Sciencemag.cz
Doporučujeme
Vědci ukázali, že je teoreticky možné, aby černé díry existovaly v dokonale vyvážených dvojicích, které jsou udržovány v rovnováze kosmologickou silou a vypadají jako černá díra jediná.
Příslušnou studii publikovanou ve Physical Review Letters provedli vědci z univerzit v Southamptonu, Cambridge a Barceloně.
Konvenční teorie o černých dírách, založené na Einsteinově obecné teorii relativity, obvykle vysvětlují, jak mohou statické nebo rotující černé díry existovat samy o sobě, izolované v prostoru. Binární černé díry nejsou při tomto popisu dlouhodobě stabilní, gravitace nakonec způsobí jejich spojení (poznámka: fúze černých děr opravdu pozorujeme jako zdroj gravitačním vln). Podle nové studie však toto platí pouze ve statickém vesmíru. V našem rozpínajícím se vesmíru (a navíc ve vesmíru s temnou energií, kde se rychlost rozpínání zvyšuje) mohou dvojice černých děr existovat stabilně, a to navíc způsobem, který pro nás podstatu těchto objektů bude maskovat a z dálky dokážeme jen obtížně zjistit, že nejde o černou díru jedinou.
Autoři nové studie pomocí složitých numerických metod ukázali, že dvě statické (nerotující) černé díry mohou být v rovnováze – jejich gravitační přitažlivost je přesně kompenzována rozpínáním vesmíru spojeným s kosmologickou konstantou. Dokonce i při zrychlování stále se rozpínajícího vesmíru pak černé díry zůstávají uzamčeny v pevné vzdálenosti od sebe. Jakkoli se je rozpínání může snažit od sebe odtrhnout, gravitační přitažlivost bude tento efekt vyrovnávat. (Poznámka PH: což zcela laicky tedy vypadá divně, pokud se rozpínání zrychluje a gravitační přitažlivost přitom zůstává konstantní; no ale tak co může laik k černých děrám vůbec říci…)
Spoluautor studie Jorge Santos z University of Cambridge k tomu dodává: „Naše teorie je prokázána pro dvojici statických černých děr, ale věříme, že by se dala aplikovat i na ty rotující. Také se zdá pravděpodobné, že by naše řešení mohlo platit pro tři nebo dokonce čtyři černé díry, což otevírá celou řadu dalších možností.“
Óscar J. C. Dias et al, Static Black Binaries in de Sitter Space, Physical Review Letters (2023). DOI: 10.1103/PhysRevLett.131.131401
Zdroj: University of Southampton / Phys.org
Rozpinani Vesmiru se projevuje tak, ze na dve telesa pusobi odpudiva sila primo umerna vzdalenosti techto teles. Je-li tato odpudiva sila kompenzovana pritazlivou (treba gravitacni) silou, tato telesa se vuci sobe nepohybuji i ve zrychlene se rozpinajicim Vesmiru. Pokud neni tato sila kompenzovana, telesa se od sebe vzdaluji zrychlene (jak nam pravi druhy Newtonuv zakon, ktery se aspon za meho mladi ucil uz na zakladni skole). Proto muze byt spravne vyvazeny system dvou cernych der stabilni i v rozpinajicim se Vesmiru.
v rozpinajicim se vesmiru jiste ano, ale co ve vesmiru, jehoz rychlost rozpinani se navic zvysuje?
To je ten druhy Newtonuv zakon. Protoze rozpinani Vesmiru zpusobuje pusobeni sily, je to rozpinani zrychlene.
Kdyz tlacite na vozik stale stejnou silou, zrychluje se. Kdyz ale nekdo tlaci proti vam stejnou silou, stoji. A s temi cernymi derami ve zychlene se rozpinajicim Vesmiru je to presne to same.
Působí to na mě jako typický nestabilní stav. Jakákoliv sebemenší odchylka od „rovnovážné polohy“ způsobí její zrychlující nárůst.
Já jsem docela překvapený z toho, že by se ve vesmíru našlo něco nerotujícího… Vážně je to možné??
No, určitě nechci tvrdit něco autoritativně. Jak to chápu, skutečné černé díry asi rotují. Ty nerotující se ovšem používají pro zjednodušení popisu a něco je odvozeno pro ně (jediný horizont událostí/Schwarzschildův poloměr).