Černé díry jsou jako modly moderního věku. Výjimečné, záhadné, děsivé a zároveň vzrušující. Nevytvořily je sice dávná božstva, ale nezkrotné rovnice Einsteinovy obecné relativity, co na tom ale sejde. V každé černé díře podle všeho sedí singularita, tedy věc, co se vzpíná fyzikálním zákonům i našemu chápání. Otázkou ale je, kolik černých děr vlastně existuje.
Vědci americké Kalifornské univerzity v Irvine v nové studii tvrdí, že černých děr je spousta. Vlastně jich v Mléčné dráze máme mnohem víc, než jsme si mysleli. Kolem nás je možná až 100 milionů černých děr hvězdných velikostí. Student Oliver Elbert a jeho spolupracovníci to odhadli při statistickém průzkumu výskytu černých děr různých velikostí.
Jejich výzkum, který publikoval časopis Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, vlastně začal dnes již legendární detekcí gravitační vln na gravitační observatoři LIGO. Gravitační observatoř před rokem a půl zachytila vlny, které rozvířilo splynutí dvou černých děr o hmotnosti přibližně 30 Sluncí.
Podle spoluautora výzkumu Jamese Bullocka je bez debaty, že detekce prvních gravitačních vln, která znamenala cenné potvrzení Einstenovy obecné relativity, byla hvězdným úspěchem. Pravděpodobně to byl největší vědecký objev počátku 21. století. Jenže když vyprchaly emoce, tak přišly zajímavé otázky. Když splynuly dvě černé díry, každá o velikosti 30 Sluncí, jak časté vlastně jsou černé díry různé velikosti ve vesmíru? A jak často splývají? Vědci totiž doposud předpokládali, že většina černých děr, které vznikají zhroucením hvězdy, mají zhruba hmotnost našeho Slunce.
Elbert a jeho tým se tomu rozhodli přijít na kloub. Vyšli z modelů vývoje populací hvězd ve vesmíru. Zohlednili přitom, jak hvězdy postupně vznikají a zase zanikají, přičemž obohacují kosmický materiál o těžší prvky. Nakonec byli schopni odhadnout, kolik černých děr by mohlo být v té které galaxii. Velké galaxie hostí starší hvězdy a stejně tak hostí i starší černé díry. V Mléčné dráze by to podle nich mohlo být až zmíněných 100 milionů černých děr.
Většina z těchto černých děr se podle všeho nijak zvlášť neprojevuje. Jen tak si tiše sedí v kosmické prázdnotě. Občas nějaké z nich splynou, což teď už můžeme zachytit s přístroji gravitačních observatoří. Pokud jsou úvahy Elbertova týmu a dalších fyziků správné, tak bychom v dohledné době měli detekovat gravitační vlny ze splynutí černých děr třeba až o velikosti 50 Sluncí.
Literatura:
UCI News 7. 8. 2017, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society online 2. 8. 2017.
Co když černé díry nejsou brutální zabijáci, ale poklidní tvůrci hologramů?
Autor: Stanislav Mihulka (19.06.2015)
Mimořádná zpráva: Projekt LIGO ulovil gravitační vlny!
Autor: Stanislav Mihulka (11.02.2016)
Vítejte ve věku gravitační astronomie
Autor: Stanislav Mihulka (12.02.2016)
Diskuze:
Re: 100 milionů černých děr
Karel Rabl,2017-08-13 23:55:21
Taky si to myslím, když si vezmete obyčejný uragán je v něm oko kde je klid, stejně jako na jeho okrajích.Prostor který vytváří hmota je ohraničený jak z venku tak i zevnitř pokud se dosáhne právě vytvořením téhle dutiny a rychlost uniku hmoty přesáhne rychlost světla stejně tak jako na okrajích prostoru který hmota vytváří tedy vodivé prostředí pro elektromagnetické vlny.
Singularita
David Pešek,2017-08-11 20:47:26
A co když černé díry žádnou singularitu neobsahují? Co když je černá díra jen dalším stupněm koncentrace hmoty, tak jako v neutronové hvězdě jsou natlačeny elektrony do jader a vznikne hmota neutronů nahustěných na sebe, tak kolaps dalšího stupně tuto hmotu ještě více stlačí (kvarky těsně na sebe?), pod horizontem se nevytvoří singularita ale kulička koncentrované hmoty, která má rozměr, a s hmotností černé díry tento rozměr narůstá, a samozřejmě gravitaci tak silnou že úniková rychlost je větší nežrychlost světla a vytvoří tak horizont události, díky kterému vlastní těleso černé díry nevidíme
Re: Singularita
Marian Valentin,2017-08-11 23:55:01
Presne takto si predstavujem cierne diery. Netusim ci voci takejto predstave existuje nejaky silny protiargument, tak keby niekto vedel povedat, ci je to uplne nezmyselna predstava, rad sa naucim nieco nove a mohol by som vymyslat nove veci. Vopred dakujem, za pomoc pri tejto dileme.
Re: Singularita
Jiří Pospíšil,2017-08-12 17:51:19
Já to zatím vždy chápal tak, že gravitace natolik zakřivila prostor, že nastává zlom, singularita, kde ztrací kontinuitu a nelze spočítat, jaké jsou uvnitř poměry. Tedy ani nevíme, jak je to tam s rychlostí vůbec, natož únikovou. Tou singularitou jsem chápal přerušení spojitosti funkcí, které nám znemožňují zjistit cokoli jiného než hmotnost černé díry. Takže pro mě je černá díra deformací prostoru a ne kulička hmoty. Ale ona nejspíš je obojí.
Re: Singularita
Jan Novák9,2017-08-16 14:02:10
Kvarkové hvězdy jsou možné jako další stupeň neutronových hvězd ale pořád to nejsou černé díry = nemají horizont. Hmota kterou známe se skládá právě z kvarků které jsou v černé díře taky rozdrcené, tj. hmota jak ji známe tam neexistuje. Po zhroucení kvarkové hvězdy už není nic co by mohlo zastavit kolaps do bezrozměrného bodu - kromě gravitace která zpomaluje čas.
Takže hmota bude volně padat do centra rychlostí světla pár mikrosekund (podle velikosti horizontu) což zvenku může trvat do konce vesmíru. Pod horizontem může být koule z původní kolabující hvězdy kolabující rychlostí světla - pár milimetrů za tisíciletí z našeho pohledu.
Singularita znamená že fyzikální rovnice vycházejí jako nekonečné hodnoty, nebo vyžadují nekonečné hodnoty. Protože ze skušenosti vime že v našem světě nekonečné hodnoty fyzikálních veličin nejsou tak prohlašujeme že fyzika uvnitř černých děr selhává a říkáme tomu singularita. Singularity znamená "divný" nebo "zvláštní" v angličtině, v matematice bod kde se rovnoběžky protínají, ve fyzice místo kde měřená veličina nabývá nekonečnou hodnotu.
Počet černých děr.
Vlastislav Výprachtický,2017-08-11 18:18:54
Je to udivující počet predátorů- deintegrátorů těles a transformátorů hmoty. Skoro by se to dalo označit jako technické vesmírné služby pro očistu vesmírného prostoru. Něco podobného by bylo potřeba k likvidaci kosmického smeti v okolí naší planety.
Re: Počet černých děr.
Milan Krnic,2017-08-12 00:40:59
Tak je to jen představa. Jak to je reálně prostě nevíme, toto poznání leží mimo horizont našich možností (snad zatím).
Udivující mi spíš přijde, jak stále nabalujeme na desítky let starý základ hypotézy hypotéz učiněných z hypotéz na n-tou a říkáme tomu vědecká práce, teorie, někdy i fakt, atp.
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
