V obrovskom rozsahu kozmu patria čierne diery medzi najzaujímavejšie a najzáhadnejšie javy. Tieto gravitačné útvary, z ktorých nemôže uniknúť ani svetlo, už dlho fascinujú vedcov aj širokú verejnosť. Zvážme možnosť, že každá čierna diera je mostom do iného vesmíru. Tento fascinujúci koncept naznačuje, že náš vesmír by mohol v skutočnosti existovať vo vnútri čiernej diery patriacej do väčšieho vesmíru. Hoci sa táto predstava môže zdať ako z vedecko-fantastického románu, je predmetom vážnej vedeckej diskusie.

Teórie o vesmíre vo vnútri čiernej diery

Keď sa ponorímedo tejto priekopníckej cesty, rozvinieme teórie, ktoré naznačujú, že náš vesmír by mohol byť len malou súčasťou niečoho oveľa väčšieho, možno vnútri čiernej diery v rodičovskom vesmíre. Hovoriť o celom vesmíre vnútri čiernej diery je trochu extrémne, ale podľa tradičného všeobecnorelativistického popisu čiernych dier je to možné. Ak sa pridržiavame Einsteinovej verzie čiernych dier bez moderných úvah o požiarnych stenách a podobných špekulácií, je celkom predstaviteľné, že Zem práve prekročila hranicu čiernej diery a my všetci sme teraz vo vnútri čiernej diery. Prečo je to tak? Podľa Einsteinovej teórie hranica čiernej diery, tzv. udalostný horizont, nie je žiadna špeciálna poloha v priestore, ale obyčajný priestor s neobvyklou vlastnosťou, že po prekročení tejto polohy už nie je možné uniknúť. Pri prekročení udalostného horizontu čiernej diery však nepocítite žiadnu priamu fyzickú reakciu.

Hypotéza vesmíru vo vnútri čiernej diery

Ponorme sa hlbšie do prekvapujúcej hypotézy, že náš vesmír môže existovať vo vnútri čiernej diery. Táto myšlienka, hoci sa môže zdať pritiahnutá za vlasy, je zakorenená v zásadách fyziky a astronómie. Čierna diera je oblasť v priestore, kde je gravitačné pôsobenie také silné, že z nej nemôže uniknúť nič, ani svetlo. Predstava vesmíru vo vnútri čiernej diery vychádza z konceptu, že singularita v centre čiernej diery, kde sa hustota a gravitácia stávajú nekonečnými, by mohla potenciálne dať vznik novému vesmíru. Prečo to vedci považujú za možné? Zákony fyziky, ako ich poznáme, sa pri singularitách rozpadajú, čo znamená, že obvyklé pravidlá priestoru a času neplatia, čo by mohlo umožniť vznik nového vesmíru s jeho vlastnými zákonmi a konštantami.

Teória čiernej diery a Veľkého tresku

Jedna z teórií, tzv. teória čiernej diery a Veľkého tresku, predpokladá, že hmota z rodičovského vesmíru sa zrúti do čiernej diery, ktorá potom dá vznik novému vesmíru. Táto teória by mohla poskytnúť odpovede na niektoré z najhlbších otázok v kozmológii, napríklad vysvetliť uniformitu a plochosť nášho vesmíru, ktoré sú inak ťažko zlučiteľné len s teóriou Veľkého tresku. Navyše sa táto hypotéza zhoduje s konceptom kozmickej inflácie, kde sa vesmír exponenciálne rozširuje v prvých okamihoch po svojom vzniku. Obrovská gravitačná energia čiernej diery by mohla poskytnúť nevyhnutné podmienky pre takýto rýchly rozvoj.

Multiverzum a čierne diery

Existuje tiež fascinujúca možnosť, že každá čierna diera v našom vesmíre by mohla byť miestom vzniku nového vesmíru. Tento koncept multiverzá naznačuje, že existuje nekonečný cyklus vznikajúcich vesmírov z čiernych dier v iných vesmíroch, pričom každý má vlastné fyzikálne zákony a konštanty. Avšak táto teória má svoje výzvy. Podstata čiernych dier a singularít stále nie je úplne pochopená a myšlienka vesmíru vo vnútri čiernej diery vyvoláva otázky o povahe času a priestoru, ako aj samotnej reality. Hoci je to fascinujúca hypotéza, jej dokázanie zostáva významnou výzvou kvôli súčasným limitom našej technológie a poznania.

Fakty o čiernych dierach

Keď cestujeme záhadným svetom čiernych dier, odhaľme niektoré fascinujúce fakty o týchto kozmických zázrakoch. Čierne diery, oblasti priestoru, kde je gravitácia taká silná, že z nich nemôže uniknúť nič, ani svetlo, patria medzi najintrigujúcejšie fenomény vesmíru. Existujú rôzne typy čiernych dier, vrátane najmenších známych ako primordálne čierne diery, ktoré môžu byť veľké ako atóm. Napriek ich mystike čierne diery nie sú tajomné vysávače priestoru, ale sú to zvyšky kolabovaných hviezd s takou intenzívnou gravitáciou, že deformuje samotnú štruktúru priestoru a času. Zaujímavé je, že všetky čierne diery sú charakterizované len troma vlastnosťami: hmotnosťou, rotáciou a elektrickým nábojom. Navyše sa predpokladá, že v centre takmer každej galaxie, vrátane našej Mliečnej cesty, sa nachádza supermasívna čierna diera, ktorá zohráva kľúčovú úlohu pri formovaní a evolúcii galaxie. Štúdium čiernych dier naďalej vyzýva a rozširuje naše pochopenie vesmíru.

Kozmológia a čierne diery

Pri rozprávaní o kozmológii hovoríme o veľkoškálovej štruktúre vesmíru, teda o galaxiách a ako vznikli, ako sa vesmír vyvíjal od veľkého tresku, ale tiež o čiernych dierach. Čierne diery sú naozaj evokujúce veci. Myslím si, že každý o týchto zvláštnych veciach, teda o úplne kolabovaných hviezdach, z ktorých zrejme nič nemôže uniknúť, počul. V posledných rokoch, v skutočnosti v posledných dekádach, práca, ktorú začal Steven Hawking v 70. rokoch a mnohí ďalší, nám dala dôvod domnievať sa, že v nich je oveľa viac a začali nás nútiť prehodnotiť naše chápanie toho, čo sú priestor a čas. Je to naozaj čudná veta, môžete si myslieť, že priestor je aréna, v ktorej žijeme a čas len tiká. Ale zdá sa, že zo štúdia týchto vecí existujú stavebné bloky priestoru a času. Čierne diery sú akoby metaforou, že ich štúdiom začíname získavať hlboký pohľad na to, čo je naša realita v skutočnosti.

Hawkingovo žiarenie a informácia

Steven Hawking v 70. rokoch vypočítal, že čierne diery v oblohe žiaria ako uhlíky v oblohe a že vyžarujú, a tak s časom strácajú energiu a hmotnosť, a nakoniec zmiznú za obrovských časových škál. Je to veľmi dôležité, pretože to bola kľúčová vec pri snahe pochopiť, čo sa stane s vecami, ktoré do nich padnú. Keď si myslíte, že tieto veci existujú navždy, vtedy si myslíte, že je to v poriadku, zamknú sa vo vnútri, nikdy neuniknú, nezaujíma nás to. Ale keď sa vec odparuje, jedného dňa zmizne, zrazu musíte čeliť tejto otázke, čo sa stalo so všetkým, čo do nej padlo? Ak hodím knihu do čiernej diery, je nejako možné v ďalekej budúcnosti, ak zhromaždíte všetko toto tzv. Hawkingovo žiarenie, ktoré z nej vychádza, zrekonštruovať informácie v knihe? Táto jednoduchá otázka poháňala obrovské množstvo výskumu po dobu 50 rokov a bola v podstate vyriešená v rokoch 2019 a 2020. Tvrdí sa, že všetko znovu vyjde, všetky informácie vyjdú, takže v princípe v ďalekej budúcnosti by ste mohli zrekonštruovať informácie o všetkom, čo do nej padlo.

Rôzne typy čiernych dier

Často sa ľudia zamýšľajú nad čiernymi dierami ako nad týmito obrovskými štruktúrami, ktoré vznikajú z kolabovaných hviezd. V centre našej Mliečnej cesty existuje veľká čierna diera, ktorá má hmotnosť 4 milióny ráz väčšiu ako Slnko. Fotografia čiernej diery v galaxii M87, 55 miliónov svetelných rokov vzdialenej, má hmotnosť miliárd ráz väčšiu ako Slnko. Ale realita je taká, že akýkoľvek objekt, ak ho dostatočne stlačíte, sa stane čiernou dierou. Ak vezmete pomaranč a dostatočne ho stlačíte podľa Einsteinovej teórie relativity, stane sa čiernou dierou. Tieto veci nemusia byť nevyhnutne obrovské. Na druhej strane máme tiež intuíciu, že čierne diery sú veľmi husté, čo je zvyčajne spôsob, akým o nich premýšľame. Ale ak niečo urobíte dostatočne veľké, bez ohľadu na to, aká nízka je jeho hustota, tiež sa stane čiernou dierou. Môžete vyrobiť čiernu dieru z vzduchu, ak máte dostatočne veľkú guľu vzduchu, stane sa čiernou dierou.