Co jsou gravitační vlny? Jak souvisí s teorií relativity?

Einsteinova obecná teorie relativity znamenala velký průlom v nazírání okolního světa. Tato vnitřně konzistentní teorie spojuje vlastnosti prostoru (přesněji prostoročasu) s hmotou ve vesmíru. Prostor přestal být neměnným jevištěm, na jehož pozadí se odehrávají fyzikální procesy, ale stal se jedním z hlavních herců.

Podle obecné teorie relativity není prostor v přítomnosti hmoty plochý (součet vnitřních úhlů v trojúhelníku nečiní přesně 180°), ale může se lokálně zakřivovat. Kdybychom měřili obvod Slunce, dostali bychom asi o 1 km méně, než odpovídá známému vzorečku o = 2πr. Lokální změny křivosti prostoru, jež se šíří dále a jsou vyvolány některými jevy, označují vědci jako gravitační vlny.

Ani přes nesmírné úsilí nebyly zatím gravitační vlny spolehlivě detekovány (i když se nedávno objevil výzkum, který by gravitační teorii mohl potvrzovat), avšak jejich vyzařování je důležité pro energetiku některých extrémních procesů. Například pulzar PSR J0737-3039, skládající se z dvojice neutronových hvězd, ztrácí energii vyzařováním gravitačních vln, v důsledku čehož se k sobě obě složky přibližují a měřitelně se zkracuje perioda jejich oběhu. Změna periody oběhu pulzaru je pak zcela v souladu s čistě teoretickou předpovědí z teorie relativity.