STO OBJEVŮ: Zkáza, nebo brána? Černá díra zůstává neprozkoumaným divem

Žravé monstrum, které jednou nevyhnutelně zničí Zemi, nebo časoprostorová brána do jiných světů? V každém případě jde o jedno z největších tajemství vesmíru. Seriál o nejvýznamnějších lidských objevech vydával Magazín Víkend.

V dubnu 2019 vědci zveřejnili první fotografii černé díry. To, co vypadá jako žlutooranžová kobliha s tmavým otvorem uprostřed, leží v galaxii M87, vzdálené asi 55 milionů světelných let od nás. Tajemný objekt, vyfocený soustavou osmi radioteleskopů, by měl vážit asi jako 6,5 miliardy Sluncí.

Už to samo o sobě je pro běžného člověka těžko představitelné. Ještě mnohem pozoruhodnější jsou úvahy o tom, co jsme to vlastně ve vzdáleném vesmíru vyfotili. Ryze technicky vzato černou díru vyfotit nejde, protože ji nemůžeme spatřit. Brání tomu fyzikální zákony.

Polapené světlo

Na první pohled to vypadá jako nudná středoškolská fyzika. Ve skutečnosti jsou černé díry jedním z nejzajímavějších problémů. V jejich okolí totiž přestávají platit běžné zákonitosti našeho světa.

Objekt s extrémní přitažlivou silou pohlcuje světlo, výsledkem je absolutní temnota. O existenci černých děr svědčí řada nepřímých důkazů. Na fotografii vidíme takzvaný akreční disk - oblak zářícího plynu kolem černé díry. To uprostřed si můžeme jen domýšlet.

Existence černých děr byla odvozena z Einsteinovy teorie relativity, podle které gravitace ovlivňuje světlo. Za běžných okolností se světelný paprsek šíří rovně. Pokud se ale v blízkosti vyskytuje nějaký dostatečně hmotný objekt, světlo se zakřiví. Černá díra je tak extrémně hmotná, že světlo nejen zakřivuje, ale nedovolí mu uniknout.

V roce 1939 americký fyzik Robert Oppenheimer předpověděl, že černé díry vznikají z hvězd asi pětkrát větších, než je naše Slunce. Výpočty ukázaly, že když takové hvězdě začne v závěru jejího života docházet termojaderné palivo, její vlastní gravitace ji začne smrskávat. Obrovská hmota hvězdy zkolabuje do extrémně malé kuličky, takzvané singularity.

Kdybychom chtěli černou díru vytvořit z naší zeměkoule, museli bychom ji stlačit do pidi kuličky o poloměru pouhých 9 milimetrů - asi jako antiperle.

Když se zhroutí obrovská hvězda, vznikne malý objekt s extrémně silnou gravitací. Všechno, co je kolem něj, k sobě začne přitahovat a pohlcovat jako vír.

Konec světa?

Co by se stalo, kdybyste se ocitli poblíž? „Nejdřív byste nic necítili,“ vysvětluje americký astrofyzik Leonard Susskind. „Jako když plavete k Niagarským vodopádům - nejprve se nic neděje. Pak ale překročíte moment, kdy už nejste schopní překonat odpor proudu - a nenávratně míříte k pádu do propasti. V ten moment už jste vlastně mrtví - neexistuje způsob, jak odpor gravitačního tahu překonat.“

Oblast, za kterou už žravosti černé díry neunikne nejen hmota, ale ani světlo, se nazývá horizont události. Po jejím překročení by vás extrémní gravitace vcucla dovnitř a roztrhala na elementární částice.

Nebo ne? Někteří vědci se domnívají, že byste pohlcení černou dírou mohli nejen přežít, ale vydat se na velmi exotický výlet. Tak extrémně hmotné objekty totiž zakřivují časoprostor. Mohly by to tedy být brány do jiných dimenzí.

Podle dalších názorů černé díry fungují jako stroj času, případně tudy může vést „zkratka“ do extrémně vzdálených oblastí našeho vesmíru či do jiných vesmírů. Pokud se tím budete zabývat dostatečně dlouho a usilovně, stane se z vás buď blázen, nebo geniální teoretický fyzik. Případně obojí najednou.

Tři otazníky

• JAKÁ ČERNÁ DÍRA JE NEJVĚTŠÍ? Tzv. Perseova černá díra v galaxii NGC 1277 má stejnou hmotnost jako 17 miliard Sluncí. Naštěstí je od nás vzdálena 250 milionů světelných let.
• KOLIK JICH JE? Jen v naší galaxii (Mléčné dráze) by se podle odhadů mělo nacházet až 100 milionů černých děr.
• CO JE OPAKEM ČERNÉ DÍRY? Takzvaná bílá díra, která světlo a hmotu nepohlcuje, ale vyvrhuje. Jde o teoretický objekt, který zatím nebyl objeven.

Výzkumu černých děr brání už jejich podstata. Z okolí neunikne nejen hmota a světlo, ale ani informace. Nejspíš tedy nikdy nezjistíme, co se uvnitř skutečně odehrává. Jedinou možností by bylo vydat se tam a prostě to risknout. Má to ale háček - i v případě, že byste to přežili, byste o výsledku výzkumu nemohli podat zprávu.

První objevenou černou dírou byl v roce 1971 objekt Cygnus X1 v souhvězdí Labutě. I v centru naší galaxie je zřejmě obří černá díra, pojmenovaná Sagittarius A.

Máme se bát? Pokud by se takový objekt potkal se zeměkoulí, sežral by nás jako malinu, ale je to extrémně nepravděpodobné. V každém případě bychom si takového konce světa ani nestihli všimnout.

Ilustrační snímek