Dlouho se zdálo, že záhadné černé díry existují výhradně v myslích teoretických fyziků. Nyní se díky úspěchům moderní vědy ukázalo, že skutečně existují. 14. září 2015 gravitační vlny poprvé oscilovaly časoprostor v amerických detektorech LIGO. Důkaz zvlnění časoprostoru, předpovídaný Albertem Einsteinem (1879–1955) o 100 let dříve, je zároveň experimentálním důkazem fyzické existence černých děr.
První měřený signál GW150914 vznikl ze dvou černých děr s 36 a 29 solárními hmotami, které se kdysi obklopovaly ve formě binárního hvězdného systému, až se nakonec sloučily do objektu 62 solárních hmot.
O několik měsíců později vědci zaznamenali gravitační vlny ze zdroje GW151226 z podobného systému. Tyto události ohromně šokovaly strukturu časoprostoru. A působivým způsobem potvrdili existenci tohoto neznámého kosmického netvora.
Ale co je obyčejnému muži známo o černých dírách? Jen několik faktů se jednou naučilo ve třídách astronomie škol. Pokusme se kompenzovat tuto mezeru ve znalostech. Představujeme prvních 10 zajímavých faktů o černých dírách ve vesmíru.
10. Může být nekonečně velká
Velmi velké černé díry mohou dosáhnout 105 až 1010 solárních hmot. Stále není jasné, jak vznikají a vyvíjejí se. Vědci naznačují, že v téměř každém středu galaxie je supermasivní černá díra.
Černá díra, která se nachází ve středu Mléčné dráhy, také patří do této kategorie s 3,6 miliony solárních hmot. Pokud je černá díra obklopena rotujícím diskem s prachem, může se hmota zahřát a začít zářit velmi jasně. Takové jevy se nazývají Seyfertovy galaxie nebo kvasary.
9. Sotva jsou znatelné
Černé díry je těžké najít, protože nevyzařují světlo. Procházející paprsky světla se odchylují od své oběžné dráhy v důsledku obrovské gravitační síly. Existují také černé díry, které „spí“ a začnou být aktivní, pouze když se hmota přiblíží.
Jelikož černé díry pohlcují veškeré světlo, jak to dělá mnoho lesklých vesmírných objektů na obloze, astronomové je nemohou přímo určit. Existuje však několik kláves, které ukazují přítomnost černé díry.
Na jedné straně silná gravitace černé díry přitahuje všechny okolní objekty. Astronomové používají tyto nepravidelné pohyby k odvození přítomnosti neviditelného monstra, které se skrývá poblíž.
Nebo se objekty mohou točit kolem černé díry a astronomové mohou hledat hvězdy, které se nezdají, že by se vůbec pohybovaly, aby nalezly pravděpodobného kandidáta na titul černé díry. Astronomové na konci roku 2000 označili Střelce A za černou díru.
8. Černé díry - obří vysavače
Někteří vědci nazývají černé díry obří shluky hmoty ve velmi malém prostoru. Také to uznávají černé díry fungují jako super silný vesmírný vysavač.
Přitahují hmotu a potom ji nemilosrdně absorbují jako masožravá rostlina v hlubokém větrání. Oni také chytí hvězdy, když oni padají do přitažlivé zóny takové černé díry. V tomto případě se hvězdná hmota otáčí kolem černé díry, zahřívá se a jasně září, než do ní zmizí.
V roce 2010 vědci pozorovali dalekohledem, jak obrovská černá díra doslova roztrhla hvězdu.
7. Ovlivnit čas
Podle Einsteinovy teorie relativity postupuje čas pro různé pozorovatele odlišně. Při rychlostech blízkých rychlosti světla plyne čas pro pohybující se tělo pomaleji. To znamená, že rychlost světla je absolutní hodnota, kterou je nereálné dosáhnout, a čas je vždy relativní.
Najednou Einstein dospěl k závěru, že gravitace se objevuje v důsledku zakřivení časoprostoru. Takovou pravidelnost nazval obecnou teorií relativity. Ve zakřiveném časoprostoru se všechny prvky pohybují po nejkratší cestě.
Obecná teorie relativity naznačuje, že rychlost času je přímo závislá na gravitačním poli.
Černé díry mají tak velkou hmotnost, že se ohýbají časoprostorem takovým způsobem, že v nich dochází k bezednému selhání. Jakmile se tam tedy vrátí, je již nereálné.
6. Házejte hmotu do vesmíru
Černé díry jsou také druhem všežravých jedlíků, kteří často rozdávají své umístění. Když přitahují okolní hvězdy, jejich silné gravitační a magnetické síly přehřejí dopadající plyn a prach a způsobí tak vyzařování záření. Součástí této světelné hmoty je černá díra ve vířící oblasti zvané akreční disk.
Zároveň zde nemusí nutně zůstat hmota, která začíná padat do černé díry. Černé díry mohou někdy házet padající hvězdnou hladuproměnit ji v jakési mocné radiační roušky.
5. Ne nálevky, ale koule
Ve většině učebnic a příruček astronomie jsou černé díry zobrazeny jako cesty. Je to proto, že jsou zobrazeny z hlediska gravitační studny. Ve skutečnosti černé díry se podobají kouli v jejich podobě.
4. Proč jsou černé
Navzdory skutečnosti, že černá díra nemá žádnou roli, má povrch - „horizont událostí“. V jistém smyslu je to omezovač, kterým nemůže nic proniknout ven - ani radiový signál, ani částice světla rotující obrovskými rychlostmi. Odtud přišlo slovo „černý“.
3. Fyzikální zákony se ve středu nevztahují
Pokud se černá díra otáčí, její horizont událostí je mírně zdeformovaný. Časový prostor jeho bezprostředního prostředí a existující hmota se však s ním otáčí. Tato oblast vlivu černé díry se nazývá ergosféra a má tvar elipsoidu. Hmota, která jednou vstoupila z vnějšku, se nemusí nutně vrhnout přímo do pastí na časoprostor, ale nejprve se s ní otáčí.
2. Žádná černá díra není jako ostatní
Supermasivní černé díry předpovídané Einsteinovou obecnou teorií relativity mohou mít hmotnosti rovné miliardám sluncí; tyto monstra se pravděpodobně skrývají ve středu většiny galaxií.
Mléčná dráha obsahuje ve své supermasivní černé díře, známé jako Střelec A, která je více než čtyř miliónkrát hmotnější než naše Slunce.
Drobní členové rodiny černých děr jsou stále teoretičtí. Tyto malé větry temnoty mohly ožít brzy poté, co se vesmír vytvořil v důsledku velkého třesku, asi před 13,7 miliardami let, a pak se rychle odpařili.
Astronomové také předpokládají, že ve vesmíru existuje třída předmětů zvaná středně velké černé díry, ačkoli důkaz o jejich existenci je stále kontroverzní.
1. Otevřel John Wheeler
John Archibald Wheeler razil termín „černá díra“ v roce 1967. Před tím se „otec“ teorie relativity Albert Einstein již zabýval černými dírami. Podle jeho názoru jsou černé díry místy časoprostoru, které jsou tak silně ohnuté, že světlo nemůže projít bez pohlcení.
V roce 1982 byl ve Velké Magellanově mračnu objeven první Velký otvor mimo naši galaxii ve vzdálenosti asi 150 000 světelných let.