Ve vesmíru není nic, co by vzbuzovalo úžas a záhadnějšího člověka než černá díra. Kvůli své masivní gravitaci a schopnosti absorbovat i světlo vzdorují našim pokusům je pochopit. Všechna jejich tajemství se skrývají za závojem horizontu událostí.
Jak vypadají? nevíme. Absorbují veškeré záření, které vyzařují. jak jsou velké? Mají velikost, nebo by mohly být nekonečně husté? prostě nevíme. Ale je pár věcí, které můžeme vědět. Třeba jak jsou masivní a jak rychle se točí.
Počkej co? Předení?
Vezměme si hmotnou hvězdu, která přišla před černou díru. Vznikla ze sluneční mlhoviny a získala svou rotaci zprůměrováním hybnosti všech jednotlivých částic v oblaku. Jak vzájemná gravitace stahovala hvězdu k sobě, díky zachování momentu hybnosti rotovala rychleji. Když se hvězda stane černou dírou, stále má veškerou tuto hmotnost, ale nyní je stlačena do nekonečně menšího prostoru. A aby se tento moment hybnosti zachoval, rychlost rotace černé díry se zrychluje... hodně. Celá historie všeho, co kdy černá díra spotřebovala, je zprůměrována na jediné číslo: rychlost rotace.
Pokud by se černá díra mohla zmenšit na nekonečně malou velikost, mysleli byste si, že rychlost rotace by se také mohla zvýšit do nekonečna. Ale černé díry mají rychlostní limit.
„Otáčení černé díry má omezenou rychlost. Je to dáno tím, že čím rychleji se černá díra točí, tím menší je její horizont událostí.'
To je Dr. Mark Morris, profesor astronomie na UCLA. Většinu svého času věnoval výzkumu záhad černých děr.
'Existuje tato oblast, nazývaná ergosféra, mezi horizontem událostí a jinou hranicí, venku.' Ergosféra je velmi zajímavá oblast mimo horizont událostí, ve které se mohou objevit různé zajímavé efekty.“
Vědci měří rychlost rotace supermasivních černých děr rozložením rentgenového světla do různých barev. Obrazový kredit: NASA/JPL-Caltech
Představte si horizont událostí černé díry jako kouli ve vesmíru a pak tuto černou díru obklopuje ergosféra. Čím rychleji se černá díra točí, tím více se tato ergosféra zplošťuje.
„Omezení rychlosti je dáno horizontem událostí, případně při dostatečně vysoké rotaci dosáhne singularity. Nemůžete mít to, čemu se říká nahá singularita. Nemůžete mít singularitu vystavenou zbytku vesmíru. To by znamenalo, že singularita sama o sobě může vyzařovat energii nebo světlo a někdo venku by to mohl skutečně vidět. A to se nemůže stát. To je fyzické omezení toho, jak rychle se může otáčet. Fyzici používají jednotky pro moment hybnosti, které jsou vrženy z hlediska hmotnosti, což je zvláštní věc, a rychlostní limit lze popsat tak, že moment hybnosti se rovná hmotnosti černé díry, a to určuje rychlostní limit.
Jen si představ. Černá díra se točí do bodu, kdy se právě chystá odhalit. Ale to je nemožné. Fyzikální zákony to nedovolí točit rychleji. A tady je ta úžasná část. Astronomové skutečně detekovali supermasivní černé díry otáčející se na limitech předpovídaných těmito teoriemi.
Jedna černá díra v srdci galaxie NGC 1365 se otáčí rychlostí 84 % rychlosti světla. Dosáhlo kosmického rychlostního limitu a nemůže se točit rychleji, aniž by odhalilo svou jedinečnost.
Vesmír je bláznivé místo.
Podcast (audio): Stažení (Trvání: 4:27 – 4,1 MB)
Předplatit: Apple podcasty | RSS
Podcast (video): Stažení (95,3 MB)
Předplatit: Apple podcasty | RSS