Skrývají se ve vesmíru nebezpečné nahé singularity?  
Černé díry jsou hrozné. Ale jejich fyzikální běsy milosrdně skrývá horizont událostí. Pokud by existovala nahá singularita, kterou by od okolního světa neodděloval horizont událostí, tak by fyzici museli bez vytáček čelit jejich fyzikální anarchii. Nahou singularitu by mohl prozradit například jasnější akreční disk, díky vyvíjeným a stavěným přístrojům nové generace.
Najdeme někdy nahou singularitu? Kredit: NASA/CXC/M. Weiss.
Najdeme někdy nahou singularitu? Kredit: NASA/CXC/M. Weiss.

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.

 

Tahle supermasivní černá díra nejspíš horizont událostí má. Kredit: Event Horizon Telescope / Wikimedia Commons.
Tahle supermasivní černá díra nejspíš horizont událostí má. Kredit: Event Horizon Telescope / Wikimedia Commons.

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.

 

Jednotlivé prvky virtuálního teleskopu Event Horizon Telescope. Kredit: ESO/O. Furtak.
Jednotlivé prvky virtuálního teleskopu Event Horizon Telescope. Kredit: ESO/O. Furtak.

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

Live Science 30. 11. 2020.

arXiv:2011.06634.

 

Datum: 01.12.2020
Tisk článku

Darwinova černá skříňka - Behe Michael J.
 
 
cena původní: 321 Kč
cena: 299 Kč
Darwinova černá skříňka
Behe Michael J.
Související články:

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?

Odpovědět


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.

Odpovědět


Re: Re:

Petr Slachta,2020-12-03 13:51:05

To s tou rotaci je zajimava myslenka. Ale pak by ten efekt bez horizontu udalosti mel byt ovsem jen na kruznici kolme k ose rotace ne? A smerem k "polum" by se mel postupne vytracet. Ale je to jen takova laicka myslenka.

Odpovědět

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.

Odpovědět


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?

Odpovědět


Re: Re: Nevěřím

Vít Výmola,2020-12-03 11:54:33

Singularita není potřeba, horizont událostí by vznikl i bez ní.

Odpovědět


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

Odpovědět

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.

Odpovědět


Re: Pohádky ovčí babičky.

Jan Novák9,2020-12-02 11:49:54

Time dilatation.

Odpovědět

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.

Odpovědět


Re:

Alois Všeználek,2020-12-02 23:50:15

Jedna filozofická, změnilo by to něco, já myslím, že ne, akorát by se v Cernu zkoumali žaludeční šťávy.

Odpovědět


Re: Re:

Petr Hankovec,2020-12-03 00:11:55

Já bych se spíš soustředil na gramatiku ...

Odpovědět


Re: Re: Re:

Alois Všeználek,2020-12-03 08:04:19

Ok, když vás to baví, dík za info.

Odpovědět

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.:)

Odpovědět

Nahá singularita byla nalezena na Zemi

D. Hruška,2020-12-02 00:13:02

https://www.youtube.com/watch?v=0uyHDelwRHM

Odpovědět



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