Článek
„V roce 2016 jsme nalezli nový matematický přístup k problému sférických černých děr. To nám umožnilo rovnice zásadně zjednodušit. Jde o početní průlom: zatímco dříve se rovnice pro svou složitost studovaly hlavně numerickými metodami na počítači, dnes to lze jen s tužkou a papírem, což přináší kvalitativní skok ve formulaci problému,“ uvedl Vojtěch Pravda z MÚ AV ČR s tím, že nyní se jim podařilo tyto rovnice také vyřešit.
Na výzkumu se dále podíleli Alena Pravdová (MÚ AV ČR), Jiří Podolský a Robert Švarc (oba MFF UK).
Odchylky od Einsteinovy gravitace
Jak Akademie věd informuje, týmu se povedlo najít matematické řešení odpovídající nové černé díře. Zatímco delší dobu známá Schwarzschildova černá díra je charakterizována jen svou hmotností, tato černá díra je popsána ještě hodnotou takzvaného Bachova tenzoru na horizontu.
A právě tato veličina, jak zjistili tuzemští výzkumníci, kupříkladu ovlivňuje pohyby objektů obíhajících tuto hypotetickou díru a způsobuje tím potenciálně měřitelné odchylky od klasické Einsteinovy gravitace.
Černé díry obecně představují důležitou „teoretickou laboratoř“ pro výzkum klasických i kvantových aspektů gravitace, jako je např. jejich vypařování v podobě Hawkingova záření a související termodynamické vlastnosti.
„V případě nově objeveného typu černé díry můžeme očekávat přínos k lepšímu pochopení různých aspektů kvadratických korekcí Einsteinovy teorie a jejich role v rámci budoucí plné teorie kvantové gravitace,“ shrnula AV ČR.
Černá díra
Černé díry jsou velmi hmotné objekty, které mají natolik silnou gravitaci, že žádný objekt, včetně světla či jiného záření, je nemůže opustit. Úniková rychlost z černé díry je vyšší než rychlost světla. Podle teorie relativity není nic rychlejšího než světlo, tudíž nic nemůže tuto hranici opustit. Nelze proto získat informace o hmotě v černé díře.
Černou díru dělá černou takzvaný horizont událostí, jenž je jakousi hranicí černé díry a místem kolem ní, ze kterého se již nejde dostat, ani vyslat ven jakýkoli signál.
Část děr vzniká tzv. gravitačním kolapsem, známé jsou třeba kolapsy hvězdy v závěrečných fázích vývoje. Další skupinou jsou mj. obří (supermasivní) černé díry, které sídlí v centrech galaxií.
Superhmotné černé díry uprostřed galaxií vznikají jinak, než si astronomové mysleli
Tento český výzkum navazuje na nedávné numerické simulace vědců z Velké Británie, Spojených států a Číny, které na možnost existence této černé díry poukázaly. Jeho aktuální výsledky publikoval i prestižní odborný časopis Physical Review Letters vydávaný Americkou fyzikální společností (APS).
