu. Vznikají tak gravitační
vlny, jež se šíří rychlostí světla. Nesou
energii, takže vlastně představují gra-
vitační záření, podobně jako elektro-
magnetické záření nesoucí energii.
Gravitační vlny vysílá každý po-
hybující se hmotný objekt, jehož po-
hyb se zrychluje či mění–není tedy
perfektně sféricky symetrický jako
při nafukování či smršťování koule,
případně rotačně symetrický jako při
rotaci disku nebo koule. Vezměme si
na pomoc obyčejnou káču: Zpočátku
se točí souměrně podél své osy, takže
gravitační vlny nevyzařuje. Když se
však rotace chýlí ke konci, káča při ní
kolísá atehdy vysílá zmíněné vlnění.
Klasická dětská hračka je samozřejmě
příliš malá, než abychom mohli její
gravitační vlny zaznamenat součas-
nými přístroji. Čím hmotnější však
taková „káča“ je ačím rychleji rotuje,
tím mohutnější vlny vznikají.
Zdroji gravitačních vln ve ves-
míru jsou hlavně velké objekty, které
se navzájem obíhají. Rotující tělesa
zmíněné vlnění vyzařují, pouze jsou-li
nesymetrická, jako třeba planetky
různých protáhlých tvarů. Obvykle jej
produkují rovněž výbuchy supernov,
pokud není rozpínající se mračno
hmoty zexploze perfektně souměrné,
což většinou není. Oproti tomu rotující
disky ahvězdy, jež se sféricky nafu-
kují asmršťují, gravitační vlny ne-
vysílají. Jejich zdrojem by však podle
převažujícího názoru odborníků mohla
být rovněž kosmologická inflace, tedy
extrémně intenzivní arychlé nafouk-
nutí vesmíru, jež se zřejmě odehrálo
vprvních momentech jeho existence.
Mělo sice přibližně sférický tvar, ale
nejspíš nebylo perfektně symetrické
ve všech směrech avkaždém bodě.
Vrásky vprostoročase
Hlavní zdroj gravitačních vln, které
dnes pozorujeme, tvoří kompaktní
binární systémy extrémních objektů