Černé díry a červí díry se již dlouho staly známým atributem mnoha sci-fi filmů a televizních seriálů, v nichž je cestovatelé vesmíru používají k okamžitému cestování po celém vesmíru. Co jsou černé díry a červí díry, jak pravděpodobné je cestování časem a prostorem? Jaká neuvěřitelná pravda je ve filmech sci-fi? To řekl ruským fyzikům z univerzit „Projekt 5-100“.
Co je černá díra?
Fyzici nazývají černou dírou oblast časoprostoru s tak silnou gravitací, že žádná hmota, energie nebo informace (včetně světla) nemohou opustit tuto oblast, jakmile se do ní dostane. Černá díra je v prostoru ohraničena horizontem události: hranicí černé díry, za níž nemůže uniknout žádný objekt ani záření. Pozorovatelé mimo černou díru tak nemohou získat žádné informace o tom, co se uvnitř děje.
Podle obecné teorie relativity je geometrie černých děr popsána Einsteinovými rovnicemi, která spojuje metriku zakřiveného časoprostoru s vlastnostmi hmoty, která ji vyplňuje, a gravitace je projevem zakřivení časoprostoru, uvedl profesor Vzdělávacího a vědeckého ústavu gravitace a kosmologie na Ruské univerzitě přátelství národů () Univerzita RUDN) Kirill Bronnikov.
"Vědci teoreticky popsali mnoho různých černých děr." Liší se v přítomnosti nebo nepřítomnosti rotace, elektrického náboje a dalších možných parametrů. Předpokládá se, že černé díry mohou vzniknout ze zhroucení poměrně masivních hvězd v konečné fázi jejich vývoje nebo z kolísání hmoty superdense v ranném vesmíru, “řekl.
Podle něj není možné vidět černou díru, protože externí pozorovatel nemůže přijímat žádné informace přímo z horizontu události. Černá díra se proto může projevit pouze nepřímo - zakřivením paprsků světla procházejících v okolí, elektromagnetickým zářením z okolní hmoty, která do ní spadá atd.
Vědci stále nechápou, jaké jsou vnitřní oblasti černých děr, skryté pod horizontem události. Podle většiny modelů černých děr obecně relativity, musí mít "singularity" - body, čáry nebo povrchy s nekonečně velkými hodnotami časoprostorového zakřivení, jakož i hustotu a tlak hmoty. Mnoho vědců se však domnívá, že to ve skutečnosti nemůže být.
Propagační video:
"Tady se potýkáme s limitem použitelnosti našich klasických představ o časoprostoru a vstupujeme do neznámé oblasti kvantové teorie gravitace, která dosud nebyla vybudována," poznamenal Kirill Bronnikov.
Mluvil o možnosti existence jiného typu černé díry - tzv. „Černého vesmíru“. Z vnější strany to může vypadat jako jakákoli jiná černá díra. Pozorovatel, který do něj pronikl a překročil horizont události, však nespadá do singularity, ale do nového rozšiřujícího se vesmíru.
Hledáte černé díry
Na začátku roku 2019 byl dokončen program pozorování interferometru Země-vesmír Radioastron s rozlišením několik tisíckrát vyšším než rozlišení slavného Hubbleova kosmického dalekohledu. „Radioastron“je několik desítek nejsilnějších pozemních rádiových dalekohledů a kosmická observatoř propojená pomocí speciálních algoritmů do virtuální „misky“s průměrem mnohem větším než naše planeta.
Radioastron umožnil ruským astronomům nalézt jasné observační údaje o existenci ve středu galaxie OJ287 v souhvězdí Rakovina dvojice superhmotných černých děr, které se otáčejí v krátké vzdálenosti od sebe, uvedl vedoucí laboratoře pro základní a aplikovaný výzkum relativistických objektů ve vesmíru Moskevského institutu fyziky a technologie (MIPT)) Jurij Kovalev.
"Naše pozorování dobře zapadá do předpovědí binárního modelu černé díry OJ287." V budoucnu plánujeme pomocí interferometru Millimetron v pozemním prostoru studovat na kratších vlnových délkách stíny a okolí černých děr v našich a dalších galaxiích. Pomůže také otestovat teoretické chápání existence dalších objektů - "červí díry", "uvedl.
Tunely do jiných dimenzí
„Červí díry“(anglický ekvivalent názvu - červí díry nebo červí díry) jsou nejzajímavějšími předměty ve vesmíru, o existenci kterých vědci tvrdí. Toto jsou konfigurace časoprostoru ve formě jakéhokoli tunelu mezi vzdálenými oblastmi našeho vesmíru nebo dokonce mezi různými vesmíry.
"Červí díry se podobají černým otvorům, protože se jedná o lokalizované objekty s dostatečně silnou gravitací a zakřivením prostoru." Na rozdíl od černých děr však nemají „past“- horizont událostí, proto teoreticky umožňují nejen „vstup“, ale také „výstup“. To znamená, že je můžete projít a vrátit se, “řekl Sergei Rubin, profesor Národní výzkumné jaderné univerzity MEPhI (NRNU MEPhI).
Přes skutečnost, že červí díry nejsou v rozporu s obecnou relativitou a jsou předpovídány některými kosmologickými teoriemi, skuteční kandidáti na roli takových objektů jsou stále neznámí. Kromě toho červí díry znamenají velmi atypickou geometrii časoprostoru, která vyžaduje udržení hmoty s exotickými vlastnostmi (například se zápornou hustotou energie).
"Objevování červí díry v přírodě nebo jejich vytvoření v laboratoři by znamenalo skutečnou revoluci ve fyzice časoprostoru," zdůraznil vědec.
Sergei Rubin nesdílí důvěru astronoma Heina Falkeho, že nedávné snímky černé díry ve středu galaxie M87, získané v projektu Telescope Event Horizons, mohou potvrdit existenci tunelů ve struktuře časoprostoru. Pro konečné závěry není dostatečná přesnost měření.
Současně teoretické představy o těchto objektech pomáhají vědcům lépe pochopit podstatu časoprostoru a gravitace.
Jak se dostat do červí díry?
Ne všechny sci-fi filmy o tunelech do jiných dimenzí nejsou daleko od moderních vědeckých teorií, říká profesor Balmanské federální univerzity Immanuela Kanta (IKBFU) Artem Yurov.
„Ve filmu Interstellar jsou informace o černých dírách a dalších mezerách v souladu s vědeckými nápady. To není překvapivé, protože vědeckým poradcem filmu byl fyzik z černé díry, který získal Nobelovu cenu, Kip Thorne. Byl to on, kdo vdechl nový život do myšlenky na existenci červí díry, “řekl.
Podle Artem Yurova, ačkoli červí díry jsou povoleny zákony fyziky, nemohou vzniknout samy o sobě. Mohly by však být postaveny civilizací, která je z technického a vědeckého hlediska nesmírně rozvinutá.
"To by nemělo být překvapivé, koneckonců, vůz Toyota se také nemůže objevit spontánně, i když počkáte desítky miliard let - musí být vyrobeno," řekl.
Dnes fyzici přemýšlejí o možnosti formování červích děr, které se rychle nerozpadají, ao tom, jak je vyrobit dostatečně velké, aby se do nich vešly alespoň molekuly a nekolabovaly se.
"Je hypoteticky možné poslat lidský genom červí dírou." Podle výpočtů existují i cesty v dalších rozměrech, ale jsou stále dost malé, 10 až mínus 31 stupňů centimetru, “řekl Sergei Rubin.
Podle vědce je prostřednictvím červí díry v budoucnu hypoteticky možné poslat lidstvo z umírajícího vesmíru do jiného, teprve začíná žít. K tomu není nutné fyzicky posílat člověka - můžete tam posílat informace, na jejichž základě bude naše civilizace obnovena nezávisle v novém vesmíru.