Čierne diery môžu byť v skutočnosti zrážkami červích dier

Budúce prístroje by mohli odhaliť tieto gravitačné "ozveny", ktoré by poskytli dôkazy o tom, že tieto hypotetické tunely v čase a priestore skutočne existujú, navrhuje nový dokument v Live Science.

Laserový interferometer LIGO už zaznamenal vlny vesmíru, nazývané gravitačné vlny, vychádzajúce zo zlúčenia sa čiernych dier.

Ale zatiaľ čo detekcia LIGO bola len jedným z mnohých pozorovaní podporujúcich existenciu čiernych dier, tieto exotické objekty stále predstavujú teoretické problémy. Napríklad sa zdá, že sú v rozpore so zákonmi kvantovej mechaniky. Jedným zo spôsobov, ako vyriešiť tieto problémy je, či čierne diery boli v skutočnosti červie diery.

Bod z ktorého niet návratu
Jednou z hlavných čŕt čiernych dier je horizont udalostí, oblasť časopriestoru, za ktorou nič nemôže uniknúť, ani svetlo. Ak hodíte čokoľvek do čiernej diery, je to navždy stratené - do istej miery. Stephen Hawking zistil, že vďaka fenoménu známemu ako kvantové tunelovanie by čierne diery mohli v skutočnosti produkovať trochu žiarenia, ktoré sa stalo známe ako Hawkingové žiarenie. Počas dlhého obdobia by sa čierne diery mohli kvôli tomuto žiareniu dokonca odparovať.

"Ale to, čo vyjde von, je náhodné," povedal Amber Stuver, astrofyzička na Villanovej univerzite v Pensylvánii, ktorá sa nezapojila do nového výskumu. Žiarenie neobsahuje stopu o tom, čo sa dostalo do čiernej diery.

"V kvantovej mechanike, ak viete všetko o určitom systéme, potom by ste mali byť schopní opísať jeho minulosť a budúcnosť," povedala. Ale pretože nejaká informácia, ktorá ide do čiernej diery, je nadobro preč, horizont udalostí sa nezhoduje s kvantovou mechanikou.

Na vyriešenie takzvaného informačného paradoxu čiernych dier niektorí fyzici naznačili, že horizonty udalostí neexistujú. Namiesto priepastí, z ktorých sa nič nemôže vrátiť, čierne diery by mohli vlastne predstavovať špekulatívne objekty ako čierne diery, ktoré nemajú horizont udalostí, ako sú bozónové hviezdy a dokonca aj červie diery, ktoré prvýkrát opísali Albert Einstein a fyzik Nathan Rosen.

Obrovské ako čierne diery 

V štúdii z roku 2016 v časopise Physical Review Letters fyzici predpokladali, že ak sa zrazia dve červie jamky, vytvoria gravitačné vlny, ktoré sa veľmi podobajú tým, ktoré vznikajú pri zlúčení čiernych dier. Jediný rozdiel v signáli by bol v poslednej fáze splynutia, keď sa nová kombinovaná čierna diera alebo červia diera uvoľní do konečného stavu.

Pretože červie diery nemajú horizonty udalostí, gravitačné vlny, ktoré zasiahli tieto objekty, by sa mohli odraziť späť. "Interiér objektu je akousi dutinou, kde sa odrážajú gravitačné vlny," uviedli výskumníci novej štúdie. "Produkcia ozvien gravitačných vĺn nie je úplne odlišná od obyčajných zvukových ozvien v údolí."

V článku publikovanom v januári v časopise Physical Review D tím fyzikov z Belgicka a Španielska analyzoval červie diery, ktoré sa otáčajú a sú realistickejšie ako neotáčajúci sa druh červích dier študovaný v práci v roku 2016. Vypočítali, ako by výsledný signál gravitačnej vlny vyzeral, ak by sa červie diery zlúčili. 

Pretože intenzita signálu klesá počas štádia zlúčenia, kde amplitúda gravitačnej vlny dosiahne svoj vrchol, táto časť signálu by bola príliš slabá na to, aby LIGO aktuálnu konfiguráciu zistil. To sa však môže v budúcnosti zmeniť, keďže výskumníci pokračujú v modernizácii a jemnom ladení prístroja.

Napriek tomu sú červie diery patria skôr do sci-fi, často používané vo filmoch a knihách ako intergalaktické diaľnice. Aby boli červie diery priechodné, pravdepodobne by ste potrebovali nejakú neznámu exotickú hmotu, aby ste ich udržali otvorené. Minulý december prišli fyzici s priechodnými červími dierami, ktoré nepotrebujú exotickú hmotu, ale rovnako ako všetky červie diery sú veľmi špekulatívne. "Na druhej strane, dôsledky odhalenia ozvien by mali veľký význam vo fyzike.Takže vzhľadom na to, že skutočný experimentálny test bude čoskoro k dispozícii, stojí za to ich preskúmať," vyjadrili sa vedci.

"Teraz je načase brať vážne možnosť, že existujú aj iné objekty, ktoré môžu byť také masívne a kompaktné ako čierne diery," povedal Vitor Cardoso, fyzik na Lisabonskej univerzite v Portugalsku, ktorý bol súčasťou predchádzajúcej štúdie o netočiacej sa červej diere. "Toto je jedna z najzaujímavejších vecí, ktoré môžeme robiť s gravitačnými vlnami."