Osudem kosmu je vesmír, který je studený, temný a plný černých děr, říká astrofyzička Mundellová

Vzhledem k tomu, že existuje život na Zemi, není důvod, proč by neměl být ještě někde jinde, domnívá se Carole Mundellová. Profesorka extragalaktické astronomie, pozorovací astrofyzička a vedoucí oddělení astrofyziky na britské Univerzitě v Bathu byla hostem pořadu Hyde Park Civilizace. Tématem rozhovoru byly mimo jiné černé díry a gama záblesky ve vesmíru. 

Video Hyde Park Civilizace - Carole Mundell
video

Carole Mundellová v pořadu Hyde Park Civilizace

Mundellová přiblížila dva nejběžnější typy černých děr. Prvním jsou supermasivní černé díry. „Jsou milion- až miliardkrát hmotnější než naše Slunce, jsou asi tak velké jako naše sluneční soustava a nachází se uprostřed masivních galaxií,“ popsala. Vědci se podle ní domnívají, že tyto objekty vznikaly v raných fázích vesmíru. „Postupně kolem sebe nasbíraly další materiál, který pohlcují a díky tomu rostou,“ vysvětlila.

V té souvislosti astrofyzička poznamenala, že zatím nelze s jistotou říci, jestli z těchto objektů na začátku vesmíru vznikly galaxie, nebo jestli to bylo naopak. „Víme ale, že existuje vztah mezi hmotností galaxie a hmotností supermasivní černé díry, což je fascinující věc,“ uvedla. 

„Další typem jsou hvězdné černé díry. Ty mají zhruba stejnou hmotnost jako naše Slunce, ale mají velikost jen pár kilometrů,“ řekla Mundellová. Jedná se o pozůstatky po konci obřích hvězd. Ty neunesly svou vlastní váhu, a tak se zhroutily a smrštily do husté černé díry. 

Mundellová zároveň nevyloučila existenci dalšího typu černých děr. „Myslíme si, že existuje i něco mezi tím. První detekce gravitačních vln byla podle toho, jaké objekty ji vyvořily, neočekávaná. Když se podařilo ten signál zanalyzovat, astronomové objevili, že se jednalo o dvě černé díry, které byly řádově desetkrát masivnější, hmotnější než naše Slunce a nevíme, jak vznikají,“ uvedla. 

Nejmenší černá díra pak bude mít podle Mundellové přibližně stejnou hmotnost jako Slunce. Existují podle ní teoretické předpovědi, které nevyloučily existenci mikro černých děr. Ty se ale velmi těžko hledají, dodala. 

„Hlavní je se vědy nebát. Nemít strach, že to nebude pro vás. Je to pro každého, stačí se tím jenom dobře bavit.“

Carole Mundellová

astrofyzička

Nedělitelná součást vesmíru 

Černé díry nezmizí, podotkla dále astrofyzička. „Teorie nám říká, že osudem našeho vesmíru je vesmír, který je studený, temný a plný černých děr (…). Aby se nějaká vypařila, trvá to zhruba polovinu doby, po kterou vůbec trvá náš vesmír,“ uvedla. 

I když se ze Země nikdy takový objekt nestane, Mundellová v Hyde Parku Civilizace prozradila návod, jak vypočítat jeho teoretickou velikost. „Pokud vezmete hmotnost Země a vydělíte to hmotností našeho Slunce (…), to vynásobíte třemi a dostanete Schwarzschildův poloměr, což je velikost hypotetické černé díry naší Země,“ dodala s tím, že si člověk může aplikovat stejný výpočet i na svou vlastní váhu.

Tématem rozhovoru bylo i to, co by se změnilo, kdyby uprostřed sluneční soustavy byla černá díra. Zda by tento objekt pohltil planetu Zemi, by podle Mundellové záviselo na více věcech. „V obecném povědomí si lidi myslí, že černé díry jsou takové velké vysavače ve vesmíru,“ poznamenala.

Podle ní tomu tak je v případě, pokud se předmět ocitne velmi blízko a překročí takzvaný horizont událostí. „To je ten poslední bod, ve kterém světlo může utéct gravitačnímu tahu černé díry,“ vysvětlila. 

„Rychlost světla je vlastně ve vesmíru takový rychlostní limit. Nic se nemůže pohybovat rychleji než světlo, to nám říká speciální teorie relativity. Takže pokud překročíte horizont událostí, tak ta rychlost, abyste utekli, je příliš vysoká,“ dodala. 

„Když třeba na Zemi vyhodíte míček do vzduchu, vyletí a zase spadne. Pokud ho vyhodíte rychleji, vyletí výš a trvá déle, než spadne. Když máte raketu, tak ta vyletí tak rychle, že gravitačnímu tahu Země uteče,“ vysvětlila Mundellová s tím, že pokud by toto chtěl člověk udělat u černé díry, musel by letět rychleji než světlo, což nejde. 

Ve vesmíru má většina věcí orbitální energii, poznamenala dále Mundellová. „Takže veškerý  materiál – plyn, prach, hvězdy – to, co se nachází v blízkosti supermasivních černých děr (…), většinou kolem nich obíhá,“ řekla.

Jak „nakrmit“ černou díru

Podle astrofyzičky je pro vědce jednou z velkých otázek, jak černé díry „narkmit“ a jak je přimět, aby rostly. „Nás ani tolik nezajímá, jak se držet od černé díry, ale jak věci natlačit dovnitř. Možná jsme jako astronomové trochu násilní, ale my bychom chtěli tu černou díru nakrmit, chceme vidět, jak se to děje,“ uvedla.

Podle ní možná hrají v tomto ohledu jistou roli magnetická pouta. „Extrahují energii a pak se ten materiál dostane do černé díry,“ uvedla. „Jedním z problémů je, že když jste na planetě, která se pohybuje kolem černé díry, tak ji to může roztrhat. Taky víme, že kdyby astronaut spadl do černé díry, dojde ke ,špagetifikaci'. Gravitační tah na nohy je totiž mnohem vyšší než na hlavu,“ poznamenala astrofyzička.

Podle ní se také ví, že v blízkosti černé díry se tělesa pohybují stále rychleji. „Materiál se tře o sebe (…) a kvůli tření se to začíná zahřívat. Takže to prostředí je z hlediska radiace, gravitace a možná magnetických polí velmi nepřátelské,“ dodala s tím, že tento materiál může magnetické pole nasměrovat pryč od díry.

Dimenze

Astrofyzička v Hyde Parku Civilizace také nevyloučila možnou existenci civilizací, které jsou ve vyšších dimenzích. „Máme celou řadu teorií o multiversu (mnohovesmíru) a jsou to velmi zajímavé věci. Jsou tady otázky, kam by se dala posunout obecná teorie relativity. Zatím nemáme experimentální důkazy o tom, že by to existovalo, ale já tomu zůstávám přístupná,“ poznamenala.

„Co se týče toho, jestli máme nějaký život jinde ve vesmíru, tak víme, že existujeme my. Já proto nevidím důvod, proč by neměl existovat život ještě někde jinde,“ poznamenala s tím, že už nyní probíhá mnoho experimentů, které se jej snaží najít.

Gama záblesky 

Carole Mundellová se v současnosti zabývá gama záblesky ve vesmíru. Ty podle vědců zřejmě vznikají dvěma způsoby. „Prvním je zánik masivní hvězdy, která je dvě- až třistakrát hmotnější než naše Slunce. Ta vybuchne a vzniká černá díra, která se pravděpodobně otáčí, má nějaké magnetické pole a díky tomu vzniká paprsek velmi silně nabitých energetických částic, které se blíží rychlosti světla,“ vysvětlila astrofyzička.

Dodala, že tento paprsek se může namířit k Zemi, odkud pak lze díky relativistickým efektům vidět záblesk. „My si myslíme, že toto jsou dlouhé gama záblesky,“ poznamenala Mundellová s tím, že trvají zhruba sto sekund. 

Druhým typem jsou pak takzvané krátké gama záblesky. Trvají jenom zlomek sekundy. „Myslíme si, že ty vznikají, když černá díra hvězdné hmotnosti se srazí s jiným hutným objektem, s neutronovou hvězdou,“ vysvětlila. „Když se tyhle dvě věci srazí, vznikají gravitační vlny a velmi krátký záblesk vysokoenergetických gama paprsků,“ dodala.

Díky pozorování tohoto jevu podle Mundellové vědci získali mnoho poznatků. „Dozvěděli jsme se o plynu a prachu, který je podél záblesku. Můžeme totiž studovat všechno, co prozáří. Můžeme pozorovat, jak se ten prach, plyn a hvězdy vyvíjejí. Můžeme zkoumat galaxie, ve kterých to vzniká,“ uvedla. Poznamenala také, že vědci zjistili, že zejména dlouhé záblesky vznikají v galaxiích, kde je méně kovů než například v Mléčné dráze.

Celý rozhovor je k dispozici ve videu výše.