reklama

Řeší Planckova hvězda podivný paradox černých děr?

12.3.2016 – Michal Švanda
Černá díra
Černá díra

Podstatě černých děr zatím bohužel příliš nerozumíme

I mezi laickými astronomy je obecně známo, že hvězdné černé díry představují konečný produkt gravitačního kolapsu velmi hmotných stálic v závěru jejich vývoje. V klasické představě je černá díra objektem s tak silnou gravitací, že úniková rychlost formálně překračuje nepřekročitelnou rychlost světla, a proto z jejího nitra nemůže nic uniknout. Navenek se pak taková černá díra projevuje pouze gravitačním působením, jež závisí na její hmotnosti. 

Podobu nitra černé díry neznáme, neboť tam neplatí známé fyzikální zákony. Taková představa se příliš nelíbí kvantovým fyzikům, neboť původní hvězda byla před kolapsem plná informací uložených v kvantových stavech jednotlivých atomů. Zmíněné informace se po nástupu singularity ztratí, což narušuje zákony zachování – vědci mluví o informačním paradoxu černých děr. 

V roce 1974 přišel známý teoretický fyzik Stephen Hawking s myšlenkou procesu, který dnes označujeme jako Hawkingovo záření: vychází z představy kvantového vakua, jež není prázdné, nýbrž se v něm neustále vytvářejí páry částic a příslušných antičástic, které okamžitě anihilují. Tvorba odčerpá určité množství energie vakua, ovšem anihilace stejné množství energie opět uvolní, takže celková energetická bilance zůstává nulová. 

Pokud však dojde k tvorbě páru částice–antičástice na hranici horizontu událostí černé díry, může se uvedená symetrie narušit: Zatímco jedna částice z páru spadne pod horizont událostí, druhá jej může opustit do okolního vesmíru. Černá díra by se pak pomalu vypařovala, a to tím rychleji, čím menší hmotnost by měla. Oprostíme-li se od představy singularity a připustíme-li, že kvůli kvantové mechanice má černá díra konečný rozměr (a tedy obří hustotu; kvantový limit tzv. Planckovy hustoty činí asi 5 × 1096 kg/m3), poklesne jednou horizont událostí pod tento konečný rozměr. Obsah černé díry by se pak opět objevil v pozorovatelném vesmíru a projevil by se velmi specifickým zářením v tvrdém oboru záření gama. 

Takový objekt dostal označení Planckova hvězda, byť se o hvězdu v pravém slova smyslu nejedná. Jak zmíněné objekty, tak jejich teoretické vysvětlení zůstávají v současnosti přísně v hypotetické rovině. Nabízejí však zajímavé řešení informačního paradoxu černých děr. 

Foto, ilustrace: 
Wikipedie
Zdroj: 
Tajemství vesmíru 6/2015
reklama
reklama