Co je černá díra?
Na úvod je třeba říci, že černé díry jsou velmi málo prozkoumané a většinou na teoretické úrovni. Do roku 2019 mělo lidstvo pouze teoretické znalosti. Nicméně 10. dubna téhož roku se vědcům podařilo získat první fotografii supermasivní černé díry v rentgenovém spektru v centru galaxie Messier 87 (M87).
Co je černá díra
Velmi stručně řečeno, černá díra je nejtěžší a zároveň nejmenší možný objekt ve vesmíru.
Černá díra je objekt ve vesmíru, ve kterém je stlačeno obrovské množství hmoty. Pro hrubé pochopení rozsahu komprese si představte hvězdu, která je 10 - 100 - 1 000 000krát větší než Slunce a je stlačená do koule o průměru Kyjevské oblasti. V důsledku neuvěřitelné hustoty je zde velmi silné gravitační pole, z něhož neunikne ani světlo.
Proč se tak černým dírám říká?
Černé díry mají nepředstavitelnou gravitaci, tak silnou, že i ty nejmenší částice, jako jsou fotony (částice viditelného světla). nemůže překonat sílu a na chvíli se pohybují rychlostí světla. Právě proto, že se světlo od povrchu neodráží (respektive nemůže překonat gravitační sílu), zůstávají "černé díry" navenek temnými oblastmi pro jakákoli existující pozorovací zařízení, výše uvedené tedy vůbec neznamená, že povrch černé díry je černý, prostě jej nelze zvenčí vidět, což je paradox, a zdaleka ne jedinečný!
Oblast prostoru kolem černé díry, za kterou nemůže uniknout (vrátit se) hmota ani žádné částice, včetně světelných kvant, se nazývá . V horizontu událostí se jakýkoli objekt, těleso, částice pohybuje, existuje pouze uvnitř černé díry a nemůže uniknout mimo ni, za horizont událostí. Vnější pozorovatel, který se nachází vně horizontu událostí, nemůže pozorovat, co se děje uvnitř.
S horizontem událostí není to všechno Není to tak jednoduché, díky kvantovým efektům vyzařuje energii (proud horkých částic) do vesmíru. Tento jev je známý jako Hawkingovo záření a teoreticky díky němu může černá díra přestat existovat (postupně se vypařuje a vyzařuje energii) a proměnit se ve vyhaslou hvězdu. Toto tvrzení platí v kvantové fyzice, kde se hmota může pohybovat tunelováním a překonávat překážky, které za běžných podmínek nelze překonat.
Není přesně známo, co se stane s hmotou, když ji gravitační síly černé díry přitáhnou a ona překročí horizont událostí. Z teoretického hlediska je pravděpodobné, že těleso/hmota po průchodu horizontem událostí vstoupí do tzv. singularity a předtím se vlivem gravitačních sil zhroutí.
Gravitační singularita je bod v časoprostoru, kde fyzikální zákony, na které jsme zvyklí, nefungují nebo fungují jinak. Například veličiny popisující gravitaci za normálních podmínek mohou být za podmínek singularity nekonečné nebo neurčité.
Proč se na fotografii kolem černé díry objevuje luminiscence?
Podívejte se na toto video na YouTube
O axiálních prstencích černé díry
Záře kolem černé díry není vytvořena photoshopem ani speciálními počítačovými efekty. Podle zákonů přitažlivosti černé díry přitahují vše, co se nachází v jejich gravitační zóně. Mohlo by jít o plyn, prach a další látky. V tomto případě hmota, která se dostane pod přitažlivost černé díry, nespadne na její povrch okamžitě, ale začne se otáčet po kruhové dráze. Při rotaci se zahřívá v důsledku obrovské rychlosti a tření a vyzařuje rentgenové záření. Viditelná rotace svítící hmoty se nazývá akreční disk a právě ten je zobrazen na fotografii černé díry na začátku tohoto článku.
Jaké jsou další způsoby detekce černých děr?
Teleskopy, které zkoumají černé díry, se dívají na jejich okolí, kde se materiál nachází velmi blízko horizontu událostí. Materiál se zahřeje na miliony stupňů a rozzáří se rentgenovým zářením. Obrovská gravitace černých děr také deformuje samotný prostor, takže můžete pozorovat účinky neviditelné gravitace na hvězdy a další objekty.
