Pátek 12. července 2024, svátek má Bořek
  • Premium

    Získejte všechny články
    jen za 89 Kč/měsíc

  • schránka
  • Přihlásit Můj účet

První český ryze internetový deník. Založeno 23. dubna 1996

VĚDA: Proč černé díry nemají vlasy a jak funguje informační paradox

diskuse (23)
Odpovědi na proč a jak funguje vesmír. Psáno pro Tima, mého syna, ale určitě si to rádi přečtou i jiní. Dneska o tom, jak nám černé díry vykusují informace z vesmíru.

Odpovědi na proč a jak funguje vesmír. Psáno pro Tima, mého syna, ale určitě si to rádi přečtou i jiní. Dneska o tom, jak nám černé díry vykusují informace z vesmíru.

Drahý Time,

v minulém článku jsme nakousli, jak se z galaktických černých děr stávají ty nejjasnější objekty ve vesmíru - kvazary. Je to z anglického quasi stellar, jako hvězda. Jsou to vesmírní otesánci, kteří zhltnou vše, co se k nim neopatrně přiblíží, včetně informací.

Jak vypadá černá díra

Jako díra v časoprostoru, kus temna. Obvykle, pokud má ale co žrát ji obklopuje prstenec prachu a plynu, který se velmi rozzáří gravitační energií, jak je strháván do chřtánu nenasytné příšery. Ale to není jediná možnost, jak najít černou díru. I když je třeba uprostřed mezi galaktické pustiny, můžeme ji najít. A to hned dvěma způsoby. Jednak může zářit Hawkingovým zářením, více viz můj předchozí článek. Anebo ji uvidíme nepřímo, díky gravitačnímu čočkování. Najednou místo jedné vzdálené galaxie nebo jiného objektu, který je z našeho pohledu za černou dírou uvidíme třeba hned čtuři různé obrazy toho samého objektu. To jak singularita ohýbá prostor a s tím i světlo, princip je na obrázku:

Gravitační čočkování (JWST Sees the Same Galaxy From Three Different Angles Thanks to a Gravitational Lens - Universe Today)

I když to vypadá složitě, ve skutečnosti se dá jakákoliv černá díra popsat třemi základními hodnotami - hmotností, elektrickým nábojem a momentem hybnosti. Nezáleží na tom, co černá díra snědla, všechno co do ní spadne se projeví jenom jako možná změna těchto tří hodnot. Proto se říká, že černá díra nemá vlasy. Tedy že neuchovává žádné podrobnější informace o tom, co zbaštila. Je to podobné, jako bys měl dvojčata, kterým předepíšeš hodně rozdílnou dietu, ale dodržíš, že každý den budou konzumovat stejně velkou hmotnost jídla. Jedno se bude cpát keto dietou a druhé baštit pouze sladké. Po měsíci logicky bude vypadat každé jinak, ale pro černé díry to neplatí. Kdyby jsi našel mezi nimi ekvivalent dvojčat a jednu nakrmil třeba menší hvězdou a druhou cpal mezihvězdným plynem o stejné hmotnosti, na konci budou vypadat obě dvě díry stejně. jsou plešaté.

Informační paradox

Ve fyzice platí, že dokážeš ze stávajícího stavu odvodit, jak to vypadlo v minulosti. Anebo předpovědět, jak to bude vypadat v budoucnosti. Když Tě ráno probudí budík a ty jsi pod peřinou v posteli, dokážeš si odvodit, že jsi do ní musel včera večer zalézt. A pokud se rozhodneš ještě spát, dokážeš si představit, že přijdeš pozdě do školy a bude průšvih.

Tohle u černých děr neplatí. Ať do ní spadne co spadne, změní se pouze hmotnost, elektrický náboj, moment hybnosti. Nezáleží ani na tom, jak vypadal objekt předtím, než se z něj stala černá díra. Právě tomu se říká informační paradox. Mnoho různých původních stavů nakonec skončí jako stejné černé díry, ochudí to vesmír o podstatnou informaci. Tento princip, že se dá otočit směr času a podívat se do minulosti je společný jako pro relativistickou, tak pro kvantovou fyziku. A fyzikové se to celé snaží řešit už od sedmdesátých let, kdy Stephen Hawking přišel se svoji hypotézou o vypařování černých děr. Zřejmě nejpopulárnější je ADs-CFT hypotéza, která tvrdí, že vypařování černé díry je kvantově korelované a tak nese informaci zevnitř singularity. Dokonce k tomu našli podporu v rámci teorie strun. Jiní třeba přišli s nápadem, že by uvnitř černé díry mohl vzniknout jiný vesmír a temná energie by potom byl důsledek požírání hmoty černou dírou. Jak se zdá, jenom velmi málo fyziků je ochotno se smířit s tím, že se informace nevratně ztrácí z našeho vesmíru.

Nosí černé díry paruku?

Zajímavé to začíná být, když zatáhneme do hry temnou hmotu. Kanadský fyzik řeckého původu Stefanos Aretakis tvrdí, že pokud černá díra rotuje dost rychle a nachází se ve skalárním poli, měli bychom charakteristiku singularity rozšířit i o tzv. Aretakisův náboj. O co se jedná? Vědci předpověděli, že pokud splynou dvě černé díry, nebo singularita pohltí hvězdu, měli bychom naměřit gravitační vlny s drobnými vrcholy vln o jedné frekvenci. Právě když spolu splývají dvě galaktické černé díry je tak energeticky ohromný proces, že to otřese doslova celým vesmír a rozvlní to časoprostor tak, že to dokážeme detekovat i milióny světelných let daleko. Prozatím jsou naše přístroje, jako je LIGO, příliš málo citlivé, abychom tuto hypotézu dokázali potvrdit nebo vyvrátit. Pokud bychom podobné signatury v gravitačních vlnách našli, znamenalo by to, že sice černé díry nemají vlasy, ale alespoň na nějaký čas si nasadí paruku. A také by nám to mohlo pomoci při detekci temné hmoty, po které tak usilovně pátráme už dlouhé roky.

Dokument
12. 7. 2024

Kromě vojenské podpory, na kterou se vztahuje tento slib, mají spojenci v úmyslu nadále poskytovat...

Aston Ondřej Neff
12. 7. 2024

ANO – kromě trvalého vzestupu – zaznamenalo dva úspěchy v poslední době. V eurovolbách zabodovalo...

Ivo Fencl
12. 7. 2024

Francouzi připravili novou adaptaci Dumasova klasického románu o pomstě a viděl jsem ji. S...

Václav Vlk st.
12. 7. 2024

Jak by pravil nezapomenutelný major Terazky: „Herr, súdruh, tavarišč geněrál, som daký zmätený!“ Aj...

Jan Bartoň
12. 7. 2024

Prohlášení NATO k Ukrajině garantuje nezvratnost členství Ukrajiny v NATO. Současně hovoří o tom,...

Aston Ondřej Neff
10. 7. 2024

Tomio Okamura v úterý oznámil, že jeho strana bude na půdě europarlamentu ve spolku s Alternativou...

Aston Ondřej Neff
9. 7. 2024

Nepamatuji, že by někdy v minulosti byly volby v těchto zemích sledovány tak pozorně, jako letos....

Aston Ondřej Neff
11. 7. 2024

Obruč ideologického dohledu má sevřít hustě osídlené území uprostřed Čech. Jádro ideje: člověk je...

Aston Ondřej Neff
12. 7. 2024

ANO – kromě trvalého vzestupu – zaznamenalo dva úspěchy v poslední době. V eurovolbách zabodovalo...

Marian Kechlibar
11. 7. 2024

Každý tuší, že po příští epizodě srovnatelné s tou katastrofální debatou na konci června už nepůjde...

Lidovky.cz, ČTK
12. 7. 2024

Silná bouřka zasáhla slovenský hudební festival Pohoda, kde se zřítil jeden z velkých stanů....

Lidovky.cz, ČTK
12. 7. 2024

Poté, co se v pátek v nigerijském městě Jos zřítila budova školy, nejméně 21 žáků zahynulo a...

kroc Tereza Krocová, ČTK
12. 7. 2024

Česko opět zasáhly bouřky, které postupovaly tradičně od západu na východ. Škody napáchaly zejména...

Lidovky.cz, ČTK
12. 7. 2024

Internetová síť X amerického miliardáře Elona Muska, někdejší Twitter, podle předběžných závěrů...

Jaroslav Veis
12. 7. 2024

Před patnácti lety se na YouTube objevila reportáž televize The Onion z letiště Franze Kafky v...

Vyhledávání

TIRÁŽ NEVIDITELNÉHO PSA

Toto je DENÍK. Do sítě jde obvykle nejpozději do 8.00 hod. aktuálního dne. Pokud zaspím, opiji se, zešílím nebo se zastřelím, patřičně na to upozorním - neboť jen v takovém případě vyjde Pes jindy, eventuálně nikdy. Šéfredaktor Ondřej Neff (nickname Aston). Příspěvky laskavě posílejte na adresu redakce.

ondrejneff@gmail.com

Rubriku Zvířetník vede Lika.

zviretnik.lika@gmail.com

HYENA

Tradiční verze Neviditelného psa. Sestává ze sekce Stručně a z článků Ondřeje Neffa - Politický cirkus a Jak život jde. Vychází od pondělka do pátku.

https://www.hyena.cz