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

Tajemství opeřencova kalendáře: Tažní ptáci si umí „resetovat letový řád“

Ptáci dokáží svou migraci na tisícovky kilometrů vynikajícím způsobem načasovat. A když neočekávané okolnosti naruší nebo rozbijí jejich plány, jsou schopní všechno bez větších problémů dohnat. Problémem ale může být klimatická změna, upozorňují v nové studii vědci.
před 1 hhodinou

Silné krvácení či bolesti v podbřišku. Jaké účinky má slzný plyn na ženské zdraví?

Vyvolání děložních bolestí, záchvaty endometriózy, výrazné krevní ztráty, narušení menstruačního cyklu… Na sociálních sítích tisíce lidí popisují potíže s reprodukčním zdravím, které přičítají masivnímu používání slzného plynu ze strany bezpečnostních složek během nedávných protestních akcí ve Francii a Belgii. Někdy již několik hodin po kontaktu s látkou hlásí ženy silné křeče, abnormální krvácení, předčasný nástup menstruace nebo naopak její úplné vynechání. Ve Francii nyní kolektiv „Lacrymo de sang“, který sdružuje zdravotníky, aktivisty a osoby se vzděláním v oblasti reprodukčního zdraví, provádí šetření s cílem shromáždit svědectví o účincích slzného plynu na menstruační cyklus. Cílem je shromáždit empirická data a následně zvýšit povědomí o menstruačním zdraví. Dosud formulář vyplnilo více než devět tisíc zájemců.
před 14 hhodinami

Brambor bude v tuzemsku letos o pětinu méně než loni, roli hraje i změna klimatu

Brambory tvoří jeden ze základů českého jídelníčku. Letos ale byla z více důvodů jejich sklizeň velmi nízká, což nejspíš povede ke zvýšení jejich ceny.
před 16 hhodinami

Černobylští psi mají geny adaptované na „konec světa“, popsala studie

Přestože krajina u černobylské jaderné elektrárny může působit jako po apokalypse, dokázaly ji osídlit psí smečky. Vědci teď popsali, jak to zvířata zvládla a jak se to projevuje v jejich genech.
před 18 hhodinami

Ropná skvrna uzavřela pláže a ohrožuje vodní zdroje v Emirátech

Ropa unikající z poškozeného tankeru v Hormuzském průlivu dosáhla pobřeží Spojených arabských emirátů (SAE). Pláže jsou do odvolání uzavřené v Šardžá, oblíbeném letovisku Rás al-Chajma i v emirátu Umm al-Kuvajn, informoval web Time Out Dubai. V zemi se od začátku října šířily zprávy o silném benzinovém zápachu linoucím se z moře, a to i v severních čtvrtích Dubaje. Únik ropy vyvolal obavy o životní prostředí.
včeraAktualizovánopřed 19 hhodinami

Metan uniká ze sibiřského permafrostu stále rychleji, varují čínští akademici

Na Sibiři se uvolňuje velké množství metanu. Pokud se bude svět dále oteplovat, bude přibývat v atmosféře i tohoto plynu. Do roku 2050 by mohl zvrátit asi pětinu snah lidstva o omezení jeho emisí.
28. 10. 2026‌‌

Reportéři ČT zkoušeli, co všechno zaznamenávají auta s čínskými technologiemi

Auta s čínskými technologiemi – i některá evropská či americká – jsou schopná natáčet a odesílat všechno, co se děje kolem i uvnitř, přímo čínským úřadům. Takové varování vydal už loni Národní úřad pro kybernetickou bezpečnost (NÚKIB). Někteří politici to bagatelizují a zákonné úpravy, které by bezpečnost posílily, stále chybí. Reportéři ČT se rozhodli vyzkoušet, co všechno auta vybavená těmito technologiemi zaznamenávají. Marek Martinovský a Jana Neumannová postavili jedno takové auto postupně před ministerstvo obrany, Úřad vlády i tajnou službu.
27. 10. 2026‌‌

Češi v Egyptě znovuobjevili velkolepé hrobky

Čeští archeologové pod vedením Miroslava Bárty z Českého egyptologického ústavu znovuobjevili zapomenuté hrobky starověkých úředníků Sabua a Ptahšepsese, kteří byli spjati s kultem boha Ptaha v Memfidě. Prozkoumali a zdokumentovali i dosud zcela neznámé části těchto staveb a jako první v moderní době objevili také pohřební komory ukryté hluboko pod zemí, oznámilo egyptské ministerstvo cestovního ruchu a památek.
27. 10. 2026‌‌

Evropský pohled

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