Kosmologové si dlouho pohrávají s myšlenkou, že by velmi krátce po Velkém třesku mohly v místech s nejvyšší koncentrací hmoty vzniknout primordiální černé díry. Pokud k tomu došlo, mohly se tehdy objevit černé díry velmi rozmanitých velikostí, včetně třeba velikosti pouhého atomu. Objevování těchto pradávných černých děr se ale ukázalo být velmi tvrdým oříškem.
Žádné primordiální černé díry nebyly doposud nalezeny. Pokud přece jenom existují, mohly by být vysvětlením pro určitou část temné hmoty, jejíž působení tušíme ve vesmíru kolem nás. Bohužel, jak temná hmota, tak i primordiální černé díry se velmi špatně hledají, protože za normálních okolností nejsou vidět. Naštěstí jsou i méně obvyklé okolnosti.
Věčný inovátor Avi Loeb z Harvard University ve své nové studii navrhuje, že bychom mohli využít pozemní gravitační observatoře, tedy trio LIGO, Virgo a KAGRA k detekci primordiálních černých děr, přímo tady u nás ve Sluneční soustavě, obzvláště pokud by se pohybovaly rychlostí blízkou rychlosti světla. Anebo k detekci podobných objektů.
Jak říká Loeb, doposud jsme zachytili gravitační vlny ze srážek objektů extrémních v podstatě hvězdných velikostí, jako jsou černé díry nebo neutronové hvězdy. Nejsou to ale všechny možnosti. Pokud by se podle Loeba poblíž Země pohyboval hmotný objekt relativistickou rychlostí, při největším přiblížení k Zemi by vygeneroval gravitační signál, jehož parametry by závisely na konkrétní hmotě a rychlosti objektu.
Má to ale háček. Muselo by k tomu dojít ve vzdálenosti zhruba odpovídající poloměru naší planety, což je asi 6 378 km při měření na rovníku. Vzhledem k současným možnostem zmíněných gravitačních observatoří bychom mohli detekovat prolétající objekt o hmotnosti 100 megatun, tj. asi jako planetka o průměru pár set metrů, letící rychlostí blízkou rychlosti světla, pokud by ovšem dodržel uvedenou maximální vzdálenost.
V rámci tohoto scénáře je jasné, že nemůže jít o planetku či něco podobného z klasické hmoty. Takového nárazu do Země bychom si určitě všimli. Naopak ideálním kandidátem by byla primordiální černá díra velikosti atomu, která by bez většího vzrušení prolétla Zemí jako nic.
Od roku 2015, tedy v době, kdy dokážeme detekovat gravitační vlny, jsme takovou událost nezaznamenali. Neznamená to hned nutně, že primordiální černé díry neexistují. Detekční možnosti jsou velmi omezené. Pokud by se taková „atomární“ černá díra pohybovala dál než ve vzdálenosti odpovídající poloměru Země anebo pokud by letěla pomaleji, nevšimli bychom si jí. Je to ale každopádně negativní výsledek pátrání po primordiálních černých dírách, další v už poměrně dlouhé řadě.
Video: Deep Dive Into Primordial Black Holes
Literatura
Vznikly primordiální černé díry jako supermasivní gravitina?
Autor: Stanislav Mihulka (10.01.2021)
Webbův teleskop může potvrdit, že temnou hmotu tvoří primordiální černé díry
Autor: Stanislav Mihulka (03.01.2022)
Je vesmír plný ultralehkých primordiálních černých děr?
Autor: Stanislav Mihulka (07.05.2024)
Pokročilé civilizace by se mohly prozradit černoděrovým měsícem
Autor: Stanislav Mihulka (25.08.2024)
Diskuze:
Libor Zak,2024-09-05 10:02:00
Ono je otázkou, co je míněno rychlostí blízkou rychlosti světla. Pokud to je něco co se pohybuje rychlostí do 99,9% rychlosti světla, a možná ještě pár devítek za desetinou čárkou, tak možná, pokud se ale bavíme o rychlostech skutečně blízkých rychlosti světla, tak nějaká hmotnější černá díra by se touto rychlostí ani nemohla pohybovat. Naopak u extrémně malých černých děr je skutečně velmi blízká rychlost světla dokonce asi i podmínkou jejich hypotetické existence. Protože v takovém případě se silně projeví dilatace času a subjektivní čas života černé primordiální černé díry je dostatečně krátký na to, aby se nestihla vypařit vlivem Hawkingova záření. Osobně si myslím, že se žádná černá díra nemůže pohybovat rychlostí blízkou rychlosti světla. Tuto rychlost má její hmota už obsaženu v sobě v podobě horizontu událostí, aby se pak pohybovala ještě prostorem touto rychlostí by mělo být podle teorie relativity nemožné. to co vnímáme jako vzájemnou rychlost hmotných předmětů typu černá díra, třeba dvě centrální supermasivní díry k sobě se blížících galaxií, je patrně spíše ubytek prostoru mezi nimi. A ještě jedna taková zajímavá darebnost od teorie relativity. Čím více se hmota blíží reálné rychlosti světla, tím větší je její váha a prodlužuje se její délka (z pohledu pozorovatele), při rychlosti světla v podstatě dosáhne nekonečna(váha). To znamená, že pokud urychlíte na rychlost světla třeba atom, tak se bude jevit jako primordiální černá díra, špagetoidní černá díra. Jako špageta by nejspíš vypadala i přirozená primordiální černá díra, kterou na téměř rychlost světla urychlil třeba velký třesk. Já tedy důvěřuji teorii velkého třesku čím dál méně, ale to jsou jen mé pocity.
Re:
F M,2024-09-09 23:32:51
To roztočené kolo - k těm relativním změnám rozmerům/kontrakci, ono se to dá trochu přenést i na tu černou díru a pohyb (že to nefunguje tak jednoduše a lineárně jak intuice káže): https://en.wikipedia.org/wiki/Length_contraction
Pokud by pohyb ČD byl "fixován" jak píšete rychlostí v ní již obsaženou (nevím jistě jestli chápu přesně co tím myslíte, předpokládám nepřekročitelnost rychlosti světla v součtech rychlostí), tak by ČD musely být nehybné/neovlivnitelné okolím. Pokud zkolabuje třeba hvězda tak její moment hybnosti/relativní pohyb vůči okolí zůstává zachován, v dostatečné vzdálenosti se chová stejně jako jakákoli jiná hmota, až blíže k horizontu se začínají objevovat rozdíly, ale je to vždy "jen lokální" se všemi těmi souvislostmi s relativitou, které jsme tu probírali již vícekrát. A pro ty oblasti, nad horizontem (pod nevíme), se "jen mění ta čísla za desetinou čárkou u c podobně jako u "běžného" zrychlování k c (tedy osekaně a zjednodušeně).
S těmi malými ČD a pohybem máte pravdu, současnosti by se neměly dožít ČD lehčí než 10E11 kg ("v klidu" izolace/karanténa/mor na to "v klidu" ;-). Leda by tam byly ještě nějaké záludnosti ve vlastnostech (topologii, vzniku) prostoru při jejich vzniku, ale o ničem takovém nevím (což moc neznamená, proto to raději i jako otázku zmiňuji).
selsky rozum
Zdeno Janeček,2024-09-05 07:33:48
Je asi zrejme, ze vsechny objekty sneruji od mista Velkeho tresku smerem ven.
Teda je velmi nepravdepodobne, ze by se nektere otocili o 180st. a vracely se do mista vzniku.
---
Ono je vlastne velmi otazne, kde byl ten Velky tresk ??
Re: selsky rozum
Jsem To ja,2024-09-05 09:47:05
Pri velkem tresku vnikl vsechen dnesni prostor, ktery se od te doby jen roztahuje. Takze, lehce filozoficky vzato, byl velky tresk na kazdem miste ve vesmiru ;-).
Re: selsky rozum
Vladimír Wagner,2024-09-06 09:31:07
Při Velkém třesku jde o rozpínání prostoru a jak už bylo v předchozí reakci, toto rozpínání tak probíhá v každém místě vesmíru. U objektů ve vesmíru je to tak, že se všechny od sebe vzdalují, není tak žádné místo, odkud by směřovaly ven.
Nejlépe se to vysvětluje na povrchu nafukovaného balónku. Pokud jsou na něm namalované tečky, tak se vzájemně od sebe vzdalují, ale není na balónku místo, od kterého by všechny směřovaly (jako by tomu bylo při explozi v nějakém místě, jak si to představujete).
Čili Velký třesk by v celém vesmíru a v každém jeho místě.
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
