Černé díry jsou ikonické rekvizity příběhů science-fiction, v nichž hrají roli portálů do jiného vesmíru, jiné dimenze nebo jiného času. Teď se ukazuje, že by to nemusela být až taková fantazie, jak si všichni obvykle mysleli. Asi není nutné zdůrazňovat, že černé díry jsou nejspíš nejzáhadnější objekty ve známém vesmíru. V jejich nitru by měla sedět singularita, v níž se fyzika vymyká zákonům i našemu chápání. Zároveň ale černé díry vykukují z Einsteinových rovnic obecné relativity, takže je vědci berou dost vážně, navzdory jejich neuvěřitelnosti.
V našem reálném světě si vědci a vlastně prakticky všichni, kdo vědí, co je černá díra zač, až doposud mysleli, že by černá díra nebyla moc vhodným portálem pro kosmické lety. Představovali jsme si to tak, že singularita – ve které podle stávajících teorií nabývá gravitační pole s dalšími veličinami nekonečných hodnot – zajistí postupné roztažení, rozžvýkání a nakonec kompletní vypaření každé kosmické lodi, která se pokusí o průlet černou dírou.
Fyzik Gaurav Khanna z Massachusettské univerzity v Darmouthu a jeho kolegové tvrdí, že černé díry mohou být velmi různé – a různé jsou i šance kosmických lodí na průlet gravitačních chřtánem kosmického netvora. Pokud jde o supermasivní černou díru, jaká je třeba v centru Mléčné dráhy, která rotuje, tak se podle Khanny osud případné prolétající kosmické lodi dramaticky změní. V takovém případě se prý singularita změní ve víceméně neškodného beránka, který umožní kosmické lodi velmi poklidný průlet – kamsi.
Jak už to v podobných případech bývá, Khannův tým byl inspirován Nolanovým filmem „Interstellar“. Khannovu doktorandku Caroline Mallary napadlo zkusit, jestli by hrdina filmu Cooper mohl v reálu přežít pád do Gargantui. To je rychle rotující supermasivní černá díra o hmotnosti 100 milionů Sluncí. Mělo to smysl, protože film vychází z knihy nobelisty Kipa Thorneho, který si při psaní zakládal na realistických parametrech Gargantui.
Mallary vytvořila počítačový model, zahrnující většinu zásadních fyzikálních mechanismů, které by působily na kosmickou loď, astronauta anebo jakýkoliv objekt srovnatelné velikosti, padající do rotující supermasivní černé díry.
A jak dopadlo? Badatelé zjistili, že objekt procházející singularitou rotující supermasivní černé díry za správných podmínek nepocítí žádné dramatické efekty. Dokonce se prý může stát, že by si toho na palubě prolétající kosmické lodi v podstatě nikdo nevšiml. Mallary ze svého modelu vyčetla, že působení singularity rotující černé díry by mělo vést k cyklům natahování a stlačování prolétávajícího objektu. U velmi velkých černých děr, jako je třeba Gargantua, by ale toto natahování a stlačování mělo být velice slabé, pod prahem lidského vnímání.
Khannův tým nezastírá, že zmíněný počítačový model zahrnuje několik zjednodušujících předpokladů. Hlavním z nich je to, že model uvažuje černou díru jako kompletně izolovaný objekt, který není ničím ovlivněný, ani okolním materiálem, ani zářením. Potíž je samozřejmě v tom, že skutečně supermasivní černé díry jsou obvykle obklopené spoustou kosmického plynu, prachu, a také záření. Proto by časem mělo dojít na podobnou studii, která naváže na uvedený model a zpracuje průlet objektu více realistickou rotující supermasivní černou dírou. Definitivní jistotu ale samozřejmě budeme mít, až naše mezihvězdné lodě doletí k nějaké vhodné černé díře a zkusí proletět skrz. Co asi najdeme na druhé straně?
Video: Physics Research: Gaurav Khanna
Literatura
The Conversation 9. 1. 2019.