Fyzika sa v nich úplne rozpadáva. Čierne diery môžu vyzerať úplne inak, než si myslíme

Čierne diery sú jedny z najextrémnejších objektov vo vesmíre. Od momentu, keď Einsteinova všeobecná relativita predpovedala ich existenciu, fyzici zápasia s otázkou: čo sa deje v ich strede? Podľa klasického modelu sa tam nachádza singularita – bod s nekonečnou hustotou, kde fyzikálne zákony prestávajú platiť. Singularita však nemusí byť vôbec skutočná, upozorňuje Phys.org.

Hľadajú dôležité riešenie

Singularita nie je obyčajná chyba v aktuálnych modeloch vesmíru – je to vážny problém. Ak všeobecná relativita zlyháva v strede čiernej diery, znamená to, že potrebujeme nový, širší rámec, ktorý zjednotí gravitáciu s kvantovou fyzikou. Práve to je cieľom nového smeru výskumu: čierne diery bez singularít.

Vedci dnes skúmajú modely, kde sú tieto extrémne objekty „vyhladené“ kvantovými efektmi. Vznikajú tak regulárne čierne diery (bez singularity, no stále s horizontom) alebo tzv. napodobovače (napodobovače) – objekty, ktoré sa navonok správajú ako čierne diery, ale nemajú ani singularitu, ani horizont.

Všetko sa začalo v roku 1916, keď Karl Schwarzschild našiel prvé presné riešenie Einsteinových rovníc. Odvtedy sa teória čiernych dier rozvinula – od Hawkingovho žiarenia až po priamu detekciu gravitačných vĺn v roku 2015 a fotografiu tieňa čiernej diery v galaxií M87. No ani tieto pozorovania neodhalili, čo sa deje za horizontom. A tak vzniká nový prístup – budovať modely, ktoré sa na vonkajšku správajú veľmi podobne, no ich vnútro je fyzikálne „zdravšie“.

ESO/L. CalçadaMidjourney/Úprava redakcie

Zásadné rozdiely

Regulárne čierne diery a napodobovače nie sú navlas rovnaké ako tie klasické. Napríklad svetlo, ktoré obieha okolo nich, môže vytvárať zložitejšie fotónové prstence. Gravitácia môže mať mierne odlišné správanie, čo by sa prejavilo v anomáliách gravitačných vĺn. A v prípade objektov bez horizontu by sme mohli zachytiť aj slabé tepelné žiarenie z ich povrchu.

Na potvrdenie týchto hypotéz však potrebujeme presnejšie prístroje, pokročilé simulácie a detailnejšiu teóriu. Prvé kroky k tomu už prebiehajú – napríklad v rámci workshopu v Terste, kde sa stretli špičkoví vedci z celého sveta, aby spoločne navrhli nové testy a modely.

Hľadanie alternatívnych čiernych dier nie je len exotická hra. Je to súčasť väčšieho úsilia o vytvorenie kvantovej teórie gravitácie – jednotnej teórie, ktorá by vysvetlila celý vesmír, od najmenších častíc až po galaxie. A práve čierne diery, svojou extrémnosťou, môžu byť kľúčom k tomu, ako túto teóriu nájsť.

Čítajte viac z kategórie: Novinky