Zvětšit obrázek

Nová kategorie červích děr. Kredit: NewScientist.

Vlastně to začalo docela nenápadně. Jak dnes ví každé dítě, když se nějaký astronaut zatoulá příliš blízko k černé díře, tak skončí špatně. Obecná relativita praví, že se z něj stane nudle. Běsnící gravitace by si měla astronauta pěkně natáhnout. Jenže, vědci si prostě nedají pokoj. Když Joseph Polchinski z Kalifornské univerzity v Santa Barbaře a jeho kolegové loni zkoumali kvantové záležitosti kolem černých děr, tak narazili na zajímavý problém. Zdá se, že fotony Hawkingova záření, které vyzařuje černá díra, jsou kvantově provázány, čili entanglovány s vnitřkem černé díry, a také mezi sebou navzájem. To je ale porušení pravidla ze světa kvantové mechaniky, podle něhož částice nemohou být entanglovány víckrát najednou.

Zvětšit obrázek

Juan Maldacena. Kredit: Jimmy Day.

Ve snaze zachránit single sklony entanglovaných fotonů Polchinski s kolegy navrhl, že se entanglement fotonů vyzářených z černé díry záhy zhroutí a na horizontu událostí černé díry v důsledku toho plápolá stěna energie. Potíž je ale zase v tom, že se taková ohnivá zeď protiví obecné relativitě, neboť by se na ní padající astronaut spíš uškvařil, než aby se v souladu s klasickou představou stal nudlí. Takže nudle anebo škvarek? Tohle je, dámy a pánové, paradox ohnivé zdi černé díry (black hole firewall paradox).

Zvětšit obrázek

Leonard Susskind. Kredit: Jonathan Maltz. Wikimedia Commons.

Se zajímavým a velice smělým řešením zapeklitého paradoxu nedávno přišli Juan Maldacena z Institutu pokročilých studií v Princetonu a Leonard Susskind ze Stanfordu. Navrhují úplně nový druh červích děr, s jejichž pomocí by bylo možné vyřešit výše zmíněné trable s entanglementem. Nejprve se jim povedlo ukázat, že červí díry, které obvykle popisují rovnice obecné relativity, se objevují i v rovnicích kvantové mechaniky. Pokud jsou dvě černé díry entanglovány, projeví se to podle nich právě takovými červími děrami.

Maldacena a Susskind poté svůj nápad rozvinuli a vztáhli ho i na jednu černou díru a její Hawkingovo záření. Ukázalo se, že když se mezi fotony Hawkingova záření a černou dírou vinou červí díry, tak už s tím kvantová mechanika nemá takový problém. Pokud by to takhle fungovalo, tak kolem černé díry možná nemusí být žádná ohnivá zeď, obecná relativita si může oddechnout a na světě by bylo o jeden lstivý paradox méně. Podle Patricka Haydena z McGillovy univerzity v Montrealu je to docela přesvědčivé, ale bude podle něj ještě nutné na téhle věci zapracovat. Polchinski je opatrně optimistický a vnímá nápad s červími děrami jako inspirující, i když i on očekává ještě spoustu práce. Maldacena se Suskindem navíc podotýkají, že i v jejich konceptu červích děr je prostor pro energetické ohnivé zdi. Prý by je mohl způsobit vnější pozorovatel určitou manipulací Hawkingova záření. Není vyloučeno, že by tím skrz červí díru vyslal rázovou vlnu, která by se jevila jako energetická zeď. Tohle už zní jako psychedelická sci-fi, autoři nicméně doufají, že nás podobné úvahy navedou blíž k vytoužené teorii kvantové gravitace.

Literatura

NewScientist 20.6. 2013, arXiv:1306.0533, Wikipedia (Firewall – physics).