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

Studie spojuje nadměrné noční osvětlení se změnami ve struktuře a funkci srdce

Podle studie zveřejněné v časopise European Heart Journal, oficiálním časopise Evropské kardiologické společnosti, je vystavení světlu v noci spojeno s významnými a potenciálně škodlivými změnami ve struktuře a funkci srdce.
před 7 hhodinami

Srpen byl celosvětově nejteplejším měsícem historie, uvedl Copernicus

Letošní srpen byl celosvětově nejteplejším měsícem historie, když vyrovnal rekord července 2023. Průměrná teplota vzduchu u zemského povrchu činila 16,96 stupně Celsia a byla o 0,85 stupně nad průměrem z let 1991 až 2020, uvedla ve čtvrtek služba Evropské unie pro sledování klimatu Copernicus. Letní období od června do srpna vyrovnalo rekord průměrné celosvětové teploty z roku 2024.
před 12 hhodinami

Na Pálavě se šíří invazní kaktus. Může vytlačovat původní rostliny

V Chráněné krajinné oblasti Pálava se šíří nepůvodní mrazuvzdorný kaktus – opuncie. Ochranáři ho po Děvíně a Tabulové letos zaznamenali v další tamní rezervaci, na Svatém kopečku u Mikulova. Severoamerická rostlina představuje hrozbu pro původní vzácné druhové složení pálavských stepí, informovali zástupci Správy CHKO Pálava na facebooku.
před 12 hhodinami

Estonští vědci odhalili nebezpečné výkyvy vody mezi Varenským jezerem a Černým mořem

V úzkém přístavním kanálu mezi Černým mořem a Varenským jezerem mohou vznikat nečekaně silné proudy a výrazné výkyvy hladiny, které ohrožují lodní dopravu a komplikují provoz přístavu. Příčiny tohoto jevu zkoumali vědci z Tallinské technické univerzity TalTech. Své závěry publikovali v odborném časopise Ocean Science.
včera v 16:59

Dekády starý matematický problém AI vyřešila za desítky hodin. Ale možná kradla

Na matematiku specializovaná umělá inteligence (AI) od společnosti OpenAI vyřešila desítky let nevyřešený problém. Předběhla tak lidské matematiky, kteří se snažili udělat to samé – a možná při tom i využila jejich data. Podle českého matematika Vítězslava Kaly jde v každém případě o mimořádný úspěch.
včera v 14:28

V Egyptě objevili 4300 let starou hrobku. Malby jsou stále jako živé

Španělští archeologové objevili nedaleko egyptské metropole Káhiry 4300 let starou hrobku, která patří dvěma úředníkům. Oznámilo to egyptské ministerstvo cestovního ruchu a památek.
včera v 10:21

Špinavý vzduch zabíjí tisíce Čechů. Podívejte se na srovnání evropských měst

Rostoucí počet vln veder a požárů ohrožuje snahy o zlepšení kvality ovzduší, varovala tento týden Světová meteorologická organizace (WMO). Ve své výroční zprávě o kvalitě ovzduší organizace spadající pod OSN také upozorňuje, že kouř z extrémních lesních požárů má zásadní zdravotní dopady.
včera v 06:00

Enterprise poprvé vzlétla před 60 lety. Otestujte si znalosti fenoménu Star Trek

Americký televizní seriál Star Trek se několikrát zapsal do dějin. Sága posádky lodi Enterprise putující vesmírem pod vedením kapitána Jamese Kirka divákům ukazovala například to, že mohou spolupracovat tvorové různých ras. Star Trek byl také prvním pořadem, ve kterém běloch políbil černošskou ženu. Když se přitom před šedesáti lety, 8. září 1966, objevil na obrazovkách první díl dnes už legendární série, na velký úspěch to nevypadalo.
8. 9. 2026

Evropský pohled

ČT24 každý den vybírá z obsahu publikovaného evropskými veřejnými médii, členy Eurovize.