První umělá černá díra je na světě

aktualizováno 
Skotským vědcům z St. Andrews University se podařilo vůbec poprvé vyvinout zařízení, které úspěšně simuluje černou díru, paradoxně za použití světla. Není ale nejmenší důvod k jakýmkoli obavám, laboratorní černá díra je naprosto neškodná.

Sestrojit černou díru v laboratoři bylo snem mnoha fyziků, kteří dosud mohli tyto všepohlcující objekty studovat pouze teoreticky, pomocí Einsteinových rovnic obecné teorie relativity.

V sedmdesátých letech sice teorii černých děr významně rozšířil Stephen Hawking, když do svých úvah zahrnul i kvantové efekty, ale na věci to moc nezměnilo. Jím předpovězené vypařování černých děr stále čeká na potvrzení, neboť detekce Hawkingova záření je zcela mimo možnosti našich měřicích aparatur.

Charakteristické teploty tohoto záření totiž leží hluboko (asi o 8 řádů) pod hodnotami naměřenými u reliktního záření pozadí (2,7 Kelvina), zbylého po Velkém třesku.

Černé a bílé díry

Hned od počátku bylo fyzikům jasné, že snahy o vytvoření černých děr umělou cestou v laboratoři vedou do slepé uličky. Jednak by to bylo velmi nebezpečné, jednak energeticky zhola nemožné. Museli se tedy poohlédnout po něčem jiném.

Se zajímavým nápadem přišel v roce 1981 William Unruh z univerzity v Britské Kolumbii, když místo o skutečných černých dírách uvažoval o analogických systémech, které by jejich chování napodobovaly.

Černou díru si přitom představoval jako řeku tekoucí k vodopádu, ve které proti proudu plave ryba. V jisté vzdálenosti od vodopádu je vodní tok tak silný, že ryba nemá jak uniknout, prostě už nemůže plavat rychleji.

Právě popsaná situace nám nápadně připomíná horizont událostí u černé díry.Unruh ale přemýšlel dál – co by stalo s vlnami, které by tekly z moře do ústí řeky?

Mohly by postupovat proti proudu až do té doby, dokud by je nezastavil říční proud. Ústí řeky tak vlastně reprezentuje bílou díru, ze které, na rozdíl od černé kolegyně, všechno vylétá ven a nic do ní nemůže vstoupit.

Černá díra ze světla

Podobným směrem se vydali i vědci z univerzity ve skotském St. Andrews pod vedením Ulfa Leonhardta, odborníka na tzv. kvantové katastrofy (Tak se nazývají singularity, ve kterých dochází k zhroucení fyzikálních zákonů.).

Využili analogie mezi gravitačním polem a indexem lomu světla při jeho šíření v optickém vlákně plus skutečnosti, že rychlost světla ovlivňuje nejen jeho vlnová délka, nýbrž i index lomu prostředí.

Jejich pokus začíná vysláním světelného pulsu do optického vlákna, ve kterém dochází v důsledku Kerrova jevu ke změně optických podmínek (přesněji indexu lomu).O zlomek sekundy později je poslán další paprsek, který se díky své delší vlnové délce šíří vláknem rychleji než ten první.

Fibrelight

Na první pohled se tedy zdá, že by ho měl dostihnout, k tomu ovšem nedojde, protože pozměněný index lomu způsobí pokles rychlosti druhého záblesku. Paprsek zůstává ve vlákně prvním pulsem uvězněn, vzniká horizont událostí a černá díra.

Horizonty událostí jsou poměrně častým jevem

Leonhardt tvrdí, že vytvořit horizont událostí není vůbec nic složitého. Podle něj k podobným událostem dochází v optických telekomunikačních zařízeních vždy, když je informace přenášena světelnými impulsy, tedy kdykoli například lidé telefonují na dlouhé vzdálenosti nebo používají internet. Právě tehdy dochází ke vzniku umělých horizontů černých děr, aniž si toho někdo všimne.

„Vytvoření optické analogie horizontu událostí bylo vzrušujícím dobrodružstvím, s řadou dílčích úspěchů a nezdarů, velkých očekávání i zklamání, dobrodružství, které, jak se zdá, bude dále pokračovat. Dosud je většina z toho sice ještě teorie, ale podařilo se nám udělat první krůček,“ prohlašuje autor objevu Ulf Leonhardt.

Zdroj: www.physicsworld.com, www.st-andrews.ac.uk

Autor:

Nejčtenější

Na Měsíci je život. Pochází ze Země, zanesla jej tam izraelská havárie

Na Měsíci je nyní tisíce želvušek (Milnesium tardigradum), které přežijí...

Člověk na Měsíc nevkročil od roku 1972. Přesto lze říci, že na něm je pozemský život. Izraelská sonda Berešit totiž na...

Co zabilo turisty v Tatrách? Výboj, který urazí miliony metrů za sekundu

Ilustrační snímek

Pět lidí zemřelo a tři desítky jsou zraněny. To vše dokázal způsobit „jen obyčejný“ blesk. Změny, které jsou potřeba...

Na prahu objevu. Hledali středověký příkop, narazili na neznámé podzemí

Nejen na svatého Jiří vylézají hadi a štíři. Na snímku odhalený průhled do...

Mohla to být jen zavezená díra nebo bezcenné zbytky pobořeného zdiva. Na místě georadarem nalezené anomálie se však...

„Opravdu všichni přežili?“ Pilot bez motorů zázračně přistál v kukuřici

Let SV R178 společnosti Ural Airlines po úspěšném nouzovém přistání v...

„Zázrak nad Ramenskoje“, tak ruský tisk překřtil leteckou nehodu z 15 srpna 2019, která se odehrála nedaleko Moskvy....

První test v ČR: Sennheiser Ambeo je soundbar z kategorie zázraků

Sennheiser Ambeo

Třináct reproduktorů, třináct zesilovačů, roky vývoje algoritmů a obvodů pro zpracování prostorového zvuku, reprodukce...

Další z rubriky

Na Měsíci je život. Pochází ze Země, zanesla jej tam izraelská havárie

Na Měsíci je nyní tisíce želvušek (Milnesium tardigradum), které přežijí...

Člověk na Měsíc nevkročil od roku 1972. Přesto lze říci, že na něm je pozemský život. Izraelská sonda Berešit totiž na...

Indie se pokusí přistát na Měsíci. Odložený start se povedl

Start indické mise k Měsíci

Indie chce být další zemí, která dostane svou sondu na povrch Měsíce. Byla by tak čtvrtým státem, kterému se to...

V noci proletěla nebem až stovka meteorů za hodinu

Jeden z meteorů z meteorického roje Perseid, který z ISS zachytil astronaut...

Během noci a rána vrcholil meteorický roj Perseid, který je také přezdíván Slzy svatého Vavřince. Tentokrát bylo...

Akční letáky
Akční letáky

Prohlédněte si akční letáky všech obchodů hezky na jednom místě!

Najdete na iDNES.cz