Čierne diery v tomto zamotávajú vedcom hlavy už celé dekády. Nová štúdia ukazuje, ako vyriešiť ich najväčšiu záhadu
Výskumníci v novej štúdii objavili spôsob, ako vyriešiť informačný paradox čiernych dier.
Čierne diery sú najbizarnejšie a najzáhadnejšie objekty. V ich jadre sa nachádza singularita, nekonečne malý bod s nekonečnou hustotou a gravitáciou, ktorej nedokáže uniknúť ani svetlo, najrýchlejšia vec vo vesmíre, akú poznáme.
Nič, čo do čiernej diery spadne, sa už nedostane von. Kritickým momentom je prekročenie horizontu udalostí, hranice, za ktorou rýchlosť potrebná na uniknutie enormnej gravitácii čiernej diery prevyšuje rýchlosť svetla. Jeden z najväčších géniov sveta, Stephen Hawking, predpokladal, že čierne diery neexistujú večne. Postupne uvoľňujú energiu prostredníctvom hawkingovho žiarenia a hoci to trvá extrémne dlho, jedného dňa sa čierna diera jednoducho vyparí.
To ale predstavuje problém. Keď niečo spadne do čiernej diery, čierna diera pohltí všetko, vrátane takzvanej informácie objektu. Fyzika hovorí, že informácia, abstraktná reprezentácia obsahu alebo dát, sa nedá zničiť, len pretvoriť do rôznych foriem. Ak čierna diera jedného dňa zmizne, spolu s ňou zmizne z existencie všetko, čo pohltila a to porušuje naše chápanie toho, ako vesmír funguje.
Čierne diery nemusia porušovať naše chápanie fyziky
Nová štúdia, na ktorú upozornil portál Live Science, ale naznačuje, že čierna diera môže predsa len nejakým spôsobom uvoľňovať informáciu. Tento únik by mal prebiehať cez jemné stopy v gravitačných vlnách, ktoré vieme zaznamenať.
“V roku 1976 Stephen Hawking otriasol svetom astrofyziky objavom, že čierne diery nie sú úplne čierne. Naopak, vyžarujú nepatrné množstvo radiácie a pri dostatočnom čase môžu vyžiariť toľko, že úplne zmiznú. To však prinieslo obrovský problém. Informácie prúdia do čiernych dier, keď pohlcujú hmotu, a tieto informácie nemôžu uniknúť. Hawkingovo žiarenie však so sebou nenesie žiadne informácie. Čo sa s nimi teda stane, keď čierna diera zmizne?” Pýtajú sa výskumníci.
To viedlo ku vzniku takzvaného informačnému paradoxu, ktorý motá hlavy výskumníkom už celé desaťročia. Autori novej štúdie sa domnievajú, že časopriestor okolo čiernej diery so sebou nesie jemné “záchvevy”, ktoré nie sú úplne náhodné. Namiesto toho sa tieto signály viažu na informáciu uväznenú v čiernej diere. Keď tento objekt jedného dňa zmizne, informácia, ktorú čierna diera pohltila, by sa nachádzala zachovaná mimo čiernej diery, čím by sa vyriešil informačný paradox.
Neprehliadni
Nová štúdia dokázala, že tieto jemné záchvevy nie sú len v okolí čiernej diery. Zároveň zanechávajú svoj odtlačok aj v gravitačných vlnách, ktoré vznikajú napríklad pri zlučovaní čiernych dier. Ide o odtlačky, ktoré sa nachádzaj na vrchu hlavného signálu gravitačnej vlny. Majú ale jedinečné spektrum, ktoré ich jasne oddeľuje od obyčajných gravitačných vĺn.
Odpovede získame už čoskoro
V ďalších krokoch výskumníci zistili, že súčasné detektory gravitačných vĺn, LIGO a Virgo, nemajú dostatočnú citlivosť na odhalenie týchto signálov. Zatiaľ teda nedokážeme vyriešiť informačný paradox čiernych dier. Výskumníci ale jedným dychom dodávajú, že ďalšia generácia detektorov by ich odhaliť mohla. Nové detektory gravitačných vĺn sú momentálne vo vývoji, no počkáme si na ne ešte pár rokov.
Medzitým existujú aj iné hypotézy, ktoré sa pokúšajú informačný paradox čiernych dier vysvetliť. Jedna z hypotéz naznačuje, že na nejakej úrovni môže čierna diera napodobniť správanie červej diery, hypotetického objektu, ktorý spája dva kozmické body a vytvára medzi nimi most.
Autori tejto štúdie veria, že týmto správaním by sa pre informáciu v čiernej diere našla úniková cesta. Viac sa o tejto hypotéze môžeš dočítať v tomto článku.
Momentálne čierne diery ostávajú najmenej chápaným objektom vo vesmíre. V ich srdciach prestáva fyzika ako ju poznáme platiť. Na pochopenie čiernych dier totiž musíme nájsť spôsob, ako spojiť kvantovú mechaniku a teóriu relativity, dve teórie, ktoré fungujú skvele vo svojom vlastnom odbore, no pomocou jednej už nedokážeme popísať svet tej druhej. Na celistvý obraz o vesmíre potrebujeme takzvanú teóriu všetkého, ktorá by svet kvantovej fyziky a relativity zjednotila.
Komentáre