Jak dlouho by trvalo, než by gravitační studna vytvořená Sluncem zmizela a Země a ostatní planety odletěly do vesmíru?
V úplně první epizodě Průvodce vesmírem mi čistě oholená verze, shrbená ve sklepě, vysvětlila, jak dlouho trvá, než se světlo dostane ze Slunce na Zemi. Chcete-li odpovědět na tuto otázku, cesta trvá světlu asi 8 minut a 20 sekund.
Jinými slovy, kdyby Slunce náhle zmizelo ze samotného vesmíru, stále bychom ho viděli zářit na obloze po dobu více než 8 minut, než se všechno setmělo. Marťanům by trvalo asi 12 minut, než by si všimli, že Slunce zmizelo, a New Horizons, který je téměř u Plutu, nezaznamená změnu déle než 4 hodiny.
I když je tento nápad trochu ohromující, jsem si jistý, že jste kolem něj zamotali hlavu. Určitě jsme o tom pokračovali zde v tomto pořadu. Čím dále se díváte do vesmíru, tím dále se díváte zpět v čase kvůli rychlosti světla, ale uvažovali jste někdy o rychlosti gravitace?
Vraťme se k původnímu příkladu a znovu odstraňte Slunce. Jak dlouho by trvalo, než by gravitační studna vytvořená Sluncem zmizela.
Kdy by Země a ostatní planety odletěly do vesmíru, aniž by Slunce drželo celou sluneční soustavu pohromadě svou gravitací? Stalo by se to okamžitě, nebo by trvalo nějakou dobu, než by se informace dostala na Zemi?
Zní to jako jednoduchá otázka, ale ve skutečnosti je těžké ji říct. Gravitační síla je ve srovnání s jinými silami ve vesmíru ve skutečnosti dost slabá. Testování v laboratoři je prakticky nemožné.
Podle Einsteinovy teorie relativity se deformace v časoprostoru způsobené hmotou – také známé jako gravitace – budou šířit rychlostí světla. Jinými slovy, světlo ze Slunce a gravitace Slunce by měly z pohledu Země zmizet přesně ve stejnou dobu.
Ale to je jen teorie a spousta fantazijní matematiky. Dá se to nějak otestovat v reálu? Astronomové přišli na způsob, jak to nepřímo odvodit sledováním interakcí s masivními objekty ve vesmíru.
V binárním systému PSR 1913+16 existuje pár pulsarů, které obíhají kolem sebe jen párkrát větší, než je šířka Slunce. Jak se pulsary otáčejí kolem sebe, deformují samy časoprostor uvolňováním gravitačních vln. A toto uvolnění gravitačních vln způsobí zpomalení pulsarů.
Je úžasné, že astronomové dokonce dokážou změřit tento rozpad na oběžné dráze, ale ještě úžasnější na tom je, že tento proces používají k měření rychlosti gravitace. Když astronomové provedli výpočty, určili rychlost gravitace tak, aby se pohybovala v rozmezí 1 % rychlosti světla – to je dostatečně blízko.
Vědci také použili pečlivá pozorování Jupiteru, aby se dostali k tomuto číslu. Sledováním toho, jak Jupiterova gravitace deformuje světlo z kvasaru v pozadí, když prochází vpředu, byli schopni určit, že rychlost gravitace je mezi 80 % a 120 % rychlosti světla. Opět je to dost blízko.
Takže tady to je. Rychlost gravitace se rovná rychlosti světla. A kdyby Slunce náhle zmizelo, budeme rádi, když dostaneme všechny špatné zprávy ve stejnou dobu.
Gravitace je drsná milenka. Řekněte nám příběh o době, kdy gravitace byla pro vás příliš rychlá. Napište to do komentářů níže.
Podcast (audio): Stažení (Trvání: 3:51 – 3,5 MB)
Předplatit: Apple podcasty | RSS
Podcast (video): Stažení (Trvání: 4:14 – 50,4 MB)
Předplatit: Apple podcasty | RSS