Rozvlněný prostor

Gravitační vlny rozechvějí časoprostor v okamžiku splynutí dvou černých děr o hmotnosti několikanásobně převyšující hmotnost Slunce. Na obrázku vidíme jejich počítačovou simulaci.

Dvě černé díry, jež pravděpodobně vznikly při závěrečném kolapsu velmi hmotných hvězd, okolo sebe po desítky milionů roků vzájemně obíhají a postupně se přibližují, protože část jejich potenciální energie odnášejí gravitační vlny. Tento pohled na gravitační soužití dvou velmi hmotných objektů přinesla do fyziky Einsteinova obecná teorie relativity, která vysvětluje gravitaci jako deformaci časoprostoru vlivem hmotnosti těles. Zrychlení, která v klasické fyzice vnímáme jako důsledek působení sil, jsou podle Einsteina projevem pohybu tělesa pokřiveným časoprostorem po nejkratší dráze (tzv. geodetice).

Jak pochopit nepředstavitelné

Je paradoxem, že Einsteinův přístup vlastně vyloučil existenci éteru – všudypřítomné substance, jež měla umožňovat šíření elektromagnetického záření a s jejíž pomocí se dříve vysvětlovalo gravitační, elektrostatické a magnetické působení těles. Přitom si gravitační vlny umíme představit právě jen pomocí analogií s vlněním nebo deformací v nějakém materiálu. Jako šíření vln na vodní hladině nebo jako rozmístění těles na pružné membráně, přičemž hmotnější těleso okolo sebe vytvoří hlubší gravitační „jámu“. Černá díra pak v této interpretaci vypadá jako parabolický trychtýř vedoucí kamsi do nekonečné hlubiny.

Lidský mozek si zřejmě nedokáže vytvořit zcela správnou obrazovou představu. Jakákoli vizualizace s sebou sice přináší notné zjednodušení, tato však patří k těm nejzdařilejším a nejpřesnějším. Jde vlastně o jeden obraz, jeden časový okamžik ze simulace časového průběhu závěrečné fáze splynutí dvou černých děr, již vytvořil tým vědců z Goddardova kosmického střediska, hlavního výzkumného centra NASA, a to už v roce 2012.