Gravitačné vlny

Aj keď teória relativity bola už veľakrát testovaná a mnohokrát potvrdená, stále sa ešte vedcom nepodarilo overiť všetky jej tvrdenia. Jednou z ich najväčších predpovedí je existencia tzv. gravitačných vĺn.

Gravitačnými vlnami a gravitáciou všeobecne sa podrobne zaoberá všeobecná teória relativity, podľa ktorej hmotné telesá spôsobujú deformácie (zakrivenie) časopriestoru, pričom gravitácia je prejavom tohto zakrivenia. Gravitačné vlny sú jednoducho vlny v časopriestore, spôsobené pohybujúcimi sa hmotnými telesami, presne tak ako napríklad čln na hladine vody za sebou vytvára brázdu vĺn.

Gravitácia a časopriestor sú bohatou studnicou fyzikálnych procesov a javov. Napríklad ak je zakrivenie časopriestoru nekonečné (ak teleso, ktoré vytvorilo priehlbinu v časopriestore bolo natoľko hmotné a husté, že sieť "pretrhlo"), tak vznikne čierna diera, ktorej príťažlivosť je natoľko silná, že ju nedokáže prekonať dokonca ani svetlo.

Teoreticky sa takéto dva "pretrhnuté" siete môžu svojimi nekonečnými dnami vzájomne prepojiť, čím vznikne prepojenie dvoch oblastí cez "hyperpriestor", nazývané taktiež "červia diera".

Význam gravitácie (a teda možnosti pozorovať gravitačné vlny) je hlavne v tom, že má nekonečný dosah a ako jediná sila vo vesmíre pôsoby bez výnimky na všetky častice vo vesmíre. Vďaka tomu zásadne ovplyvňuje procesy s veľmi hmotnými telesami (planéty, hviezdy, galaxie...) a vývoj vesmíru.

Klasická hmota zloťená z atómov (tak ako ju poznáme) tvorí iba 4% hmoty vesmíru. Zbytok tvorí tzv.tmavá hmota (22%), zožená zo zatiaľ neznámych častíc, a tmavá energia (74%). Tie však nesvietia a nevyžarujú žiadne elektromagnetické vlny. Ich existenciu vedci odhalili len vďaka ich gravitačnému vlivu na svietiacu hmotu.

Až doposiaľ sme boli obmedzený iba na pozorovanie elektormagnetického spektra vo vesmíre (teda 4% hmoty). Zvyšok vesmíru nám bol skrytý. Preto vedci začínajú "lov na gravitačné vlny", čím by mohli pozorovať aj dosiaľ neznámu ( a väčšinovú) časť vesmíru.

Zatmenia

Všeobecne o tieňoch

Na začiatok opisu zatmení by bolo vhodné uviesť trochu teórie. Pri zatmeniach — myslených ako astronomické udalosti, máme vždy na mysli zatmenie spôsobené nebodovým zdrojom svetla (teda zdroj svetla je väčší ako teleso, ktoré vrhá tieň).

Pri nebodovom zdroji svetla, rozoznávame tri druhy vrhaného tieňa – Umbra, Penumbra a Antumbra. Existujú matematické vzorce, podľa ktorých sa dá vypočítať veľkosť jednotlivých oblastí, ako aj úroveň svetla v ich jednotlivých častiach, ale týmto sa zoberať nebudem. Stačí len v jednoduchosti povedať že:

Umbra — tieň: Označuje najtemnejšiu časť tieňa. Z akéhokoľvek miesta umbry nieje zdroj svetla vidieť. A to ani čiastočne.
Penumbra — polotieň: Oblasť, z ktorej je zdroj svetla čiastočne vidieť a čiastočne ho prekrýva predmet, ktorý vrhá tieň. Ide o čiastočné (alebo polmesiačikovité) zatmenie.
Antumbra: Oblasť, z ktorej je vidieť prstencové zatmenie zdroja svetla. Vyskytuje sa len pri nebodových zdrojoch svetla a je vždy obklopená penumbrou. Antumbra sa s umbrou stretáva len v jednom jedinom bode, z ktorého zdroj svetla nie je vidieť, pretože je presne prekrytý objektom, ktorý vrhá tieň.

Zatmenie Slnka

Zatmenie Slnka je „ľudové“ avšak zaužívané pomenovanie používané aj odbornou verejnosťou. V skutočnosti však z astronomického pohľadu ide o zatmenie Zeme Mesiacom – Mesiac sa dostane medzi Slnko a Zem, na ktorú vrhá svoj tieň.

K úplnému zatmeniu Slnka môže dôjsť len keď je Mesiac medzi Slnkom a Zemou – teda len keď je v nove. Zároveň však musí byť so Slnkom a Zemou presne v jednej priamke (v tzv. uzle). Preto, hoci sa Mesiac dostane do novu 12 krát za jeden rok, k úplnému zatmeniu Slnka dôjde len 2 až 5-krát do roka. Je to spôsobené sklonom obežnej dráhy Mesiaca voči ekliptike Zeme.

Zakrytie Slnka Mesiacom je možné vďaka tomu, že Slnko je približne 400-krát väčšie ako Mesiac, a zároveň je od Zeme asi 400-krát ďalej ako Mesiac, vďaka čomu majú Slnko aj Mesiac pri pozorovaní zo zeme zhruba rovnakú veľkosť. Preto môže Mesiac Slnko pri pozorovaní zo Zeme zakryť.

Zatmenie Slnka je vzácny jav, pretože oblasť, odkiaľ je ho možné pozorovať je veľmi malá (šírka zhruba 270km) a zároveň len málokedy prechádza obývanými, či ľahko dostupnými oblasťami. V rovnakej oblasti Zeme sa tak vyskytne približne iba raz za 360 rokov. Zároveň je to pomerne krátka udalosť – za najlepších okolností môže trvať asi 7 minút.

Na Zemi je možné pozorovať viaceré typy zatmení Slnka:

— Úplné zatmenie Slnka — pozorovateľ sa nachádza v mesačnej umbre. Jedine pri tomto zatmení je možné pozorovať Slnečnú korónu.
— Prstencové zatmenie Slnka — pozorovateľ sa nachádza v mesačnej antumbre. Nech je slnečný prstenec akokoľvek tenký, slnečný jas je stále natoľko silný, že nie je možné slnečnú korónu pozorovať.
— Čiastočné zatmenie Slnka — pozorovateľ sa nachádza v mesačnej penumbre. Je pravdepodobné, že v tom čase sa na niektorom inom mieste na Zemi vyskytuje úplné, alebo prstencové zatmenie Slnka.
— Kombinované (hybridné) zatmenie Slnka — zriedkavý jav, pri ktorom dochádza na jednom mieste Zeme k úplnému zatmeniu, avšak na inom mieste môžeme pozorovať prstencové zatmenie.

Zatmenie Mesiaca

Zatmenie mesiaca nastáva, ak Mesiac prechádza tieńom Zeme (nachádza sa v opozícii — je teda v splne). Na rozdiel od zatmenia Slnka môže byť zatmenie Mesiaca pozorované takmer z celej pologule. Z toho dôvodu je jeho pozorovanie jednoduchšie. Zatmenie Mesiaca trvá dlhšie, celá udalosť môže trvať až niekoľko hodín, časť totálneho zatmenia trvá 30 minút až jednu hodinu.

Na rozdiel od prstencového zatmenia Slnka, ktoré môžeme niekedy pozorovať, prstencové zatmenie Mesiaca nemôžme nikdy pozorovať, pretože Mesiac sa do oblasti antumbry Zeme nikdy nedostane (antumbra Zeme začína cca 1,3 milióna km od Zeme, ale Mesiac obieha v podstatne menšej vzdialenosti – cca 400 tisíc km)

Existujú tri typi zatmenia Mesiaca:
— polotieňové, Mesiac prechádza iba penumbrou Zeme
— čiastočné, Mesiac čiastočne prechádza umbrou Zeme
— úplné, Mesiac úplne prechádza umbrou Zeme

Ani pri úplnom zatmení Mesiaca tento nie je úplne tmavý. Je to spôsobené atmosférou Zeme, ktorá rozptyľuje slnečné svetlo (hlavne v krátkych vlnovýh dĺžkach) a to sa dostáva aj do jej úplného tieňa (umbry). Vďaka tomu mesiac pri úplnom zatmení je čiastočne osvetlený červeným svetlom.