Co se stane, když spadnete do černé díry?
Překročíte horizont událostí a cesta je jednosměrná. Pro vás jako pádujícího pád trvá několik hodin; pro pozorovatele zvenčí se váš pád protáhne do nekonečna. Černá díra si podmaňuje nejen hmotu, ale i čas.
© / kredit: EHT Collaboration · Zdroj · · CC BY 4.0 · Úpravy: zmenšení a kredit.
Nejdřív: co černá díra vlastně je
Černá díra je oblast prostoročasu, kde je gravitace tak silná, že z ní neunikne ani světlo — a proto ani žádná informace. Vzniká zhroucením velmi hmotné hvězdy: když dojde jaderné palivo, zářivý tlak v nitru hvězdy už neudrží její hmotu proti vlastní gravitaci. Hvězda se pod vlastní vahou zhroutí a vše, co zbyde, se schová za horizont událostí. Supermasivní černé díry v centrech galaxií — miliony až miliardy hmotností Slunce — vznikly buď zhroucením obřích plynných oblaků, nebo postupným slučováním menších černých děr v průběhu miliard let.
Cesta dovnitř: co uvidíte vy
Pokud byste klesali do dostatečně velké černé díry (supermasivní, miliony hmotností Slunce), první část cesty by byla překvapivě nudná:
- Táhání gravitací (spagetizace). Rozdíl gravitační síly mezi vaší hlavou a chodidly je na začátku nepatrný, blízko centra vás ale rozdílné síly doslova natáhnou jako špagetu. U supermasivní černé díry byste horizont překročili dřív, než by spagetizace nastala — u malé černé díry by vás roztrhala už před horizontem.
- Obraz vesmíru se stáčí. Světlo z okolních hvězd se kolem černé díry ohýbá — uvidíte oblohu zkreslenou do jasného prstence. Černá díra se zahalí do světla vesmíru, které za sebou nechává.
- Čas. Váš vlastní čas vám bude připadat zcela normální. Z pohledu vzdáleného pozorovatele se však váš čas dramaticky zpomalí — což je přímý důsledek gravitační dilatace času, kterou popisuje teorie relativity.
Co uvidí pozorovatel zvenčí
Pro přítele, který by z bezpečné vzdálenosti přihlížel, váš pád nikdy neskončí. S každou další vteřinou svítíte slaběji a ruději, pohyb se zpomaluje, až vás pohltí tma horizontu. Matematicky řečeno: váš obraz se „zamrazí“ na horizontu. V praxi se však záblesk stane neviditelným během zlomku vteřiny — zamrzlý obraz nikdo neodfotí.
Je východisko?
Vysoce spekulativní koncepty teoretické fyziky — jako jsou bílé či červí díry — pak představují ideální námět pro žánr sci-fi. Fyzikálně ověřitelná odpověď je jednoduchá: nic z horizontu neunikne a nic, co dovnitř vstoupilo, se nevrátí. Ani světlo, ani signál, ani vy. Jedinou „dírkou" v pravidlech je Hawkingovo záření — neuvěřitelně slabé vyzáření způsobené kvantovými efekty u horizontu. Od pádu by vás ale nezachránilo: Hawkingovo záření nenese žádnou informaci o tom, kdo dovnitř vstoupil.
Co se stane s vašimi informacemi?
Zde se fyzika dostává k největšímu sporu současnosti. Kvantová mechanika říká, že informace nemůže být zničena; obecná teorie relativity říká, že za horizontem informace zmizí navždy. Tento spor — tzv. informační paradox černých děr — stále nemá definitivní řešení a je jedním z hlavních problémů, na němž se dnes pracuje v kvantové gravitaci. Možná informace zůstane na horizontu v podobě kvantového „filmového pásu". Možná unikne s Hawkingovým zářením. Vědci to zatím nevědí — a právě to činí černé díry nejzajímavějšími laboratořemi fyziky.
Proč je to zajímavé právě pro vás?
Černé díry nejsou „vysavače vesmíru", jak je kreslí filmy — bez překročení horizontu vás nepohltí. Jsou koncentrovaná gravitace, která testuje naši intuici o čase a prostoru. A supermasivní černá díra čeká i v centru naší vlastní galaxie, ve vzdálenosti 27 000 světelných let, s hmotností čtyř milionů Sluncí.
Našli jste chybu nebo nepřesnost? Napište redakci. (redakce@kosmonovinky.cz)