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.
Líbí 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

Supermasivní černá díra s nezvykle pravidelným cyklem rentgenových záblesků

15. 9. 2019 (novější než zobrazený článek)

Supermasivní černá díra s nezvykle pravidelným cyklem rentgenových zábleskůAstronomové našli supermasivní černou díru, která pravidelně každých devět hodin vydává rentgenový záblesk. To je nezvyklé chování, které bylo dříve detekováno pouze u dvou malých stelárních černých děr, nikoli u supermasivních v jádru galaxií. Rentgenové záření vychází z okolí černých děr při pohlcování materiálu zachyceného jejich gravitací, zatím však není zřejmé, proč jde u této černé díry o pravidelný jev.

celý článek

Gravitační vlny vycházející z černé díry krátce po jejím vzniku prozradily její hmotnost

14. 9. 2019 (novější než zobrazený článek)

Gravitační vlny vycházející z černé díry krátce po jejím vzniku prozradily její hmotnostKdyž se dvě černé díry srazí, vznikne nová, větší černá díra, která vydává vlnění podobně jako zvon, do kterého bylo udeřeno. Toto vlnění u černých děr reprezentují gravitační vlny, které vznikají nejen při samotné kolizi, ale také po ní, i když s výrazně menší intenzitou. V roce 2015 byly tyto gravitační vlny poprvé zachyceny a vědcům se tak otevřel zcela nový nástroj umožňující pozorování vesmíru kolem nás. Nová studie nyní potvrdila, že prostřednictvím gravitačních vln lze také určit hmotnost samotné černé díry a další její charakteristiky.

celý článek

Doposud neznámé obří bubliny vycházející ze středu Mléčné dráhy vysílají rádiové vlny

13. 9. 2019 (novější než zobrazený článek)

Doposud neznámé obří bubliny vycházející ze středu Mléčné dráhy vysílají rádiové vlnyMezinárodní tým astronomů objevil jednu z největších struktur v Mléčné dráze. Pomocí radioteleskopu MeerKAT poprvé pozorovali dvojici bublin emitujících rádiové vlnění, které vycházejí z centra naší domácí galaxie. Podle vědců by mohlo jít o pozůstatky dávné energetické erupce, která vyšla z blízkosti supermasivní černé díry Sagittarius A*.

celý článek

Silný rentgenový záblesk z hlubokého vesmíru zatím nemá jasné vysvětlení

9. 9. 2019 (novější než zobrazený článek)

Silný rentgenový záblesk z hlubokého vesmíru zatím nemá jasné vysvětlení Vesmírná rentgenová observatoř NuSTAR zachytila v galaxii NGC 6946 hned několik nezvykle intenzivních záblesků radiace. Jeden z nich obzvlášť zaujal astronomy díky tomu, že se rychle objevil a také během několika dní rychle zmizel. Vědci si myslí, že nešlo o supernovu, která mívá podobné chování, protože záblesk nebyl doprovázený viditelným světlem. Co za zábleskem stojí tak není zřejmé, podle jedné z teorií by mohlo jít o kolizi černé díry a hvězdy.

celý článek

Objev nového blazaru extrémně slabého v rentgenovém spektru

4. 9. 2019 (novější než zobrazený článek)

Objev nového blazaru extrémně slabého v rentgenovém spektruAstronomové z Itálie a Španělska objevili nový blazar, který je silný v rádiových vlnách ale velmi slabý v rentgenových. Blazary jsou vzdálené galaxie s aktivní supermasivní dírou v jádru, ze které vychází proudy radiace přímo naším směrem. Objev blazarů se silnými emisemi v rádiovém spektru je poměrně vzácný, každý nový objekt v této kategorii je tedy pro vědce důležitý.

celý článek

Nově detekované gravitační vlny zřejmě pochází z kolize černé díry a neutronové hvězdy

20. 8. 2019 (novější než zobrazený článek)

Nově detekované gravitační vlny zřejmě pochází z kolize černé díry a neutronové hvězdyObservatoře gravitačních vln LIGO a VIRGO zachytily ve středu 14. srpna gravitační vlny z události vzdálené asi 900 milionů světelných let. Z detekovaného signálu vědci odvozují, že došlo ke kolizi dvou objektů - jednoho s minimální hmotností 5 Sluncí a druhého s maximální hmotností 3 Sluncí. Podle vědců by tak mohlo jít o první detekovaný případ kolize černé díry s neutronovou hvězdou.

celý článek

Supermasivní černá díra v centru Mléčné dráhy se najednou rozzářila na 75násobek běžných hodnot

12. 8. 2019 (novější než zobrazený článek)

Supermasivní černá díra v centru Mléčné dráhy se najednou rozzářila na 75násobek běžných hodnotPři květnovém pozorování supermasivní černé díry Sagittarius A* v jádru naší galaxie si astronom Tuan Do z kalifornské univerzity UCLA všiml, že září víc, než je obvyklé. Z bezprostředního okolí černé díry v ten moment vycházelo až 75x více radiace, než došlo opět k jejímu uklidnění na běžné hodnoty. Černá díra zářila několik minut nejvíce od doby, co je ze Země pozorována. Podobné chování vykazují černé díry při konzumaci materiálu ze svého okolí, astronomové si však zatím nejsou jistí, co způsobilo tento poslední nárůst záření.

celý článek