iVysílání

stránky pořadu
Premiéra:
20. 4. 2019
17:05 na ČT24

1 2 3 4 5

0 hlasů
731
zhlédnutí

První snímek černé díry

První snímek černé díry

Vědci z Evropské jižní observatoře získali první snímek obří černé díry v centru galaxie M87.

21 min | další Zpravodajství »

upozorňovat

do playlistu

Přehrávač videa

Načítám přehrávač...

První snímek černé díry

  • 00:00:01 SPECIÁL ČT24
  • 00:00:15 -A je v galaxii Messier 87.
  • 00:00:18 Ta je od nás, od Země, vzdálená
    asi 54 milionů světelných let.
  • 00:00:23 A tahle galaxie je ve srovnání
    s naší Mléčnou dráhou obrovská.
  • 00:00:26 Jen pro představu,
  • 00:00:28 podle NASA je v ní
    hned několik bilionů hvězd.
  • 00:00:32 V naší Mléčné dráze je "jen"
    několik stovek miliard hvězd.
  • 00:00:36 A v samém srdci Messiera 87
    je masivní černá díra,
  • 00:00:40 která má hmotnost
    jako 6,5 miliardy našich Sluncí
  • 00:00:43 a průměr 40 miliard kilometrů.
  • 00:00:45 Odhaduje se, že každý den pohltí
    takové množství plynu,
  • 00:00:49 v takové hmotnosti,
    která odpovídá 90 Zemím.
  • 00:00:52 A tohle je ona,
    historicky první fotka černé díry.
  • 00:00:56 Na tuhle fotografii
    jsme čekali desítky let.
  • 00:01:22 -A jak se na tuhle fotografii
    dívají naši hosté?
  • 00:01:25 Oldřich Semerák
    z Ústavu teoretické fyziky
  • 00:01:27 Matematicko-fyzikální fakulty
    Univerzity Karlovy.-Dobrý den.
  • 00:01:31 -A Michal Bursa
    z Astronomického ústavu
  • 00:01:33 Akademie věd České republiky.
    Dobrý den.-Dobrý den.
  • 00:01:36 -Co jste si řekli jako první,
    když jste tuhle fotografii viděli?
  • 00:01:40 -Já jsem byl strašně spokojený.
  • 00:01:42 Vypadá to přesně tak,
    jak jsme očekávali.
  • 00:01:44 Kolegové v práci
    si dělali legraci,
  • 00:01:46 já mám takovou simulaci
    na skle, a oni říkali,
  • 00:01:49 kdybys to trochu rozostřil,
    tak by to vypadalo přesně tak,
  • 00:01:51 jak tady ten snímek.
  • 00:01:53 -Pane docente, vaše první reakce?
  • 00:01:55 -Abych neopakoval to,
    co kolega, tak bych měl říct,
  • 00:01:57 že já jako teoretik
    bych měl být zklamaný,
  • 00:01:59 protože tam bylo přesně to,
    co se čekalo.
  • 00:02:02 A teoretici jsou
    takové dobrodružné povahy,
  • 00:02:04 takže kdyby tam bylo něco jiného
    nebo případně vůbec nic,
  • 00:02:06 tak bychom asi byli spokojenější.
  • 00:02:08 Ale na druhou stranu člověk
    velmi fandí obecné relativitě,
  • 00:02:12 takže to, že to dopadlo
    přesně podle jejích předpovědí,
  • 00:02:15 tak je myslím úplně na místě.
  • 00:02:17 -Víme, jak vypadá, alespoň podle
    této první fotografie, černá díra,
  • 00:02:21 která je tak daleko od nás,
    ale je také obrovská.
  • 00:02:24 Pojďme si ale popsat
    celý ten systém.
  • 00:02:26 Pane doktore,
    jestli vás mohu požádat.
  • 00:02:28 Tohle je ilustrace,
    tohle je umělecká vize,
  • 00:02:31 která ale víme,
    že odpovídá realitě.
  • 00:02:33 Popište nám,
    na co se prosím díváme.
  • 00:02:35 Jak celý ten systém černé díry
    v praxi vypadá?
  • 00:02:38 -My se tady koukáme
    na tu černou díru,
  • 00:02:40 kterou obklopuje akreční disk,
    z trošku širší perspektivy.
  • 00:02:43 To znamená,
    vidíme zejména ten disk...
  • 00:02:46 -To je celá tahle plocha?
  • 00:02:48 -Ano, to je celá tahle plocha,
    který je tvořen plynem,
  • 00:02:51 který se v takových kruhových
    drahách postupně namotává
  • 00:02:54 a přibližuje se blíže a blíže
    k té černé díře.
  • 00:02:57 Při tom, jak se ty jednotlivé
    vrstvy toho plynu třou o sebe,
  • 00:03:01 tak vzniká teplo
    a ten plyn se zahřívá.
  • 00:03:03 A to je tady znázorněno
    tou měnící se barvou,
  • 00:03:06 měnícím se odstínem
    od tmavě červené
  • 00:03:08 až tady po tu bílou, která je
    nejteplejší a nejvíce září.
  • 00:03:11 A potom je tady
    ten vnitřní okraj disku,
  • 00:03:13 kde už ta hmota nemůže dále obíhat
    po kruhových drahách,
  • 00:03:17 ale velice rychle potom proudí
    k té samotné černé díře.
  • 00:03:21 To už tady nevidíme.
  • 00:03:23 Ta černá díra má asi takovou
    velikost tady na tom obrázku,
  • 00:03:26 je veprostřed, a ten plyn tady,
    který skončí to kruhové obíhání,
  • 00:03:29 rychle padá a mizí pod horizontem.
  • 00:03:31 -Pojďme si udělat srovnání
    tady s tou fotografií,
  • 00:03:34 kterou máme k dispozici,
    právě s tímhle uměleckým dojmem.
  • 00:03:37 Kde v tom uměleckém nástřelu,
    v tom uměleckém pohledu
  • 00:03:40 je právě tahle část?
  • 00:03:42 -Tak, a tady s tou fotografií,
    kterou jsme teď pořídili,
  • 00:03:46 tak se dostáváme do samotného
    středu tady toho obrázku.
  • 00:03:49 Zobrazujeme si to,
    co tady není vůbec vidět,
  • 00:03:52 tu černou díru
    a její bezprostřední okolí.
  • 00:03:54 A když se teď podíváme
    tady na ten obrázek,
  • 00:03:57 tak tady ta černá nebo tmavá
    oblast ve středu, to je to,
  • 00:04:01 čemu říkáme silueta černé díry,
    někdy taky stín černé díry.
  • 00:04:06 Ale ještě to není
    ta samotná černá díra,
  • 00:04:08 ta samotná černá díra
    je asi třetinová
  • 00:04:11 a byla by asi takhle veliká
    tady na tom obrázku.
  • 00:04:13 -Bavíme se tedy o tom,
  • 00:04:15 že tahle část má průměr
    zhruba 100 miliard kilometrů.
  • 00:04:19 -Asi tak.
  • 00:04:21 -V okamžiku, kdy 40 miliard km
    je průměr samotné černé díry.
  • 00:04:24 A tenhle na první pohled
    zářící kruh?
  • 00:04:26 -A to, co se děje
    okolo té černé díry,
  • 00:04:29 je přítomnost množství plynu,
    který je velmi horký,
  • 00:04:33 ta teplota je někde
    okolo miliardy stupňů.
  • 00:04:37 A můžeme si to třeba připodobnit
    ke sluneční koróně,
  • 00:04:41 ta je velice řídká,
    je tvořena elektrony
  • 00:04:43 a má i podobnou teplotu,
    takhle to tam vypadá
  • 00:04:46 a ten plyn obíhá okolo
    té černé díry v nějakém směru.
  • 00:04:49 A my z tohoto obrázku jsme schopni
    i poznat, v jakém směru,
  • 00:04:52 protože tady vidíme
    tuhle část snímku, tu spodní,
  • 00:04:55 která je zjasněná oproti té horní.
  • 00:04:58 A to pro nás znamená,
    že ten plyn obíhá v tomto směru.
  • 00:05:02 Tady se k nám přibližuje
    a tady se od nás vzdaluje.
  • 00:05:06 A díky jevu,
    kterému říkáme Dopplerův jev,
  • 00:05:08 je tady to záření toho plynu
    trošku víc zjasněno
  • 00:05:13 oproti té vzdalující se části.
  • 00:05:15 -Dopplerův jev diváci dobře znají,
    když kolem nich projíždí sanitka,
  • 00:05:19 to, jak vnímají zvuk na začátku,
    když se blíží, a když pak odjíždí.
  • 00:05:22 To je právě ten jev.
    -To je přesně ta situace.
  • 00:05:25 -Pane doktore,
    mnohokrát vám děkuji.
  • 00:05:27 Pane docente, můžu vás poprosit,
    jestli byste se ke mně připojil.
  • 00:05:31 A pojďme si ukázat, jak černé díry
    ovlivňují prostor kolem sebe.
  • 00:05:34 V okamžiku, kdy si - nakresleme,
    že máme fotony,
  • 00:05:37 dejme tomu budeme mít jednoduché
    částice světla, budeme mít fotony,
  • 00:05:42 které chtějí z bodu A do bodu B.
  • 00:05:45 Co se s nimi stane,
    když bude uprostřed černá díra?
  • 00:05:49 -Už od dob Newtonových
    je při povídání o gravitaci
  • 00:05:52 oblíbenou rekvizitou jablko,
    ta já s dovolením ho použiju.
  • 00:05:55 -Tedy máme černou díru
    ve formě jablka.
  • 00:05:58 -Tohle je ne nutně černá díra,
  • 00:06:00 ale teď je to
    nějaké gravitační centrum.
  • 00:06:02 A kdybychom podle Newtonovy teorie
  • 00:06:04 tohle centru dali
    obrovskou hmotnost,
  • 00:06:06 jakkoli velikou hmotnost,
    třeba čtyři hmotnosti Země
  • 00:06:10 nebo takovou hmotnost,
    jako má tady ta černá díra v M87,
  • 00:06:14 tak by se dělo to, že fotony,
    které by šly tady odsud sem,
  • 00:06:18 tak by už nešly přímo, ale kolem
    toho tělesa by se ohýbaly.
  • 00:06:22 A ohýbaly se přirozeně tím více,
  • 00:06:24 protože by na ně taky působila
    gravitace,
  • 00:06:26 čím hmotnější by to jablko bylo.
  • 00:06:28 To znamená, že některé fotony,
    které by běžely jednak blízko
  • 00:06:32 anebo kdyby to jablko bylo opravdu
    hodně těžké nebo hodně hmotné,
  • 00:06:35 tak by se zahnuly více.
  • 00:06:37 Ale nikdy by nedošlo k tomu,
  • 00:06:39 že by to těleso ty fotony
    zachytilo na uzavřenou dráhu.
  • 00:06:43 Nikdy by nedošlo k tomu,
    já to teď nebudu kreslit.
  • 00:06:47 -Já vám zkusím pomoci.
    Že by nedošlo k té variantě...
  • 00:06:50 -Nedošlo by k tomu,
    že by se takhle zatočily
  • 00:06:53 a zůstaly by rotovat v kruhu
    kolem toho jablka.
  • 00:06:56 -Nebo po nějaké elipse.
  • 00:06:57 -A takhle to právě může nastat
    jenom v obecné relativitě.
  • 00:07:01 Především řeknu nejdřív to,
    že v obecné relativitě,
  • 00:07:03 kdybychom z toho jablka udělali
    těleso,
  • 00:07:06 které má čtyři hmotnosti Země,
  • 00:07:08 tak by právě začalo být
    černou dírou.
  • 00:07:10 A to znamená, že právě v oblasti
    povrchu toho jablka by vznikla
  • 00:07:14 myšlená plocha, matematická
    plocha, to není nějaký...
  • 00:07:19 -Něco fyzického.
    -Že by tam člověk narazil.
  • 00:07:21 Vznikl by tam takzvaný
    horizont událostí
  • 00:07:24 a z té oblasti pod tím horizontem
  • 00:07:27 už by nešlo uniknout
    nejenom donekonečna,
  • 00:07:29 ale nešlo by uniknout vůbec ven.
  • 00:07:32 A velmi podstatným rysem
    gravitačního pole
  • 00:07:36 takovéhoto objektu, té černé díry,
    je právě to,
  • 00:07:39 že tam vzniká takzvaná
    fotonová sféra, která je daná tím,
  • 00:07:42 co jsme tady říkali,
  • 00:07:44 že to gravitační centrum
    podle obecné relativity
  • 00:07:47 je v tomto smyslu silnější,
    ono je schopno zachytit i fotony.
  • 00:07:51 Je schopno zachytit fotony
    na uzavřenou kruhovou dráhu,
  • 00:07:55 na které ne že by tam zůstaly
    navždy, protože ono se ukazuje,
  • 00:07:59 že tahle dráha je nestabilní,
  • 00:08:02 ale nějakou dobu
    by tam třeba setrvaly.
  • 00:08:04 Chvilku by tam takhle obíhaly
  • 00:08:06 a pak by třeba utekly
    nějakým směrem.
  • 00:08:09 A tohle je právě útvar, který je
    vidět tamhle na tom obrázku.
  • 00:08:12 Tady kolem je nějaká hmota,
    která vysílá záření.
  • 00:08:16 A ať už z jakéhokoli směru
    přichází záření k té černé díře,
  • 00:08:19 tak to, které probíhá daleko,
    tak rychle opustí tu oblast,
  • 00:08:23 protože se uhne jenom málo
    a unikne někam pryč.
  • 00:08:26 To světlo,
    které přijde pod tuhle sféru,
  • 00:08:28 tak to skončí v té černé díře,
    řekněme tady.
  • 00:08:31 -A je pohlceno
    a už se nedostane ven.
  • 00:08:34 -Zatímco to záření, které zhruba
    to trefí na tuhle kruhovou orbitu
  • 00:08:38 nebo na tu fotonovou sféru,
    tak to tam nějakou dobu zůstane.
  • 00:08:41 Ale tím pádem, když se
    na ten systém pak budete dívat,
  • 00:08:44 tak převážnou většinu záření z něj
    uvidíte někde z téhle oblasti.
  • 00:08:47 Tím nechci říct, že tahle oblast
    je to, co vyzařuje ty fotony.
  • 00:08:51 Ty fotony vyzařuje něco,
    co jsme viděli předtím,
  • 00:08:54 zřejmě ten vnitřní okraj
    toho akrečního disku a tak,
  • 00:08:57 ale tohle je pravděpodobné místo,
  • 00:08:59 ze kterého potom
    k pozorovateli přicházejí fotony.
  • 00:09:02 Ony nepřicházejí rovně,
  • 00:09:03 protože se mírně zahýbají
    kolem té díry.
  • 00:09:06 Takže pak ten obrázek,
    který vidíme,
  • 00:09:08 je nepatrně větší než to,
    co jsem tady nakreslil.
  • 00:09:10 -A samozřejmě to odpovídá i tomu,
    co vidíme.
  • 00:09:13 -A hlavně z té černé díry
    k vám nemůže přijít nic,
  • 00:09:16 a to je právě tento prostředek,
    kde je ten "stín".
  • 00:09:19 -Ze kterého nemůže jít nic ven.
  • 00:09:21 Pojďme se podívat,
    jak jsme se dostali k tomuhle,
  • 00:09:24 díky čemu jsme viděli
    právě tuhle fotografii.
  • 00:09:26 Byla to kombinace osmi teleskopů,
  • 00:09:28 které byly spojené
    do projektu EHT.
  • 00:09:31 Pane doktore,
    jak fungovaly dohromady
  • 00:09:33 tyhle jednotlivé teleskopy,
  • 00:09:34 že jsme vytvořili virtuální
    teleskop, který byl tak velký,
  • 00:09:37 jako je průměr planety Země?
  • 00:09:39 -Tento Event Horizon Telescope,
  • 00:09:41 nebo jak bychom česky řekli,
    dalekohled horizontu událostí,
  • 00:09:45 funguje jako kombinace jednotlivých
    radiodalekohledů,
  • 00:09:50 které jsou rozmístěny
    na různých místech po Zemi.
  • 00:09:53 Jeden je v Evropě,
  • 00:09:55 potom jsou další
    na obou amerických kontinentech,
  • 00:09:58 na Havaji, jeden dalekohled
    je umístěn přímo na jižním pólu
  • 00:10:01 a připojují se další.
  • 00:10:04 Loni byl připojen dalekohled
    v Grónsku.
  • 00:10:06 A plánuje se samozřejmě
    ještě spojení
  • 00:10:09 s dalšími radioteleskopy na světě.
  • 00:10:11 Každý z nich funguje samostatně,
  • 00:10:14 protože není možné je propojit
    nějakým internetem
  • 00:10:17 a přenášet data mezi nimi
    v průběhu toho pozorování.
  • 00:10:21 Čili každý ten dalekohled
    je vybaven hodinami,
  • 00:10:24 přesnými atomovými hodinami,
    které opatřují ten signál,
  • 00:10:28 který ty dalekohledy
    zaznamenávají, časovými značkami.
  • 00:10:31 To se potom uloží na pevné disky
    a ty pevné disky se přepraví
  • 00:10:34 do výpočetního střediska.
  • 00:10:36 Jedno je v Německu v Bonnu,
    druhé je v Americe.
  • 00:10:40 A tam se ty signály
    dávají dohromady.
  • 00:10:43 Napřed se sladí pomocí
    těch časových značek
  • 00:10:47 a potom se zkoumá, jaké jsou
    variace mezi těmi signály,
  • 00:10:50 které každý z těch jednotlivých
    radioteleskopů přijmul.
  • 00:10:54 A z toho se rekonstruuje
    poměrně složitým procesem
  • 00:10:57 ten výsledný obrázek.
  • 00:10:58 -Znovu si to přehrajeme a z toho
    vznikne ten výsledný obrázek.
  • 00:11:02 Pojďte se podívat do tváře dámy,
    která ten algoritmus,
  • 00:11:04 který je využit,
    právě připravovala.
  • 00:11:07 To je ona a před ní jsou
    i nastoupené doslova a do písmene
  • 00:11:10 disky, pevné disky,
  • 00:11:12 které se musely třeba i z toho
    jižního pólu fyzicky převážet.
  • 00:11:15 Protože není možné
  • 00:11:17 takové množství dat
    jen tak poslat.
  • 00:11:19 Tohle je konkrétně Katie Bouman,
    která dělala algoritmy,
  • 00:11:22 které vedly k tomu, že máme
    právě pohled na první černou díru.
  • 00:11:26 A vedle ní je historický pohled,
    pohled na úplně jinou technologii.
  • 00:11:29 Je to pohled do tváře
    Margaret Hamiltonové,
  • 00:11:32 která dělala výpočty,
    které dostaly člověka na Měsíc.
  • 00:11:35 A vidíte,
    že zatímco tady jsou pevné disky,
  • 00:11:37 tak tady je to velký stoh papírů.
  • 00:11:39 Pojďme se teď ale podívat ještě
    do trošku vzdálenější minulosti,
  • 00:11:42 do toho, jakým způsobem probíhal
    výzkum černých děr v minulosti.
  • 00:11:46 Protože máme dnes novou fotku,
    historicky první fotku,
  • 00:11:50 ale ten výzkum a ten pohled na to,
    co se ve vesmíru děje
  • 00:11:53 a že jsou tam černé díry,
    je daleko starší.
  • 00:11:56 Historický pohled nám nabídne
    kolegyně Kateřina Poláková.
  • 00:11:59 Katko, hezký den
  • 00:12:01 -Krásný den, Dane, tobě, našim
    hostům i samozřejmě všem divákům.
  • 00:12:04 Černé díry fascinují vědce
    už velmi dlouho.
  • 00:12:07 Vůbec první představy
    se začaly formovat v 18. století.
  • 00:12:10 Konkrétně v roce 1783 přišel
    John Michell s myšlenkou tělesa,
  • 00:12:14 ze kterého neuniká nic,
    ani světlo.
  • 00:12:17 Tehdy tohle těleso
    ještě ale nenazýval černou dírou,
  • 00:12:20 ale používal termín temná hvězda.
  • 00:12:23 Černá díra,
    tak tento termín zazněl
  • 00:12:25 až v 60. letech minulého století,
  • 00:12:28 konkrétně v roce 1967 ho vyslovil
    John Wheeler.
  • 00:12:31 To byl americký fyzik,
  • 00:12:34 který mimo jiné spolupracoval
    také na projektu Manhattan.
  • 00:12:37 Dlouho ale černé díry byly
    stále něčím hypotetickým.
  • 00:12:40 To se změnilo až začátkem 70. let.
  • 00:12:45 Tehdy byla objevena první černá
    díra, v roce 1971, Cygnus X-1.
  • 00:12:50 Nachází se v souhvězdí Labutě
  • 00:12:52 a je vzdálená od nás
    6000 světelných let,
  • 00:12:56 její hmotnost představuje
    asi osminásobek Slunce,
  • 00:12:59 je to tedy malá černá díra.
  • 00:13:01 První masivní černá díra
    byla objevena začátkem 90. let,
  • 00:13:05 objevil ji v roce 1992
    Hubbleův teleskop.
  • 00:13:09 Je od nás vzdálená
    100 milionů světelných let
  • 00:13:13 a její hmotnost představuje
    1000 miliard hmotností Slunce.
  • 00:13:18 -Popisuje Kateřina Poláková.
    Káťo, mockrát děkuji. -Krásný den.
  • 00:13:21 -Pojďme od této minulosti
    zase do současnosti.
  • 00:13:24 Viděli jsme ty jednotlivé
    dílčí kroky.
  • 00:13:26 Kam nás tahle fotografie dnes
    posouvá, jaké jsou nové možnosti?
  • 00:13:30 Pane docente.
  • 00:13:32 -Tahle fotografie, já bych řekl,
    že nás neposouvá v tom smyslu,
  • 00:13:36 že by se objevilo něco nového.
  • 00:13:38 Jak jsme říkali, tak to očekávání
    bylo přesně takovéto.
  • 00:13:41 A když se podíváte na simulace,
    to bych tady taky zmínil,
  • 00:13:45 kromě těch lidí, kteří to měřili,
  • 00:13:47 tak tam byla obrovská práce
    velkého týmu těch,
  • 00:13:50 kteří modelovali celou tu situaci.
  • 00:13:52 A kupodivu se ukázalo,
  • 00:13:54 že tento výsledek byl předpovězen
    poměrně nezávisle na tom,
  • 00:13:58 jaký model použili.
  • 00:13:59 Takže je vidět, že ta situace je,
    jak se říká, poměrně robustní.
  • 00:14:03 Ale na druhou stranu
    zase to znamená,
  • 00:14:05 že se z té fotografie
    nedá moc rozlišit
  • 00:14:08 mezi těmi jednotlivými modely.
  • 00:14:10 Každopádně já si myslím,
  • 00:14:12 že význam tady toho snímku
    je především symbolický.
  • 00:14:15 Protože černá díra
    je takové mýtické těleso.
  • 00:14:18 A jestliže teď se potvrdí,
  • 00:14:20 že se chová velmi přesně
    podle toho,
  • 00:14:22 jak obecná relativita
    předpověděla,
  • 00:14:25 tak ten symbolický význam
    je na tom to největší.
  • 00:14:28 Nedá se na tom rozlišit to,
  • 00:14:29 jestli tam je opravdu černá díra
    anebo některé alternativní těleso,
  • 00:14:34 také výmysl obecné relativity,
  • 00:14:36 jako třeba gravastar
    nebo bosonová hvězda.
  • 00:14:39 Tak tohle se spolehlivě
    nedá rozlišit
  • 00:14:41 a budou na to potřeba ještě
    detailnější pozorování.
  • 00:14:45 -Pane doktore,
  • 00:14:46 kdy uvidíme fotografii
    naší masivní černé díry?
  • 00:14:49 Tedy v centru naší galaxie,
    která je sice tisíckrát blíž,
  • 00:14:52 ale zároveň tisíckrát menší.
  • 00:14:55 -Na takovouto otázku já nedokážu
    teď dát seriózní odpověď,
  • 00:14:58 protože si myslím, že to nevědí
    ani sami členové týmu EHT.
  • 00:15:01 Nicméně na tiskové konferenci
    zaznělo,
  • 00:15:04 že součástí té pozorovací kampaně,
    která vedla k tomuto snímku,
  • 00:15:08 bylo i pozorování objektu
    Sagittarius A*,
  • 00:15:11 to znamená černé díry
    ve středu naší galaxie.
  • 00:15:14 A my bychom se měli dočkat
    zpracování těchto dat,
  • 00:15:18 já odhaduji,
    v nejbližších měsících.
  • 00:15:20 Ono je to trošku složitější,
  • 00:15:23 protože ta naše černá díra
    je tisíckrát lehčí,
  • 00:15:25 a tím pádem všechny ty procesy,
    které u ní probíhají,
  • 00:15:28 probíhají tisíckrát rychleji.
  • 00:15:30 Čili když my na ni koukáme
    tím dalekohledem,
  • 00:15:33 tak sek může stát,
  • 00:15:35 že se během toho pozorování
    tvar toho snímku promění.
  • 00:15:39 A potom tam dochází
    k dalšímu rozmazání ještě nadto,
  • 00:15:42 které je způsobeno omezenou
    rozlišovací schopností
  • 00:15:45 toho dalekohledu.
  • 00:15:47 -Jinými slovy, ta fotografie,
    kterou teď máme k dispozici,
  • 00:15:50 je fotografie černé díry,
  • 00:15:51 která už je řekněme
    vesmírem protřelá,
  • 00:15:53 už je taková zkušenější,
    klidnější, zatímco ta naše,
  • 00:15:56 je to ještě malé dítě, které je
    přece jenom o něco divočejší.
  • 00:15:59 -No tak je samozřejmě menší,
    to je dáno historií,
  • 00:16:02 naše galaxie
    je taky trochu menší a tak.
  • 00:16:04 Ale zase je potřeba říct,
  • 00:16:07 že tady černá díra v galaxii 97
    je zajímavější,
  • 00:16:10 je mnohem zajímavější,
    protože je tam ten plyn,
  • 00:16:13 je tam výtrysk,
    je tam nějaké magnetické pole.
  • 00:16:16 To se ještě dozvíme mimochodem.
  • 00:16:18 To je jedna z věcí,
    které ten snímek ještě přinese,
  • 00:16:21 další analýza ukáže,
    jak vypadá magnetické pole.
  • 00:16:24 A o tom my nemáme
    žádnou konkrétní představu.
  • 00:16:27 A to teprve bude
    nějaký konkrétní vědecký výsledek,
  • 00:16:30 který nám pomůže se posunout
    trošku dál v tom porozumění.
  • 00:16:33 -Protože, řekněme v uvozovkách,
    naše masivní černá díra,
  • 00:16:36 ta nemá "moc co pojídat",
  • 00:16:38 tedy není tam tolik
    toho materiálu,
  • 00:16:40 se kterým by mohla pracovat.
  • 00:16:42 -Ano, a to je další problém,
    že se může stát,
  • 00:16:45 že během toho pozorování
    se nenapozoruje vůbec nic,
  • 00:16:48 protože ta naše černá díra
    je taková klidnější,
  • 00:16:50 toho plynu tam moc není.
  • 00:16:52 A jenom občas, několikrát za den
    nás obšťastní zábleskem,
  • 00:16:55 který my potom
    s radostí sledujeme.
  • 00:16:58 -Takovýchto masivních černých děr,
  • 00:17:00 které jsou ve středech
    většiny galaxií,
  • 00:17:02 zatím řekněme je zhruba
    200 miliard,
  • 00:17:04 jak uvažujeme o počtu galaxií.
  • 00:17:06 Pak jsou ale i takzvané
    hvězdné černé díry.
  • 00:17:09 Těch je daleko víc,
    jenom v naší galaxii, v jedné,
  • 00:17:11 je zhruba 100 milionů
    takových černých děr.
  • 00:17:14 Jak jsou velké ty hvězdné černé
    díry a jak vznikají, pane docente?
  • 00:17:17 -Ty hvězdné černé díry jsou velké
    řekněme jako takové větší město,
  • 00:17:21 prostě je to typicky pár kilometrů
    anebo desítky kilometrů.
  • 00:17:24 jsou o trošku menší,
    než jsou neutronové hvězdy,
  • 00:17:27 a ty mají třeba
    mezi 10 až 20 kilometry.
  • 00:17:30 Ty hvězdné černé díry
    jsou z jistého hlediska,
  • 00:17:33 a zejména z hlediska relativistů,
    jsou vlastně mnohem zajímavější.
  • 00:17:37 Protože kolem nich je daleko větší
    křivost prostoročasu.
  • 00:17:40 A to je právě to,
    co je specifickou novou vlastností
  • 00:17:44 té obecné relativity oproti
    newtonovské teorii gravitace.
  • 00:17:47 Pro srovnání,
    kdybyste si představil,
  • 00:17:49 jaká musí být hustota k tomu,
  • 00:17:51 aby vznikla takhle masivní
    černá díra, jako je v galaxii M87,
  • 00:17:56 tak by vám stačila hustota,
    průměrná v tom objemu,
  • 00:18:00 která by byla třikrát menší,
  • 00:18:02 než je tady hustota vzduchu
    kolem nás.
  • 00:18:05 Zatímco v těch hvězdných
    černých dírách
  • 00:18:07 ta hustota je extrémně vysoká.
  • 00:18:09 A to taky podle Einsteinových
    rovnic odpovídá tomu,
  • 00:18:12 že kolem těch hvězdných
    černých děr
  • 00:18:15 je extrémně zakřivený prostoročas.
  • 00:18:17 Zatímco tady,
    v případě té M87 černé díry,
  • 00:18:20 tak zase pro srovnání,
    tam je křivost toho prostoročasu,
  • 00:18:25 když to řeknu teď standardními
    pojmy newtonovskými,
  • 00:18:29 tam jsou slapové síly
    asi 13 000krát menší
  • 00:18:33 než na povrchu Země tady.
  • 00:18:35 To znamená,
    že ta lokální fyzika nebo to,
  • 00:18:38 jak by se tam člověk cítil,
    to je úplně běžná situace,
  • 00:18:41 tam nejde o nic relativistického
    vlastně.
  • 00:18:44 To, co je zajímavé, tak je to,
  • 00:18:46 že se tam přesto objevuje
    ten horizont událostí,
  • 00:18:49 to je specifický
    relativistický prvek.
  • 00:18:52 -Tedy když si to
    velmi zjednodušíme,
  • 00:18:55 abychom si dali dobrou představu,
    co se tedy děje v okamžiku,
  • 00:18:58 kdy máme nějaké
    zakřivení časoprostoru,
  • 00:19:00 tak pokud není žádná nějaká hmotná
    hvězda nebo třeba černá díra,
  • 00:19:04 máme časoprostor takto.
  • 00:19:06 V okamžiku,
    kdy by se tam ale objevilo slunce,
  • 00:19:09 dejme tomu černá díra,
    černá díra by byla tady,
  • 00:19:13 tak časoprostor
    se nám musí prohnout.
  • 00:19:15 Velmi zjednodušeně řečeno.
  • 00:19:18 Čím hmotnější, tím se nám
    prohne víc. Je to tak?
  • 00:19:21 Jak by vypadala černá díra,
    kdyby vznikla ze Země?
  • 00:19:25 Pane docente,
    jak by byla velká černá díra,
  • 00:19:28 která by vznikla ze Země?
  • 00:19:30 -Tady se to dá znázornit tak,
    že ty malé černé díry,
  • 00:19:33 kdyby vznikly třeba ze Země,
    nebo i ty hvězdné černé díry,
  • 00:19:37 tak tam ten prostoročas je křivý
  • 00:19:39 jenom v malé oblasti
    kolem té černé díry.
  • 00:19:43 A tam náhle poměrně začne být
    gravitační pole velmi silné.
  • 00:19:47 To znamená, na tomhle obrázku
    by to bylo tak,
  • 00:19:50 že třeba tady náhle je...
    -Takovýto výkyv.-Přesně tak.
  • 00:19:54 -A kdybychom vzali naši Zemi,
  • 00:19:56 představme si,
    že bereme naši Zemi,
  • 00:19:58 na jaký poloměr bychom ji museli
    stlačit, aby vznikla černá díra?
  • 00:20:01 -Když tady nakreslím malý kroužek,
  • 00:20:04 tak poloměr toho kroužku
    by musel být 9 milimetrů.
  • 00:20:07 -To znamená, kdybychom vzali
    naši Zemi, aby vznikla černá díra,
  • 00:20:10 ta černá díra by byla
    takhle veliká kulička.
  • 00:20:12 -Proto jsem si včera večer měřil
    támhle to jablko
  • 00:20:15 a spočítal jsem si, že kdyby mělo
    čtyři hmotnosti Země,
  • 00:20:18 tak pak by se z toho stala
    černá díra.
  • 00:20:20 A abychom tohle kontrastovali
    s tou velmi hmotnou černou dírou,
  • 00:20:23 třeba v tom jádře M87, tak tam
    tenhle obrázek vypadá jinak,
  • 00:20:28 tam to zakřivení toho prostoročasu
    je mnohem menší.
  • 00:20:32 Ale nicméně ta potenciálová jáma
    je velmi hluboká,
  • 00:20:36 ale postupná, to znamená,
  • 00:20:38 že tam bychom ten obrázek
    nakreslili nějak takhle.
  • 00:20:42 -Daleko širší, ano, rozumím.
    -Zatímco tady je to náhle.
  • 00:20:45 -Pane docente, mnohokrát
    vám děkuji, i vám, pane doktore,
  • 00:20:47 že jste byli součástí tohoto
    speciálního vysílání na ČT24.
  • 00:20:50 -Děkujeme moc.
    -Na shledanou.
  • 00:20:52 -A děkuji i vám, že jste byli
    součástí tohoto vysílání,
  • 00:20:55 které se věnovalo
    právě téhle fotografii,
  • 00:20:58 historicky první fotce černé díry.
  • 00:21:00 Skryté titulky: Alena Kardová,
    Česká televize 2019

Související