Černé díry

Černé díry jsou oblasti ve vesmíru, kde je tak silná gravitace, že odtud neunikne ani světlo. Podle Einsteinovy teorie existuje hranice mezi tím, kdy je těleso schopné existovat jako trojrozměrný objekt a tím, kdy se to stane černou dírou. Jinými slovy, když začneme stlačovat těleso do extrémně malého objemu, tak existuje hranice mezi tím, kdy je to stále relativně běžný objekt a kdy už se to stane černou dírou. Černé díry mají však ještě mnohem zajímavější schopnosti. Je na nich silně pozorovatelné ohýbání Časoprostoru.

Vznik

Většina černých děr vzniká při zaniknutí velkých hvězd, nicméně existují i supermasivní černé díry u kterých není dobře známo jak vznikly. Tyto černé díry se nacházejí uprostřed galaxií a i naše galaxie má jednu takovou. Jmenuje se Sagittarius A, ale existují i mnohem větší než je ta uprostřed naší galaxie.

Je možné, že vznikly spojením více černých děr nebo dokonce při srážce galaxií. Při tomto jevu se galaxie prolnou do sebe a jejich černé díry ve středu se spojí. Nicméně si to nepředstavujme jako dramatickou srážku planet a hvězd, protože planety a hvězdy jsou od sebe tak daleko, že se galaxie opravdu spíše prolnou, než že by se fyzicky srážely.

Časoprostor

Toto je oblast astrofyziky, kde běžná představivost člověka končí. Dokonce je docela pravděpodobné, že i když pochopíte všechna tvrzení vědců o časoprostoru, stejně si ho nebudete schopni představit. Časoprostor jsou čtyři dimenze spojené dohromady. Prostorové souřadnice obvykle určujeme podle os x, y, z, ale časoprostor pracuje s konceptem, kdy k těmto třem přidáme ještě osu t, která vyjadřuje čas. Důvod, proč je tak složité si to představit může být ten, že v takovém světě prostě nežijeme. Protože běžný člověk si tohoto faktu v podstatě nemá šanci všimnout, jelikož můžeme říci, že na Zemi je čas relativně konstantní. Nicméně v širším kontextu vesmíru je to nesmysl.

Proto Einstein objevil koncept časoprostoru, protože čas není konstantní. Z toho vyplývá, že čas může být ovlivněn (zpomalen, zrychlen) a časoprostor může být vytvořen. V našem případě; časoprostor byl vytvořen současně s velkým třeskem a i dnes za hranicí našeho vesmíru neexistuje, takže se tam nelze pohybovat (pokud tam ovšem není další vesmíru). Tento fakt způsobuje to, proč otázky typu:,, Co bylo před vesmírem?”, nedávají smysl.

Čas může být ovlivněn buď, gravitací, nebo rychlostí. Záměrně jsem nepoužil slova silnou gravitací a vysokou rychlostí, protože časoprostor ovlivňuji i tehdy, když se pohybuji 5 km*h-1, což můžeme označit za relativně malou rychlost. V realitě to vypadá tak, že čím se těleso pohybuje rychleji, tím se jeho čas pro okolní pozorovatele zdá být pomalejší a jeho délka je zkrácenější. Čím je těleso hmotnější a tím je jeho gravitační síla větší, tím více zakřivuje časoprostor. Pro fotony letící rychlostí světla neexistuje čas. Je těžké si to představit, ale pro ně se události jejich vyzáření a pohlcení stanou ve stejný okamžik. K tomu nás může napadnout velmi jednoduchá úvaha. Když se se zvyšující rychlostí čas zpomaluje a pro rychlost světla je čas 0 není pak náhodou také jeden z faktorů, proč nelze překročit rychlost světla ten, že by pak tomu, kdo by rychlost světla překročil, běžel záporný čas. Byť se to zdá jako velmi primitivní úvaha, tak je to pravda.

Černé díry a Časoprostor

Černé díry ovlivňují časoprostor oproti realitě, kterou máme na Zemi, velmi značně. Například, kdyby jely dvě vesmírné lodě k černé díře, ale jedna by byla blíže k černé díře než ta druhá, tak čím více by se ta, co je blíže, přibližovala a zrychlovala, tím více by té vzdálenější připadalo, že ta co je blíž k černé díře, se zpomaluje a doslova zamrzá v čase. Tento proces by gradoval až do chvíle, kdy by se začalo vytrácet světlo té bližší k černé díře až nakonec by zmizela úplně.

Okolo černé díry můžeme vidět akreční disk hmoty, která do ní směřuje. Tento disk je vidět jak nad černou dírou tak pod ní ale i před ní. Akreční disk je vidět takovýmto způsobem právě proto, že černá díra extrémně zakřivuje časoprostor.

Neutronové hvězdy

Hvězdy, které jsou tak hmotné, že dojdou až k přeměně křemíku, se po ukončení této přeměny začnou smršťovat. Když už je jejich železné jádro tak husté, že už se nemůže dál smršťovat, tak se elektrony spojí s protony a vzniknou neutrony. Zbytek hvězdy se přitom rozletí do okolního vesmíru (výbuch supernovy). Zbylé jádro hvězdy utvoří neutronovou hvězdu. Je to poměrně malý ale extrémně hmotný, hustý objekt. Tato hvězda je složena převážně z neutronů. Je tak hustá, že jeden centimetr krychlový tohoto materiálu váží zhruba 400 000 000 tun. Hvězda, ze které vzniknou, měla tak hmotné jádro na jejich vytvoření, ale zároveň měla tak lehké jádro, že se z ní nestala černá díra.