Černé díry jsou objekty s tolika hmotami soustředěnými v jednom bodě, že z určité oblasti kolem nich nemůže uniknout nic, dokonce ani světlo. To byl rys newtonovské gravitace; toto je rys Einsteinovy obecné teorie relativity; a když máme úplnou kvantovou teorii gravitace, od ní očekáváme totéž. Když zemře dostatečně masivní hvězda a její jádro se zhroutí, prochází fází atomů, jader, neutronů a volných kvarků, nastane vtipná událost: i když se pohybuje rychlostí světla, nic nemůže opustit tuto oblast prostoru.
Překonání této prahové hodnoty se v centru této bývalé hvězdy zkrátí na jedinečnost. Takto se rodí černá díra a pro další biliony let poroste a pohltí vše, čeho může dosáhnout.
Možná si myslíte, že je tu háček:
- Možná se dá vyhnout singularitě.
"Možná nejí všechno, co přesahuje její horizont událostí."
"Možná, pokud jsi chytrý, můžeš uniknout zevnitř."
Ale ne, to jsou všechny neměnné pravdy. Ne „možná“. A navzdory tvrzením Stephena Hawkinga, že existuje možná cesta ven, žádná vynalézavost nedovolí nic, co by spadlo do černé díry, aby to opustilo.
Propagační video:
Úniková rychlost je zábavná věc: říká, že v určité oblasti vesmíru existuje gravitační „tah“, a pokud vaše rychlost překročí určitou prahovou hodnotu - únikovou rychlost - můžete ji překonat. Při nižší hodnotě vám rychlost umožní zůstat na stabilní oběžné dráze, kde nebudete utíkat, ale padne navždy a nikdy neklesne. A pokud vaše rychlost není dostatečně vysoká, spadnete na gravitační zdroj, ze kterého se snažíte uniknout.
Co to znamená, pokud je vaše úniková rychlost vyšší než rychlost světla? Protože nic nemůže překročit rychlost světla, znamená to, že neexistuje způsob, jak uniknout. A víc než to. Pokud jste uvnitř horizontu události a chcete vyvinout sílu, abyste „tlačili“něco, co se vás snaží stisknout, nemůžete. Aplikování síly nebo vytlačení znamená pohyb částice směrem ven. Ale všechny částice jsou omezeny na rychlost světla. A pokud je rychlost úniku větší než rychlost světla, nebudete schopni překonat bod, ve kterém jste stlačeni; nemůžete se dostat ze singularity. Také, a to je vtipné, to znamená, že jakmile se ocitnete mimo horizont události černé díry, uvidíte jedinečnost ve všech směrech. Jedinečnost je nevyhnutelná.
To také znamená, že pokud jdete na horizont události a pokusíte se něco snížit za to, jako když se dotknete vody prstem, nikdy se to nevrátí. Část vašeho těla mimo horizont události bude stále utažena, ale část uvnitř nelze vrátit; neexistuje žádný způsob, jak extrahovat materiál z černé díry - ani částice nesoucí sílu - nasávané do singularity. Vaše jediná naděje bude, že někdo milosrdný vedle vás usekne nohu.
Proč tedy Stephen Hawking řekl, že z černé díry je možné uniknout? Proč řekl, mluvil na Harvardu:
Protože o vás nemluvil. Mluvil o informacích, které vás připravují v době pádu: když překročíte horizont události. Když předměty spadnou do černé díry, mají informace jakéhokoli druhu: ať už jde o hmotu nebo antihmotu, baryony nebo leptony, elektrony nebo miony, neutrina nebo neutrony. Ale podle obecné teorie relativity (klasické, stejně) má černá díra tři informační vlastnosti: hmotnost, elektrický náboj a hybnost.
Slavný „paradox informace o černé díře“je ten, že když se černá díra konečně rozpadne (díky Hawkingovu záření), zůstane pouze celková energie, elektrický náboj a hybnost; všechno ostatní je náhodné. Jinými slovy, všechny zbytečné informace jsou zničeny. Hawkingova nejnovější práce hovoří o věcech mnohem méně fantastických než o útěku z černé díry; říká, že kdykoli nová částice spadne do černé díry, změní informace zakódované na povrchu černé díry. A protože povrch černé díry (nebo plochy povrchu) závisí na hmotnosti a energii uvnitř, musí tato informace jít ven, uzemněna, ale zakódována Hawkingovým zářením. Stejně jako spálená kniha obsahuje informace na stránkách (i když ne ve velmi výhodném formátu),odcházející Hawkingovo záření může obsahovat informace o tom, co spadlo do černé díry.
To zdaleka neunikne černé díře, ale představuje možné řešení informačního paradoxu, ať už se dá říci cokoli. Pokud jste však odhodláni vystoupit z černé díry, existuje pouze jeden způsob, jak to udělat, který dodržuje známé fyzikální zákony: nedostaňte se tam.
Ilya Khel