Co vlastně obklopuje černou díru? Kredit: European Space Agency, NASA and Felix Mirabel (the French Atomic Energy Commission & the Institute for Astronomy and Space Physics/Conicet of Argentina).

Černé díry mají už nějakou dobu problém s ohnivou zdí. Podle některých fyziků a hypotéz z kvantové mechaniky vyplývá, že černé díry musejí být obklopeny stěnou ohně (anglicky pěkně dvojsmyslně firewall), která sežehne vše, co se přiblíží nadosah. Tým Ohijské státní univerzity (OSU) ovšem tvrdí, že kolem černé díry ohnivá zeď nespaluje.

Samir Mathur a jeho spolupracovníci navazují na Mathurovu rozvernou teorii z roku 2004, podle které jsou černé díry vlastně klubka superstrun, kterým se přezdívá fuzzbally. Teorie fuzzballů podle Mathura řeší úmorný informační paradox černých děr, s nímž přišel Stephen Hawking v roce 1975. Hawking tehdy zkřížil obecnou relativitu s kvantovou mechanikou a v černých děrách mu vyrostl paradox, kterého se fyzika dodnes nezbavila. Spočívá v tom, že by kvantová informace měla mizet v singularitě černé díry, což odporuje kvantové mechanice.

Samir Mathur. Kredit: OSU.

Jedním z důsledků paradoxu je i ohnivá zeď, která vyrostla po teoretické studii v roce 2012. Podle těchto představ by fuzzball měl být obklopen ohnivou slupkou, která spálí vše, co se k ní dostane. Mathur a spol. teď ale přišli s tím, že v argumentaci s ohnivou zdí je velká díra. Po měsících teoretických výpočtů a modelování dospěli k tomu, že u fuzzballu ohnivá zeď nespaluje.

Informační paradox. Kredit: Futurism / Nature.

Mathur s kolegy vycházejí ze strunových teorií a vždycky se počítali mezi firewallové skeptiky. Podle jejich teorie se člověk, který by někdy padal na černoděrový fuzzball, dotkne povrchu dříve, než by se setkal s horkým zářením kolem fuzzballu. Prý není snadné odhadnout, jaké to bude, až by takový člověk splýval s fuzzballem. Moc příjemné ale nejspíš ne.

Pokud by černé díry nebyly klasické černé díry obecné relativity ale fuzzbally, tak by neměly klasický horizont událostí. Byla by to spíš mlha tvořená superstrunami. Mathur a jeho tým analyzovali chování částic a záření v okolí fuzzballu a dospěli k závěru, že za žádné ze situací, které neodporují kauzalitě, se kolem fuzzballu neobjevuje ohnivá zeď. Modelovali si to na elektronu, kterým jim padal na fuzzball o hmotnosti Slunce. Ukázalo se, že pro realistické objekty je pravděpodobnost srážky elektronu s fotonem ohnivé zdi extrémně nízká. A pro velké černé díry/fuzzbally ještě mnohem nižší. Ohnivá zeď kolem černých děr, pokud tam vůbec plápolá, je nejspíš dost děravá.

Video:  Blackhole

Literatura
Ohio State University 26. 7. 2018, Journal of High Energy Physics online 25. 7. 2018.