Jsou černé díry ve skutečnosti temnými hvězdami s Planckovým srdcem?  
Černé díry neustále provokují svými singularitami a paradoxy. Fyzici se brání méně či více exotickými hypotézami o objektech, kterým říkáme černé díry. Podle nové studie by to mohly být temné hvězdy s Planckovým jádrem, extrémní, ale bez singularity a bez horizontu událostí. Mainstream to ovšem rozhodně není.
Černá díry anebo temná hvězda s Planckovým srdcem? Kredit: NASA.
Černá díry anebo temná hvězda s Planckovým srdcem? Kredit: NASA.

Černé díry, gravitační obludy moderních příběhů, jsou stále velmi populární a ještě více záhadné a nejasné. Vynořují se sice z rovnic Einstenovy relativity, jsou ale plné otazníků a fyzikálních paradoxů, takže ne všichni fyzici věří, že existují v té podobě, jak si je obvykle představujeme, tedy s horizontem událostí a neviděnou nekonečně lačnou singularitou.

 

Ve skutečnosti existuje celá řada alternativních hypotetických objektů, které jejich autoři nabízejí namísto klasických černých děr. Je to přehlídka opovážlivých fyzikálních teorií, od hvězd temné energie a objektů GEODE, až po gravastary, černé hvězdy, věčně kolabující objekty MECO, divoce zauzlené fuzzbally a temné hvězdy (dark star).

 

Igor Nikitin. Kredit: Cosmovia.
Igor Nikitin.
Kredit: Cosmovia.

Igor Nikitin z německého institutu Fraunhofer Institute for Scientific Algorithms and Computing ve své nové studii razí teorii. Podle ní by černé díry mohly být vlastně temné hvězdy, v tomto případě tzv. RDM-hvězdy (RDM-stars, podle Radial Dark Matter), které ve svém nitru nemají singularitu, nýbrž „Planckovo jádro“. Tvořila by jej hmota stlačená do nejmenšího možného relevantního rozměru ve fyzice, tedy na Planckovu délku, která činí 1,6×10−35 metrů.

 

Anatomie černé díry (supermasivní). Kredit: ESO.
Anatomie černé díry (supermasivní). Kredit: ESO.

Pokud má Nikitin pravdu, tak by to změnilo dost věcí. Planckovo jádro je sice superextrémní záležitost, není to ale singularita. Bez singularity ovšem není ani horizont událostí, čímž odpadají jisté slavné paradoxy černých děr. Na temné hvězdě s Planckovým srdcem je sice drtivá gravitace, nemůže ale pokořit rychlost světla, takže z takového objektu může unikat záření. RDM-hvězdy jsou ale i tak jako bezedná gravitační studna. Pro vnějšího pozorovatele by to nebylo snadné rozeznat. K tomu budou nutná extrémně přesná pozorování.

 

Jak to v podobných případech bývá, odvážná teorie řeší nikoliv jen jeden, ale hned několik palčivých problémů fyziky najednou. Nikitinovy temné hvězdy s Planckovým srdcem by mohly vyzařovat částice o nízkých energiích, buď známé, nebo doposud neznámé, kupříkladu vytoužené částice temné hmoty. Nikitin si představuje, že temné Planckovy hvězdy jsou jako přízračné chrliče, z nichž neustále proudí temná hmota, která by vysvětlila to, co od temné hmoty očekáváme, jako například divný pohyb hvězd v galaxiích.

 

Nikitinova hypotéza nejspíš nemá moc šancí na úspěch. Zároveň ale ukazuje, jak palčivým problémem stále zůstávají černé díry, jaké exotické nápady mohou mít fyzici, a také to, že fyzikální záhady mohou být těsně propojené a jejich řešení se na nás jednou může nahrnout jako lavina.

 

Literatura

Space.com 8. 3. 2021.

arXiv:2102.07769.

Datum: 09.03.2021
Tisk článku

Související články:

Astrofyzikální přestřelka s ohnivou zdí a Planckovými hvězdami     Autor: Stanislav Mihulka (17.02.2014)
Návrat fuzzballu: Černé díry jsou prý jenom klubka superstrun     Autor: Stanislav Mihulka (01.08.2018)
Temnota na druhou: Jsou černé díry z temné energie?     Autor: Stanislav Mihulka (12.09.2019)
Pohánějí rozpínání vesmíru geody plné temné energie?     Autor: Stanislav Mihulka (08.09.2020)



Diskuze:

Jako nestudovaný člověk si představuji,

Karel Ralský,2021-03-12 23:47:45

černou díru trochu jinak, a to sice že do jiného rozměru, jde o téměř 2 rozměrnou plochu ale s určitou malou šířkou, kde se energie přenáší z hmoty. Vesmír je také spousta ploch téměř paralelně naskládaných na sebe takže se vytváří dojem třírozměrného prostoru, ale do jiné časové a prostorové dimenze se dá v případě černé díry(neplést si černou a červí díru) tím že se vytvoří otvor v našem časoprostoru, ale jelikož je prostor vzhledem k našemu rozměru téměř plochý vnější pozorovatel na obou stranách paralelních světů vidí totéž tedy kulovou černou plochu kdy je rozhodující úniková rychlost světla mezi jednotlivými dimenzemi.
Má to podobnou analogii(hodně zjednodušeně aby mou myšlenku pochopili i jiní lidé) jako paralelní instrukce počítače(hmota) se napájejí z určitého zdroje(jiná dimenze) kde naše informace z vesmíru se zase skládají ve svém časoprostoru v hmotu.
A stejně se my vynořujeme s naším vesmírem z jiné "plochy" kdy dosáhneme jako energie téměř rychlosti světla téměř zastaví se náš čas kdy se vytvoří hmota s ní tři rozměry a do další padáme.
Tím že se vytvoří hmota která jde proti času(gravitací) nejlépe živá tak se to celé pohání(energie pro vznik nových dimenzí a vesmírů).
A ten Schwarzildův poloměr vidím na jeho okrajích v několika prstencích(plochách) které se postupně(téměř nekonečně dlouho) vnořují do stále jiné dimenze.
Tedy srdce ano ale svaly které to pohánějí jsou z velké části na naší straně vesmíru.

Odpovědět

Maximální hustota hmoty

František Drozen,2021-03-10 15:55:22

Celá černá díra se svojí hustotou větší než neutronová hvězda, je tedy hmotný objekt o hustotě vyšší než 10^15 kg/m³, která při velikosti Plankovy délky má hustotu 10^150 kg/m³.
Hustý.

Odpovědět


Re: Maximální hustota hmoty

Peter Somatz,2021-03-12 12:54:37

Ale stale je ta hustota mensia, ako "nekonecna" hustota singularity. To znamena, ze na to, aby vznikli efekty podobne singularite, musi byt tato CD s Plackovym jadrom ovela hmotnejsia. Takze cierna hmota vobec nemusi existovat. Galaxie drzia pokope CD.

Odpovědět

Jará Šustr,2021-03-10 13:45:27

Někde jsem zahlédl "sterilní neutrina".
Norbert Werner říkal, že proletět horizontem můžete aniž by jste ho zaregistroval, záleží na hustotě.
Tak se to pomalu skládá, co říkáte, recyklátory hmoty, ne?

Odpovědět


Re:

Pavel Hudecek,2021-03-10 14:48:32

Citát CZ wiki: "Sterilní neutrino je hypotetická částice, která by oproti třem dosud známým neutrinům neměla podléhat slabé interakci, ale měla by na ni působit jen gravitace..."

Gravitace ne něj působí, proč by tedy mělo mít z ČD výjimku?

Odpovědět


Re: Re:

Jará Šustr,2021-03-10 16:48:13

0 hmotnost, rychlost světla.
Očištěná od všeho a zpátky do práce. :))
Malinský říkal, že vše rozsekli neutrina.

Odpovědět


Re: Re: Re:

Vojtěch Kocián,2021-03-10 20:52:21

Mohou mít nulovou hmotnost, ale při rychlosti světla by neměla mít nulovou energii. A tedy vlastně ani hmotnost. Jako fotony. Pokud by měla i nulovou energii, tak by vlastně nemohla na nic působit a z pohledu našeho světa by neexistovala.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re:

Jará Šustr,2021-03-10 21:02:57

Je to dost podobné temné hmotě, ne? :)
Nepopsaná/smazaná hmota, další materiál k tvoření.
Myslel jsem, že podmínkou C je nulová hmotnost.
Neutrina s ničím nereagují, prochází pevnou hmotou.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re:

Vít Výmola,2021-03-11 09:55:52

Tak ona neutrina s hmotou trošku reagují, jinak bysme je nemohli detekovat. Což samo o sobě taky říká, že mají nějakou energii a tedy nenulovou hmotnost. Ale právě ta jejich vysoká rychlost, i kdyby to nebylo c, je diskvalifikuje coby hlavní kandidáty na temnou hmotu. Pozorování totiž ukazují, že se temná hmota dokáže shlukovat nebo tvořit oblasti. Měla by tedy být aspoň z větší části tvořená pomalými částicemi, jinak by se takové oblasti brzo rozptýlily.

Odpovědět

Horizont událostí

Vojtěch Kocián,2021-03-09 21:56:00

Jsem trochu zmaten. Proč by objekt s veškerou hmotou pod vypočteným horizontem událostí (z dané hmotnosti) tento horizont neměl mít?

Odpovědět


Re: Horizont událostí

Ludvík Urban,2021-03-09 23:35:41

Když si ten článek na arXivu přečtete, dozvíte se, že v jeho modelu horizont událostí neexistuje.
Kdybyste se pokusil vypočítat jeho poloměr, vyjde vám nula.
Nikdy tam nenastane, že úniková rychlost je vyšší než rychlost světla.

Horizont událostí je z definice důsledek singularity, zde, v tomto modelu, žádná singularita není.
Je tam tzv. Plackovo jádro, ze kterého vždy bez potíží unikají částice.
Podle autora částice temné hmoty.

Odpovědět


Re: Re: Horizont událostí

Pavel Hudecek,2021-03-10 14:52:00

Jsem zvědav, co na to řeknou recenzenti, jestli to projde:-) Mě se teda to zdůvodnění, proč by tam neměl být horizont zdá nějaké zmatené.

Odpovědět


Re: Re: Horizont událostí

M. Marvan,2021-03-10 21:07:36

Pokud tomu dobře rozumím, v originálním článku je stacionární sférické řešení Einsteinových rovnic se dvěma všesměrovými radiálními proudy, jedním ze středu ven, druhýn opačně. Horizont událostí ve smyslu nadplochy, kterou lze překročit jen jedním směrem, tu pochopitelně být nemůže, protože proudy překračují každou sféru oběma směry. Co ty proudy jsou, co je generuje a jak něco takového vůbec může v galaxii vzniknout, jsem bohužel nepochopil.

Také nerozumím, v jakém smyslu je horizont z definice důsledek singularity. U kompletního Schwarzschildova řešení (tedy včetně vnitřního) též?

Odpovědět


Re: Re: Re: Horizont událostí

Vít Výmola,2021-03-11 09:51:56

Není pravda, že horizont událostí je důsledek singularity, a už vůbec ne z definice. Jak v klasické newtonovské fyzice, tak v obecné teorii relativity se horizont vytvoří vždy, když se dostatečně hmotnost vleze pod Schwarzschildův poloměr (nebudeme to teď komplikovat rotací a podobně). Nikde se tam o žádné singularitě nemluví, není proč. Singularita je až důsledek dalšího kolapsu hmoty, a to ještě jenom teoreticky, podle výše zmíněných, nedokonalých teorií.

Odpovědět



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