Astrofyzikální přestřelka s ohnivou zdí a Planckovými hvězdami  
Kolem černých děr se šíří strach z ohnivé zdi. Uhasí ji astrofyzici s pomocí entanglovaných červích děr, obrácení plynutí času v černých dírách, fuzzballů, zdánlivých horizontů anebo bizarních Planckových hvězd?



 

Zvětšit obrázek
Přestřelka u ohnivé zdi. Kredit: alexiuss/ Deviantart.

V euforii nad zlatým nářezem Evy Samkové v Soči není úplně jednoduché myslet na ohnivé zdi a černé díry. Byla by ale škoda ponechat bez povšimnutí právě dunící přestřelku konceptů řešení paradoxu ohnivé zdi černých děr. Tento konflikt doutnal už měsíce, do horké fáze se dostal s vystoupením Stephena Hawkinga, který nedávno nevybíravě zrušil horizonty událostí černých děr a nahradil je poněkud pofidérními zdánlivými horizonty. Astrofyzici naštěstí ještě nemají k dispozici paprskomety, i tak ale v NewScientistu přirovnávají boj u ohnivé zdi k přestřelce v O.K. Corralu, nejslavnějšímu souboji Divokého západu, který se odehrál roku 1881 v arizonském Tombstone.


 

Zvětšit obrázek
Carlo Rovelli. Kredit: Carlo Rovelli, Wikimedia Commons.

Takže, paradox ohnivé zdi, telegraficky. Kvantová mechanika vystavěla z entanglementu částic Hawkingova záření kolem černých děr plápolající ohnivé zdi, které jsou v příkrém rozporu s obecnou relativitou. To co pro laika vypadá jako střet fantaskních metafor, vyvolalo velkou kontroverzi a rozkol mezi fyziky vysokých energií. Postupně se ukazuje, že jde o něco hodně zásadního. Vědce teď asi nejvíc děsí představa, že si budou muset osudově vybrat mezi obecnou relativitou a kvantovou mechanikou, což by otřáslo celým vesmírem. Ve snaze tomu strašlivému dilematu zabránit vymýšlejí podivuhodné koncepty, které by ohnivé zdi kolem černých děr uhasily a nahradily něčím méně osudovým. Jak ale prohlásil Raphael Bousso z Kalifornské univerzity v Berkeley, tenhle konflikt jde až na dřeň a takový konflikt se dá vyřešit jedině revolucí. Který koncept bude ten pravý?


 

Ledová zeď

Zvětšit obrázek
Upraveno podle NewScientist

Na OSLU jsme před časem psali o řešení paradoxu ohnivé zdi Leonarda Susskinda ze Stanfordu a Juana Maldaceny z Princetonu, které spočívá v proměně černé díry a unikajících částic na systém entanglovaných červích děr. To by uhasilo ohnivou zeď, ale podle Bousseho by kolem černé/červí díry kvůli působení kvantových vztahů zase povstala ledová zeď, prý srovnatelně ohavná.


Stroj času
Juan Maldacena s kolegy také navrhl lišácké řešení paradoxu ohnivé zdi, v jehož rámci nechal uvnitř černé díry plynout čas opačným směrem. V takovém případě by se informace z černé díry dostávala mnohem poklidněji, aniž vzedmula stěnu ohně na horizontu událostí. Potíž je ale v tom, že pozorovatel padající do černé díry by prošel posunem času, což je v rozporu s obecnou relativitou.


Klubko chlupů
Podle alternativního kvantového popisu černé díry superstrunovými vědci nemají horizont událostí se singularitou uvnitř, ale vyplňuje je fuzzball, přízračné klubko strun. Podle nejnovějšího popisu Samira Mathura z Ohijské státní univerzity v Columbusu fuzzball při pohledu zvnějšku sice stále intenzivně připomíná černou díru, nemá ale horizont událostí a tím pádem ani nevyvolává paradoxy s horizontem událostí spojené.


Zeď chaosu
Jak již bylo řečeno, Stephen Hawking zrušil horizonty událostí a nahradil je zdánlivými horizonty, za nimiž nelze kvantově interpretovat hmotu. Joseph Polchinski z Kalifornské univerzity v Santa Barbaře ale pochybuje, že se Hawkingova zeď chaosu nějak podstatně liší od ohnivé zdi.


Planckova hvězda
Před pár dny spatřil světlo světa pozoruhodný koncept Planckových hvězd. Jednoduše řečeno, černá díra by v takovém případě neskončila pozvolným vypařením, ale jako velmi exotická hvězda. Carlo Rovelli z Univerzity Aix‑Marseille a Univerzity v Toulonu společně s Francescou Vidotto z Radboudovy univerzity v Nijmegenu v doposud nerecenzovaném rukopisu navrhují, že by se umírající hvězdy nezhroutily do singularity, ale že by zkolabovaly do struktury o Planckově hustotě. Ta je vlastně jenom vlásek od singularity, neboť odpovídá hmotě 10 na 23 Sluncí, stlačené do prostoru jediného atomového jádra. Tahle hustý byl vesmír po uplynutí jedné jednotky Planckova času (cca 10 na mínus 43 sekundy) po Velkém třesku. Podle Rovelliho a Vidottové by kvantově gravitační efekty udržely zhroucenou hvězdu mimo singularitu. Z pohledu hvězdy by šlo o nesmírně krátký okamžik, v okolním vesmíru by ale kvůli gigantické dilataci času mohutnou gravitací uplynuly miliardy let. Planckova hvězda by v nitru černé díry rostla a po vyhasnutí Hawkingova záření by se vynořila na svět a svojí existencí se vysmála paradoxu ohnivé zdi. Rovelli s Vidottovou dokonce navrhují, jak Planckovy hvězdy objevit. Pokud existují, tak by měly zářit na vlnové délce 10 až 14 cm a my bychom je mohli najít. Oslovení čeští fyzici se k Planckovým hvězdám stavějí spíše rezervovaně, přestřelka u ohnivé zdi ještě rozhodně nekončí.

 

 

V I D E O
The Black Hole Wars Resume - The Information Paradox is Back! Kredit: existics101.com
 
V I D E O
The Black Hole Mystery That Keeps Physicist Raphael Bousso Up At Night. Kredit: WorldScienceFestival.
 
 
V I D E O
Event Horizons and Black Holes. Sixty Symbols.
 
V I D E O
Time does not exist: Carlo Rovelli at TEDxLakeComo. Kredit: TEDxTalks.


Literatura

NewScientist 5. 2. 2014, UniverseDaily 10. 2. 2014, arXiv:1401.6562, Wikipedia (Firewall/ physics, Gunfight at the O.K. Corral, Fuzzball/ string theory)

 

Datum: 17.02.2014 04:38
Tisk článku

Vesmírné blues - Levinová Janna
 
 
cena původní: 299 Kč
cena: 251 Kč
Vesmírné blues
Levinová Janna
Související články:

Vědci vystopovali velkou černou díru, co se toulá Mléčnou dráhou     Autor: Stanislav Mihulka (16.01.2019)
Návrat fuzzballu: Černé díry jsou prý jenom klubka superstrun     Autor: Stanislav Mihulka (01.08.2018)
Nenasytný gigant: Nejrychleji rostoucí supermasivní černá díra vesmíru     Autor: Stanislav Mihulka (21.05.2018)
Má naše supermasivní černá díra v srdci Galaxie nějaké sourozence?     Autor: Stanislav Mihulka (02.05.2018)
Některé černé díry vymažou minulost a nabídnou nekonečně budoucností     Autor: Stanislav Mihulka (23.02.2018)



Diskuze:




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni














Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace