Černé díry jsou místa v prostoru, kde gravitace dosahuje nekonečných hodnot. V jisté vzdálenosti od středu černé díry, na tzv. horizontu událostí, je gravitace již tak silná, že jí neunikne vůbec nic, dokonce ani světlo. Jakmile tedy nějaký materiál jednou horizont překročí, je pro venkovní svět navždy ztracen, už se nemůže nikdy dostat zpátky. Tak to alespoň popisuje Einsteinova teorie relativity.
Kvantové vypařování a paradox černých děr
V roce 1974 ale teoretický fyzik Stephen Hawking ukázal, že díky efektům kvantového vypařování hmota z černé díry opravdu uniknout může. Celý tento zdlouhavý proces je doprovázen tepelným zářením, dnes známým jako Hawkingovo záření. Jak je ale možné, že z černých děr něco mizí a nemizí zároveň? Tento paradox už přes 40 let uvádí do rozpaků fyzikální kapacity celého světa.
Lawrence Krauss a Tanmay Vachaspati z Case Western Reserve University se domnívají, že znají řešení. Se svými kolegy zkusili vypočítat, co se děje, když černá díra vzniká. Použitím neobvyklé matematické metody zvané funkční Schrodingerova rovnice se pokusili sledovat průběh toho, jak se hmota hroutí sama do sebe a jak by se tato událost jevila vzdálenému pozorovateli.
Pre-Hawkingovo záření
Zjistili, že gravitace kolabující hvězdy začíná narušovat kvantové vakuum tím, že generuje tzv. pre-Hawkingovo záření. Radiační ztráty snižují celkovou hmotnost hvězdy, a tak to jde podle nich pořád dokola. Hvězda se tedy do černé díry zhroutit nikdy nestihne, nikdy nedosáhne takové hustoty, aby se vytvořil horizont událostí a tedy i černá díra. Je to, jako kdybyste lili vodu do bezedné nádoby.
„Nic takového jako černé díry neexistuje,” tvrdí sebejistě Vachaspati na serveru časopisu New Scientist. „Existují pouze hvězdy, které se (svými vlastnostmi) černým dírám blíží, ale nikdy se k nim nepřiblíží úplně.”
Ne černé díry, ale černé hvězdy
Místo černých děr jsou ve vesmíru podle Krausse a Vachaspatiho jen “černé hvězdy”. Jsou sice černým dírám velmi podobné, ale zcela totožné s nimi nejsou. Jejich ohromná gravitace také zakřivuje časoprostor, takže z hlediska vzdáleného pozorovatele se hmota padající dovnitř stále zpomaluje, stejně jako u černých děr. Na místě pomyslného horizontu hmota mizí, její světlo je natahováno na takové vlnové délky, až je skoro nemožné ho detekovat. Ale protože pre-Hawkingovo záření zabraňuje vytvoření skutečného horizontu, hmota nikdy nezmizí úplně. Nic tedy není odtrženo od zbytku vesmíru, a tudíž žádný paradox neexistuje.
Na dotaz, proč je ale náš vesmír plný černých děr, Lawrence Krauss s úsměvem odpovídá: „A jak víte, že jsou to černé díry?” A v klidu pokračuje: „Nikdo přece žádnou z nich nikdy neviděl.” Cokoli s nesmírně velkou gravitací, jako například pozůstatky velmi hmotných hvězd, by se podle něj mohlo projevovat naprosto stejně jako černé díry. “Všechny naše výpočty ukazují, že je to možné.”
Spousty pochybností
Samozřejmě, že kontroverzní teorie, jejíž koncept již byl přijat k vydání ve Physical Review D, vyvolala celou řadu bouřlivých protestů. Například nositel Nobelovy ceny Gerard 't Hooft z Utrechtské univerzity (opět na serveru časopisu New Scientist) svůj odpor dává jasně a stručně najevo: „Zásadně nesouhlasím.“ Rovněž Kimberly Weaverová z Goddardova střediska kosmických letů se k věci staví skepticky, když tvrdí: „Dosud jsme nepozorovali žádné události, které by jejich závěry podpořily.“
