Gravitační astronomové potvrdili Hawkingův teorém plochy horizontu událostí

Černé díry jsou nejvíce extrémně objekty ve vesmíru, jaké připouští soudobá fyzika. Přesto, jak se zdá, i černé díry musejí dodržovat určitá pravidla. Jedním z takových pravidel je takzvaný Hawkingův teorém plochy. Slavný fyzik Stephen Hawking jej formuloval v roce už v roce 1971. Podle tohoto teorému se plocha horizontu událostí černé díry, tedy pomyslné hranice, zpoza které se již nic nemůže z černé díry dostat zpět, nemůže zmenšit.

Týká se to i situací, kdy se srazí a vzápětí splynou dvě černé díry. V takovém případě podle zmíněného teorému nemůže být plocha výsledné černé díry menší, nežli součet ploch horizontů událostí dvou původních černých děr, které splývaly. Pro astronomy bylo až donedávna nepředstavitelné, že by něco takového mohlo být pozorováno či dokonce ověřováno. Uplynulo půl století a Hawkingův teorém plochy zůstával nedoložený.

Připlouvají gravitační vlny

Všechno to radikálně změnil nástup gravitační astronomie. S pomocí gravitačních vln lze totiž zkoumat černé díry překvapivě detailně, skoro jako kdybychom byli poblíž nich. Saul Teukolsky z americké Cornell University s kolegy využil úplně první detekovaný gravitační signál splývajících černých děr GW150914 z roku 2015 a prověřil na něm platnost Hawkingova teorému plochy.

TIP: Nová teorie Stephena Hawkinga: Černé díry nemají vlasy, ale měkký kožíšek

Gravitační signál GW150914, stejně jako ostatní podobné signály, zachycuje situaci těsně před splynutím černých děr, samotné splynutí i situaci těsně po něm. Když vědci tento signál detailně analyzovali a prohnali jej sofistikovanými počítačovými modely, tak s velkou mírou statistické jistoty potvrdili, že plocha horizontu událostí černé díry vzniklé splynutím nebyla menší, než součet plochy obou původních horizontů událostí černých děr. Hawking trefil hřebík na hlavičku.