Slyšte slova „černá díra“ a můžete přemýšlet o točícím se víru, který nasává vše do chřtánu jako váš strýc ve svatební bufetu. Můžete si představit hvězdu přitahovanou k ní jako kousek špaget, mávající kolem prázdnoty, dokud nebude vymrštěna z existence. Realita není tak jednoduchá nebo tak lahodná. Tady je náš základ.
Co je černá díra?
Černé díry popletou fyziky po celá staletí, ale jednoduchým popisem by byla oblast v časoprostoru, která má tak silnou gravitaci, dokonce ani světlo jí nemůže uniknout.
Jednou z prvních věcí, které je třeba o černých dírách pochopit, je to, že nejsou prázdným prostorem, ale spíše hmotou zhuštěnou do velmi malé oblasti. Černá díra může mít například hmotnost 20 hvězd, ale může mít pouze velikost centrálního Londýna. Tato hustota dělá divné věci zákonům času a prostoru, jedním z nich je vzhled teoretické bariéry zvané horizont událostí.
PŘEČTĚTE SI DALŠÍ: Průlom v černé díře odhaluje kolísavé trysky zaznamenané superpočítači
Prohlédněte si související Průlom černé díry odhaluje kolísání trysek pozorovaných superpočítači Nejstarší supermasivní černá díra, která byla kdy nalezena, je spatřena ve vzdálenosti 13,7 miliardy světelných let
V teorii obecné relativity Alberta Einsteina je horizont událostí bez návratu. Jakmile se objekt přiblíží k horizontu událostí, ohýbá se stále více cest jeho částic směrem k černé díře. Jakmile je horizont událostí porušen, deformace časoprostoru se stává tak velkou, že neexistuje způsob, jak by se částice mohly pohybovat směrem ven.
Jedná se o bod, kdy díra zčerná, když světlo není schopno uniknout před vytažením dopředu, kupředu, směrem k gravitační singularitě; bod, kde se časoprostor stal tak zkresleným, jeho zakřivení je nekonečné. Zde jsou všechny zákony fyziky, jak je chápeme, vyhozeny z okna. Nikdo opravdu neví, co se děje v singularitě.
Jak velké jsou černé díry?
Existují čtyři třídy černých děr, ačkoli dvě z nich jsou hypotetické. Na horním konci spektra jsou supermasivní černé díry, o nichž se předpokládá, že se nacházejí ve středu většiny galaxií. Ten v naší vlastní Mléčné dráze, známý jako Sagittarius A *, má hmotnost 4 miliony sluncí s horizontem událostí, který se táhne 44 milionů kilometrů.
Na spodním konci spektra je mikročerná díra, která může být tak malá jako jeden atom, i když ve skutečnosti ještě nemáme jednu takovou velikost. Mezi těmito dvěma jsou hypotetické černé díry se střední hmotou a hvězdné černé díry - vytvořené zhroucením hvězd s asi třikrát nebo více hmotami našeho slunce.
(Umělcův dojem z hvězdné černé díryCygnus X-1. Kredit:NASA / CXC / M.Weiss)
Další zajímavou možnou kategorií je prvotní černá díra, kterou poprvé navrhl Stephen Hawking v roce 1971. Tyto hypotetické černé díry mohly vzniknout během zrodu vesmíru před vznikem hvězd a mohou obsahovat zásadní vysvětlení pro existenci temné hmoty .
PŘEČTĚTE SI DALŠÍ: Nejpodrobnější simulace našeho vesmíru, která kdy byla, zabírá ohromující miliardu světelných let
Úsilí o jejich nalezení dosud přišlo suché, i když by se to mohlo změnit díky partnerství Ligo-Panna a jeho detekci gravitačních vln. Schopnost detekovat vlnky ve struktuře časoprostoru by mohla připravit půdu pro další vyšetřování a podívat se zpět v čase na fúze černé díry, které předcházejí hvězdy.
Co by se mi stalo, kdybych spadl do černé díry?
Pokud jste měli tu smůlu, že jste vtaženi do černé díry (moje uznání), stanou se vám nějaké divné věci a některé ještě podivnější, když vás někdo sleduje z bezpečné vzdálenosti.
To, co se stane, když objekt naruší horizont událostí, není snadno pochopitelné, a to proto, že v tomto okamžiku si odporují dva různé modely fyziky - kvantová mechanika a obecná teorie relativity.
O tomto kvadru - nazývaném paradox informací o černé díře - je vynikající zápis Amanda Gefter proBBC . Podstatou je toto: pro někoho, kdo vás sleduje, jak překonáváte horizont událostí, byste byli pomalu vyhlazeni zkreslením vesmíru, zpomalením času a žárem Hawkingsova záření - něco, co také, mimochodem, nakonec rozptýlí Černá díra.
Takže jsi mrtvý, že? Nepřesně. Podle obecné relativity byste ve skutečnosti prošli horizontem událostí, aniž byste si všimli účinků gravitace, protože byste byli ve volném pádu (něco, co Einstein nazýval jeho nejšťastnější myšlenka ), padající k singularitě.
Jak ale můžete cestovat vesmírem a být upáleni ve stejné době? Tento problém se stává, protože kvantová fyzika říká, že informace nelze ztratit, a proto musí vaše tělo zůstat mimo horizont. Pokud však nepřekročíte horizont událostí, porušíte zákony obecné relativity. Vědci postulovali řadu řešení, jak sladit tyto protichůdné přírodní zákony, ale paradox je trvalým otazníkem v srdci fyziky.
Pokud jde o černé díry, pak nemůže uniknout jen světlo, ale také mozek generací myslitelů.
zastavte vyskakovací okna v systému Android Chrome
Kredit pro hlavní obrázek: Wikimedia Commons
