Zaujal vás nějaký fyzikální jev? Nevíte si rady s jeho vysvětlením? Neváhejte a napište nám svůj dotaz!
nalezeno 1493 dotazů
446) Detekce gravitačních vln
19. 01. 2007
Dotaz: Dobry den, rad bych se zaptal jak to dopadlo s detekci gravitacnich vln? Vim, ze
se je pokouseli detekovat na univerzite Caltech, ale nedari se mi vyhledat
nejaky vysledky. Taky jsem slysel, ze se snad planuje postavit velky detektor na
obezne draze. Opravdu se neco takoveho chysta? (Honza)
Odpověď: Na světě je několik detektorů gravitačních vln, z nichž některé už systematicky měří tři roky a postupně zlepšují citlivost zařízení. Problém je totiž v tom, že předpokládaný signál bude i od těch největších zdrojů extrémně slabý (populárně se to přirovnává k rozlišení změny vzdálenosti Země-Slunce na úrovni velikosti atomů). Zatím skutečně detektory nic nenaměřily, a proto se objevují komentáře poukazující na to, že při konstrukci příliš nadhodnotili odhadovanou sílu signálů od astrofyzikálních zdrojů. Tento problém by měl vyřešit satelitní detektor LISA (skládající se že tři satelitu rozmístěných do trojúhelníku), jehož citlivost by měla být dostatečná. Jeho vypuštění se však stále odkládá.
Dotaz: Můj dotaz se týká černých děr, konkrétně jejich vypařování. To se na úrovni
středoškolské fyziky vysvětluje vytvořením páru částice-antičástice a následným
"spadnutím" antičástice do černé díry. Pravděpodobnost, že do díry spadne
částice je však stejně velká jako u antičástice, nebo ne? Pak by černá díra
přijímala stejně hmoty, a tedy i energie, jako by ztrácela Hawkingovým zářením.
Jaký je mechanizmus, který umožňuje černým dírám vypařování? (Jiří Modrý)
Odpověď: Tento zjednodušený popis není závislý na tom, zda do černé díry spadne částice nebo antičástice. Podstatně je, že poté, co se těsně nad horizontem vytvoří virtuální pár částice-antičástice, může jedna z částic mít dostatečnou energii na to, aby unikla ke vzdálenému pozorovateli. Pozorovatel ji tedy naměří kladnou energii, ale v důsledku zachování energie z toho plyne, že druhá částice měla z jeho pohledu zápornou energii a musela tedy spadnout do černé díry (na únik z blízkosti černé díry potřebuje kladnou energii - podobně jako u Keplerovskych orbit v Newtonovské gravitaci). V důsledku souvislostí mezi energií a hmotou této částici odpovídá záporná hmota, kterou přinese do černé díry, jejíž hmota tím klesne a odpovídajícím způsobem se zmenší i její povrch.
Černá díra je výjimečná tím, že její silné gravitační pole umožňuje přeměnu virtuálního párů částic na reálný, v běžných podmínkách virtuální pár okamžitě zaniká.
Korektní popis efektu vyžaduje znalost kvantové teorie pole na zakřiveném pozadí.
Dotaz: Jaká je hodnota únikové rychlosti od odpoutání od zemské gravitace, tedy do volného prostoru? (Honza)
Odpověď: Pravděpodobně se ptáte na tzv. druhou kosmickou rychlost při povrchu Země, tedy nejmenší možnou rychlost, kterou musí těleso odlétávající od Země při jejím povrchu mít, aby si jej Země již nikdy gravitačně nepřitáhla zpět. Pro povrch Země má druhá kosmická rychlost hodnotu 11 180 m/s.
Je třeba si ale uvědomit, že druhá kosmická rychlost je definována pro těleso bez vlastního pohonu - třeba nakopnutý míč. Zemi lze samozřejmě opustit i s menší rychlostí, budeme-li (jako třeba v případě raket a raketoplánů) při letu používat tryskové motory.
Dotaz: Jaká je rychlost oběhu ISS kolem Země na orbitu v m/s? V jaké výšce nad zemským
povrchem se pohybuje v km? (Honza)
Odpověď: Mezinárodní vesmírná stanice (International Space Station, ISS) se okolo Země pohybuje po mírně eliptické dráze. Nejblíže Zemi je 352,8 km na jejím povrchem (v tzv. perigeu), nejdále pak 354,2 km (tzv. apogeum). Průměrnou rychlost ISS můžeme spočíst, známe-li dobu oběhu. Ta je přibližně 91 minut a 37 sekund. Jednoduchým výpočtem (aproximujeme dráhu kružnicí) pak dostaneme, že rychlost ISS by se měla pohybovat okolo 7 694 m/s.
Je dobré si uvědomit, že ISS se vlastně pohybuje velmi blízko při Zemském povrchu - porovnejme poloměr Země (6 378 km) a výšku ISS nad Zemí (353 km). Nepřekvapí nás proto, že spočítaná rychlost ISS se blíží tzv. první kosmické rychlosti (7 905 m/s na povrchu Země).
Dotaz: Dobry den, zajimalo by me jake jsou momentalni objevy/pokroky v teorii
superstrun? Nahlizi se na teorii superstrun jako na dobrou teorii nebo o ni
vetsina vedcu pochybuje? Predpovida tato teorie nejaky jevy, ktere by se alspon
teoreticky daly experimentalne overit? Dekuji za odpovedi. (Honza)
Odpověď: Nejsem expert v teorii strun, ale z aktuálních pokroků bych vybral řešení problémů kosmologické konstanty (její velmi malé hodnoty) prostřednictvím tzv. "krajiny" (landscape) metastabilních řešení, která umožňuje existenci vesmíru s námi pozorovanou hodnotou kosmologické konstanty.
Většina z teoretických fyziků zabývajících se kvantovou gravitací a/nebo teoriemi sjednocení stále ještě považuje teorii superstrun za nejlepšího kandidáta. Ovšem postupem času se začínají stále více prosazovat i jiné teorie (např. smyčková kvantová gravitace). Je to způsobené částečně zpomalením vývoje ve strunách, které od řešení fyzikálně podstatných otázek stále více přechází k pitvání matematického formalismu teorie. Ještě podstatnější je ovšem právě absence experimantálně ověřitelných teorií. Nejnovější urychlovač LHC v CERNu by sice mohl objevit tzv. supersymetrické partnery běžných částic (což teorie strun předpovídá) nebo další dimenze (stočené do miniaturních rozměrů takže neovlivňují běžnou fyziku). Jenže pokud se tak nestane, strunoví teoretici pravděpodobně prohlásí, že fundamentální energetická škála teorie je vyšší a experimenty na LHC tedy nic odhalit nemohou. Což znamená, že teorie je při opakovaném posouvání zmíněné skály (to se už stalo) v podstatě nevyvratitelná, a tedy by se nejednalo o vědeckou teorii.
Pokud se o struny zajímáte, můžete navštívit následující stránky:
