Axina

Druhá epizoda druhé série amerického dokumentárního televizního seriálu Tajemný vesmír je věnována černým, bílým a červím dírám. Zatímco podle současného stavu vědeckého poznání lze existenci černých děr považovat za prokázanou, bílé díry a červí díry zůstávají hypotetickými objekty vesmíru, předpovězenými teoreticky Albertem Einsteinem.
 

Axina

Černá díra (black hole) je natolik hmotný objekt, že jeho gravitační pole je v jisté oblasti časoprostoru natolik silné, že žádný objekt včetně světla nemůže tuto oblast opustit. Černá díra byla teoreticky předpovězena v obecné teorii relativity publikované v roce 1915 Albertem Einsteinem. Protože ji není možno pozorovat přímo, nemůžeme stanovit korektně nic jako její datum objevu. Avšak můžeme s určitostí říci, že prvním vážným a dnes již prokázaným kandidátem se stala v roce 1971 hvězda v binárním systému v souhvězdí Labutě kryjící se s rentgenovým zdrojem Cygnus X-1. Bylo zjištěno, že jde o těleso, které má příliš velkou hmotu na to být neutronovou hvězdou. Další efekty spojené s pozorováním, především rentgenové záření, byly v perfektní shodě s teoretickou predikcí černé díry. Dnes považujeme za obecně prokázané, že černé díry se nacházejí v centrech galaxií, v centrech kvasarů i v centrech některých kulových hvězdokup.

Podle obecné teorie relativity nemůže žádná hmota ani informace proudit z nitra černé díry k vnějšímu pozorovateli. Například není možné získat žádnou její část ani odražené světlo vyslané z vnějšího zdroje či jakoukoli informaci o hmotě, která vstoupila do černé díry. Existují však kvantově-mechanické procesy, které způsobují vyzařování černých děr. Předpokládá se, že vyzařování nezávisí na tom, co do černé díry spadlo v minulosti.

Bílá díra (white hole) je v obecné teorii relativity hypotetická oblast prostoročasu, do níž nelze zvenku vstoupit, ačkoli hmota a světlo z ní může uniknout. V tomto smyslu je tedy opakem černé díry, do níž lze vstoupit pouze zvenku a hmota a světlo z ní nemohou uniknout. Bílé díry se objevují v teorii tzv. věčných černých děr. Kromě toho oblast černé díry v budoucnosti je v tomto případě podle Einsteinových rovnic oblastí bílé díry v minulosti. Nicméně toto neplatí pro černé díry vzniklé gravitačním kolapsem. Nejsou známy žádné fyzikální procesy, jimiž by mohla být vytvořena bílá díra a žádná bílá díra ani nebyla nikdy pozorována. Termodynamické zákony také říkají, že entropie (míra neuspořádanosti) se ve vesmíru může pouze zvyšovat nebo zůstávat konstantní. Toto pravidlo by bílé díry porušovaly, protože by entropii snižovaly.

Červí díra (wormhole, píše se dohromady, nejde o překlep) je ve fyzice hypotetický objekt, jehož vznik je umožněn schopností časoprostoru utvořit „zkratku“ přes prostor a čas. Červí díra nemá souvislost s černou dírou.

Tento fenomén byl poprvé popsán roku 1935 společně vědci Albertem Einsteinem a Nathanem Rosenem jako tzv. „Einstein-Rosenův most“, což je ale jen jeden z hypoteticky možných druhů červích děr.

Poznámka: Název „červí díra“ se vysvětluje analogií k červovi, který se z jednoho bodu povrchu jablka prokousává jablkem samotným k jinému bodu na jeho povrchu. Necestuje tedy (dvoudimenzionálně) po povrchu jablka, ale užívá (třídimenzionální) zkratku právě červí dírou.

Obdobně - dle teorie - lze překlenout dva velice vzdálené body ve vesmíru využitím zakřivení časoprostoru. Pozorovatel procházející červí dírou nikde nepřekračuje hranici rychlosti světla, ale přesto překoná vzdálenost mezi startem a cílem daleko rychleji, než světelný paprsek letící přímo.

Cestování pomocí červích děr je vděčným způsobem přemisťování se přes propasti vesmíru ve sci-fi knihách a sci-fi filmech. Příkladem je rozsáhlý americký televizní seriál Star Trek nebo dnes již kultovní americký film Kontakt z roku 1997, který je adaptací stejnojmenné knihy amerického astronoma a vědeckého popularizátora Carla Sagana (v hlavní roli Jodie Fosterová, ukázka zde).

15.01.2017, 20:09:53   Publikoval Axinakomentářů: 3