Galaktické černé díry jsou podivuhodná monstra, jejichž hmota odpovídá milionům nebo i miliardám Sluncí. Nadšenci výzkumu
vesmíru je milují, zato astronomům dělají vrásky na čele. Jsou to totiž obrovští vesmírní potížisté. Nejde přitom jen o to, že by v nich měla být singularita, tedy stav, na kterém si vylamují zuby soudobé fyzikální teorie.
Problém s obrovskými černými dírami je především v tom, že pozorujeme tyto gravitační příšery, včetně těch opravdu hodně velikých, v mladém vesmíru. Vědcům není jasné, jak to takové černé díry mohly stihnout. Jak mohly takhle vyrůst za dobu, co se vesmír jakžtakž zklidnil po Velkém třesku?
Tento problém se týká i ultramasivních černých děr v kosmickém poledni. Astronomové přezdívají „kosmické poledne“ (cosmic noun) období, kdy byl vesmír starý asi 2 až 3 miliardy let. Tehdy proběhla překotná tvorba hvězd, během níž se zrodila asi polovina hvězd, které se vyskytují v dnešních galaxiích. Jako ultramasivní černé díry označují někteří odborníci supermasivní černé díry, které jsou hmotnější než 5-10 miliard Sluncí. Nejde o skálopevně definovaný pojem. Otázkou je, jak mohly tak velké černé díry vzniknout v tak mladém vesmíru.
Zajímavé vysvětlení nedávno se svými kolegy nabídla kosmoložka Yueying Ni z amerického výzkumného centra Harvard–Smithsonian Center for Astrophysic.
Použili k tomu jednu z doposud nejrozsáhlejších simulací vesmíru Astrid, na jejímž vývoji se Ni podílela. Astrid je největší v oblasti simulací vzniku galaxií, pokud jde o počet simulovaných „částic“ nebo třeba využití počítačové paměti.
Simulace Astrid byla vyvinuta na superpočítači Frontera (momentálně 19. na světě), nejvýkonnějším akademickém superpočítači USA, který pracuje v centru Texas Advanced Computing Center (TACC). Je doslova šitá superpočítači Frontera na tělo. Přesto, jak prozrazuje Ni, nebyly tyhle simulace nic lehkého. Ale stálo to za to.
Výsledky simulací systému Astrid ukázaly, že ultramasivní černé díry mohly v kosmickém poledni vzniknout při splývání masivních galaxií se supermasivními černými dírami. Konkrétně jde o scénář, v němž splynou tři blízké kvasary, tedy horečnatě aktivní galaktická jádra, jaká se vyskytovala v mladém vesmíru. Výzkum týmu Ni opět potvrzuje, jak užitečné jsou pro kosmology a astrofyziky simulace vesmíru. Pomáhají vyplňovat mezery, které doposud máme ve znalostech o vzniku a vývoji vesmírných objektů i celého známého vesmíru.
Video: BlueTides Simulation: Predictions for the First Galaxies and Quasars at the Cosmic Dawn - Yueying Ni
Video: Frontera - the Fastest Academic Supercomputer in the World
Literatura
Umělá inteligence poprvé simulovala vesmír: Rychle, přesně a nikdo neví jak
Autor: Stanislav Mihulka (27.06.2019)
TNG50 je nejvíce detailní simulací vesmíru v dosavadní historii
Autor: Stanislav Mihulka (01.12.2019)
„Kvantová simulace“ předvedla vesmír v první biliontině sekundy
Autor: Stanislav Mihulka (28.03.2021)
Diskuze:
Bloudíte v mlze
Petr Vojvodik,2023-03-06 21:33:06
Tedy spíš v mnozství prachu a elmag. Záření. Vaše černé hmotyenergie jsou jen vlhký sen
dotazy šťourala na odborníky
Jaroslav Kalina,2023-03-03 09:20:52
1) došlo při Velkém třesku k "dokonalému výbuchu na stejný typ prvotních "částic" a teprve pak se zase něco začalo s něčím slučovat - spojovat - vznikat nebo je nějaká úvaha, že některé části jaksi nedovybuchly (= např. zárodky nejstarších ČD?)?? 2) Dá se určit z dnešního pozorování pohybu ve vesmíru, kde zhruba k tomu našemu Velkému třesku došlo? 3) jsou nějaké teoretické úvahy, že prostor pro náš nekonečný vesmír je tak velký, že někde "na druhém" konci byl jiný velký třesk, akorát tak daleko, že k nám ještě tato informace "nedoletěla"? Nebo je už tady, ale my ji nedokážeme pozorovat neb zcela něco jiného, zatím nepozorovatelného?
Re: dotazy šťourala na odborníky
Vojtěch Kocián,2023-03-03 10:47:19
Nejsem odborník, ale můžu zkusit odpovědět:
Ad 1) Nebyl to úplně dokonalý výbuch. Kromě protonů (jader vodíku) vznikly i jádra helia a nějaké to lithium. Hypotéza vzniku primordiálních černých děr je, pokud vím, také validní, jen se podařilo osekat některé možnosti (jako tu, že jich bylo tolik, aby vysvětlily větší část temné hmoty)
Ad 2) Nedá. Pozorujeme nějaké nehomogenity reliktního záření, ale nevypadá to na indicie vedoucí k místu Velkého třesku. Pokud tedy má o něčem takovém cenu mluvit vzhledem k jeho charakteru.
Ad 3) Takové úvahy někde na okraji jsou, ale v principu nepatří do teorie Velkého třesku. Pokud při něm vznikl prostor a čas, tak předtím neexistoval pojem místa a času, takže
Re: Re: dotazy šťourala na odborníky
Vojtěch Kocián,2023-03-03 10:50:13
Pardon, uklepl jsem odeslání předčasně.
Pokud při VT vznikl prostor a čas, tak předtím neexistoval pojem místa a času, takže nemohlo existovat druhé místo a čas, kde by proběhl druhý VT. To částečně odpovídá i na otázku ohledně hledání místa, kde VT proběhl.
Re: dotazy šťourala na odborníky
Radim Křivánek,2023-03-03 13:49:57
2+3) Velký třesk není výbuch, ale rozepnutí prostoročasu. Místo kde nastal je z pohledu dnešního vesmíru "všude".
1) Až po velkém třesku se při snížení extrémní hustoty energie postupně vytvořily částice, které známe. Proč náš vesmír umožňuje právě takové a ne jiné částice, stejně jako jestli tato pravidla po velkém třesku dostála nějakých změn, je předmětem zkoumání astrofyziky a kosmologie.
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
