Čierne diery a červí diery sa už dlho stali známym atribútom mnohých sci-fi filmov a televíznych seriálov, v ktorých ich cestujúci v kozmickom priestore používajú na okamžité cestovanie po celom vesmíre. Čo sú to čierne diery a červí diery, aké pravdepodobné je cestovanie časom a priestorom? Aká neuveriteľná pravda je uvedená vo filmoch sci-fi? Ruskí fyzici z univerzít o tom informovali „Projekt 5-100“.
Čo je čierna diera?
Fyzici nazývajú čiernu dieru časopriestorovou oblasťou s takou silnou gravitáciou, že akonáhle sa do nej dostane akákoľvek látka, energia alebo informácie (vrátane svetla), nemôže opustiť túto oblasť. Čierna diera je vo vesmíre ohraničená horizontom udalostí: hranicou čiernej diery, za ktorou nemôže uniknúť žiadny objekt alebo žiarenie. Pozorovatelia mimo čiernej diery teda nemôžu získať informácie o tom, čo sa v nej deje.
Podľa všeobecnej relativity je geometria čiernych dier opísaná Einsteinovými rovnicami, spájajúc metriku zakriveného priestoru v čase s vlastnosťami hmoty, ktorá ho vyplňuje, a gravitácia je prejavom zakrivenia času v priestore, uviedol profesor na Pedagogickej a vedeckej univerzite gravitácie a kozmológie na Ruskej univerzite priateľstva národov (Univerzita RUDN) Kirill Bronnikov.
„Vedci teoreticky opísali mnoho rôznych čiernych dier. Líšia sa prítomnosťou alebo absenciou rotácie, elektrického náboja a ďalších možných parametrov. Predpokladá sa, že čierne diery môžu vzniknúť zo zrútenia dosť veľkých hviezd v konečnom štádiu ich vývoja alebo z kolísania hmoty superdense v ranom vesmíre, “uviedol.
Podľa neho nie je možné vidieť čiernu dieru, pretože externý pozorovateľ nemôže dostať žiadne informácie priamo z horizontu udalosti. Preto sa čierna diera môže prejavovať iba nepriamo - zakrivením lúčov prechádzajúcich v okolí, elektromagnetickým žiarením z okolitej hmoty, ktorá do nej spadá atď.
Vedci stále nechápu, aké sú vnútorné oblasti čiernych dier, skryté pod horizontom udalostí. Podľa väčšiny modelov čiernych dier vo všeobecnej relativite musia mať „singularity“- body, čiary alebo plochy s nekonečne veľkými hodnotami zakrivenia časopriestoru, ako aj hustotu a tlak hmoty. Mnoho vedcov sa však domnieva, že to v skutočnosti nemôže byť.
Propagačné video:
"Tu čelíme obmedzeniu použiteľnosti našich klasických predstáv o časopriestore a vstupujeme do neznámej oblasti kvantovej teórie gravitácie, ktorá ešte nebola vybudovaná," poznamenal Kirill Bronnikov.
Hovoril o možnosti existencie iného typu čiernej diery - tzv. „Čierneho vesmíru“. Z vonkajšej strany môže vyzerať ako akákoľvek iná čierna diera. Pozorovateľ, ktorý do neho vnikol a prekročil horizont udalostí, však nespadá do jedinečnosti, ale do nového rozširujúceho sa vesmíru.
Hľadáte čierne diery
Začiatkom roku 2019 bol dokončený program pozorovania interferometra Rádiostron v kozmickom priestore s rozlíšením niekoľko tisíc krát vyšším ako rozlíšenie známeho Hubbleovho vesmírneho teleskopu. „Radioastron“je niekoľko desiatok najmocnejších pozemných rádiových teleskopov a vesmírne observatórium, ktoré sú pomocou špeciálnych algoritmov spojené do virtuálnej „misky“s priemerom omnoho väčším ako je naša planéta.
Rádioastron umožnil ruským astronómom nájsť jasné pozorovacie náznaky existencie v strede galaxie OJ287 v súhvezdí Rakovina dvojice supermasívnych čiernych dier, ktoré rotujú v krátkej vzdialenosti od seba, uviedol vedúci laboratória pre základný a aplikovaný výskum relativistických objektov vo vesmíre Moskovského inštitútu fyziky a technológie (MIPT)) Jurij Kovalev.
„Naše pozorovania dobre zapadajú do predpovedí binárneho modelu čiernej diery OJ287. V budúcnosti pomocou interferometra pre pozemský priestor Millimetron plánujeme študovať na kratších vlnových dĺžkach tiene a okolie čiernych dier v našej a iných galaxiách. Pomôže tiež otestovať teoretické pochopenie existencie ďalších objektov - „červí diery“, “uviedol.
Tunely do iných rozmerov
„Červí diery“(anglický ekvivalent názvu - červí diery alebo červie diery) sú najzaujímavejšie objekty vo vesmíre, o existencii ktorých vedci tvrdia. Sú to konfigurácie časopriestoru vo forme tunelov medzi vzdialenými regiónmi nášho vesmíru alebo dokonca medzi rôznymi vesmírmi.
„Červí diery sú podobné čiernym dieram, pretože sú to lokalizované objekty s dostatočne silnou gravitáciou a zakrivením priestoru. Na rozdiel od čiernych dier však nemajú „pascu“- horizont udalostí, preto teoreticky umožňujú nielen „vstup“, ale aj „výstup“. To znamená, že ich môžete prekonať a vrátiť sa, “povedal Sergei Rubin, profesor Národnej výskumnej jadrovej univerzity MEPhI (NRNU MEPhI).
Napriek tomu, že červí diery nie sú v rozpore so všeobecnou relativitou a sú predpovedané niektorými kozmologickými teóriami, skutoční kandidáti na úlohu takýchto objektov sú stále neznáme. Okrem toho červie diery znamenajú veľmi atypickú geometriu časopriestoru, ktorá si vyžaduje udržiavanie hmoty s exotickými vlastnosťami (napríklad so zápornou hustotou energie).
„Objavenie červí diery v prírode alebo ich vytvorenie v laboratóriu by znamenalo skutočnú revolúciu vo fyzike časopriestoru,“zdôraznil vedec.
Sergei Rubin nezdieľa dôveru astronóma Heina Falkeho, že nedávne snímky čiernej diery v strede galaxie M87, získané v projekte Telescope Event Horizons, môžu potvrdiť existenciu tunelov v štruktúre časopriestoru. Na záver nie je dostatočná presnosť merania.
Teoretické predstavy o týchto objektoch zároveň pomáhajú vedcom lepšie pochopiť podstatu časopriestoru a gravitácie.
Ako sa dostať do červej dierky?
Nie všetky sci-fi filmy o tuneloch do iných dimenzií nie sú ani zďaleka moderné vedecké teórie, tvrdí profesor Artem Yurov z Immanuela Kant Baltskej federálnej univerzity (IKBFU).
„Vo filme Medzihviezdna sú informácie o čiernych dierach a ďalších medzerách v súlade s vedeckými nápadmi. To nie je prekvapujúce, pretože vedeckým poradcom filmu bol fyzik čiernej diery, ktorý získal Nobelovu cenu, Kip Thorne. Bol to ten, kto vdýchol nový život myšlienke existencie červí diery, “povedal.
Podľa Artem Yurov, aj keď červy sú povolené fyzikálnymi zákonmi, nemôžu vzniknúť samy o sebe. Mohli by však byť vybudované civilizáciou, ktorá je z technického a vedeckého hľadiska mimoriadne rozvinutá.
"To by nemalo byť prekvapujúce, koniec koncov, auto Toyota sa nemôže objaviť aj spontánne, aj keď čakáte desiatky miliárd rokov - musí sa to vyrobiť," uviedol.
Dnes fyzici premýšľajú o možnosti formovania červích dier, ktoré sa rýchlo nerozpadnú, ako aj o tom, ako ich urobiť dostatočne veľkými, aby sa do nich zmestili aspoň molekuly a aby sa nerozpadli.
„Je hypoteticky možné poslať ľudský genóm cez červiu dierku. Podľa výpočtov existujú zúženia aj v ďalších rozmeroch, sú však stále dosť malé, od 10 do 31 stupňov centimetrov, “uviedol Sergei Rubin.
Podľa vedca je prostredníctvom červí diery hypoteticky možné v budúcnosti poslať ľudstvo z umierajúceho vesmíru do iného, ktorý len začína žiť. Na tento účel nie je potrebné fyzicky poslať osobu - môžete tam poslať informácie, na základe ktorých bude naša civilizácia nezávisle obnovená v novom vesmíre.