Lidstvo hledí poprvé v historii do absolutní temnoty černé díry. Einsteinovy rovnice ji přesně předpověděly

Vědci očekávají, že se v budoucnu podaří získat i obrázek černé díry Sagittarius A, která sídlí uprostřed Mléčné dráhy. Bude to ale složitější, neboť je menší. Vědci navíc věří, že se podaří časem pořídit nejen obrázek, ale i video.

Některé černé díry pohltí vše, co se k nim přiblíží, jiné jsou poměrně vybíravé. Platí to zřejmě i o Behemotovi sídlícím uprostřed Mléčné dráhy. Černá díra některý materiál, který se k ní dostane, nespolkne, ale vystřelí do vesmíru. Tyto plazmatické výtrysky dosahují rychlostí blízkých rychlosti světla. Lze je pozorovat i na pořízeném snímku.

Vědci zveřejnili unikátní snímek okraje černé díry

Výtrysky některých černých děr se rozprostírají i do vzdáleností odpovídajících velikosti galaxie. Co za tím stojí, vědci nevědí. Domnívají se, že to souvisí s magnetickým polem. Právě data o magnetickém poli u zachycené černé díry by měli vědci získat již brzy.

Černá díra může vzniknout při kolapsu hmotné hvězdy a pravděpodobně i při velkém třesku. Jak vznikly supermasivní černé díry uprostřed galaxií, vědci nevědí. I na tuto otázku by mohla pomoci odpovědět v budoucnu data teleskopu EHT.

Každá černá díra ovšem pravděpodobně ukrývá singularitu a ohraničuje ji horizont událostí. Singularita je bod o nekonečné hustotě. Horizont událostí je mez, za níž už není návratu. Na zveřejněném snímku tvoří hranici mezi temnotou uprostřed a zářící hmotou. Pro vědce je to ovšem jedno z nejzajímavějších míst v celém vesmíru. Proč? Možná ukrývá odpovědi na otázky, jak všechno začalo, zda lze předpovídat budoucnost, a pokud ano, tak jak to skončí.

Gravitační síla s přibližováním se k horizontu událostí prudce narůstá. Pokud by se astronaut k horizontu přiblížil, černá díra by ho roztrhala na kusy. Pokud by postupoval nohama napřed, působila by na jeho nohy výrazně vyšší gravitace než na hlavu, což by se mu stalo osudným. Dokonce se pro tento osud astronautů snažících se vkročit do černé díry vžil pojem špagetizace.

Supermasivní černé díry sledované teleskopem EHT jsou ovšem tak velké, že rozdíl v gravitaci je nižší. Astronaut by tak přechod horizontu událostí přežil. Dosáhl by singularity a splynul s ní na věčnost. Tedy mysleli si to fyzici do doby, než přišel Stephen Hawking, jenž ukázal, že ani černé díry nejsou nesmrtelné.

Hawking došel k poznání, že se horizont událostí nemůže zmenšovat. Pouze se zvětšuje, když černá díra pohlcuje další hmotu. To Hawkingovi nápadně připomnělo takzvanou entropii, která se chová stejně – může se pouze zvětšovat. Entropií se rozumí to, že svět kolem nás je stále více neuspořádaný. K této neuspořádanosti vesmíru přispívá třeba každý lidský výdech. Zcela jednoduše si to lze představit na dětském pokoji. Když se tam nebude týden uklízet, počet rozházených hraček se zvýší, a tím se zvýší celková entropie – neuspořádanost systému.

Horizont událostí pak odráží entropii černé díry. Tedy pokud do ní někdo upustí hodinky, černá díra je roztrhá na elementární částice a entropie – tedy plocha horizontu událostí – se zvětší. To ale znamená, že má teplotu. Pokud má těleso nějakou teplotu, musí nutně emitovat záření. Stejně jako rozžhavený sporák nebo člověk. Jenže to bylo v příkrém rozporu s definicí černé díry před Hawkingem. A pokud něco emituje záření, ztrácí postupem času svou energii a hmotnost. Dokonce i černé díry se časem odpaří.

Hawking zároveň spojil svět, ve kterém platí Einsteinova obecná teorie relativity, a svět kvantové fyziky. Vytvořil cestičku k teorii všeho. Hawkingovo záření bylo už několikrát, zatím ale jen matematicky, potvrzeno na v laboratoři vytvořených analogiích černých děr. Naposledy před několika týdny. Vědci doufají, že data z pozorování teleskopem EHT by jim mohla udat další směr zkoumání. Už jen proto, že singularita není jen v černých dírách, ale byla i na počátku vesmíru.

Když se černá díra vlivem Hawkingova záření nakonec vypaří, zůstanou dvě otázky. Co se stalo s nebohým astronautem, jenž do ní kdysi spadl? Kde je informace o tom, že do ní vůbec někdy spadl? Tyto zdánlivě nevinné otázky jsou naopak jedněmi z nejobtížnějších, kterým vědci čelí. Znamená to, že černá díra informace ničí. A pokud jsou informace ničeny, nelze na základě fyzikálních zákonů předpovídat například budoucnost vesmíru. Z vakua se mohou vynořovat virtuální černé díry. Taková černá díra se objeví, pohltí informaci, zničí ji a vypaří se. To by ovšem znamenalo, že i vzpomínky každého člověka mohou být jen iluzí.

Vědci jsou z těchto důsledků nešťastní. Navzdory snahám trvajícím již čtyřicet let se jim ale nedaří přijít s úplnou teorií, která by informační paradox černých děr vyřešila. Byť v posledních letech svítá naděje. Hawkingovy poslední výpočty ukázaly, že horizont událostí by mohl obsahovat informaci i o tom, co do samotné černé díry spadlo. Ve své poslední knize sám Hawking píše, že je optimistický, že řešení přijde.

Hledět na horizont událostí a do temnoty černé díry znamená hledět do minulosti i budoucnosti vesmíru zároveň. Kdyby Hawking ještě žil a mohl vidět to, co ve středu uzřelo celé lidstvo, nejspíš by mu tekly slzy. Konečně by viděl  to, čemu věnoval celý svůj život. Pokud se ale nemýlil ani ve svých dalších pracích, které mimo jiné předvídají existenci paralelních světů, zažil ve středu jeden z nejkrásnějších dnů svého paralelního života.