Nejnovější

ADHD a ADD: Příznaky, průběh a účinná léčba

Černé díry jsou reálnými příklady obecné teorie relativity Alberta Einsteina. Jsou to místa ve vesmíru, kde enormně husté množství hmoty napíná strukturu prostoru a času až k jeho hranici a vytváří nekonečně hlubokou gravitační studnu, které neunikne ani světlo - odtud také název "černá díra“.

Problém se singularitou

Vědci věří, že ve středu každé černé díry leží nekonečně malý a hustý bod zvaný singularita. Gravitace je tam tak silná, že tvoří horizont událostí, který ji obklopuje, kde gravitační síla překonává dokonce i rychlost světla.

Při nekonečně malých singularitách se fyzikální zákony rozpadají. Zde se totiž setkávají rozpory mezi teorií relativity a zákony kvantové fyziky. Studiem povahy černých děr vědci doufají, že spojí tato dvě pole do jednotné teorie kvantové gravitace.

A kde je tedy problém? Singularita se zdá být fyzicky nemožná, protože hmota není schopná se zhroutit do nekonečně malého bodu.

Fyzici se chytře vyhnuli tomuto problému tím, že vymysleli své vlastní černé díry bez singularity, které nazývají "temné hvězdy“. Tyto nápadité výtvory vypadají zvenčí jako černé díry, ale uvnitř obsahují extrémně (ale ne nekonečně) husté jádro hmoty stlačené v nejmenším možném měřítku.

Bez singularity ve středu by temná hvězda mohla teoreticky umožnit únik světla ze svého silného gravitačního sevření. Každé světlo, které by odtud uniklo, by uteklo gravitačnímu působení temné hvězdy, což je pozorovatelný jev, který vědci nazývají rudý posuv.

"V silných gravitačních polích se temné hvězdy chovají zajímavě," píše ve svém novém článku Igor Nikitin z německého Fraunhoferova institutu pro vědecké algoritmy a výpočetní techniku. "Nejprve je vymazán horizont událostí, typický pro skutečné černé díry. Místo toho se vytvoří hluboká gravitační studna, kde se hodnoty rudého posuvu enormně zvýší. Výsledkem je, že pro externího pozorovatele vypadá hvězda černě jako by to byla skutečně černá díra.“

Pokud tento jev existuje, Nikitin říká, že by to mohlo pomoci vysvětlit skutečnou podstatu temné hmoty.

Neviditelná temná hmota

Astronomové poprvé objevili existenci temné hmoty, když pozorovali, že rotace hvězd kolem galaxií je příliš rychlá s ohledem na množství hmoty, které mohli vidět. Nyní víme, že zhruba 85 procent hmoty ve vesmíru je temná hmota, která je pro člověka zcela neviditelná. Přestože vědci vědí, že tam temná hmota je, stále nevědí, odkud pochází.

Podle Nikitinova výzkumu by temné hvězdy mohly nepřetržitě emitovat proud částic ve formě temné hmoty, což by stačilo k vysvětlení rychlé rotace hvězd kolem galaxií. "Další fascinující možností je, že temná hmota se skládá ze známých částic umístěných v neobvyklých podmínkách," říká Nikitin. 

Částice mohou být stejně jednoduché jako částice světla nebo fotony, které jsou na  vlnových délkách, jež jsou tak široké, že by byly pro moderní radioteleskopy prakticky neviditelné. "Je to extrémně velká vlnová délka, asi 4 světelné dny, 16násobek vzdálenosti Slunce-Pluto," říká Nikitin. Energie těchto fotonů by byla mimořádně malá, ale mohlo by jich být tolik, aby vysvětlovaly neobvyklý pohyb hvězd kolem jejich galaxií.

Ačkoli temné hvězdy by mohly pomoci vyřešit některé z největších záhad vesmíru, stále existuje řada věcí, které by Nitkinova myšlenka musela vysvětlit, aby nahradila široce přijímanou teorii černých děr. Jeho teorie však ukazuje, že kreativní myšlení může poskytnoutí zajímavá řešení zdánlivě nemožných problémů. Dále čtěte: Astronomové vytvořili navigační systém pro mezihvězdné cestování vesmírem.