Astrofyzik má plán pro průzkum středu černé díry
Foto: GBTaylor/PixabyMá černá díra skutečně horizont události? Hranici, za kterou ani světlo neunikne její gravitační síle? Mění se v blízkosti černé díry fyzikální zákony? Platí Einsteinova teorie obecné relativity i za nejextrémnějších podmínek vesmíru?
Autoři sci-fi využívají energii černé díry pro rychlé cestování. Jestli by se opravdu dala použít jako tunel mezi galaxiemi je zatím velkou záhadou, ale představa je to opravdu vzrušující. Vědci díky nadčasovým představám spisovatelů tohoto žánru dokázali vyrobit spoustu věcí. Ale realita, kdy kosmická loď proletí skrze tento koridor aniž by byla zničena je mimo chápání současné fyziky. Nebo se tyto zákony na černou díru nevztahují?
Cosimo Bambi, astrofyzik z Fudanské univerzity v Číně se nebojí tvrzení, že černou dírou lze proletět a aby to dokázal, zaměřil se na vývoj mikrorakety. Aby jeho mise byla úspěšná, potřebuje splnit dva klíčové úkoly. Prvním je nalezení černé díry, která je dostatečně blízko Zemi a tím druhým bodem, podstatně náročnějším, je vývoj sondy, která bude schopná tuto cestu vydržet.
Posádka na palubě zemské lodi
Pokud si představujete obrovskou kosmickou loď, kterou ovládá posádka s třemi tisíci lidmi, tak tady vás musím zklamat. Kosmická loď, na které Bambi pracuje, nebude jako ze sci-fi. Než přijde čas, kdy lidé vstoupí na plavidlo podobné velikosti ze Star Treku, ještě to potrvá.
Bambiho průzkumné plavidlo nebude těžší než kancelářská sponka. Blízkost černé díry je také podmíněná blízkosti Země, protože pohonem by měl být laserový paprsek. Bamiho cílem je tedy jakýsi mikročip řítící se vesmírem rychlostí světla, který bude řízen trajektorií rovnou k černé díře. Cílem bude prozkoumat samotnou strukturu prostoru a času a otestovat fyzikální zákony. Pro Bambiho, astrofyzika a experta na černé díry, tato myšlenka rozhodně není přitažená za vlasy a myslí si, že je možná.
Výsledky pro další generace
V článku, který Bambi prezentoval v časopise iScience, nastiňuje plán, jak tuto mezihvězdnou cestu k černé díře proměnit ve skutečnost. Pokud bude tato stoletá mise úspěšná, mohla by přinést data z blízkých černých děr, která zcela změní naše chápání obecné relativity a fyzikálních zákonů.
„Teď tu technologii nemáme,“ říká autor Cosimo Bambi, „ale za 20 nebo 30 let ji snad vytvoříme.“ Předchozí znalosti o vývoji hvězd podle něj naznačují, že by se černá díra mohla nacházet pouhých 20 až 25 světelných let od Země, ale její nalezení nebude snadné. Důvodem je, že černé díry nevyzařují ani neodrážejí světlo, a proto jsou pro dalekohledy prakticky neviditelné. Vědci je detekují a studují na základě toho, jak ovlivňují blízké hvězdy, nebo zkreslují světlo.
Jakmile ji najdeme, další překážkou bude dostat se tam. Tradiční kosmické lodě poháněné chemickým palivem jsou na takovou cestu příliš neohrabané a pomalé. Bambi proto jako možné řešení poukazuje na nanolodě – gramové sondy sestávající z mikročipu a světelné plachty. Pozemské lasery by plachtu osvětlovaly fotony, čímž by se plavidlo zrychlilo na třetinu rychlosti světla.
Tímto tempem by se plavidlo mohlo dostat k černé díře vzdálené 20 až 25 světelných let za zhruba 70 let. Data, která by mikroplavidlo nashromáždilo, by se dostala zpět na Zemi za dalších dvacet let. To znamená, že celková doba trvání mise bude činit přibližně 80 až 100 let.
Jakmile se plavidlo ocitne v blízkosti černé díry, vědci by mohli provádět experimenty, které by našly odpovědi na některé z nejnaléhavějších otázek současné fyziky. Jako jsou například: Má černá díra skutečně horizont událostí, hranici, za kterou ani světlo nemůže uniknout její gravitační síle? Mění se v blízkosti černé díry fyzikální zákony? Platí Einsteinova teorie obecné relativity i za nejextrémnějších podmínek vesmíru?
Bambi poznamenává, že samotné lasery by dnes stály zhruba jeden bilion eur a technologie pro vytvoření nanolodě zatím neexistuje. Za 30 let by ale náklady mohly klesnout a technologie by tyto odvážné nápady mohly dohnat.
A i když to možná zní opravdu šíleně, není to poprvé, kdy vědci dokázali, že nemožné se stalo realitou. Lidé dříve tvrdili, že gravitační vlny nikdy nelze zaznamenat, protože jsou příliš slabé a ano, po 100 letech jsme je zaregistrovali. Lidé si mysleli, že nikdy nebudeme pozorovat stíny černých děr. Nyní, o 50 let později, máme rovnou snímky dvou.
Zdroje: https://www.eurekalert.org/news-releases/1093283; iScience , Cosimo Bambi, „Mezihvězdná mise k testování astrofyzikálních černých děr.“ https://www.cell.com/iscience/fulltext/S2589-0042(25)01403-8

Foto: Aurore Simonnet / Laboratoř pro atmosférickou a vesmírnou fyziku / University of Colorado Boulder / Tiskový zdroj
Foto: NASA/JPL-Caltech/Volný zdroj
Foto: Angel Santos/Unsplache
Foto: UFO/Pixabay
Foto: Pléiades Neo/© Airbus
Foto: Juergen Pfeiler/Pixabay
Foto: CF Dow, et al. Nature Geoscience 2022

Foto: PublicDomainPictures/Pixabay
Foto: Pixabay
Foto: RODNAE Productions / Pexels