Černé díry: Co jsou a jak se chovají

Začátkem srpna roku 2014 jsme byli s naším cyklem Café Nobel na cestách. Dva z hostů jsme přivezli do Janova v Jizerských horách, kde se konala Letní škola matematiky a fyziky. Jedním z přednášejících byl astronom Jiří Borovička a tím druhým teoretický fyzik Luboš Motl, který dětem, studentům i učitelům ve své první přednášce představil tzv. teorii strun, a tu druhou, kterou jsme pro vás alespoň ve zvuku zaznamenali, věnoval jednomu z fenoménů současné astrofyziky – černým dírám.

Když počítal Karl Schwarzschild na ruské frontě první světové války trajektorie pro dělostřelectvo, hrál si zároveň s rovnicemi Einsteinovy nové teorie gravitace, obecné teorie relativity, a našel jejich první fantastický důsledek – a první přesné řešení. Je-li hustota hmoty moc velká, zkolabuje do objektu s natolik silnou gravitační přitažlivostí, že z něj nemůže uletět ani světlo. Nejdříve se mluvilo o „zamrzlých hvězdách“, ale John Wheeler je v 60. letech pojmenoval „černé díry“. Dnes už víme v podstatě jistě, že černých děr je ve vesmíru mnoho, včetně jedné obří uprostřed naší a také v dalších galaxiích. Co by pozoroval člověk, který by byl takovou dírou vcucnut?

Černé díry nejsou zcela černé, ale podobně jako „černá tělesa“ o nenulové teplotě i ony vyzařují trochu světla a tepelného záření. Jak objevil Stephen Hawking před 40 lety, černé díry žhnou. Zdálo se, že jsou i dokonalým „vysavačem“, který uklizí nepořádek, ale v posledních 20 letech vyšlo najevo, že černé díry si ve skutečnosti pamatují o hmotě, kterou vsály, všechno. Některé otázky o tom, proč černé díry „zachovávají informaci“, jsou vášnivě studovány a zpochybňovány některými z nejslavnějších fyziků světa dodnes.

O tom všem hovořil 6. srpna 2014 Luboš Motl na Letní škole matematiky a fyziky v Janově. Jak sami uslyšíte, děti jeho přednáška velmi zaujala, takže mu už v jejím průběhu položily řadu pozoruhodných dotazů.

Zvukový záznam přednášky Luboše Motla.

Café Nobel se v Janově v Jizerských horách uskutečnilo v rámci projektu Univerzity J. E. Purkyně v Ústí nad Labem „Partnerstvím ke zkvalitnění přípravy lidských zdrojů pro přírodovědné a technické vzdělávání“.

Foto: Frederik Velinský, Café Nobel