Vědci z Massachusettského technologického institutu (MIT) nalezli důkazy, že se plocha horizontu událostí černé díry nemůže nikdy zmenšit. Byla tak potvrzena teorie Stephena Hawkinga z roku 1971.
Jako černé díry astronomové označují objekty ve vesmíru s tak velkou hmotností, že vlivem gravitační síly nemůže jejich gravitační pole opustit žádný objekt ani světlo jako druh elektromagnetického záření. Ohraničuje ji tzv. horizont událostí. Ten si lze představit jako bariéru, za kterou už nepronikne žádné záření z černé díry. A právě slavný vědec dokázal matematicky před padesáti lety fakt, že se celková plocha horizontu událostí skupiny černých děr nikdy nemůže zmenšit.
Gravitační vlny důkazem
Jako důkaz fyzikům posloužily gravitační vlny. Jedná se o vlnění předpovězené Albertem Einsteinem už při zveřejnění obecné teorie relativity, které je důsledkem zakřivení časoprostoru. Podobně jako člověk dokáže svým skokem rozkmitat odrážecí plochu na trampolíně, také výbuch velkého vesmírného objektu způsobí vlnění samotného prostoru, které v roce 2015 poprvé dokázalo detekovat zařízení LIGO ve Spojených státech. Silné gravitační vlny vznikají také splynutím černých děr.
Právě na základě šest let starého přelomového pozorování se vědci rozhodli dokázat tvrzení ikonického fyzika, že plocha horizontu událostí takto vzniklého vesmírného objektu nebude menší než plocha dvou mateřských černých děr. Porovnáním tehdy zachyceného signálu před a po kolizi dokázali vědci tvrzení s 95% spolehlivostí. Podle jejich propočtů měla dvojice černých děr nejprve plochu horizontu přibližně 235 tisíc kilometrů čtverečních, po kolizi narostla celková plocha na 367 tisíc km čtverečních.
Budova MIT
Začátek cesty
„Je možné, že na světě existuje velké množství různých celistvých objektů. A zatímco některé z nich jsou černými děrami odpovídající Einsteinovým a Hawkingovým zákonům, jiné mohou mít jiný charakter,“ vysvětluje Maximiliano Isi, pracovník Kavliho institutu pro Astrofyziku a vesmírný výzkum MIT.
Výsledky výzkumu tak považuje pouze za začátek rozsáhlejšího pozorování podobných astronomických objektů, které může vést k dokázání stěžejních tvrzení astrofyziky. Kromě dat z LIGO by vědci chtěli použít také pozorování zařízení VIRGO v Itálii. „Docela se nám ulevilo, že naše výsledky odpovídají těm, které jsme očekávali, a potvrzují naše poznatky o komplikovaném slučování černých děr,“ dodává mladý vědec.
Hawkingův odkaz
Černou díru samotnou nelze zachytit na fotografii, protože rychlost potřebná k opuštění jejího gravitačního pole je větší než rychlost světla. Vidět však lze její okolí tvořené z horkého materiálu zahnutým velkou gravitací, které se poprvé podařilo zachytit v dubnu 2019 v rámci projektu Event Horizon Telescope. Koncept tohoto tělesa vznikl už na konci 18. století, až s rozvojem moderní fyziky během minulého století však začaly být zkoumány zákonitosti jejich chování. Práce vědce trpícího vzácnou amyotrofickou laterální sklerózou tak sklízí díky moderním metodám pozorování zralé ovoce až nyní.zdroj: eventhorizontelescope.org