Černé, bílé, červí díry… Jsou jen pouhou fantazií, nebo vědeckým faktem? Americký dokumentární cyklus

Litujeme, ale v současné době není pořad v iVysílání dostupný
Video není k dispozici

Náš nekonečný vesmír přímo přetéká podivnými, mocnými jevy, které by se snad daly využít k přepravě lidí v prostoru a čase. Představte si kosmické portály, ve kterých by mohly objekty mizet a opět se objevovat. Je to většinou cesta k vlastnímu zničení. Buď budete rozdrceni černou dírou, nebo přepraveni do jiné části vesmíru červí dírou, nebo usmrceni tryskající bílou dírou. V hlubinách do sebe zakřiveného vesmíru vědci hledají: černé díry, bílé díry a červí díry. Jsou jen pouhou fantazií nebo vědeckým faktem?

Červí díry

Vesmír je nekonečným zdrojem nových možností. Představte si dopravu na jakékoli místo ve vesmíru. Ale ne na palubě moderní vesmírné lodi. Namísto toho proletíte červí dírou – hypotetickým tunelem tvořícím zkratku mezi dvěma místy v prostoru a čase. Červí díry jsou trochu jako systém podzemní dráhy, který používáme ve velkých městech. Vjedete do díry, projedete tunelem a vyjedete z jiné díry na druhém konci města. To samé by bylo možné pomocí průletu červí dírou z jedné části vesmíru do druhé. Rozdíl mezi červí dírou a podzemní dráhou je, že červí díru využijeme k cestám na mnohem větší vzdálenosti, než jsme zvyklí v běžném životě. Teoreticky se červí díra skládá z „krku“ spojeného se dvěma „vyústěními“ – vstupem a výstupem – z nichž každé se nachází v jiné části prostoru. „Normální cestování“ je omezeno rychlostí světla. Let do galaxie v Andromedě nemůže trvat kratší dobu než 600 tisíc let. Gregory Benford, který se zabýval kosmem nejen jako fyzik, ale i jako autor více než 30 vědecko-fantastických románů, byl nadšen, když se některé fantazie změnily v realitu. Rádi bychom věděli, jestli červí díry opravdu existují, nebo jestli jsou pouze matematickou konstrukcí vymyšlenou Einsteinem.

Albert EinsteinZákony Einsteinovy teorie obecné relativity existenci červích děr dovolují. V roce 1930 vypočítal Einstein spolu s Nathanem Rosenem geometrii podobného intergalaktického spojení, které je nyní známé jako Einsteinův-Rosenův most. Červí díra je řešením Einsteinových rovnic obecné teorie relativity, které nám říkají, jak funguje gravitace. Jsou to hypotetické objekty spojující různé body v čase a prostoru. Matematický model Einsteinovy-Rosenovy červí díry vznikl při studiu černých děr. Černá díra je oblast v prostoru s velmi silnou gravitací, která je tak silná, že žádný objekt, který se dostane do jejího dosahu, se už z jejího působení nevymaní. Z černé díry nemůže nic uniknout, ani světlo. Jakmile se dostanete dolů do centrální části, už není cesty zpět. Samotný Einstein však červí díru nikdy nepovažoval za možný dopravní prostředek. Jeho červí díra vznikne v určitém čase. Otevře se na krátký zlomek času a opět se rozpojí. Cokoli by se pokoušelo dostat skrz, bylo by rozmačkáno při jejím zavření.

Typická červí díra, kterou dokážeme popsat rovnicemi a zkoumat, je velmi nestabilní a zmizí za nepatrný zlomek času. Takže potřebujeme něco, čím jí udržíme otevřenou. Poté, co v 60. letech bylo zjištěno, že Einsteinova červí díra je nestabilní, ustala většina dalších výzkumů. Na konci 90. let byl uveden do kin film Kontakt. Scénář byl napsán podle knihy slavného astronoma Carla Sagana, který navrhl, že by červí díra mohla být použita k cestě vesmírem. Kniha a film Kontakt lidem přístupnou formou ukázaly ideu červí díry a možnosti jejího využití k cestování napříč vesmírem. To byl tak fantastický nápad, že nebyl brán vážně až do doby, kdy Carl Sagan napsal svou knihu a pokusil se popsat červí díru tak realisticky, jak jen to bylo možné. Teprve od té doby se červí díry staly předmětem seriózního výzkumu. Vědci začali přemýšlet, jestli může existovat červí díra jiného druhu, kterou by se dalo projít. Ale průchozí červí díry potřebují něco, co by je stabilizovalo.

Udržení červí díry otevřené vyžaduje novou substanci nazývanou exotická hmota nebo hmota s negativní energií – negativní hmotu. Měla by mít antigravitační vlastnosti. Pokud ji jednoho dne nalezneme, bude možná klíčová pro stabilizaci červí díry. Idea prostupné červí díry upoutala vědeckofantastické nadšence. Oživila rovněž zájem o studium červích děr mezi astrofyziky. Tato prostupná červí díra vyvolala senzaci. Jednoho dne možná bude možné postavit něco jako metro do jiné galaxie. Termín červí díry pochází z analogie s jablkem. Chcete se dostat z jedné části jablka do druhé. Kdybyste byli červ, mohli byste se prokousat jablkem a dostat se tam kratší cestou. Ale na rozdíl od červa v tomto jablku, my bychom měli vědět o nebezpečích číhajících na druhé straně. Druhý konec červí díry může ústit do velmi nebezpečné části vesmíru s různými exotickými jevy. Může se objevit i ve středu hvězdy.

Kdybychom někdy nalezli červí díru, určitě bychom do ní poslali nejprve automatické sondy, aby jí prošly a vrátily se zpět. Možná bychom je zavěsili na lana pro případ, že by se jim něco stalo a nemohly se samy vrátit. Fyzikové nevědí o žádném způsobu, jakým by červí díry vznikaly ve vesmíru samovolně. Ale mohou být vytvořeny uměle? Vědci uvažují také o možnosti, že by bylo možné mikroskopické červí díry, existující možná v předivu časoprostoru, nafouknout do makroskopických rozměrů. Tyto miniaturní červí díry se mohou objevovat díky kvantovým fluktuacím popsaným zákony kvantové mechaniky. Vědci navrhují, že by možná prostupné červí díry mohly být vytvářeny z kvantové pěny, bublinovité struktury časoprostoru existující v subatomárních rozměrech. Může existovat kdekoli ve vesmíru, ale její bublinky jsou bilionkrát menší, než je jádro atomu. Je to sice zcela nemožné s naší stávající technologií, alespoň o tom však můžeme uvažovat.

Cestování časem a prostorem

Vědci přemýšlejí i o jiných možnostech červích děr, třeba o takových, které by mohly být nastálo umístěny na určitém místě. Ty by mohly posloužit galaktickým cestovatelům k přepravě do jiného „času“, stejně jako na různá místa ve vesmíru. K vytvoření stroje času nebo prostupné červí díry bychom potřebovali fyziku velmi vyspělé civilizace, možná o milion let vyspělejší, než je ta naše. Stroje času lákaly diváky do kin po více než padesát let. Ale mohla by být červí díra využita pro cestování tohoto druhu? Červí díra by nám mohla umožnit přemístit se do jiné galaxie jen několika kroky, nebo se dostat do jiného času. Ale možnost červích děr, které by fungovaly jako stroje času, přináší znepokojující otázky. Budou moci v daleké budoucnosti pozemšťané cestovat do minulosti – anebo dokonce měnit historii?

Dnes tak neuvěřitelné vědecké myšlenky mohou být jednoho dne tak běžné stejně tak, jako že je Země kulatá. Fyzikální zákony mohou třeba dovolovat existenci červích děr, tunelů tvořících zkratky časem a prostorem. Mohou tak být teoreticky takové kosmické dopravní prostředky přetvořeny ve stroje času? Einsteinova teorie obecné relativity umožňuje cestování časem do budoucnosti. Ukazuje nám, že rozdílné vnímání času závisí na tom, kde pozorovatel je a jak se pohybuje. Objekty pohybující se rychlostí blízké rychlosti světla stárnou pomaleji než objekty statické. A objekty blízké obrovským tělesům stárnou pomaleji než objekty vzdálenější. Hodiny běží různě rychle podle toho, v jakém gravitačním poli se nacházejí. Jdou tím pomaleji, čím je gravitační pole silnější. Tady na povrchu Země jdou naše hodiny nepatrně pomaleji, než hodiny nahoře v kosmu.

Družice GPS Navstar 2Například hodiny v satelitech GPS jdou nepatrně rychleji, než hodiny na Zemi. To protože se nacházejí ve slabším gravitačním poli. S tím museli uvažovat i konstruktéři systému GPS. Kdyby to neudělali správně, GPS systém by nepracoval správně. Kdybyste chtěli jet z Los Angeles do New Yorku, skončili byste třeba v Massachusets. Cestování časem směrem do budoucnosti bylo testováno velmi přesnými atomovými hodinami. Vědci umístili jedny hodiny na zemský povrch a druhé do družice obíhající vysoko nad zemí. Tyto hodiny byly porovnávány pomocí rádiových signálů mezi družicí a pozemskou stanicí. Hodiny v letící družici šly rychleji.

Fyzikové zkoumali, zda by červí díry mohly poskytnout cestování časem nejenom do budoucnosti, ale také do minulosti. Kdyby bylo jedno hrdlo červí díry blízko Země a druhé v centru galaxie, rychlost toku času by v nich byla různá ve srovnání s okolním vesmírem. Ale při pohledu skrze červí díru by se jevil tok času jako stejný. Červí díra by díky rozdílné rychlosti plynutí času na obou jejích koncích mohla sloužit jako stroj času. To znamená, že vstupem do takové červí díry bychom opustili přítomnost a na druhém konci se dostali do časového úseku o stovky nebo tisíce let dříve. Díky červím dírám bychom mohli být schopni se dostat do jiné galaxie. Nebo dokonce do jiného času. Je možné, že červí dírou bude možné posílat zpět v čase informace a vpřed časem i osoby.

Nepříjemné paradoxy

Ale cestování časem nazpátek s sebou nese nepříjemné paradoxy. Bylo by skutečně možné dostat se do minulosti a změnit její průběh? Cestování časem do minulosti s sebou nese mnoho paradoxů. Nejznámější je dědečkův paradox: Pokud se vypravím do minulosti, kde zabiji svého dědečka, který tudíž nikdy nebude mít syna – mého otce a můj otec mě, pak se vlastně nikdy nenarodím a nebudu se moci vypravit do minulosti. Anebo řekněme, že se vypravíte do minulosti a potkáte svou matku, předtím, než jste se narodili, a ta se do vás zamiluje. Takže jak se budete moci narodit, když vaše matka nepotkala vašeho otce a zamilovala se místo toho do vás? Tyto praktické problémy jsou sice obrovské, ale pokud vám jednou na dveře zaklepe někdo, kdo se představí jako vaše pra pra pra pravnučka, která přišla ze vzdálené budoucnosti, aby poznala svého slavného předka, nezabouchněte před ní dveře!

Možná naši potomci v budoucnosti budou mít možnost cestovat časem a možná nám jednou zaklepou na dveře. Pokud fyzikální zákony umožňují existenci červích děr, jak se vypořádají s nebezpečím, které představují změny v historii? Jednou z možností by bylo, že fyzikální zákony nám dovolí cestovat zpět časem pouze tak, aby to neporušilo konzistenci vesmíru, to jest, že nebudeme moci měnit minulost. Nemůžete se vrátit a změnit věci, které by vám zabránily se narodit, jako například v paradoxu prarodičů. Možnost cestovat časem kupředu nebo zpět je prozatím diskutabilní. A někteří vědci jsou přesvědčeni, že každý pokus o vytvoření stroje času s červí dírou by vedl k jejímu zničení. Když se pokusíte přetvořit červí díru ve stroj času, tak jakmile propojíte různé časy, zahltí se červí díra zářením, které jí zničí. To vám znemožní takový stroj času sestrojit. Je docela možné, že takto se příroda pomocí fyzikálních zákonů brání vzniku paradoxů a podivných událostí, které nám stroje času nabízejí.

Cestování červí dírou je opravdu diskutabilní. O červí díře toho musíte vědět hodně, aby vám neudělala něco nepěkného, například vás nezměnila v kouli plynu. Protože gravitační napětí, která drží červí díru, jsou celkem dost silná. Idea červí díry je něco, o čem bychom asi řekli, že to je nemožné. Ale bylo by absurdní tvrdit, že to nedokážeme nikdy. Vždyť i v jiných oblastech se zabýváme silami, motory a znalostmi, které jsou nyní mimo naše technické možnosti.

Bílé díry

Podobně jako červí díra existuje ještě další fenomén, který nebyl nikdy objeven a jehož existenci povolují zákony Einsteinovy obecné teorie relativity. Nazývá se bílá díra. Do černé díry je vše přitahováno a mizí v ní, podobně jako v kuchyňském odpadu. U bílé díry je tomu naopak. Z té zase hmota uniká a tryská, podobně jako z fontány. S bílou dírou se to má jako s jednorožcem, mýtickým tvorem, který nebyl nikdy spatřen. Bílá díra je velmi podobná černé díře, až na to, že vše probíhá opačně. Místo aby hmota padala přes horizont události a nemohla uniknout, u bílé díry je vyvrhována. Je to tedy přesný opak, časově obrácená černá díra. Jak víme, černé díry ve vesmíru existují, a tak se zajímáme, jestli je tomu tak i s dírami bílými. Například, když byly objeveny kvasary, nejdříve se myslelo, že se jedná o bílé díry. Proč? Protože se zdálo, že produkují obrovské množství energie. Teď ale víme, že tomu tak není. Kvasary jsou ve skutečnosti poháněny černými dírami.

Velký třesk vycházející ze singularity (foto: Maksim, wikimedia.org)Některé z myšlenkových směrů říkají že: „Vše, co může existovat, musí někde existovat“. Takže bílé díry možná někde ve vesmíru existují. Fyzici se domnívají, že pokud příroda používá bílé díry, pak by tyto mohly být velmi významným prvkem v raných fázích vývoje vesmíru. Možná dokonce v celém průběhu jeho utváření. Když se snažíme rozluštit některá z tajemství vesmíru, odpovědi mohou být skutečně jak „černá i bílá". Vesmír začal velkým třeskem, rozpínající se ohnivou koulí hmoty a energie. Tato ohnivá koule se zrodila z nepatrného stlačeného subatomového bodu nazvaného singularita. Singularitou nazýváme oblast, ve které je gravitace nesmírně silná. Singularita Velkého třesku dala vzniknout celému našemu vesmíru, spolu s prostorem, časem a veškerou hmotou, která jej naplňuje.

Podobný druh singularity je bílá díra, hypotetický objekt, který vychází z Einsteinových gravitačních rovnic. V podstatě funguje jako obrácená černá díra – singularita, která hmotu nepohlcuje, ale vyvrhuje. Proto někteří vědci zvažují, zda náš vesmír nevznikl právě z bílé díry. Jedna z vědeckých hypotéz popisuje vesmír jako bílou díru, která vznikla z počáteční singularity. Je to jedna z kreativních myšlenek vysvětlujících, jak vesmír započal a jak došlo k Velkému třesku. Bílá díra emituje hmotu, nepohlcuje ji. Není Velký třesk také malé kvantum, které expandovalo a chrlí hmotu? Tak možná na počátku historie našeho vesmíru byla bílá díra.

Sonda WMAPWilkinsonova sonda pro měření anizotropie mikrovlnného reliktního záření – zkráceně WMAP – měří zbytkové záření z raného vesmíru. Zkoumání tohoto záření potvrdilo, že počátek vesmíru provázel krátký, ale intenzivní nárůst, nazývaný „inflace“, který předcházel nynějšímu procesu rozpínání. Někteří vědci zvažují, zda iniciátorem tohoto procesu zrodu vesmíru nemohla být bílá díra. Poznatky získané z družic na oběžné dráze kolem Země, jako je například WMAP, jsou v souladu s teorií multi-vesmíru. Multi-vesmír se skládá z mnoha jednotlivých vesmírů vznášejících se jako bubliny v bublinkové lázni, kde se bublinky rodí, rozpadají a z nich vznikají bublinky menší. Jinými slovy, k velkým třeskům možná dochází stále. Možná každý velký třesk začíná bílou dírou, která se rychle rozpíná a vzniká z ní nový vesmír.

Existence dalších vesmírů prozatím nebyla prokázána – stejně jako otázka, zda jsou vytvářeny bílými dírami. Vědcům se však podařilo zjistit, že některé typy bílých děr, přestože jsou teoreticky nevyvrácené, jsou velmi nestabilní. Nepřežily by po dlouhou dobu, zkolabovaly by a vytvořily černou díru. Možná že bílé díry hrály svou roli. Možná se vytvořily na krátký okamžik a pak se rozpadly. Ale i během této krátké chvíle, kdy vznikly, mohly ovlivnit budoucnost vesmíru. Nevíme, jestli tomu tak je, ale možné to je. Bílé díry jsou krásná představa, ale nemůžeme zatím tvrdit, že existují. Jsou to čistě teoretické objekty. Ale to černé díry také kdysi byly. Bílé díry buďto existovaly, nebo neexistovaly na počátku vesmíru. Jedna věc je však jistá: černé díry už nepaří do říše sci-fi. Jsou vědeckým faktem. Vědci se shodují, že tyto víry se rodí z agónie umírající obří hvězdy.

Černé díry

Když se dostatečně velké hvězdě vyčerpá palivo, není už schopna udržet svou hmotu proti své vlastní přitažlivé síle. Následně se do sebe zhroutí a vytvoří černou díru. Černé díry jsou „potížisté“ ve vývoji vesmíru. Mohou strhávat hmotu, vyvrhovat ji, formovat a reorganizovat celé oblasti vesmíru, možná části galaxií, ve kterých se nacházejí. Jsou to velké silné objekty, které se derou prostorem a nedají se zastavit. Černé díry je těžké objevit, protože jsou černé. Ale mohou být vystopovány pomocí jejich interakcí se sousedními objekty, jako jsou třeba plynová mračna, která se zahřívají a vyzařují rentgenové paprsky.

Supermasivní černá díraExistují nejméně dva druhy černých děr. První se nazývá hvězdná černá díra o hmotnosti tři až třicetkrát větší než naše Slunce. Odhaduje se, že v naší galaxii, Mléčné dráze, se takových černých děr nachází okolo sta milionů a podobně tomu bude i v ostatních galaxiích. Dalším druhem je supermasivní černá díra. Ta má hmotnost milionkrát až miliardkrát větší než naše Slunce. Předpokládá se, že toto ohromné monstrum se nachází v centru každé galaxie. Naše Mléčná dráha má také takovou. Ale ať už jsou to hvězdné černé díry nebo supermasivní, všechny jsou kosmickými kanibaly. Černá díra je jako kosmický kemp. Všichni přijíždějí a nikdo neodjíždí.

Cesta k černé díře by mohla být fantastická, skoro psychedelická. Něco jako zážitek blízké smrti. Jak se přibližujete k černé díře, slapové síly napínají vaše tělo tak, že jeho vrchní část cítí jiné gravitační zrychlení než část dolní a jste protaženi jako špageta. Nakonec se rozpadnete na jednotlivé částice. U supermasivní černé díry je proces protahování poněkud jiný. Osoba padající do díry by nebyla protažena, dokud by neprošla horizontem událostí. To proto, že dokud se nedostanete blízko k singularitě, nejsou slapové síly dost silné. Tak by padající osoba měla nějakou chvíli možnost vnímat, jaké to je uvnitř černé díry, poté by byla rovněž protažena jako špageta a roztrhána. A pokud vám jedna černá díra není dost strašná, zkuste si představit dvě dohromady. Vesmír je tak rozsáhlý, že málokdy dojde ke spárování dvou černých děr.

Dvojité černé díry

První zaznamení dvou černých děr v jedné galaxiiPokud k tomu dojde, vznikne velmi podivný kosmický pár. Jsou to spojení, která rozhodně nejsou harmonická. Když se dvě černé díry dostanou příliš blízko, zachytí se svou gravitací. Obíhají kolem sebe jako tančící derviši. Tyto dvojité černé díry se nakonec srazí a splynou. Tyto srážky dvou černých děr budou asi poměrně časté. Obíhají okolo sebe vzájemně po spirálovité dráze a stále se přibližují, až se nakonec srazí a spojí v jednu, čímž vytvoří obrovské narušení v časoprostoru. Máte-li dva objekty, které kolem sebe silně zakřivují prostor, a tyto objekty se spojí, vznikne gravitační vlna odnášející s sebou energii. Pokud se dvě černé díry srazí, vytvoří divoké vibrace zvané gravitační vlny, které se šíří časem a prostorem. Tyto vibrace jsou jako vlny, které vzniknou na rybníce, když do něj hodíte kámen. Vznikne zakřivení hladiny, které se šíří do vzdálených koutů rybníka. Dříve nebylo možné rozpoznat tyto srážky dvojitých černých děr. Vědci však ke sledování těchto vibrací vyvinuli detektor gravitačního vlnění a snaží se s jeho pomocí objevit právě probíhající srážky černých děr.

LIGO je pozemní observatoř, která hledá gravitační vlny produkované srážkami hvězdných černých děr o hmotnosti několika Sluncí. Systém snímá pomocí laserů pohyby zrcadel zavěšených na drátcích. Když se dvě černé díry spojí, dojde k uvolnění gravitačních vln, ke zvlnění tvaru prostoru. A jak vlny procházejí detektorem, změní nepatrně vzdálenosti mezi zrcadly. Tyto změny jsou zaznamenány a jsou jakýmsi podpisem příchodu gravitační vlny. V budoucnosti bude LISA – společný projekt NASA a ESA – schopen detekovat vlny ze srážek supermasivních černých děr. K tomu dochází, když se srazí dvě galaxie, které mají ve svých středech supermasivní černé díry.

A jestli vám ani srážka dvou černých děr není dost chaotická, zkusme tři. V lednu 2007 americké a evropské satelity pozorovaly trojici černých děr ve vzdálenosti 10 miliard světelných let v souhvězdí Panny. Ve skutečnosti jsou to tři kvasary, zářící objekty, o kterých se předpokládá, že jsou napájeny ze supermasivních černých děr. Tyto objekty jsou velice blízko u sebe. Jsou vzdáleny jen 100 000 až 150 000 světelných let, což je šířka naší Galaxie. Se vší pravděpodobností se všechny nakonec srazí a způsobí divokou explozi. Pokud se tři obrovské černé díry díky srážce dvou velkých spirálních či eliptických galaxií dostanou blízko sebe, začne pro všechny tři souboj, který mohou vyhrát jen dvě a vyřadit přitom třetí. Vzájemné gravitační působení tří těles může vést k vyloučení jedné černé díry ze systému, čímž vznikne dvojitá supermasivní černá díra, která nakonec splyne v jednu. Supermasivní černá díra, která je vyloučena, má většinou přílišnou rychlost, než aby s sebou mohla nést hvězdy, a tak se vydává na cestu sama jako potulná černá díra.

Střet teorií

Moderní věda odhaluje další a další tajemství černých děr. Stále však zůstává jedna otázka. Největší otázkou celé fyziky černých děr je, co se skrývá na druhé straně černé díry? Co se stane, když hodíme encyklopedii do černé díry? Ztratí se z ní veškeré informace? Nevíme to zcela jistě. Podle Einsteinovy obecné teorie relativity nemůže z černé díry nic uniknout. Ale u černých děr nepatrných velikostí zákony obecné relativity splývají se zákony kvantové mechaniky. Kvantová mechanika vládne nad světem objektů velmi malých rozměrů, jako jsou elektrony, neutrony a další subatomární částice. Pravidla obecné relativity jsou platná pro svět velkých objektů, u kterých je více patrná gravitační síla – patří sem planety, hvězdy a galaxie.

Stephen hawkingPokud spojíme kvantovou teorii a černé díry, zjistíme, že nejsou zcela inertními objekty, které pouze nasávají a nic z nich nevychází. Ve skutečnosti vyzařují. Vyzařující černé díry se nazývají miniaturní černé díry a jsou mnohonásobně menší než jejich supermasivní příbuzné. Uznávaný fyzik Steven Hawking předpokládá, že pokud miniaturní černé díry existují, musejí vydávat záření, které bylo později nazváno Hawkingovo záření. Má se za to, že toto záření způsobí, že se černá díra vypaří a zmizí. Hawking podal matematický důkaz, že poté, co se miniaturní černá díra utvoří a zase vypaří, zůstane některá informace, která byla černou dírou pohlcena, ztracená a nevyzáří se zpět. Tato překvapivá předpověď rozpoutala spor mezi fyziky, protože zákony kvantové teorie tvrdí, že informace nemůže být nikdy zcela ztracena.

Vědecký svět se tedy rozdělil na dva tábory. Jeden tvrdí, že Hawkingovy výpočty byly správné, a druhý, že by potřebovaly opravit. Teorie strun a další teorie předpokládají, že se informace ve skutečnosti uchová a ven se dostává jen velmi pomalu. Samotná otázka, co se stane s informací, která vstoupí do černé díry, není zcela vyřešená. Není jasné, co se stane s chemickou skladbou objektu, jeho barvou, teplotou a tak dále. Nevíme tedy vlastně, co se s veškerou informací stalo. Je velmi nepravděpodobné, že by se někdo vypravil do černé díry a dokázal se vrátit zpět, aby nám sdělil svá pozorování. Ale celosvětová spolupráce vědců by mohla pomoci učinit další krok ve výzkumu – vytvořit miniaturní černé díry přímo u nás na Zemi. Vědci stále rozšiřují hranice poznání kosmu. Pokud jsou přirozeně utvořené černé díry nebezpečné, není příliš velkým hazardem snažit se je vytvořit uměle v laboratoři?

Umělé černé díry

Urychlovač částic LHC (foto: Julian Herzog, wikimedia.org)Na švýcarských hranicích Evropská organizace pro jaderný výzkum známá pod zkratkou CERN vybudovala mimo jiné urychlovač částic LHC, který je největším a nejsložitějším vědeckým zařízením, jaké kdy bylo postaveno. Je to 27 kilometrů dlouhý urychlovač částic, který dokáže přimět subatomární částice ke srážce, a napodobit tak děje odehrávající se během několika mikrosekund po Velkém třesku. Tento urychlovač částic byl navržen a postaven pro účely zkoumání zásadních otázek částicové fyziky. Bude také schopen uvolnit takové množství energie, že pokud budou mít vědci štěstí a přírodní zákony budou fungovat, jak se předpokládá, vzniknou nepatrné černé díry. Možná budeme moci pozorovat formování mikroskopických černých děr. Samozřejmě, že se zase rázem vypaří. Zkoumali bychom produkty jejich rozpadu, což by nám umožnilo studovat fyziku kvantové gravitace přímo v laboratoři, o čemž se nám nikdy ani nesnilo.

Možnost vzniku miniaturních černých děr zvedla vlnu podezření a dokonce strachu. Mohly by snad přemoci zemskou gravitaci a pozřít celou naši planetu? Kosmické záření dopadá na Zemi neustále a působí daleko většími silami než tyto miniaturní černé díry, což znamená, že jsou úplně neškodné. Rozhodně nepozřou Zemi a ani nepřinesou její zkázu. Podobný strach z černých děr vypukl také ve Spojených státech. V Brookhavenské národní laboratoři ve státě New York je už v provozu menší podobné zařízení, známé pod zkratkou RHIC. V urychlovači se zde srážejí atomy zlata urychlené na 99,9 procenta rychlosti světla. Když byl v roce 2000 tento experiment zahájen, rozšířily se zprávy, že tyto srážky vytvářejí černé díry. Laboratoř se k tomu postavila velmi zodpovědně a rozhodla se veřejnosti odpovědět a uklidnit ji. Přizvali tedy skupinu pozorovatelů, kteří zjistili, že k podobným srážkám dochází ve vesmíru běžně, přičemž nezpůsobují žádné potíže. Vytvořili pro tyto srážky teoreticky velmi podobné podmínky, jaké obklopují černé díry. Ale v praxi je to zcela bezpečné. Není tedy absolutně možné, aby v RHIC vznikla jakákoli nebezpečná černá díra. RHIC opravdu není schopen vyrábět jakékoli černé díry. Hmoty, která vzniká, není dost, a to o mnoho řádů.

Přestože RHIC miniaturní černé díry vytvořit nedokáže, vědci mohou ze srážek částic získat další poznatky o průběhu prvních několika mikrosekund po Velkém třesku. Využijí nové vědomostí, aby dosáhli hlubšího pochopení, k čemu došlo krátce po Velkém třesku, včetně možnosti vytvoření zárodečných černých děr. A tak nakonec experimenty ve Švýcarsku a Spojených státech nejenže nevyrábějí nebezpečné černé díry, ale naopak by nám mohly poskytnout velmi cenné poznatky, zda informace může z miniaturních černých děr unikat, a také o počátku vesmíru. Byly vybudovány také takové laboratoře, které dovolují dostat se za hranice Einsteinových teorií a zpochybnit všechny jeho rovnice. A vědci doufají, že je miniaturní černé díry za hranice Einsteinova poznání opravdu dovedou. Astrofyzikové budou i nadále odhalovat tajemství černých děr. Také se budou věnovat zatím neprobádaným červím a bílým dírám.

Pátrání po nových hranicích poznání pokračuje. Bílé díry, červí díry a černé díry jsou především velmi nehostinná místa. Rozhodně se nestanou budoucími cíli vašich výletů, i kdyby to bylo možné. Tyto objekty jsou ve vesmíru těžko pozorovatelné a jen o černých dírách s jistotou víme, že existují. Ostatní by klidně mohly být zcela hypotetickými objekty, něco jako astronomický jednorožec. Je mnoho příkladů v dějinách vědy, kdy se zdálo, že nějaký nápad či dokonce řešení rovnice je pouhým výplodem lidské fantazie, přičemž se později ukázalo, že šlo o skutečnost.

Originální názevCosmic Holes
Stopáž43 minut
Rok výroby 2008
 ST HD
ŽánrDokument