A co kdyby existovaly černé díry dřív než hvězdy?
Musím se s vámi podělit o něco, co mě tento týden opravdu nadchlo. Vědci možná narazili na stopy po černých dírách, které vznikly ještě před prvními hvězdami. Před galaxiemi. Před vším, co dnes známe. A tenhle objev by nám mohl konečně pomoct vyřešit jednu z největších záhad vesmíru — temnou hmotu.
Vím, zní to jako scéna ze sci-fi filmu. Ale vydržte, stojí to za to.
Tým z Univerzity v Miami zkoumal podivný signál, který zachytila observatoř LIGO (ta samá, která poprvé detekovala gravitační vlny v roce 2015 — velká věc). Observatoř zachytila to, co vypadá jako splynutí dvou černých děr, ale s jedním háčkem. Jeden z objektů byl nečekaně malý — menší než naše Slunce. A to by nemělo být možné. Alespoň ne podle toho, jak dnes chápeme vznik černých děr.
Proč je to důležité
Běžné černé díry — ty, které známe — vznikají, když obří hvězdy zemřou v dramatických explozích supernov. Jejich hmotnost se pohybuje od několika Sluncí až po miliardy Sluncí. Ale černá díra menší než naše Slunce? To se běžným vývojem hvězd vysvětluje dost těžko.
Tyto nepatrné objekty se nazývají primordiální černé díry a věří se, že vznikly v prvních zlomcích sekundy po Velkém třesku. Zamyslete se nad tím. Mluvíme o černých dírách, které existovaly, když byl vesmír ještě v plenkách — dávno předtím, než vznikly atomy, dávno předtím, než tu bylo cokoliv, co dnes poznáváme.
Myšlenka není nová. Sahá až do studené války, kdy ji poprvé navrhli sovětští vědci. Stephen Hawking ji pak rozvinul v sedmdesátých letech a naznačil, že tyto prastaré černé díry by mohly být všude — třeba i tvořit to, čemu říkáme temná hmota.
Proč je temná hmota tak zásadní
Temná hmota je... no, vlastně pořádně nevíme, co to je. Pro vědu je to dost trapné, co? Ale víme toho dost: je neviditelná, nevysílá ani nepohlcuje světlo a tvoří asi 85 % veškeré hmoty ve vesmíru. Bez její gravitační síly by galaxie jako ta naše asi vůbec neexistovaly.
Problém? Temnou hmotu nemůžeme přímo detekovat. Víme jen, že je tam, protože ovlivňuje gravitaci v kosmickém měřítku.
A tady přichází na řadu primordiální černé díry. Pokud jich existuje správné množství, mohly by temnou hmotu být. Nejen ji vysvětlovat — ale přímo tvořit.
Konečný důkaz?
Vraťme se k tomu podivnému signálu z LIGO. Miami tým provedl výpočty, kolik primordiálních černých děr by tam venku mohlo být a jak často bychom mohli očekávat jejich srážky s jinými objekty. Jejich výsledky naznačují, že signál zachycený LIGO odpovídá primordiální černé díře — a není v rozporu s myšlenkou, že tyto objekty tvoří (nebo významně přispívají k) temné hmotě.
„Věříme, že naše studie pomůže potvrdit, že skutečně existují," uvedl Nico Cappelluti, jeden z výzkumníků. Docela vzrušující slova.
Ale tady je háček — a jsem rád, že to vědci sami přiznávají — jedno pozorování nestačí. Potřebujeme víc. Více signálů, více dat, více potvrzení.
„LIGO zachytilo velmi silný důkaz, že tyto typy černých děr existují," vysvětlil Cappelluti. „Ale abychom měli ten definitivní důkaz, budeme potřebovat zachytit další takový signál, nebo ideálně hned několik."
Čekání je součást zábavy
Miluju, že věda takhle funguje. Neexistuje žádné uspěchání k závěrům, ani když jsou výsledky lákavé. LIGO dál pozoruje vesmír a stejně tak jeho mezinárodní partneři. Každá detekce nás přibližuje k odpovědi, zda jsou primordiální černé díry skutečné — a zda se skrývaly přímo před našima očima, tvořily záhadnou temnou hmotu, která drží náš vesmír pohromadě.
Prozatím čekáme. Ale upřímně? Skutečnost, že vůbec vedeme tuhle debatu — že máme přístroje dost citlivé na to, abychom detekovali vlnění v prostoročase od černých děr menších než naše Slunce — mi přijde úžasná. Žijeme v neuvěřitelné době pro astronomii.
A pokud se tyto malé, prastaré černé díry ukážou jako skutečné? Všechno, co jsme si mysleli, že víme o raném vesmíru, právě dostalo pořádně zajímavý rozměr.