Čierne diery sú masívne kozmické javy také veľké, že ich nemôže opustiť ani svetlo. Väčšina ľudí si myslí, že čierne diery len sedia a jedia kúsky plynu alebo prachu.
Mohli by však mať čierne diery skutočne zaujímavejší vnútorný život? Môžu napríklad vybuchnúť? Ak výbuch znamená „náhle, krátkodobé uvoľnenie obrovského množstva energie“, tak odpoveď je jednoznačné áno. A najzaujímavejšie je, že môžu dokonca explodovať niekoľkými zaujímavými spôsobmi.
Existuje jeden spôsob, ako môžu čierne diery explodovať. Tento proces sa vysvetľuje tým, že čierne diery nie sú úplne čierne, čo objavil v roku 1976 známy astrofyzik Stephen Hawking.
"V klasickej fyzike nemôže nič vyjsť z diery," povedal Sameer Mathur, fyzik z Ohio State University, v e-maile Live Science. "Hawking však zistil, že prostredníctvom kvantovej mechaniky diera pomaly odoberá energiu v nekonečne vyžarovaním nízkoenergetického žiarenia, nazývaného Hawkingovo žiarenie."
Kým čierna diera neabsorbuje nový materiál, bude pomaly strácať hmotu, keď vyžaruje Hawkingovo žiarenie, ale je to pomalé. Typická čierna diera s niekoľkonásobnou hmotnosťou Slnka vyžaruje každý rok približne jeden fotón alebo balík svetla. Pri tejto rýchlosti trvá typickej čiernej diere 10^100 rokov, kým sa úplne odparí.
Hawking si však uvedomil, že menšie čierne diery sa vyparujú oveľa rýchlejšie. Ako sa čierna diera zmenšuje a zmenšuje, vyžaruje stále viac žiarenia. V posledných chvíľach svojho života čierna diera vyžaruje toľko žiarenia a tak rýchlo, že pôsobí ako bomba a uvoľňuje prúd vysokoenergetického žiarenia a častíc.
Ak by sa malé čierne diery (veľkosti Zeme) vytvorili v extrémne ranom vesmíre, trvalo by niekoľko miliárd rokov, kým by sa vyparili, čo znamená, že tieto „prvotné“ čierne diery, ak existujú, explodujú v celom vesmíre práve teraz. Astronómovia dodnes nenašli žiadne dôkazy o prvotných explodujúcich čiernych dierach, ale môžu byť v okolí.
Čierne diery explodujú v inom druhu výbuchu, ktorý sa nenachádza nikde inde vo vesmíre kvôli ich rotácii. Rotujúce čierne diery – nazývané aj Kerrove čierne diery podľa novozélandského matematika Roya Kerra, ktorý ako prvý pochopil, ako fungujú – vytvárajú okolo ich horizontov udalostí ergosféru. Ergosféra je predĺžená oblasť vesmíru, kde nič nemôže zostať nehybné. Čokoľvek, čo spadne na rotujúcu čiernu dieru, sa začne otáčať okolo nej, keď častica vstúpi do ergosféry.
Časopriestor okolo rotujúcej čiernej diery môže tiež priťahovať fotóny. Ak je fotónov dostatok, môžu sa odraziť od seba alebo od akýchkoľvek zablúdených častíc. Niekedy odraz spôsobí, že fotóny opustia ergosféru. Ale v iných prípadoch odraz spôsobí, že fotóny padnú hlbšie do čiernej diery, kde získajú energiu. Potom sa môžu opäť rozptýliť na vyššiu obežnú dráhu a potom znova spadnúť.
S každým opakovaním tohto procesu a s každou cestou okolo čiernej diery fotón získava energiu. Tento proces sa nazýva "prežiarenie". Ak sa fotón konečne uvoľní, bude mať obrovské množstvo energie v porovnaní s tým, keď prvýkrát začal svoju cestu.
Ak sa do tohto procesu zapojí dostatok fotónov, môžu vybuchnúť naraz s neuveriteľnou energiou a zmeniť sa na takzvanú „bombu s čiernymi dierami“. Aj keď samotná čierna diera nevybuchne, tento superradiačný efekt opäť ukazuje, ako silne môžu čierne diery ovplyvniť životné prostredie.
Najčastejším spôsobom, akým čierne diery spôsobujú výbuchy, nie je ich samodeštrukcia, ale sila ich neodolateľnej gravitačnej sily. Supermasívne čierne diery sa nachádzajú v centrách galaxií a niekedy veľké zhluky hmoty, ako napríklad hviezdy, prechádzajú príliš blízko. Keď sa to stane, hviezda je roztrhnutá slapovými efektmi a toto trhanie má za následok explozívne uvoľnenie energie. Astronómovia na Zemi môžu pozorovať toto uvoľnenie energie ako krátky, ale intenzívny výbuch röntgenových a gama lúčov.
Okrem drvenia hviezd tieto supermasívne čierne diery často zhromažďujú roje hmoty, ktoré okolo nich neustále víria v obrovských akrečných diskoch. Akréčné disky dosahujú teploty kvadriliónov stupňov, čo z nich robí najjasnejšie objekty vo vesmíre – jeden žiariaci disk môže zažiariť viac ako milión galaxií súčasne.
Disky pri svojom špičkovom výkone vytvárajú elektrické a magnetické polia, ktoré vťahujú časť materiálu disku okolo čiernych dier do dlhých tenkých prúdov, ktoré sa tiahnu desiatky tisíc svetelných rokov. Hoci tieto prúdy nie sú technicky výbuchy, sú stále dosť intenzívne.
Môžete pomôcť Ukrajine v boji proti ruským útočníkom. Najlepším spôsobom, ako to urobiť, je darovať finančné prostriedky Ozbrojeným silám Ukrajiny prostredníctvom Zachrániť život alebo cez oficiálnu stránku NBU.
Prečítajte si tiež: