Největší záhady vesmíru: Jsou černé díry opravdu díry? (6.)

První úvahy o existenci objektů tak hmotných, že z nich neunikne ani světlo, a tudíž se vnějšímu pozorovateli budou jevit jako zcela černé (neviditelné), se objevily už na konci 18. století. Tehdy John Mitchell spočítal, že těleso, jehož hmotnost překoná určitou mez, bude mít tak silnou gravitaci, že jeho úniková rychlost převýší rychlost světla. 

Další díly seriálu:

• Co bylo před velkým třeskem
• Jak se zformovala struktura vesmíru
• Z čeho se skládá vesmír
• Je možné cestovat časem?
• Jaká je podstata sil kosmu?

Dnešní úvahy o černých dírách však mají svůj počátek v Einsteinových rovnicích obecné relativity. Z nich vyplynulo, že hvězda, která bude mít v okamžiku zániku určitou hmotnost, nedokáže žádnými myslitelnými prostředky vzdorovat snahám gravitace o zhroucení hmoty. Gravitace ji nakonec rozdrtí a veškerá její hmota se zhroutí do nekonečně malého objemu s nekonečně vysokou hustotou a nesmírně silnou gravitací. Takto alespoň černé díry popisovaly rovnice obecné relativity.

Černé díry se však dlouho považovaly za pouhá hypotetická řešení, kterým příroda v praxi vždy nějakým způsobem zabrání. Zmíněná nekonečna totiž vůbec nepůsobila věrohodně. Dnes již víme, že černé díry existují, nicméně jsme rovněž zjistili, že původní řešení určitě nejsou zcela správná. Na škálách tak miniaturních rozměrů už nelze opomíjet kvantové jevy a přes veškeré snahy dosud bohužel nemáme kvantovou teorii gravitace. Víme tedy, že černé díry existují, poměrně dobře chápeme jejich vnější projevy, ale velmi málo rozumíme reálným dějům v jejich nitru. Černá díra je totiž ukryta pod tzv. horizontem událostí, tedy pod hranicí uzavírající oblast, odkud nemůže uniknout ani jediný foton světla. 

Kdy najdeme řešení?

Je černá díra opravdu díra? Nebo jde o cestu do jiného vesmíru? Na tyto otázky asi nikdy nebudeme schopni odpovědět tak, že bychom se do černé díry podívali. Všechny současné znalosti nasvědčují, že neexistují holé černé díry, tedy takové, které by se neskrývaly pod horizontem událostí. A vstup dovnitř nelze doporučit – jedná se totiž o jednosměrnou cestu. Navíc, i kdyby se cestovatel smířil s vlastní smrtí, nedokáže z nitra černé díry poslat jedinou informaci. Posílení našich znalostí v této oblasti tak musí vést přes hlubší pochopení teoretických zákonů, zejména pak kvantové gravitace. Jisté náznaky výzkumů na dané téma existují, ovšem teorie dosud nelze ověřit experimentálně.