Vědci objevili způsob, jak přímo detekovat černé díry

  0:01aktualizováno  14:31
Mezinárodní vědecký tým simuloval podmínky panující v okolí rychle rotujících černých děr. Při svém výzkumu mimo jiné narazil na další způsob, jak odhalit černé díry. Prozradí je stáčející se vlnové plochy.

Černá díra | foto: Profimedia

V roce 2003 americký astronom Martin Harwit z Cornell University teoreticky předpověděl, že rychle rotující černé díry by mohly způsobovat spirálovité stáčení elektromagnetických vln světla, které prochází v jejich blízkosti.

Rotující černé díry deformují časoprostor jinak

Harwit tehdy zkoumal tzv. orbitální moment hybnosti fotonů. Ve svých vývodech přitom vycházel z Einsteinovy teorie relativity, jež tvrdí, že poblíž velmi hmotných a hustých těles dochází k deformacím časoprostoru.

Pokud však tato tělesa navíc ještě rotují, pak vlivem rotace dochází ke "strhávání" okolního časoprostoru. Z toho vyplývá, že deformace má ještě složitější průběh.

Harwitovy předpovědi nyní potvrdily počítačové matematicko-fyzikální simulace, které provedl mezinárodní výzkumný tým. Ten byl složený z vědců z Itálie, Švédska, Austrálie a Španělska.

Potvrdilo se, že světelné vlny procházející blízko kolem rychle rotujících černých děr rovněž podléhají deformaci. Ta způsobí, že se jejich původně rovinné vlnoplochy stáčejí do spirály.

Rotující černé díry

Rotující černé díry

Důvodem je, že u fotonů dochází ke změnám v již zmíněném orbitálním momentu hybnosti. Elektromagnetické vlny tak dostávající charakteristický šroubovitý tvar.

"Jde o zvláštní typ rotujícího světla," říká jeden z autorů studie Bo Thidé ze Švédského astrofyzikálního ústavu.

Dva dopady studie

Podle vědců lze měřit orbitální moment hybnosti světla. V praxi by šlo o velmi obtížné měření, kladoucí maximální nároky na jeho přesnost. V principu ovšem je možné. A to je velice důležité, neboť by to mohlo mít obrovský dopad na  současnou astrofyziku a teoretickou fyziku.

Za prvé by vědci měli poprvé k dispozici metodu, která by jim umožňovala přímo detekovat černé díry. Ale nejen to. Měření orbitálního momentu hybnosti světla by rovněž mohlo představovat další výzvu i pro samotnou teorii relativity, neboť se tak nabízí další možnost jejího testování.

Přímé detekování černých děr

I když o existenci černých děr dnes většina vědců nepochybuje, nikdo z nich neviděl žádnou černou díru na vlastní oči. Ani nemohl.

Astrofyzici je v současnosti zkoumají vždy jen pomocí nepřímých metod. Buď na jejich přítomnost usuzují z jejich gravitačního vlivu na okolní tělesa (hvězdy apod.), jež pozorovat přímo umíme, anebo studují světlo, které vydává rozžhavená hmota padající do jejich nitra.

Cokoliv (včetně světla), co překročí tzv. horizont událostí černé díry, zmizí navždy a nenávratně pryč z našeho dohledu i dosahu. Přesto jsou vědci přesvědčeni, že černé díry tak úplně černé nejsou.

I když o existenci černých děr většina vědců nepochybuje, nikdo z nich neviděl žádnou černou díru na vlastní oči.

Podle nich vydávají nepatrné tepelné záření známé jako Hawkingovo záření. Jenže toto záření je tak slabé, že ho zcela překrývá reliktní záření pocházející z dob nedlouho po Velkém třesku.

Ovšem změny v orbitálním momentu hybnosti světla by vědcům mohly poskytnout docela vhodný nástroj k tomu, jak účinně odfiltrovat Hawkingovo záření a pozorovat tak černé díry přímo. Záleží jen na schopnostech a možnostech budoucích teleskopů (zde zmiňme zejména mezinárodní projekt Square Kilometre Array).

Testování teorie relativity

Pokud by změny v orbitálním momentu hybnosti byly u světla skutečně zaznamenány, znamenalo by to, že teorie relativity opět správně předpovídá, co se děje v okolí extrémně hmotných a hustých těles. V opačném případě by však vyžadovala revizi.

Zdroj:

www.nature.com
www.physicsworld.com

Autor:

Mohlo by vás zajímat: Černobyl

Černobylská havárie se stala 26. dubna 1986 v černobylské jaderné elektrárně na Ukrajině (tehdy část Sovětského svazu). Vzpomínka na tragédii v těchto dnech oživila televizní minisérie Černobyl.

Téma Černobyl v článcích Technet.cz:
Brzda místo plynu a plyn místo brzdy. To byl Černobyl
Havárie neskončí před rokem 2065. Černobyl polyká tuny vody a miliardy eur
Výbuch roztavil beton a tisícitunový poklop létal vzduchem. Černobyl 1986

Nejčtenější

Nekopali marně. Parašutistům chyběl k „záchraně“ necelý metr

Radarový průzkum krypty v únoru 2019

Po 77 letech od atentátu na Heydricha se podařilo prokázat existenci průchozí stoky před kostelem sv. Cyrila a Metoděje...

Neudělejte chybu jako Ovčáček. Ověřovací kód nikdy nikomu neposílejte

Pro bezpečí na internetu je důležité nesdělovat soukromé ověřovací kódy, někdo...

Pokud vám přijde zpráva s potvrzujícím kódem, zacházejte s ní jako s tajemstvím. Nepište ji nikam, kam nepatří. Nikomu...

Jsou neskutečně levné a jedovaté. Čínské tonery do tiskáren obsazují trh

Jak vybrat náplň do tiskárny, aby do ní padla jako ulitá? Ne každá je vhodná a...

Především kvůli nízké ceně lidé riskují zdraví a kupují ultralevné tonery do laserových tiskáren od neznámých výrobců....

Proč havarovaly Boeingy 737 Max? Firma spěchala a porušila vlastní zásady

Jak vznikly problémy, které vedly k havárii nejnovějších letadel Boeing 737 MAX

Nejnovější letadla Boeing 737 MAX 8 už tři měsíce nelétají. Při dvou jejich nehodách totiž zemřelo 346 lidí. Stopy...

Nečekaný objev. Našli jsme stopy po posledním boji parašutistů

Stopy po výbuchu granátu, který podle dostupných indícií smrtelně zranil Jana...

Osmnáctého června 1942, ve čtyři hodiny deset minut ráno, začal v Resslově ulici v Praze nerovný boj. Stovky esesmanů...

Další z rubriky

Zesnulý popularizátor kosmonautiky Pavel Toufar má vlastní planetku

Pavel Toufar, 13. červenec 1948 Praha – 26. září 2018.

V naší sluneční soustavě obíhá planetka, která nese jméno (59470) Paveltoufar. Pojmenovali ji tak na počest známého...

Ruští kosmonauti ve vesmíru po deseti letech vyzvedli svůj použitý ručník

Kosmonauti Oleg Kononěnko a Alexej Ovčinin

„Odstranění látky ze zábradlí 2312 CM.“ Takto na harmonogramu úkolů figurovalo vyzvednutí ručníku, který deset let...

Hodinky, které zachránily astronautům život, když vše ostatní selhalo

Budoucí legenda. Omega Speedmaster za nedlouho těmto hodinkám nikdo neřekne...

Před čtyřiceti devíti lety se ve vesmíru odehrála jedna z nejnapínavějších událostí. Havárie Apolla 13 mohla lehce...

Najdete na iDNES.cz