Někdy v pozdních šedesátých letech se v populárním vědeckém rozhlasovém programu BBC objevil jeden z nejznámějších fyziků minulého století, John Wheeler (1911-2008). Dlouho a barevně hovořil o různých vesmírných zázrakech a nakonec se obrátil k bolestivé otázce o všech druzích „nesprávných pozorování a mýtických předmětů“.
Zde americký vědec dychtivě upadl do hypotézy o existenci „zmrazených“(tmavých, zmrazených) hvězd, což zvlášť nebylo podle jeho představ. Vyjádřil své pohrdání těmito „fyzickými a matematickými fantaziemi“a nazval je „černými dírami“. Takže s lehkou rukou Wheelera se v médiích objevil obrazový pojem „černá díra“a poté ve vědeckých pracích.
Bezedné jímky časoprostoru
Dnes nazýváme černou díru výsledkem nejúžasnějšího přírodního fenoménu - pádu „uvnitř sebe“masivních nebeských těl. V latině znamená kolaps „padlý“, a proto astronomové často nazývají černé díry „kolapsy“. Mají tak silného „koncentrátora“gravitačního pole, že z nich nemůže uniknout nic, včetně světla.
Historicky černým otvorům předcházely tmavé hvězdy objevené „na špičce peří“britským astronomem Johnem Michellem (1724-1793). Na základě Newtonovy teorie univerzální gravitace popsal Michell takové hvězdy, jejichž gravitační síla udržovala i paprsky světla. Přirozeně by nebylo možné si všimnout takové úplně černé hvězdy. Michell nastínil své výpočty na jednom ze schůzek Královské společnosti v Londýně v roce 1784 a okamžitě se dostal pod palbu. Koneckonců, astronomie té doby neznala takové jevy!
Myšlenka temných hvězd nebo, jak se dnes říká, „newtonských“černých děr, byla po dlouhou dobu pohřbena ve vědeckých archivech. Připomnělo se to pouze v době Alberta Einsteina (1879-1955) a jeho teorie univerzální gravitace. Einsteinova teorie spojovala gravitaci se zakřivením prostoru a okamžitě přitahovala pozornost mnoha fyziků.
Propagační video:
Jeho kolega na berlínské akademii věd Karl Schwarzschild (1873-1916) dokázal, že někdy velmi koncentrované gigantické masy mohou tvořit jakýsi bezedný trychtýř časoprostoru.
Úžasné věci by se musely stát poblíž kolapsu Schwarzschildů: srdce člověka by začalo bít méně a méně, jeho hodiny by beznadějně zaostávaly a světlo kolem by zčervenalo. Samotný tok času by se zpomalil až do tuhnutí poblíž podmíněné hranice černé díry, jako řeka v mrazu. Co uvidíme v hloubkách kolapsového kolapsu?
Bohužel, dějí se tam divné věci, že je prostě nemožné popsat je populárně. Přestože mnoho fyziků hovoří o vnitřní struktuře černých děr, teoreticky již našli aplikace.
Metro mezi galaxiemi
Před více než 30 lety se slavný spisovatel astronomie a sci-fi Carl Sagan rozhodl napsat román o mezihvězdném cestování a zároveň si nevydávat prázdnou fantazii, ale na stránkách své knihy vytvořit „skutečný“extradimenzionální tunel. Aby diskutoval o podrobnostech, obrátil se na významného teoretického fyzika Kip Thorne, který s nadšením začal pracovat.
Thorne a jeho spolupracovníci přesvědčivě matematicky dokázali, že prostoročasový kanál může být nejen uměle vytvořen, ale také udržován v „pracovním“stavu. Takto vytvořená „červí díra“v časoprostoru by spojila nejen vzdálené rohy naší Galaxie, ale také metagalaktické expanze.
Spolupráce Sagana a Thorne vedla k bestsellerům science fiction, který se brzy stal základem pro velmi zábavný film stejného jména. Mezi galaxiemi je opravdu jakýsi „metro“, po kterém hlavní postava cestuje. Mezitím Wheeler kritizoval nejen černé díry, ale všechny druhy přechodů subprostorů mezi nimi. S velkým sarkasmem je nazval červí díry, červí díry a červy tunelů. Je to prostě úžasné, ale tyto výrazy nejprve vstoupily do lexikonu novinářů a poté se přesunuly do vědeckých prací.
Literatura sci-fi často hovoří o nejexotičtějších způsobech překonávání prostoru a času. Zrodila se i jakási taktika budoucích „hvězdných válek“, kdy se bojová flotila pozemšťanů „ponoří“do subprostoru černé díry a najednou se objeví přímo na základně nepřátelských mimozemšťanů a okamžitě spěchají miliardy parseků.
Avšak podle soudních pozorování budou černé díry vyžadovat titanické úsilí, aby je „zkrotily“, protože jsou nejnebezpečnějšími vesmírnými objekty, které tvoří „reliéf“vesmíru.
Vesmírné kanibaly
Astronomové často zaznamenávají příšery energie přicházející ze vzdáleného prostoru. Mohou to být ozvěny dramatických procesů smrti planet a hvězd v jímkách černých děr. Vesmírné příšery roztrhají plynné tělo neúmyslně se přibližující hvězdy a úplně „spolknou“menší nebeská těla - planety, komety a asteroidy.
Černá díra přitahuje stranu těsně létající hvězdy, která k ní čelí, mnohem silněji než opačná strana. Tato silná přílivová síla táhne hvězdu a způsobí, že plyn spadne z hvězdy do černé díry. Astronomové došli k závěru, že černé díry se nenarodily obrovské, ale že postupně rostou díky plynu a hvězdám galaxií.
Mezi černými dírami jsou také velké fidgety, rychle se pohybující uvnitř hvězdných ostrovů galaxií. Spolu se svými sedavými protějšky tyto „kosmické kanibaly“neustále pohlcují nejen planetární systémy, jako je ten náš, ale také polykají oblaky prachu a plynu, které se táhnou mezi hvězdokupy.
Astronomové si již dlouho všimli, že v menších galaxiích jsou černé díry méně masivní, s hmotností něco přes několik milionů slunečních hmot. Černé díry ve středech obřích galaxií zahrnují miliardy slunečních hmot - faktem je, že konečná hmota černé díry se tvoří během formování galaxie. V některých případech se černé díry zvětšují nejen absorbováním plynu z jednotlivé galaxie, ale také sloučením galaxií, což má za následek sloučení jejich černých děr.
V samém středu Mléčné dráhy je jádro naší Galaxie, ve kterém je skryt tajemný objekt Střelec A *. Astronomové se domnívají, že toto je hlavní uchazeč o roli černé díry s hmotností asi čtyř milionů slunečních hmot.
Pravidelně tento místní „kanibal“našeho pohlcuje tuto nebo tu hvězdu. A pak speciální rentgenové dalekohledy registrují „výkřiky smrti“svítidla ve formě rentgenového pulsu. To je s jeho pomocí, že naše vnitřní orgány jsou studovány v rentgenové místnosti.
Černé díry však mohou být docela mírumilovné a vytvářejí dvojhvězdné systémy s obyčejnými hvězdami. Tato idyla však končí také tragicky a po stovkách milionů a možná miliardách let se vzdálenost mezi černou dírou a hvězdou sníží na kritickou hranici. Pohyb hvězdy bude nestabilní a po několika otáčkách kolem černé monstrum zmizí v lůně.
Záhada meteoritu Tunguska
V zásadě lze také vytvořit umělou černou díru. K tomu je nutné komprimovat jakoukoli hmotu na velikost gravitačního poloměru (poloměr koule, na které má gravitační síla vytvořená hmotou uvnitř této koule sklon k nekonečnu), a pak se sama začne katastroficky smršťovat - kolaps.
Je pravda, že je to velmi obtížné, protože čím menší je hmotnost, tím menší je gravitační poloměr. Například gravitační poloměr Země je asi jeden centimetr, a aby se Měsíc proměnil v černou díru, musel by být komprimován na velikost velké molekuly.
Nicméně s pomocí modelů mikroskopických děr, nebo, jak se jim častěji říká, mikrokolapsů, někdy se snaží vysvětlit nejrůznější záhadné jevy. Existuje tedy hypotéza, že slavný meteorit Tunguska nebyl ničím jiným než miniaturní černou dírou putující rozlehlostí vesmíru.
Dalo by se samozřejmě takové vynálezy jednoduše odmítnout, ale zde vznikají zvědavé detaily: úplná absence zbytků meteoritu, neobvyklá povaha exploze a protichůdná pozorování dráhy letu.
Existují myšlenky, že takový mikroklapák měl zcela pozemský původ. Faktem je, že právě během pádu meteoritu Tunguska velký americký vynálezce Nikola Tesla (1856-1943) testoval určitý vlnový rezonátor na úžasné věži Wondercliffe, která měla pomocí „stojatých vln světového elektrického éteru“přenášet energii na celou planetu.
Městské legendy říkají, jak se nad Podkamennaya Tunguska objevil obrovský plazmoid, který se okamžitě zhroutil do černé mini díry. Tento proces způsobil hurikán energie zaznamenaný jako zázrak Tungusky.
Existuje také verze této hypotézy, ve které byl samotný meteorit Tunguska přesně miniaturní černá díra, která pronikla naší planetou velkou rychlostí.
Jak hodnověrné jsou závěry teoretických fyziků? Existují opravdu červové tunely v časoprostoru, nebo je to jen druh „fyzické a matematické fantazie“? A nejdůležitější otázka: Je možné navrhnout nějaké skutečné experimenty na vytvoření umělých červí díry v podprostoru, které povedou k prostoru jiných dimenzí?
Je LHC stroj doomsday nebo generátor mikrokolapsů?
Výpočty ukazují, že mikroskopické černé díry mohou při experimentech na urychlovačích částic, jako je známý známý Hadron Collider (LHC) zahájený v CERNu, vzniknout dobře.
Princip fungování LHC je teoreticky docela jednoduchý: představte si trubici, ve které dva obří děla střílí proti sobě speciálními projektily - elementárními částicemi, které tvoří atomy. Když se tyto mikroskopické střely setkají, rozptýlí se jako ohňostroje nejrůznějších fragmentů, mezi nimiž mohou být mikroskopické černé díry.
Pokud fyzici LHC objeví tyto mikroobjekty, vědecký pocit daleko předčí nedávný objev „božské částice“- Higgsova bosonu.
Někteří vědci se domnívají, že mikrokolapsy jsou velmi nebezpečné předměty, které mohou vést k planetární katastrofě. Zahájení LHC bylo doprovázeno protesty a skupina fyziků dokonce žalovala CERN jako organizaci, která ohrožuje lidstvo smrtelným nebezpečím.
Nakonec vášně poněkud ustoupily, protože fyzici jasně ukázali, že každou chvíli laviny kosmických částic padají na zemský povrch, což značně převyšuje energii produktů kolize v LHC. Proudy kosmických paprsků s velmi vysokou energií však nepředstavují žádné nebezpečí a nezpůsobují mikroskopické černé díry.
Na druhé straně, počítačové modely ukazují, že kdyby Země byla navštívena mini-dírou, pak by okamžitě padla do středu naší planety a začala se točit kolem, absorbovat magma. Ale bez ohledu na to, jak zlověstný se tento proces může zdát, bude trvat několik miliard let, než se na povrchu nějak projeví. Je tedy docela možné, že už dlouho žijeme s černou dírou pod nohama …
Budoucnost vesmíru a život v černé díře
Není známo, zda bude lidstvo existovat v miliardách let, ale v optimální verzi budou astronomové vzdálené budoucnosti schopni pozorovat úplně jiný metagalaxy - viditelný vesmír. Většina hvězd vyhoří a světla podobná slunci se promění v superdense trpaslíky. Zároveň se z hmotnějších hvězd stávají černé díry, které jsou ještě menší a mají tak silné gravitační pole, že ho ani světlo nemůže překonat.
Tyto zbytky se však budou i nadále točit kolem galaktického centra po dobu asi 100 milionů let. Srážky mezi zbytky vyhodí některé z nich z galaxie. Zbytek se usadí na oběžné dráze blíže ke středu a nakonec se spojí a vytvoří obrovskou černou díru ve středu Galaxie, která jednoho dne spolkne veškerou hmotu.
Co to bude - konec života a rozum v našem vesmíru?
Nespěchejte, protože některé moderní teorie předpovídají, že i ve strašných hloubkách černých děr mohou existovat celé planety, které se otáčejí neurčitě kolem centrálního bodu. Podle předběžných výpočtů mohou být takové planety jasně osvětleny díky fotonům zachyceným z vnějšku do pasti díry a rotujících společně s dalšími těly na stejné stabilní oběžné dráze.
Zbývá vyřešit pouze poslední otázku: může existovat život na planetách černé díry? Podle některých teoretiků je to možné. Navíc naše prchající kosmické kataklyzmy mohou naši vysoce rozvinutou civilizaci najít skutečné útočiště v hlubinách supermasivní černé díry, která zabírá jádro Mléčné dráhy.
Kolonizátoři černých děr budou samozřejmě muset vyřešit řadu velkolepých úkolů, jako je boj proti kolosálním přílivovým silám a ochrana před nejsilnějším tokem záření. Avšak z hlediska vývoje rozumu bude mít civilizace, která dokázala proniknout do černé díry, skutečně báječné technologie, které dokážou vyřešit ty nejúžasnější problémy.
Možná během několika tisíciletí bude lidská civilizace zcela svobodná k otevření portálů do jiných světů. V tomto případě mohou nastat různé možnosti: červí díry mezi vzdálenými částmi naší Galaxie, tunely subprostoru mezi galaxiemi na samém okraji vesmíru, mosty mezi minulostí a budoucností, červí díry do jiných světů.
Lidstvo budoucnosti se nebojí žádných kosmických katastrof a bude moci volně cestovat po různých vesmírech a zvolit si příznivé prostředí. Navíc, když zjistili, jak se rodí vesmíry a proč mají různé vlastnosti, může supercivilizace začít hledat hotové prostřednictvím hrdel černých děr a vytvářet nové světy, lépe přizpůsobené pro život a necitlivé na všechny druhy kataklyzmat.
Co tedy skrývají černé díry? Cesta do jiných světů, neomezená energie budoucnosti, poslední dech vesmíru nebo civilizace jiných světů?
Je možné, že současná generace studentů a školáků bude znát odpovědi na některé z těchto otázek. Můžeme jen čekat na ten vzrušující okamžik, kdy astronomové konečně budou moci začít přímo studovat „kandidáty na gravitační kolapsy“.
Oleg FAYG