Vedeli ste? Čierna diera bola objavená už pred štvrť tisícročím

Berlín 10. februára 2019 (HSP/Roman Bednár/Foto:Screenshot YouTube)

Fyzikálna realita je v nejednom prípade oveľa fascinujúcejšia a pred jej objavením aj nepravdepodobnejšia ako najfiktívnejšia fikcia. A táto výpoveď sa ničoho netýka tak veľmi ako fenoménu čiernej diery.

Čierna diera vznikne len z takej vyhasnutej hviezdy, ktorá má dostatočne veľkú masu.

Taká hviezda na konci svojej existencie exploduje ako supernova a pritom časť svojich vonkajších vrstiev emituje do kozmu. Zvyšok supernovy sa následne pod vlastnou váhou veľkou rýchlosťou zrúti do jej centra. Tam je napokon všetko skomprimované v extrémne minimálnom priestore.

To je zrodenie čiernej diery. Jej gravitácia je enormná a má takú veľkosť, že z čiernej diery nedokáže uniknúť ani len svetlo, ktoré ma najvyššiu rýchlosť v kozme.

Hoci aj mnohí renomovaní vedci ešte aj v druhej polovici 20. storočia dlho popierali existenciu čiernych dier, tak medzičasom už vieme, že v kozme sú pomerne častým úkazom. Predpokladá sa, že v centre každej galaxie s veľkou masou sa nachádza čierna diera.

Charakteristickou vlastnosťou čiernej diery je to, že vo svojej blízkosti extrémne deformuje priestor i čas

Robí to takou veľkou mierou, ktorá je pre newtonovskú fyziku úplne absurdná a neprípustná. A ešte naviac, vo vnútri čiernej diery priestor a čas v tom zmysle, ako ich poznáme tu, neexistujú.

Aj keď medzičasom už astrofyzika má veľa poznatkov o mystérii čiernych dier, tak stále ešte nevie povedať, ako vyzerá čierna diera vo svojom vnútri. Hustota čiernej diery je nekonečne veľká – pre porovnanie, hustota Zeme je len 5,5 gr/cm3. O tom, ako to v jej vnútri vyzerá, by nám mohli veľmi veľa prezradiť kvantovo-mechanické efekty. Žiaľ, dosiaľ nemáme žiadnu akceptovateľnú kvantovo-gravitačnú teóriu, ktorou by sme tieto efekty mohli stanoviť exaktne.

To je taká unikátna teória, ktorá by spojila do jednej teórie všeobecnú teóriu relativity a kvantovú teóriu. Až potom budeme môcť opísať a determinovať všetky sily v kozme jednotným rovnakým spôsobom a teda aj efekty v čiernej diere.

Úniková rýchlosť a čierna diera

Pre mňa bolo veľkým prekvapením, keď som sa pred mnohými rokmi od môjho priateľa, známeho profesora astronómie v Heidelbergu, Friedricha Gondolatscha, dozvedel, že profesor na Cambridge-University John Michell, bol prvým vedcom, ktorý postavil hypotézu čiernych dier, a to už v roku 1783.

Niečo také bolo absolútne geniálne. Veď na to prišiel už dávno predtým ako tu bol Nils Bohr so svojím modelom atómu, Einstein so svojou relativitou a či Maxwell so svojimi rovnicami opisujúcimi elektromagnetizmus. Doba však ešte nebola zrelá na čiernu dieru v hlavách astrofyzikov, a tak Michellova vynikajúca hypotéza zapadla na dlho prachom.

Michellova teória predbehla veľmi jeho dobu

Jeho teória driemala pod prachom neskutočne dlho. Tak dlho, až kým neprišli vedci typu Karla Schwarzschilda, Chandrasekhara, Johna Wheelera, Gondolatscha,…..ktorí ju opäť objavili, oprášili a spracovali, a tak ju naplno etablovali v astrofyzike.

Michell vypracoval obšírnu teóriu, ktorú krátko zhrniem (podrobne o nej píšem v mojej publikácii Kozmos je viac ako len čas a priestor):

Postuloval, že v kozme môžu existovať aj také hviezdy, ktoré sú neporovnateľne hmotnejšie ako Slnko a potom musí byť ich úniková rýchlosť oveľa vyššia, ako je to v jeho prípade (617,3 km/sek).

Ak nejaká hviezda bude mať takú veľkú hmotnosť, že úniková rýchlosť z nej prekročí rýchlosť svetla, tak pre pozorovateľa napr. zo Zeme bude neviditeľná, lebo ani jediný fotón svetla z nej nemôže uniknúť – gravitácia takej hviezdy je príliš veľká na to, aby sa mu to podarilo.

Roman Bednár