Podle nové Hawkingovy studie černé díry neexistují, alespoň ne tak, jak je známe

26. 1. 2014
Černé díry Teoretická fyzika Sagittarius A*

Britský teoretický fyzik Stephen Hawking znovu rozvířil vlny světa černých děr se svou novou studií, kterou publikoval ve středu 22. ledna. Hawking věnoval podstatnou část svého života studiu objektů s tak velkou gravitací, že jim neunikne ani světlo. Jeho poslední práce ale jejich existenci de facto popírá. Jak tomu tedy ve skutečnosti je? A co vlastně dřímá v centru naší galaxie, kde, jak astronomové tvrdí, leží obří nepředstavitelné monstrum, kterému říkají supermasivní černá díra?

Sagittaruis A*

Sagittaruis A* Záblesk rentgenové radiace, který zachytil vesmírný teleskop NuSTAR. Bílá oblast ve středu snímku je extrémně horká hmota rotující nejblíž černé díře. V okolí jsou potom zbytky jiných hvězd, jejich planet a oblaků plynů. Po pravé straně je časový průběh rentgenového záblesku jak jej pozoroval teleskop NuSTAR.



Co vlastně černé díry jsou?
Hvězdy dosahují různých velikostí. V těch nejmenších sotva probíhá termojaderná reakce a tak téměř nesvítí. Ve větších hvězdách, které jsou svou masou podobné slunci, dochází ke slučování atomů vodíku a vzniku helia, při této reakci dochází k uvolňování velkého množství energie, které se projevuje tím, že hvězda svítí. Existují i větší hvězdy, s ještě větší gravitací než má naše slunce, existují tak velké hvězdy, jejichž obří gravitace jim umožňuje slučovat atomy helia do ještě těžších prvků. No a potom existují superobří objekty s tak nepředstavitelnou gravitační silou, že jejich spárům nedokážou uniknout ani nehmotné fotony. Tyto "hvězdy" známe jako černé díry, kterým neunikne nic, ani světlo, a astronomové už našli množství objektů, jejichž okolí se chová tak, jako by se nacházely v blízkosti černé díry.
Svět teoretických paradoxů
Černota černých děr je tedy dána faktem, že jejich gravitaci nemá uniknout nic. Tedy nejen světlo, ale také žádná informace, což byl vždy problém pro kvantové fyziky, informace o hmotě - tedy i ta, která spadne do černé díry - by totiž měla být zachována. Kolem černých děr tak vzniklo několik paradoxů, které se fyzikové snaží alespoň teoreticky vysvětlit, přímá pozorování totiž, už ze samotné definice černých děr, nejsou možná. Většina teoretických fyziků se nakonec shodla na tom, že na vnějším povrchu horizontu události vzniká (hawkingova) radiace, která vyzařuje do okolního vesmíru. Tato radiace vzniká z kvantového principu a má mít za důsledek postupné zmenšování černé díry až její úplné vypaření. Ke ztrátě informace tedy nedochází, protože je v podobě radiace vyzařována do okolí černé díry. V roce 2012 se však objevil nový paradox, paradox ohnivé zdi (firewall paradox), se kterým přišla skupina vědců z University of California in Santa Barbara vedená Josephem Polchinskim. Podle tohoto paradoxu, pokud hawkingova radiace skutečně obklopuje horizont události, musí sežehnout všechno, co se k horizontu přiblíží. To je ale opět v rozporu s přístupem obecné relativity, která předpokládá nedramatický průběh při průchodu horizontem události. Tedy ve zkratce: opět nesoulad mezi přístupem kvantové fyziky a obecné relativity.
Poslední teorie
Tuto situaci se teď Hawking pokouší vyřešit opuštěním zavedeného konceptu horizontu události a nahrazuje jej zdánlivým horizontem (apparent horizon). Jde o podobný typ hranice, která vyznačuje prostor kolem masivního objektu, ze kterého není kvůli velké gravitaci úniku s jedním důležitým rozdílem: zdánlivý horizont mění svůj tvar. V takovémto okolí černé díry může informace, která překročila hranici zdánlivého horizontu, ještě pořád uniknout, protože se může ocitnout mimo zdánlivý horizont v případě, že dojde ke změně jeho tvaru v důsledku kvantových fluktuací uvnitř. Nová hawkingova teorie má ale jeden háček, prostor za zdánlivým horizontem události informaci změní a ta se stává chaotickou natolik, že ji prakticky není možné zpětně dekódovat. Nedochází tak ke ztrátě informace jako takové, nicméně její interpretace je v podstatě nemožná. Na to reagoval Polchinski větou "Skoro to zní, jako by Hawking zaměnil firewall za chaos wall, ve skutečnosti ale může jít o stejnou věc".
Existují tedy černé díry?
Jak to tedy s černými děrami je? Aby byly černé, nesměly by vyzařovat žádnou radiaci (i světlo je forma radiace). Podle Hawkinga by ale tyto objekty zářit měly, tedy nejde podle definice o černé díry. To ale nic nemění na tom, že tyto objekty existují, v jádru Mléčné dráhy je ukryté supermasivní monstrum, nazývané astronomy Sagittarius A*, které nikdo nevidí. Zatím. Existuje totiž program nazvaný Event Horizon Telescope, jehož cílem je propojení nejvýkonnějších teleskopů na Zemi do jednoho obřího interferometru, který bude schopný poprvé zaostřit právě na Sagittarius A* a pozorovat horizont, ve kterém se informace dostává za hranici za níž není úniku.
Líbil se Vám tento článek?

Podpořte tento web sdílením našeho obsahu:

Chcete vědět o dalším článku?

Následujte LIVINGfUTURE na sociálních sítích.


Další zprávy z kategorie Černé díry

Detekce zbytkové radiové galaxie by mohla vědcům napovědět o aktivitách supermasivních černých děr

26. 6. 2020 (novější než zobrazený článek)

Detekce zbytkové radiové galaxie by mohla vědcům napovědět o aktivitách supermasivních černých děrVědci z Jihoafrické republiky a Indie objevili pomocí teleskopu GMRT (Giant Metrewave Radio Telescope) novou zbytkovou radiovou galaxii. Jde o galaxii, která měla aktivní galaktické jádro (AGN), které produkovalo silné rádiové vlny, postupně se však jeho aktivita uklidnila a galaxie tak vstoupila do tzv. zbytkové fáze. Studiem těchto galaxií chtějí vědci pochopit celý cyklus života rádiových galaxií.

celý článek

Kolem černé díry v jádru naší galaxie rotují zdroje blikajícího radiového záření

26. 5. 2020 (novější než zobrazený článek)

Kolem černé díry v jádru naší galaxie rotují zdroje blikajícího radiového zářeníPomocí observatoře ALMA se astronomům podařilo identifikovat kvazi-periodické blikání v milimetrové vlnové délce, které vychází z těsné blízkosti supermasivní černé díry v jádru Mléčné dráhy. Jeho zdrojem jsou zřejmě hustější oblasti na vnitřní hraně rotujícího disku, který černou díru obklopuje.

celý článek

Ve vzdálenosti tisíc světelných let byla nalezena zatím nejbližší černá díra

6. 5. 2020 (novější než zobrazený článek)

Ve vzdálenosti tisíc světelných let byla nalezena zatím nejbližší černá díraAstronomové v našli v souhvězdí Dalekohledu na jižní obloze doposud neznámou černou díru, která se nachází pouhých 1 000 světelných let od Sluneční soustavy. Stala se tak nejbližší známou černou dírou. Studie popisující výzkum této černé díry vyšla ve vědeckém magazínu Astronomy and Astrophysics.

celý článek

Kolem jedné z nejmasivnějších známých černých děr obíhá ještě jedna menší - vědci ukázali jak kolem sebe tančí

30. 4. 2020 (novější než zobrazený článek)

Kolem jedné z nejmasivnějších známých černých děr obíhá ještě jedna menší - vědci ukázali jak kolem sebe tančíAstronomům se podařilo podrobně zmapovat vzájemný pohyb dvou supermasivních černých děr. V nesourodém páru extrémně masivní černé díry a menšího partnera dochází ke zdánlivě nepravidelným zábleskům detekovatelným ze Země. Nové simulace ukazují, že jde o krásnou synchronizaci pohybu dvou masivních těles.

celý článek

Masivní hvězda proletěla kolem černé díry a přišla o své vnější vrstvy, zůstal z ní jen bílý trpaslík

29. 4. 2020 (novější než zobrazený článek)

Masivní hvězda proletěla kolem černé díry a přišla o své vnější vrstvy, zůstal z ní jen bílý trpaslíkAstronomům se podařilo identifikovat hvězdu, která se přiblížila černé díře natolik, že přišla o podstatnou část své hmoty. Zůstalo z ní jen husté jádro, které nyní pozorují prostřednictvím rentgenových paprsků. Hvězdy se s černými dírami setkávají poměrně často, zřídka se však astronomům podaří pozorovat hvězdu, která takové setkání přežije.

celý článek

Gravitační vlny odhalily vzácnou kolizi lehké a těžké černé díry

20. 4. 2020 (novější než zobrazený článek)

Gravitační vlny odhalily vzácnou kolizi lehké a těžké černé díryJedny z gravitačních vln zachycených v loňském roce byly podle vědců vytvořeny dosud nejrozdílnějším párem černých děr: jedna z nich byla třikrát masivnější než druhá. Tento rozdíl způsobil vznik gravitačních vln s hned několika frekvencemi.

celý článek

Vědci možná objevili důkaz existence hawkingovy radiace, která jako jediná dokáže uniknout z černé díry

10. 2. 2020 (novější než zobrazený článek)

Vědci možná objevili důkaz existence hawkingovy radiace, která jako jediná dokáže uniknout z černé díryAstronomové zkoumající data z první známé kolize neutronových hvězd z roku 2017 objevili náznaky ozvěn, které podle nich naznačují existenci hawkingovy radiace vycházející z výsledného objektu. Tato radiace je podle teorie jediná, která by mohla unikat z černé díry a jejím prostřednictvím by tak mohlo docházet k pozvolnému vypařování černých děr. Výsledky svého výzkumu publikoval vědecký tým vedený Niayeshem Afshordim ve vědeckém magazínu Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.

celý článek