V nitru černé díry by měla sedět gravitační singularita. To je stručné vyjádření totálního rozklížení rovnic popisujících časoprostor, k němuž tam dochází. Singularita, to je takový „piknik u cesty“, který nevytvořili bratři Strugačtí, ale zhroucená hmota hvězdy. Nekonečně malý bod, v němž selhávají fyzikální jistoty.
Podle tradičních představ o černých dírách je před těmito démonickými jevy okolní vesmír chráněn horizontem událostí, tedy oblastí, zpoza které se z černé díry nedostane vůbec nic, ani světlo. Nebyli by to ale fyzici, kdyby o horizontu událostí nepochybovali a nesnažili si představit černé díry bez horizontu událostí – čili nahé singularity (naked singularity). Jen na to pomyslet je děsivé. Syrová, extrémní, možná i neznámá fyzika, nestydatě obnažená celému vesmíru na očích.
Mohly by takové věci vůbec existovat? Pokud ano, tak prý určitě nejsou běžné. V tuto chvíli známe jen jeden ověřený mechanismus, který dokáže vyrobit černou díru – zhroucení masivní hvězdy. A jak se zdá, tímto způsobem vzniklé černé díry se vždy rodí již s horizontem událostí.
Samotná možnost existence nahých singularit je pro mnohé fyziky natolik nesnesitelná, že ji automaticky odmítají. A chrání se hypotézou kosmické cenzury. Solidní důkaz pro nemožnost jejich existence ale neexistuje. Pokud nahé singularity přece jen někde ve vesmíru existují, tak vznikají ve velmi extrémních podmínkách. Například, pokud by nějaká černá díra extrémně rychle rotovala, tak by u ní mohl vzniknout druhý horizont událostí, který by se „vyrušil“ s tím původním a obnažila by se singularita. Tak rychle rotující černou díru jsme ale zatím nenašli.
Rovněž je otázkou, jak bychom vlastně mohli nahou singularitu poznat, tedy rozeznat od konvenční černé díry. Jak uvádí ve své nedávné studii Shokoufe Faraji z německé Universität Bremen, mohlo by to jít s využitím pozorování akrečního disku takového objektu. Akreční disk vytváří hmota, která krouží ve zběsilém tanci kolem černé díry nebo případně nahé singularity. Drtivá gravitace tuto hmotu urychluje a nesmírně zahřívá, takže silně září, což pak můžeme z dálky pozorovat.
Akreční disk kolem nahé singularity by měl být mnohem jasnější než akreční disk obklopující černou díru. Soudobé teleskopy to ještě zřejmě bohužel nerozliší, ale přístroje nové generace by mohly. Dejme tomu vylepšená verze virtuálního planetárního teleskopu Event Horizon Telescope by nám v tom mohla udělat jasno. Jestli nahou singularitu opravdu někdy najdeme, tak to nejspíš přinese zemětřesení ve fyzice.
Literatura
Vychrtlé černé díry v pětirozměrném prostoru vytvářejí nahé singularity
Autor: Stanislav Mihulka (19.02.2016)
Můžeme vidět singularitu?
Autor: Josef Pazdera (24.04.2017)
Jako much: V Mléčné dráze je možná až 100 milionů černých děr
Autor: Stanislav Mihulka (11.08.2017)
Diskuze:
Jan V,2020-12-02 13:28:26
Chápu to správně, že článek neřeší singularitu, ale její horizont událostí? Kdy při dostatečné rychlosti rotace singularity bude odstředivá síla na jejím povrchu větší než gravitační síla a tím pádem bude horizont událostí posunut až pod její povrch... Což nám teoreticky umožní podívat se na povrch singularity bez toho, že by nám v tom bránil horizont událostí?
Re:
Vojtěch Kocián,2020-12-02 17:48:58
Technicky vzato, singularita nemá povrch ani objem (respektive obojí má nulové). Od toho singularita. U nerotující černé díry by mělo jít o bod, u rotující o kružnici. Tedy pokud singularita existuje, neuvidíme ji tak jako tak. Mohli bychom vidět jen to, co se děje s hmotou, která je normálně už schovaná za horizontem událostí. Pokud singularita v černé díře neexistuje, tak by to mělo být zajímavější, protože bychom opravdu něco vidět mohli. Co? No, to možná raději nevědět. Počáteční singularita Velkého třesku (pokud tam byla) byla nahá.
Jak vznikne, těžko říct. Rotace by stačit neměla. Jeden ze způsobů by mohlo být vypaření černé díry, kdy by na okamžik měla být vidět, ale to bychom si ji museli vyrobit. Ty velké, které pozorujeme dalekohledy, se jen tak nevypaří. Ani neznáme mechanismus, jakým by mohly vznikat menší, které by se vypařovaly rychleji než je doplňovalo reliktní záření.
Nevěřím
Xmichal Hanko,2020-12-02 11:21:02
Nevěřím na existenci ani obyčejné singularity, natožpak nahé. Myšlenka singularity je dle mého projevem selhání OTR v takto extrémních podmínkách. Nějaké kvantové nebo strunové efekty musí úplnému zhroucení zabránit.
Re: Nevěřím
Michaela Tejchmanova,2020-12-03 10:10:25
Taky se mi ta predstava prici. Je mozne, ze v centru cerne diry neni singularita, ale proste extremne stlacena hmota do objektu o velikosti nekolika milimetru / nanometru / ..? Vytvoril by takovy objekt take horizont udalosti, nebo se ten poji pouze se singularitou? Odporovala by takovato extremne stlacena hmota nejakym pozorovanim ci vypoctum?
Re: Re: Nevěřím
Vít Výmola,2020-12-03 11:54:33
Singularita není potřeba, horizont událostí by vznikl i bez ní.
Re: Re: Re: Nevěřím
Richard Kocman,2020-12-03 22:38:05
Žádná singularita neexistuje. Největší hustota, energie, hmotnost na jednotku prostoročasu je dána Planckovými veličinami.
Padající hmota/záření do černé díry se okamžitě odrazí. Jen je potřeba počítat s takovou malinkatou dilatací času, kde z pohledu vnějšího pozorovatele staří vesmíru je jen chvilinka :-).
https://www.osel.cz/7700-mohou-cerne-diry-explodovat-kvantovym-odrazem.html
Pohádky ovčí babičky.
Jan Jančura,2020-12-02 10:02:55
Houbeles víme co se děje s hmotou v černé díře - nakolik je hmota stlačitelná při určité hmotnosti černé díry, tj. zda proti stlačení do singularity nepůsobí nám neznáme síly.
A tak si ještě vymyslíme nahou singularitu. Hezký objekt nekonečného bádání teoretických fyziků.
Alois Všeználek,2020-12-02 08:26:20
Já bych to nedělal, nakonec zjistíme, že žijeme v břiše velryby a jsme v prdeli tedy časem budeme.
Jan Mrkvicka,2020-12-02 05:11:43
Nedávno bol s veľkou slávou objavený bozón, ktorý dáva časticiam hmotnosť. Takže v tej singularite musí byť ten bozón a najmenej jedna nejaká iná častica.:)
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
