Sciencemag.cz
Doporučujeme
Singularity vědci nemají rádi. Již nějakou dobu proto pracují na alternativních modelech černých děr, které je neobsahují. Nová studie Institute for Fundamental Physics of the Universe v Terstu podává přehled o současném stavu poznání v této oblasti. Popisuje dva alternativní modely a navrhuje testy, jimiž se jednotlivé verze (pseudo)černých děr bylo možné od sebe odlišit.
Mezi klíčové momenty při zkoumání černých děr patří první detekce gravitačních vln v roce 2015 – ze splynutí dvou černých děr – a mimořádné snímky pořízené dalekohledem Event Horizon Telescope (EHT) v letech 2019 a 2022. Žádné z těchto pozorování však neposkytuje definitivní odpovědi na otázky o povaze singularit („pozorování se zaměřují pouze na vnější část“, praví průvodní tisková zpráva). Zůstává stále možnost, že kvantové efekty gravitace umožní se bez singularit obejít.
Během setkání a workshopu specialistů na IFPU byly diskutovány tři hlavní modely černých děr: standardní černá díra předpovězená klasickou obecnou relativitou se singularitou i horizontem událostí; tzv. regulární černá díra, tj. model, který singularitu eliminuje, ale horizont zachovává; a imitace černé díry, která reprodukuje její vnější znaky, ale nemá ani singularitu, ani horizont událostí.
Studie také popisuje, jak by mohly vznikat regulární černé díry a „imitace“, jak by se případně mohly přeměnit jedna v druhou, a co je nejdůležitější, jaké testy/pozorování by mohly umožnit jednotlivé varianty od sebe odlišit.
„Regulární černé díry, a zejména imitace, nejsou nikdy přesně identické se standardními černými dírami – dokonce ani mimo horizont. Takže pozorování, která zkoumají tyto oblasti, by nám mohla nepřímo něco říci i o jejich vnitřní struktuře,“ uvádí spoluautor studie Stefano Liberati z IFPU.
Abychom toho dosáhli, budeme muset měřit jemné odchylky od předpovědí Einsteinovy obecné teorie relativity, a to pomocí stále dokonalejších přístrojů a různých pozorovacích metod. V případě „imitací“ by snímkování s vysokým rozlišením pomocí dalekohledu Event Horizon Telescope mohlo odhalit nečekané SISSA Medialabdetaily v ohybu světla kolem těchto objektů – například složitější fotonové prstence.
Gravitační vlny by mohly vykazovat jemné anomálie slučitelné s neklasickou geometrií prostoročasu. A tepelné záření z povrchu objektu bez horizontu (varianta „imitace“) by mohlo nabídnout další slibné vodítko.
Tento směr výzkumu by mohl přispět i k vývoji kvantové teorie gravitace, která by byla mostem mezi obecnou relativitou a kvantovou mechanikou.
Raúl Carballo-Rubio et al, Towards a Non-singular Paradigm of Black Hole Physics, Journal of Cosmology and Astroparticle Physics (2025). On arXiv: DOI: 10.48550/arxiv.2501.05505
Zdroj: SISSA Medialab / Phys.org, přeloženo / zkráceno
mi se libi klubko ze strun, ze castice ze strun se v cerne dire propoji do jednoho klubicka.