Mohou černé díry posílat zprávy do minulosti? Takto bychom mohli komunikovat sami se sebou

Nová studie zkoumá, zda by zvláštní struktury časoprostoru v okolí rotujících černých děr mohly umožnit posílat informace zpět v čase – a jak velké množství dat by se takto dalo přenést.

Když se příčina a následek zamotají

V běžném světě platí jednoduché pravidlo: nejprve nastane příčina a teprve potom následek. V extrémních podmínkách vesmíru ale mohou být věci mnohem komplikovanější.

Einsteinova obecná teorie relativity totiž připouští existenci takzvaných uzavřených časupodobných křivek. Jde o exotické struktury časoprostoru, které se mohou vytvořit v místech s mimořádně silnou gravitací. Teoreticky by umožňovaly pohybovat se stále vpřed v čase, a přesto se nakonec ocitnout ve vlastní minulosti.

„Časoprostor se může zakřivit natolik, že nevědomky pokračujete vpřed v čase a nakonec narazíte sami na sebe v minulosti,“ vysvětluje Seth Lloyd z Massachusettského technologického institutu (MIT), jeden z autorů nové studie.

Podle fyzikálních modelů by se uzavřené časupodobné křivky mohly vytvářet v okolí rotujících černých děr. Na rozdíl od běžných představ není singularita uvnitř takové černé díry pouhým bodem. Některé matematické modely ji popisují jako prstenec, kolem něhož by se mohly stáčet právě zmíněné časové smyčky.

Nikdo zatím neví, zda takové struktury ve skutečnosti existují. Astronomové však dobře vědí, že většina černých děr ve vesmíru rotuje. Pokud jsou tedy teoretické předpovědi správné, nemusí jít o pouhou matematickou kuriozitu.

Jak poslat zprávu včerejšímu já?

Nečekaným impulzem pro nový výzkum se stal slavný film Interstellar režiséra Christophera Nolana. „Na začátku roku 2025 jsem se na něj znovu díval a uvědomil jsem si, že jeho zápletka je matematicky velmi podobná problému, který jsme řešili v předchozím výzkumu,“ říká Kaiyuan Ji z Cornellovy univerzity.

Ve filmu se astronaut v podání Matthewa McConaugheyho dostane do blízkosti černé díry a pokusí se předat zprávu své dceři do minulosti. Právě otázka, zda je podobná komunikace teoreticky možná, se stala základem nové studie.

Vědci se pokusili spočítat, kolik informací by bylo možné prostřednictvím časové smyčky přenést. Ukázalo se, že komunikace do minulosti by fungovala jinak než běžné předávání informací. Odesílatel totiž už ví, co se v minulosti stalo, a může tomu přizpůsobit své jednání.

Představme si například, že někdo vhodí zprávu do černé díry a ta se objeví o několik dní dříve. Pokud bude přenos rušen a část informace se ztratí, může příjemce požádat budoucího odesílatele, aby zprávu poslal znovu nebo v několika kopiích. Vzniká tak zvláštní kauzální smyčka, v níž budoucnost ovlivňuje minulost a minulost zároveň pomáhá budoucnosti.

Zatím jen matematika, ale fascinující

Otázka, zda uzavřené časupodobné křivky skutečně existují, zůstává otevřená. Moderní fyzika zatím nedokáže nahlédnout do nitra černých děr ani ověřit, zda se v nich podobné struktury opravdu vytvářejí.

Přesto nové výpočty ukazují, že pokud příroda takové časové zkratky skutečně umožňuje, nemusely by sloužit jen k cestování časem. Mohly by se stát také kanály pro přenos informací mezi budoucností a minulostí.

A to je myšlenka, která zní spíše jako zápletka hollywoodského filmu než jako seriózní vědecký výzkum. Přesto ji dnes fyzikové berou natolik vážně, že o ní publikují studie v prestižních odborných časopisech.