Černé díry aneb. pohled na neviditelné (část první)

Nechám přes noc na střeše školní budovy (samozřejmě na náklady sdružení rodičů) postavit středně velký bazén a budu požadovat, aby jeho dno i stěny byly vymalovány černě. Schůdky, skokanský můstek, ani lehátka nebudou třeba. Výrobci dám jen za úkol umístit doprostřed malý špunt a pod něj dlouhou odtokovou rouru. Ať vede přímo rovně dolů-třeba skrz učebnu fyziky, sborovnu, až do školníkovy temné spíže. Když potom bazén slavnostně napustím vodou s droboulinkými cizokrajnými rybkami, přijde chvíle na nejdůležitější část demonstračního pokusu. Provedu ho ještě za tmy. Můj pomocník nonšalantně a se vší parádou…vytáhne špunt.

Co se bude dít? Pokud si myslíte, že za pár minut vyplavím celé první patro, čímž naštvu nejen školníka, ale i celé vedení, protože kvůli té zkáze budou nuceni dát alespoň den ředitelské volno, zatímco studentům udělám z téhož důvodu nesmírnou radost (to vše na náklady sdružení rodičů), máte tak trochu pravdu. Ale jen tak trochu. Jen z jistého úhlu pohledu.

Ve fyzice, vážení, na úhlu pohledu opravdu záleží. Skoro se dá říct, osudově. Ať to zní jakkoliv kontroverzně, fyzik vlastně musí být, kromě brilantních matematických dovedností, vybaven schopností empatie. Musí se vcítit do situace jiného pozorovatele. Vzpomínáte na barevné exotické rybky v bazénu? Pojďme se na to podívat jejich vypoulenýma očima.

Plavu si, ani nevím jak. Jaká bezstarostnost! Voda by mohla být sice o něco teplejší, ale proč si stěžovat? Když se pořádně rozhlédnu kolem, všude samá krásná tma. Mám tu spoustu místa. To místo snad nikde nekončí! Můžu plavat, kam chci, třeba támhle! Plavu si, plavu… Ale to je zvláštní, někam se mi plave lépe, a někam hůře. Dokonce se mi zdá, že mě voda na jedno místo tak trochu… táhne! No, nevím, co to znamená, radši se vydám opačným směrem. Nebo ne? Jsem zvědavá, jenom se tam trošku přiblížím. Počkat, co to má znamenat? Čím jsem k tomu místu blíž, tím mě to k němu táhne víc!

A co je to vůbec za místo, když všechno vtahuje do sebe? Zdá se, že v něm mizí i…voda! Pokud by z něj ani voda neunikla, neuniklo by z něj nic! Ani rybky! Ani já! Ale vždyť já můžu uniknout. Jen se trošku přiblížím, a pak zase uteču, jde to! Přiblížím se ještě o kousek blíž, než předtím,… a zase uteču! Jé, to je zábava! Přiblížím se ještě mnohem blíž, a-*

Proč ubohá rybka neunikla? Akce a reakce. Jak rychlost proudu vody směrem do potrubí stoupala, stoupala také rychlost, potřebná k úniku opačným směrem. Rybka neměla dost sil, aby to dokázala. Odborně, byť trochu neobratně řečeno, nedokázala vyvinout dostatečnou únikovou rychlost.

Existuje něco strašlivého! Teoreticky…

Pokud raketa překročí rychlost 11 km/s, vymaní se ze zemské gravitace a odletí do volného vesmíru. Úniková rychlost v tomto případě závisí na zemské gravitaci. Gravitace tělesa, jak všichni víme, závisí na jeho hmotnosti. K úniku ze Slunce je třeba rychlosti 620 km/s. Už v předminulém století si astronom John Michell si uvědomil, že pokud by hvězda byla dostatečně hmotná, byla by odpovídající úniková rychlost vyšší než 300 000 km/s, tedy než rychlost světla. Světlo by nemohlo uniknout a hvězda by tudíž byla neviditelná.

Teoreticky měl samozřejmě pravdu. Pokud rozumíme fyzikálním zákonům, matematická teorie nám spíše dává ohromné pole působnosti, než aby nás omezovala.

(Každý z nás vlastně má možnost malou černou díru vytvořit. Když v pěsti pořádně, ale opravdu pořádně zmáčknete kamínek, nejlépe do mikroskopicky malinkého rozměru-čím menší rozměr, tím větší bude mít hustotu hmoty. Čím větší hustotu hmoty, tím silnější gravitaci. A najednou – plonk! Máte jí** Takové možnosti se říká teoretická.)

Možná právě proto byla jeho vize dlouho považována za anomálii rovnic. To nemá k pojmu „naprostý blábol“ daleko, viďte?

Pozdější pokusy, výpočty a pozorování ukázaly, že na tom Michellově nápadu asi přece jen něco bude. I většinu největších skeptiků nakonec přesvědčilo, když astronomové pomocí družice Galex nedávno jednu pěknou černou díru „viděli“ na vlastní oči. A přistihli jí zrovna při slavnostní večeři. Spatřili, jak v ní mizí hvězda.

Tak jako my jsme přistihli ústí vražedného odtokového potrubí při „vcucnutí rybky“. V pravé černé díře se však vše odehrává dramatičtěji. Především síly, které zde působí, jsou mnohem, MNOHEM větší. Tolikrát, že i slovo „MNOHEM“ je představitelnější, než skutečné číslo. (Tak už to holt v astrofyzice bývá.)

/Toť na úvod mé práce. Když budete chtít, budu sem postupně přidávat další části. Vlastně, možná i když chtít nebudete :-D/

*Autorka myšlenkového pokusu se zaručuje, že během jeho vzniku nebylo ublíženo žádným rybkám, ani školníkovi

**Tento pokus můžete klidně zkoušet doma, protože i kdyby se vám náhodou podařilo takovou černou minidíru stvořit, byla by naprosto neškodná. Teoreticky. Ale o tom až později.