Paradox černých děr vyřešen? Vědci tvrdí, že je všechno jinak

01.04.2014 - Petr Broža

Budeme přepisovat učebnice? Dva vědci přišli s teorií, která řeší informační paradox černých děr, vysvětluje gama záblesky, kloubí kvantovou mechaniku s teorií relativity a hlavně říká, že černá díra může výbuchem uvolnit všechnu hmotu zpět do vesmíru


Reklama

Každá černá díra skrývá tajemství – podle teorie relativity, co černá schvátí, to už nenavrátí. Nevidíme totiž za horizont událostí, za kterým se černá díra skrývá. Nic, ani světlo nedokáže překonat ohromnou gravitační sílu, jakou černá díra disponuje.

Víme, že nic nevíme

Černá díra je však jeden velký paradox. Kvantová mechanika říká, že informace, kterou o sobě hmota nese, nemůže být zničena. Jenže tady naráží na teorii relativity, která zase predikuje tzv. singularitu, nekonečně hmotný bod, do něhož se soustředí veškerá hmota černé díry. Informace o hmotě, kterou černá hmota pohltila, tak mizí v nenávratnu.

Tento paradox se snažila vyřešit řada vědců, například Nikodem Poplawski, který popírá singularitu a říká, černá díra dosáhne určité minimální velikosti, kdy už další smršťování není možné. A následně exploduje a veškerou pohlcenou hmotu uvolní zpět do vesmíru. A že by jednotlivé černé díry mohly být navzájem propojeny jako kořeny rostlin (že by červí dírou?).

Nebo Stephen Hawking, který zase říká, že horizont událostí neexistuje. Že je pouze tzv. zdánlivý horizont, který okolo černé díry fluktuuje a pokud se nějaká informace dostane za jeho hranici, unikne zpět do vesmíru. Podle Hawkinga se navíc černá díra vypařuje skrze tzv. Hawkingovo záření. A pokud není dostatečně krmena novou hmotou, může se zcela vypařit.

Další z teorií, která by mohla tento informační paradox, je teorie tzv. Planckovy hvězdy. Podle ní je navíc v korelaci kvantová mechanika a teorie relativity. Jak to celé má fungovat?

Cyklický vesmír

Vědci obecně předpokládají, že se černá díra zformuje na konci života hvězdy, která už nemá dostatek paliva pro nukleární fúzi a zhroutí se vlastní nezměrnou gravitací. A vzhledem k tomu, že hmota vznikající černé díry nemá žádnou protiváhu, zhroucení probíhá až do singularity, jediného, nekonečně malého bodu s nekonečnou hustotou.

Jenže tato teorie singularity má slabiny. Už jen proto, že si ji nemůže nijak ověřit, nikdo totiž dovnitř dosud černé díry nenahlédl – a pokud skutečně existuje horizont událostí, ani nenahlédne. Francouz Carlo Rovelli a Nizozemec Francesca Vidotto se pokusili skloubit hledání podstaty černých děr zkoumáním podstaty vesmíru a hlavně jeho vzniku.

Tito vědci přišli s teorií, že pokud mohl Velkým třeskem vzniknout náš Vesmír, proč by se podobný velký třesk nedal aplikovat i na černou díru? Dejme tomu, že Velkému třesku předcházela fáze kontrakce, kdy se Vesmír vlastní gravitační silou smrštil, podobně jako hvězda na konci svého života.

Kvantová gravitace (teorie, která zatím nebyla zcela prokázána) by svou repulzivní silou zabránila smrštění do stavu singularity – vesmír by vytvořil nejmenší možný kompaktní stav, kdy už další smršťování není možné. Ve chvíli, kdy by toto smrštění dosáhlo Planckovy délky, nejmenší možné velikosti ve fyzice, začne se vesmír opět rozpínat – a pak zase smršťovat a tak stále dokola.

Planckova hvězda

Podobnou teorii nyní vědci aplikovali na černou díru. Umírající hvězda se smrští do stavu, kdy už další smršťování není možné – kvantové síly nedovolí vznik singularity. Objekt se nakonec stane superkompaktním tělesem, které se už ale dále nebude zmenšovat.

Tím, jak se černá díra vypařuje díky Hawkingově záření, které působí proti gravitaci, její velikost v určité chvíli dosáhne velikosti Planckovy hvězdy – zmizí horizont událostí. A v tomto okamžiku mohou z bývalé černé díry unikat informace zpět do vesmíru. Planckova hvězda nakonec exploduje – jakýsi velký třesk, jen v menším měřítku. Všechna hmota se vrátí zpět do matičky vesmíru.

A hle, informační paradox je vyřešen. Jak říká Vidotto, „paradoxy nejsou součástí přírody.“

Gama záblesky jako důkazy černý děr?

Ve chvíli, kdy začnou informace z Planckovy hvězdy unikat, dochází k vyzařování na vlnových délkách gama záření. Při případné explozi by tak mohlo dojít k tzv. zábleskům gama (GMB, gama-ray burst). Při GMB se uvolní obrovské množství energie a jde o nejvýraznější jev ve vesmíru co do jasnosti. Trvá řádově sekundy a bývá doprovázen následným několikadenním dosvitem rentgenového či ultrafialového záření nebo i viditelného světla.

Je tedy možné, že jsme „výbuch“ černé díry alias Planckovy hvězdy již pozorovali formou gama záblesků. Pokud by tomu tak bylo, budeme muset přepisovat učebnice a začít se na černé díry dívat zcela jinak? Tato studie by nejen vysvětlovala vznik GMB, ale také vyřešila informační paradox, skloubila teorii relativity s kvantovou mechanikou a prokázala existenci kvantové gravitace. Ale než se tak stane, musí vědci ujít ještě kus cesty.

A možná je všechno jinak. Kdo ví?

Reklama

  • Zdroj textu:

    Space.com, Phys.org

  • Zdroj fotografií: Gabriel Pérez Díaz, Servicio MultiMedia

Další články v sekci

Reklama

Reklama

Aktuální články

Pro zdravý rozvoj dětí je klíčová pestrá a vyvážená strava; zvládnout jim dodat vše potřebné při zachování veganských principů je velice náročné a bez spolupráce s odborníky může jít o hazard s jejich zdravím.

Zajímavosti
Historie

<h3>Americký symbol</h3><p>Pistole <strong>Colt 1911 v ráži .45 ACP</strong> je symbolem sama o sobě již po celé století. Speciální designový model opatřený vrstvou čtyřiadvacetikarátového zlata vznikl jako odkaz na 2. dodatek ústavy Spojených států, zaručující občanům právo držet a nosit zbraně i vytvářet milice. Její tvůrci omezili počet coltů na sto kusů pro každý stát USA a část zisku z jejich prodeje putuje na účet občanského sdružení, hájícího zájmy střelecké veřejnosti. Tento skvostný model je ovšem v současnosti beznadějně vyprodaný.</p>

Revue

Francis Arthur Rycroft se vyznamenal během první bitvy u El Alameinu, když se výrazně podílel na zničení silné nepřátelské pozice.

Válka

Vesmírný dalekohled Jamese Webba bude přibližně 7× citlivější než Hubbleův  kosmický teleskop (HST). (foto: NASA GSFC/CIL, Adriana Manrique GutierrezCC BY 2.0)

Vesmír

Odlomená kra A68A, obklopená menšími úlomky, 21. listopadu 2020.

Věda

Nové časopisy Extra Publishing

RSSInzerceO serveru (Redakce)Partnerské weby
© Extra Publishing, s. r. o. 2007–2011. ISSN 1804-9907