Černé díry už nejsou tak zajímavé. Díky bílým dírám totiž mohl vzniknout vesmír

Už dávno se vědci poučili v tom, že nemají věřit všemu, co vyzkoumali jejich slavní kolegové a napsali o tom pojednání. Ve své slavné knize Gravitace a kosmologie: Principy a použití obecné teorie relativity z roku 1972 americký fyzik a nositel Nobelovy ceny Steven Weinberg označil existenci černých děr za „velmi hypotetickou“. Napsal také, že „v gravitačním poli žádného známého objektu vesmíru není žádný takový objekt“. Těžce se mýlil. Radioastronomové již po desetiletí detekovali signály z hmoty, jež padá do černých děr, aniž by si uvědomovali, co to vlastně zaznamenávají. Dnes máme spoustu důkazů, že se známý vesmír černými dírami jen hemží. Jak je to ale s dírami bílými?

Na rozdíl od černých děr neexistuje mezi astronomy shoda ohledně toho, jak by bílé díry měly vznikat, jestli tedy vůbec existují. Měl by to být intenzivně jasný kosmický objekt, z něhož na rozdíl od černé díry hmota „vyvěrá“, místo aby v ní mizela jako v díře černé. V zásadě by to měl být přesný opak černé díry. Předpokládá je i Einsteinova teorie gravitace a měly by být součástí systému takzvané červí díry, tedy jakéhosi tunelu, který vede prostorem a časem.

Zastánci existence bílých děr je v zásadě popisují jako opak černých děr, vlastně jako video černé díry, které je přehrávané pozpátku.

U tohoto tunelu by byla černá díra vstupním otvorem a bílá by fungovala jako otvor výstupní kdesi v jiném vesmíru. Podobného principu často využívá fantastická literatura pro své cestovatele vesmírem a hlavně časem. Je tu ale malý problém. Kdybychom chtěli použít ke vstupu do tunelu skrz prostor a čas černou díru, setkáme se v jejím středu s gravitační singularitou. Podle fyzikální teorie je to bod, kde gravitační pole a jiné fyzikální veličiny nabývají nekonečné hodnoty. To by ovšem našemu výletu červí dírou k bílé díře zabránilo.

Druhá strana černé díry?

O bílých dírách se vědci dlouho domnívali, že jsou výsledkem teorie obecné relativity v praxi, stejně jako jejich příbuzné černé díry, které vzniknou zhroucením hmotných hvězd. V poslední době si však někteří teoretičtí fyzici pokládají otázku, zda by tyto dva vesmírné objekty nemohly být jenom dvěma stranami stejné mince. Pro posádku vesmírné lodi, která by ji pozorovala z dálky, by byl vzhled bílé díry stejný jako díry černé. I bílá díra by měla mít obrovskou hmotu a rotovat.

Kolem jejího horizontu událostí se hromadí prach a plyn ve tvaru prstence. Prstenec pak tvoří hranici, oddělující objekt od zbytku vesmíru. Pokud by ale posádka lodi sledovala bílou díru podrobněji, zjistila by to, co je pro černou díru nemožné – něco jako chrlení hmoty. Zastánci existence bílých děr je v zásadě popisují jako opak černých děr, vlastně jako video černé díry, které je přehrávané pozpátku. To, co černé díry pohlcují, bílá naopak vyvrhuje, a zatímco do černé díry se v zásadě dostat můžeme (s fatálními důsledky ovšem), do bílé je to od určité hranice nemožné.

Kam mizí informace

Teorie, která počítá s existencí bílých děr, má podobný osud jako ta, která připouští možnost červích děr. V obojím případě jde o matematicky možná zkroucení časoprostoru, která realita – pravděpodobně – nepřipouští. Ovšem i teorie se vyvíjejí a astrofyzici, kteří se zaobírají vývojem černých děr, přišli na pomoc zastáncům těch bílých. „Jak ,zemře‘ černá díra? Nevíme. Jak se rodí bílá díra? Možná je bílá díra výsledkem smrti černé díry,“ uvažuje Carlo Rovelli, teoretický fyzik z Centre de Physique Théorique ve Francii.

Proč by tou singularitou, uvažují někteří vědci, nemohla být právě bílá díra?

„Obě nevyjasněné otázky se pěkně spojí v jedné odpovědi, ale při přechodu z jedné do druhé musíte porušit obecné rovnice relativity.“ Od té doby, co si Stephen Hawking uvědomil, že z černých děr uniká energie, fyzici diskutovali o tom, jak by se tyto objekty mohly postupně scvrkávat a nakonec zaniknout. Pokud se černá díra odpaří, zůstává otázka, co se stane s vnitřním záznamem všeho, co díra spolkla? Podle obecné teorie relativity by se takové informace nikdy neměly znovu objevit, ovšem kvantová mechanika nepřipouští jejich vymazání.

Možný zárodek vesmíru

Bílé díry by mohly být podle již zmíněného Carla Rovelliho a italské teoretické fyzičky Francesky Vidottoové tím už dlouho hledaným prvkem, který tvoří doposud záhadnou temnou hmotu. Astrofyzici také předpokládají, že pokud ve vesmíru bílé díry existují, mohly by jednak vysvětlit, co se děje ve středu černé díry, jednak by mohly být velmi významným činitelem v raných fázích vývoje vesmíru. Na základě současných znalostí vznikl náš Vesmír (v tomto případě s velkým „V“) událostí, kterou nazýváme Big Bang či Velký třesk.

Není vyloučeno, že i náš Vesmír se tímto způsobem objevil v nějakém jiném vesmíru.

Zrodil se z nepatrného subatomárního bodu s nepředstavitelnou hustotou a gravitací, který nazýváme singularita. Proč by tou singularitou, uvažují někteří vědci, nemohla být právě bílá díra? Nekonečně nepatrná bílá díra by v sobě podle Hala Haggarda, teoretického fyzika na Bard College v New Yorku, ukrývala všechny informace, které pohltil její předchůdce, tedy černá díra. Dokud by zůstala stabilní, nic by se vlastně nedělo. Do toho okamžiku, než by ze sebe nezačala takové informace chrlit…

Jestliže budeme předpokládat, že za Velkým třeskem stojí právě bílá díra a nějaké jiné bílé díry existují i v našem Vesmíru, může se stát, že jedna z nich začne růst jako nějaký nádor, oddělí se od mateřského vesmíru a vytvoří zcela nový svět. Není pak vyloučeno, že i náš Vesmír se tímto způsobem objevil v nějakém jiném vesmíru.