Choď na obsah Choď na menu
 


Červie diery a biele diery

28. 10. 2013

 Vo fyzike, červia diera, tiež známa aj pod menej zaužívaným pomenovaním Einstein-Rosenov most, je úsek časopriestoru, ktorý v podstate existuje ako „skratka“ v čase a v priestore, alebo ešte zjednodušene, akýsi tunel, ktorý spája dve rôzne miesta v rôznom čase. Hoci sú červie diery veľmi obľúbenou témou tak medzi sci-fi autormi, ale aj medzi vedcami, zatiaľ neexistuje žiadny dôkaz toho, že skutočne existujú. 

V skutočnosti poznáme niekoľko typov, alebo lepšie povedané druhov červích dier. Medzi najznámejší patrí tzv. Schwarschildov model červej diery. S týmto modelom prišli ako prví Albert Einsten spolu s kolegom Nathanom Rosenom a prvý krát ho publikovali v roku 1935. Podľa nich, červia diera je akýmsi mostom, alebo tunelom medzi dvomi bodmi –čiernou dierou a bielou dierou (bielym dieram sa budeme venovať v druhej polovici článku). Avšak už v roku 1962, John A. Wheeler a Robert W. Fuller upozornili na to, že tento model červej diery je veľmi nestabilný a zaniká v podstate okamžite po svojom vzniku, ešte skôr, než sa do nich stihnú dostať čo i len lúče svetla. 

Aj napriek tomu, že je tento druh červích dier „neprejazdný“, ich možná existencia inšpirovala Kipa Thorna k tomu, aby prišiel s novým modelom červej diery. Podľa neho, každá červia diera by sa mohla udržiavať otvorená pomocou takzvanej exotickej hmoty – teda hmoty, ktorá produkuje zápornú energiu. Takýto model červích dier (tiež nazývaný aj Lorentzov model), by umožňoval cestovanie naprieč červiou dierou z jedného miesta na iné miesto vo vesmíre vo veľmi krátkom čase. Táto teória bola prvý krát prezentovaná v roku 1988 Kipom Thornom a jeho študentom Mikom Morrisom. Tí dokonca zašli ešte ďalej a tvrdili, že pomocou červiej diery sa dá cestovať nie len v rámci nášho vesmíru, ale aj medzi rôznymi vesmírmi. Tomuto modelu hovoríme Moriis-Thornov model. 

Neskôr boli predstavené aj iné typy červích dier. Napríklad tá z roku 1989, ktorú prezentoval Matt Visser. Ten tvrdil, že na udržanie červej diery nie je potrebná exotická hmota, ale každá červia diera je schopná existovať aj bez hmoty ako takej. Takéto typy červích dier podľa neho vznikali už pri zrode vesmíru. 

Vzhľadom na fakt, že červie diery spájajú dva rôzne body vo vesmíre, znamená to, že by mohli byť principiálne použíté na cestovanie ako v priestore, tak aj v čase. V roku 1988 prišli Morris, Thorne a Yurtsever s teóriou, ako použiť červie diery na cestovanie v čase. Ich myšlienka však bola zamietaná, hlavne kvôli skutočnosti, že takáto červia diera by nemohla preniesť niekoho späť do doby, kedy ešte sama neexistovala. Toto tvrdenie je však dodnes diskutabilné. 

Biele diery

Biele diery sú hypotetické miesta v časopriestore, do ktorých sa nedá vstúpiť, ale z ktorých môže hmota vystupovať. Úplne zjednodušene, sú opakom čiernych dier. Čierne diery hmotu pohlcujú a biele diery ju uvoľňujú. Podľa Einsteina sa červie diery formujú predovšetkým uprostred čiernych dier. Predsavme si teoretický príklad. Naša Slnečná sústavaje vtiahnutá do čiernej diery. Všetká jej hmota sa stláča stále viac a viac do jedného bodu, až napokon je všetká hmota z celej našej Slnečnej sústavy stlačená do bodu o veľkosti špendlíkovej hlavičky. Tento bod má tak veľkú hustotu, že svojou gravitáciou vytvorí „dieru“ do časopriestoru. A práve takto podľa Einsteina vznikajú červie diery uprostred čiernych dier. 

Ale každá diera musí niekam viesť. Čo je teda na jej druhej strane ? Einstein často uvažoval nad tým, že na druhej strane musí existovať akýsi „zrkadlový vesmír“, čiže v tomto prípade biela diera. Ak si predstavíme čiernu dieru ako nejaký lievik, biela diera na jeho druhej strane bude taktiež lievik, ale opačne obrátený. A práve tomuto hovoríme Einstein-Rosenov most. 

Ešte v roku 1971, astrofyzik Robert Hjellming naznačil, že biele diery môžu byť viac ako len zrkadlom čiernych dier. Podľa neho, hmota ktorú pohĺti čierna diera, môže byť späť vyvrátená kdekoľvek v našom, alebo aj v inom vesmíre. Hjellming dokonca špekuloval nad tým, že biele diery môžu byť zdrojom obrovského množstva uvoľnenej energie vo vzdialených kvazaroch a v centrách galaxií. To však bolo v roku 1971. Dnes už vieme, že to samozrejme tak nie je. To však nič nemení na tom, že existencia červích a bielych dier je možná – hoci zatiaľ nie priamo dokázaná. 

Ešte donedávna bola spochybňovaná aj existencia čiernych dier. Ani v súčasnosti ich nevieme priamo pozorovať a mnohé čierne diery sú pre nás ešte stále ukryté. No niektoré z nich vieme odhaliť vďaka tomu, že vidíme, ako pohlcujú hmotu okolo seba. Čo však biele diery, prečo ich nevidíme ? Je možné, že sa pred nami skrývajú ? Známy fyzik Stephen Hawking prišiel s teóriou, pri ktorej demonštroval, že ak sú čierna a biela diera v teplotnej zhode so svojim okolím, absorbujú a vyžarujú rovnaké množstvo radiácie, preto je takmer nemožné ich rozoznať. V praxi je preto možné, že niektoré objekty, o ktorých si myslíme, že sú čierne diery, môžu byť v skutočnosti biele diery. Biela diera je totiž len názov – diera v skutočnosti nie je biela. Druhá skupina vedcov si zase myslí, že biele diery nie sú ani zďaleka tak stabilné, ako čierne diery a zanikajú prakticky okamžite po svojom vzniku následkom toho, že nevydržia svoju vlastnú gravitáciu. 

Avšak možno sa nám predsa len podarilo zachytiť isté náznaky bielej diery. Ešte v roku 2006 sa nám podarilo zachytiť sériu gama lúčov, ktorých pôvod si odborníci nevedeli vysvetliť. Predovšetkým ich dlhé trvanie (102 sekúnd) naznačovalo, že pochádzajú z výbuchu supernovy. Avšak v mieste, z ktorého k nám prišli sa nenachádzali žiadne supernovy. Práve tieto skutočnosti viedli kompetentných k myšlienke čiernej alebo bielej diery. Biela diera totiž mohla vzniknúť, vyvrhnúť isté množstvo hmoty a potom sa vplyvom svojej vlastnej gravitácie zrútiť, zanechajúc pritom obrovský výbuch. To by mohol byť aj dôvod toho, prečo sme ju nemohli pozorovať – v čase, kedy k nám gama lúče dorazili, už neexistovala. Takémuto výbuchu sa zvykne hovoríť aj „hybridný výbuch“. Hoci je to len hypotetická teória, pre ktorú chýbajú hmatateľné dôkazy, predsa len ju nemožno vylúčiť. Všetko ďalšie, čo nasleduje po tom, je už iba čistá matematika a teória. Tieto udalosti, pri ktorých vznikajú biele diery môžu byť tak zriedkavé a tak krátke, že sú jednoducho nepozorovateľné. 

Problém je, že v súčasnosti nemáme žiadne ďalšie podklady pre skúmanie prípadných bielych dier, takže všetko, čo môžeme robiť je čakať na ďalší „záhadný“ výbuch a skúmať jeho správanie. Ak sú tieto výbuchy skutočne bielymi dierami, tak je náš vesmír ešte zaujímavejším miestom, ako sme predpokladali doposiaľ.