Čierne diery nemusia byť vôbec tým, čo sme si mysleli. Nová hypotéza má potenciál zmeniť fyziku, ako ju poznáme
Sú čierne diery v skutočnosti zamrznuté hviezdy? Nová hypotéza ponúka spôsob, ako by sme mohli vysvetliť informačný paradox.
Výskumníci prišli s hypotézou, ktorá by mohla pomôcť vyriešiť jednu z najväčších záhad vesmíru, čierne diery. Momentálne tieto enigmatické objekty vnímame ako singularitu, teda jeden jediný bod vo vesmíre s nekonečnou hustotou, ktorý je obklopený neprehľadným temným horizontom udalostí. Podľa novej hypotézy ale čierne diery nie sú to, čo sme si mysleli.
Klasický obraz o čiernych dierach vychádza z Einsteinovej teórie relativity, ktorá predpovedá, že vo vesmíre môžu vzniknúť objekty s nekonečnou hustotou, ktoré nazývame čierne diery. Hoci sa dlho tieto objekty považovali za “chybu” v jednej z najviac skúšaných teórii vedy, postupom rokov astronómovia objavili vo vesmíre dôkazy, ktoré nám hovoria, že čierne diery naozaj existujú. Výskumníci z Event Horizon Telescope dokonca dve z nich aj odfotili.
Napriek tomu má naše chápanie čiernych dier svoje muchy. Jednou z najväčších je takzvaný informačný paradox. Dnes vieme, že čokoľvek, čo prekročí horizont udalostí čiernej diery, sa stáva už naveky stratené. Výskumník Steven Hawking ale uvažoval o forme žiarenia, ktorú môžu čierne diery vyžarovať a cez túto formu radiácie veľmi pomaly strácajú svoju hmotnosť. Dôkazy ale zatiaľ ukazujú, že táto radiácia nenesie v sebe žiadnu informáciu o objektoch, ktoré boli čiernou dierou pohltené.
Základný princíp kvantovej mechaniky nám hovorí, že informáciu nemožno zničiť, no možno ju pretvárať z jednej formy na druhú. Čierne diery tento princíp porušujú.
Čo ak čierne diery nie sú čiernymi dierami?
Portál Live Science dáva do pozornosti zaujímavú hypotézu, ktorá nám hovorí, že čierne diery môžu byť v skutočnosti takzvanými “zamrznutými hviezdami”. Ide o bizarné kvantové objekty, ktoré v sebe neukrývajú singularitu, teda bod s nekonečnou hustotou. Klasická fyzika totiž hovorí, že nekonečná nemôžu v prírode existovať a ak sa objavia v teórii, potom to znamená, že tá teória má určité limity.
Neprehliadni
Zamrznuté hviezdy však vyzerajú ako dvojičky klasických čiernych dier. Sú mimoriadne kompaktné, no nemajú horizont udalostí. Napriek tomu sa vyznačujú všetkými pozorovateľnými vlastnosťami čiernych dier.
Klasický model čiernej diery po prvýkrát opísal Karl Schwarzschild v roku 1916. Podľa tohto modelu sa čierna diera skladá zo singularity, kde je koncentrovaná všetka hmota, a horizontu udalostí, hranici, spoza ktorej neunikne ani svetlo.
Ak by boli čierne diery v skutočnosti zamrznutými hviezdami, znamenalo by to, že nejde o gigantický región ničoho. Takéto objekty by mali vlastnú internú štruktúru, no ako vysvetľujú autori hypotézy, takáto štruktúra by mala bizarné vlastnosti, ktoré by boli definované teóriou “kvantovej gravitácie”.
Takáto teória zatiaľ neexistuje, no výskumníci predpokladajú, že musí existovať niečo, čo by dokázalo spojiť teóriu kvantovej fyziky, ktorá funguje v malom, no nefunguje vo veľkom svete a teóriu relativity, ktorá funguje opačne. Tieto dve teórie sú zatiaľ najpresnejšími prácami vo svojom svete, no nefungujú spolu dobre. Preto vedci veria, že musí existovať “teória všetkého”, ktorú oficiálne označujú ako teóriu kvantovej gravitácie.
Autori hypotézy veria, že dokážeme rozlíšiť zamrznuté hviezdy podľa gravitačných vĺn, ktoré vznikajú pri ich zlúčení.
Na love zamrznutých hviezd
Výskumníci momentálne zisťujú, ako by interná štruktúra zamrznutej hviezdy mohla vyzerať. Potom sa pozrú na to, ako by sme ju dokázali odlíšiť od iných extrémnych kozmických objektov, napríklad neutrónových hviezd. Až potom budú môcť hľadať konkrétne stopy v gravitačných vlnách.
“V tomto bode by sme sa mohli odraziť od nových, ale aj od existujúcich, záznamov gravitačných vĺn, ktoré vznikli počas zlúčenia dvoch objektov. Tieto gravitačné vlny sú mimoriadne silné a mohli by v sebe ukrývať informácie o zamrznutých hviezdach,” tvrdí Ramy Brustein, jeden z autorov štúdie.
Ak by gravitačné vlny potvrdili existenciu zamrznutých hviezd, spôsobilo by to revolúciu v oblasti fyziky.
