Sciencemag.cz
Doporučujeme
Známá věta, že černá díra nemá vlasy, znamená, že k popisu černé díry nám stačí pouhé tři údaje: její hmotnost, rotace (hybnost) a elektrický náboj. Není důvod, proč by do černé díry měly padat spíše částice kladně než záporně nabité, takže celkový elektrický náboj by měl být cca nulový a vystačíme dokonce jen se dvěma parametry.
Z toho dále podle obecné teorie relativity vyplývá, že je jedno, co do černé díry předtím spadlo – příslušná informace se ztratí (a nijak ji nezjistíme z Hawkingova záření, v němž se černá díra nakonec vypaří; toho se týkaly i různé „Hawkingovy sázky“). Právě to vyjadřuje věta o chybějících vlasech – absenci dalších vlastností. Horizont černé díry je „hladký“.
Jenže kvantová fyzika to vidí jinak, zde informace tak snadno mizet nemůže. Z rozdílných popisů pak vyplývají i zapeklité paradoxy, např. známý paradox průchodu horizontem černé díry, kdy může jakoby dojít k rozpadu reality. Za určitých okolností padající člověk přežije a dokonce horizont nebude ani vnímat jako nějaké speciální místo, z pohledu vnějšího pozorovatele bude ale naopak spálen. Někdy se to vyjadřuje jako spor o to, zda je horizont černé díry chladný, nebo horký.
K vyřešení sporu mezi kvantovou fyzikou a obecnou relativitou bylo navrženo několik modifikujících, rozšířených verzí teorie relativity, které by již s kvantovou fyzikou mohly být v souladu; výsledky odlišné od běžné obecné relativity dávají obvykle pouze v extrémních situacích. Některé z nich obsahují jako další parametr nehmotné skalární pole. Podle nového rozšíření obecného relativity publikovaného ve Physical Review Letters by jeden z modelů mohl dávat jiný popis černé díry; v případě pomalé rotace nedojde k rozdílu, ale u rychle rotujících černých děr už dále neplatí, že „nemají vlasy“, tj. horizont lze již popisovat dalšími vlastnostmi. Ty bychom mohli pozorovat nejen poblíž horizontu (prakticky nemožné), ale ovlivňovaly by i proces slučování černých děr. Nakonec bychom tedy nový model měli mít možnost testovat pomocí (budoucích) detektorů gravitačních vln.
Alexandru Dima et al. Spin-Induced Black Hole Spontaneous Scalarization, Physical Review Letters (2020). DOI: 10.1103/PhysRevLett.125.231101
Zdroj: Universe Today / Phys.org a další
Poznámky PH:
Nicméně u pomalu rotujících černých děr by problémy a rozporný popis (vlastnosti horizontu, ztráta informace) stejně zůstávaly?
Jinak „rozpad reality“ při pozorování pádu do černé díry se někdy dává do souvislosti s tím, že obě reality se už nikdy nepotkají. Nelze za někým skočit a poslat mu informaci do černé díry („podívej, zahynul jsi“), padající objekt mířící k vnitřní singularitě jse už nedá dostihnout. Ale stejně to není uspokojivé. Přece jen: v teorii relativity se pozorovatelé liší třeba v tom, zda určité události vidí jako současné, nevidí ale úplně jiné události.
„Nehmotné skalární pole“ – v tiskové zpráva výše jako příklad uvedena teplota v místnosti. Každému bodu prostoru (prostoročasu) odpovídá číselná hodnota.
