Komputer Świat: Červie diery verzus čierne diery, fyzikálne javy porovnali moskovskí vedci

25. októbra 202625. októbra 2026 Finančné Noviny červia diera, čierna diera

VARŠAVA / MOSKVA – KS: Zrážky červích dier nie sú ako zrážky čiernych dier.

V priestore sa neustále detekujú silné vibrácie spôsobené zrážkami čiernych dier, informuje KS. Ruskí vedci sa rozhodli otestovať, čo by sa stalo, keby sa zrazili iné záhadné objekty – takzvané červie diery. Výsledky ich počítačových simulácií boli neočakávané.

Vo vesmíre neustále detekujeme gravitačné vlny – silné vibrácie najčastejšie spôsobené zrážkami čiernych dier. Dvaja ruskí vedci, Nikita Širokov a Iľja Načevskij z Moskovského inštitútu fyziky a technológie, sa však rozhodli otestovať, čo by sa stalo, keby sa zrazili iné, rovnako záhadné objekty – takzvané červie diery. Výsledky ich počítačových simulácií boli dosť neočakávané.

Hawkingov nový experiment a teórie

Hoci červie diery poznáme predovšetkým z vedecko-fantastických kníh a filmov, neobjavili sa len tak z ničoho nič – ide o skutočný vedecký koncept založený na Einsteinovej teórii relativity. V nezvyčajnom experimente zahŕňajúcom zrážky červích dier vedci prijali špecifický teoretický model, takzvaný Ellisov-Bronnikovov tunel. Jednoducho povedané, ide o chodbu spájajúcu dva vzdialené body vo vesmíre, cez ktorú by teoreticky mohlo prechádzať svetlo a hmota. Aby sa však takáto štruktúra nezrútila v zlomku sekundy pod vlastnou váhou, musela by byť zvnútra „pretrhnutá“ čisto hypotetickou negatívnou energiou.

V počítačovej simulácii vedci testovali rôzne scenáre priblíženia sa takýchto objektov. Často sa jednoducho míňali v minimálnej vzdialenosti (a zároveň sa výrazne rozpínali), ale najzaujímavejšia vec sa stala, keď sa čelne zrazili. Vtedy sa okolo oboch tunelov vytvoril spoločný viditeľný horizont – teda okamžitá hranica oblasti, kde gravitácia zachytila svetlo.

Neočakávané bolo, že po zrážke sa povrch tohto horizontu náhle zmenšil približne o 28 %. To… je v rozpore so známou myšlienkou, ktorú opísal Stephen Hawking v roku 1971, podľa ktorej povrch horizontu čiernej diery (a tunelov, ktoré po zrážke vytvorili niečo podobné) môže iba rásť alebo zostať rovnaký. A napriek tomu ruskí fyzici Hawkinga nevyvrátili. Po prvé, spomínaný viditeľný horizont bol nameraný počas simulácie, ktorá sa riadi trochu inými princípmi, a po druhé, negatívna energia použitá v modeli jednoducho presahuje štandardné podmienky, z ktorých Hawking vychádzal.

Ďalšia stopa, ďalší podpis

Najdôležitejší záver z tohto experimentu sa však týka samotných gravitačných vĺn. Keď sa zrazia dva „klasické“ objekty, ako sú čierne diery, signál v meracích prístrojoch sa postupne zvyšuje a zrýchľuje, čím vzniká charakteristické „cvrlikanie“.

Simulovaná kolízia tunela vyvolala úplne odlišný efekt, a to ostré, krátke záblesky signálu bez predbežného nárastu charakteristického pre tento jav. Teoreticky by nám takýto odlišný podpis mohol uľahčiť rozpoznanie takýchto objektov. V skutočnosti to však nie je také jednoduché – krátky impulz by mohol byť spôsobený menej typickou čiernou dierou (ako v prípade hlasného signálu z GW190521 v roku 2019) a potenciálne aj inými objektmi. Experiment však demonštruje jeden možný scenár (pamätajte, že hovoríme o veľmi abstraktnej simulácii!) a poskytuje návod pre budúci výskum, najmä v situáciách, keď detektory prijímajú signál, ktorý sa líši od známych modelov.

Červia diera je hypotetický fyzikálny objekt umožnený schopnosťou časopriestoru vytvoriť skratku cez priestor a čas.

Tento fenomén po prvýkrát opísali v roku 1935 Albert Einstein a Nathan Rosen ako takzvaný Einsteinov-Rosenov most, čo je však iba jeden z hypotetických možných druhov červích dier. Tento most má prepájať náš vesmír s iným paralelným vesmírom s opačne plynúcim časom a bielou dierou – objektom, z ktorého objekty naopak vychádzajú. Prejsť cez Einsteinov-Rosenov most by ale trvalo nekonečne dlho a mosty sa naviac aj veľmi rýchlo uzatvárajú, takže je vylúčené, že by sa nám cez nejaký podarilo prejsť.

Názov červia diera sa vysvetľuje na základe analógie k červovi, ktorý sa z jedného bodu povrchu jablka prehrýza samotným jablkom na iný bod na jeho povrchu, nepohybuje sa teda dvojrozmerne po povrchu, ale používa trojrozmernú skratku práve červou dierou.

Čierna diera alebo gravitačný kolapsar je koncentráciou hmoty s tak vysokou hustotou, že jej gravitačná sila zabraňuje úniku akýchkoľvek častíc (možno s výnimkou efektu nazývaného kvantové tunelovanie). Z toho vyplýva, že nič, ani elektromagnetické žiarenie vrátane svetla, nemôže uniknúť gravitácii čiernej diery, preto sa nazýva „čierna“. Pojem čierna diera sa stal zaužívaným, aj keď teória nespomína žiadnu „dieru“ v normálnom slova zmysle, ale oblasť vesmíru, z ktorej nič neunikne.

Existenciu čiernych dier predpokladá Einsteinova teória relativity. Podľa klasickej všeobecnej relativity, žiadna hmota ani informácia nemôže prúdiť z vnútra čiernej diery k vonkajšiemu pozorovateľovi.