Hawking měl pravdu. Nové pozorování černých děr ukázalo, jak se sčítají

Astrofyzik Stephen Hawking přišel před půlstoletím s předpovědí, která naznačovala, co se stane, když splynou dvě černé díry. Nejnovější pozorování gravitačních vln to plně potvrdilo.

Vesmír se dá velmi jednoduše představit jako obří prostěradlo. Hvězdy a planety na něm leží jako těžké kulečníkové koule a svou vahou ho prohýbají. Když se dvě takové koule pohnou, třeba se srazí, nebo kolem sebe začnou rychle obíhat, tak plachtu rozvlní a z místa se začnou šířit všemi směry vlnky. Aby se ale takhle zachvělo tkanivo vesmíru, musí být tělesa velmi hmotná. To v podstatě splňují hlavně černé díry.

A právě tyto vlnky jsou gravitační vlny. Na rozdíl od obyčejných zvukových vln jde o „chvění samotného prostoru a času“. Tyto vlny putují vesmírem rychlostí světla a nesou s sebou mimo jiné také informaci o tom, co je způsobilo – nejčastěji tedy o černých dírách. Věda jejich existenci dlouho předpokládala, ale opravdu je zaznamenala až před deseti lety. A jejich objev byl jako vědecká tsunami.

Vědci se díky tomu naučili vesmíru doslova naslouchat a vnímat ho i jinak než pouhým zrakem. Autoři objevu za to obratem dostali Nobelovu cenu za fyziku – při předávání uvedli, že éra výzkumu založeného na tomto kosmickém fenoménu teprve začíná. Výsledky nové studie to potvrzují.

Animace splynutí dvou černých děr a gravitačních děr, jež tak vzniknou:

Astrofyzici totiž popsali, že zachytili zatím nejostřejší signál gravitačních vln: byl tak silný a současně detailní, že díky němu vysvětlili dvě staré astronomické záhady. S využitím metafory z úvodu článku: tentokrát to bylo, jako by se na prostěradle nesrazily dvě kulečníkové koule, ale jako by do něj skočil člověk a vědci zachytili jeho obrys na plátně.

Výsledky analýzy signálu, který vědci pojmenovali GW250114, potvrzují dvě hlavní předpovědi astrofyziků Stephena Hawkinga a Roye Kerra staré víc než půlstoletí. To hlavní je, že vědci jsou si teď už prakticky jistí, že když se dvě černé díry spojí, tak je výsledná černá díra větší než obě části. A za druhé: k popisu gravitačních poruch v černých dírách stačí znát jen dvě veličiny – jejich hmotnost a rotaci. Výsledky jsou podle studie spolehlivé na „99,999 procenta“.

Jak se sčítají černé díry

Hawking už před padesáti lety přišel s myšlenkou, že při srážce dvou černých děr dochází k obrovskému úbytku hmoty, což ale nestačí k tomu, aby se výrazněji zmenšila velikost výsledného objektu, který splynutím vznikne. Trochu by se to dalo přirovnat ke srážce dvou aut – spousta částí se utrhne, povrch obou se zdeformuje a výsledný objekt nemůže být větší než obě auta před srážkou dohromady. Také černé díry během srážky ztrácejí velkou část své hmoty a deformují se.

Vedle toho ale podle Hawkinga bizarní vlastnosti černých děr vždy způsobí, že výsledný objekt bude větší než oba dva předtím dohromady. Při sloučení, které vedlo ke vzniku GW250114, měly původní černé díry dohromady povrchovou plochu asi 240 tisíc čtverečních kilometrů, ale povrchová plocha výsledné černé díry měřila asi 400 tisíc čtverečních kilometrů. Podle studie má splynutí dvou černých děr do jedné masivní asi 63násobek hmotnosti Slunce, přičemž se tento temný otesánek otáčí rychlostí asi 100 otáček za sekundu.

Hawking se bohužel nikdy nedozvěděl, že měl pravdu: zemřel tři roky předtím, než byl zveřejněn první důkaz o gravitačních vlnách.

Vědci zatím objev neoznámili v odborném žurnálu, budou ho nejprve prezentovat na konferenci věnované gravitačním vlnám.

Výběr redakce

Aktuálně z rubriky Věda

Švýcarská nemocnice vyrábí metry umělé kůže pro popálené při požáru

Po požáru ve švýcarském zimním středisku Crans-Montana, kde při silvestrovských oslavách zahynulo čtyřicet lidí, 116 utrpělo zranění a desítky jsou stále hospitalizovány, pracuje laboratoř na výrobu kůže v centru buněčné produkce Univerzitní nemocnice kantonu Vaud na plné obrátky. Pokouší se pomoci zachránit pacienty s rozsáhlými popáleninami. Speciální zařízení v obci Epalinges nedaleko Lausanne je totiž jediné svého druhu v Evropě.
před 1 hhodinou

Pouštní národy lovily žraloky už v době kamenné, ukázal český výzkum

Pravěcí obyvatelé jihu Arábie se už před zhruba sedmi tisíci lety ve velké míře živili mořskými zdroji a troufli si i na tak velkou kořist, jako byli žraloci, vyplývá z výzkumu týmu Archeologického ústavu Akademie věd ČR (AV ČR). Ten v Ománu objevil nejstarší megalitický kolektivní hrob v jižní Arábii.
před 5 hhodinami

Posádka mise Crew-11 se vrátila z ISS kvůli zdraví jednoho z astronautů

V Tichém oceánu dopoledne středoevropského času přistála kosmická loď s čtyřčlennou posádkou NASA. Z Mezinárodní vesmírné stanice (ISS) se vrátila o čtyři měsíce dřív, než bylo v plánu, kvůli zdravotnímu stavu jednoho z astronautů.
08:18Aktualizovánopřed 6 hhodinami

Od ISS se na Zemi předčasně vrací loď Dragon kvůli zdravotnímu stavu astronauta

Od Mezinárodní vesmírné stanice (ISS) se ve středu odpoutala kosmická loď Dragon se čtyřmi astronauty, které americký Národní úřad pro letectví a vesmír (NASA) stahuje předčasně z mise kvůli zdravotnímu stavu jednoho z nich. Přistání lodě na Zemi se očekává ve čtvrtek okolo 9:40 SEČ. Podle zdravotního ředitele NASA Jamese Polka nejde o nouzovou evakuaci.
před 16 hhodinami

Rok 2025 byl po předchozích dvou letech nejteplejším v historii měření

Rok 2025 byl třetím nejteplejším rokem v historii měření. Průměrná globální teplota dosáhla 14,97 stupně Celsia. Byl tedy jen nepatrně (o 0,01 stupně Celsia) chladnějším než rok 2023 a o 0,13 stupně Celsia chladnějším než rok 2024, který byl vůbec nejteplejším rokem v historii měření. Uvedla to meteorologická služba Evropské unie Copernicus. Posledních jedenáct let bylo zároveň nejteplejších v historii měření.
včeraAktualizovánopřed 23 hhodinami

Vědci naznačili, proč jsou někteří primáti homosexuální

Homosexualita je u savců natolik rozšířená, že to podle vědců nemůže být ani náhoda, ani omyl. Hledají proto evoluční příčiny a nový výzkum přinesl rovnou několik zajímavých poznatků.
včera v 14:48

Riziko jo-jo efektu je u léků na hubnutí zásadní, zjistili vědci

Nová studie vědců z Oxfordu odhalila velkou hrozbu toho, že po vysazení nejmodernějších a velmi účinných léků proti obezitě se hmotnost opět velmi rychle vrací.
včera v 12:35

Zvyšte daně na slazené nápoje, vyzývá státy WHO. Česku by to dle analýzy pomohlo

Světová zdravotnická organizace (WHO) doporučila členským zemím, aby zvýšily daně na slazené a alkoholické nápoje s cílem omezit jejich spotřebu a finančně podpořit zdravotnictví. Podle WHO fakt, že většina zemí má na tyto nápoje stále nízké daně, přispívá k nárůstu počtů nemocných obezitou, cukrovkou, chorobami srdce a rakovinou.
včera v 10:19
Načítání...