Bílá díra: Tajemný objekt, který je zatím pouhou teorií

Když se řekne „vesmírné objekty“, většina lidí si představí černé díry, hvězdy, planety či galaxie. Jedním z nejzáhadnějších a méně známých objektů, které zkoumá moderní fyzika, jsou však bílé díry.

Tato hypotetická sestra černých děr představuje fascinující, i když dosud nepotvrzenou možnost existence exotických objektů ve vesmíru. Co to bílá díra je, jak vznikla tato teorie a jaké místo by mohla mít v kosmickém uspořádání? Ponořme se do tohoto tématu hlouběji.

Co je bílá díra?

Bílá díra je hypotetický vesmírný objekt, který je v mnoha ohledech zrcadlovým protějškem černé díry. Zatímco černá díra přitahuje vše ve svém okolí, včetně světla, bílá díra by měla být objektem, do kterého není možné vstoupit. Místo, aby vše pohlcovala, by bílá díra vše vylučovala.

Matematicky vychází bílá díra z řešení Einsteinových rovnic obecné relativity, které popisují gravitační pole a chování hmoty ve vesmíru. Pokud černé díry představují gravitační singularity, kde se vše zhroutí do nekonečně malé oblasti, bílé díry by měly být singularitami s opačnou funkcí – jakýmisi „zdroji“ energie a hmoty.

Historie a původ teorie

Teorie bílých děr vznikla jako důsledek výzkumu černých děr. V roce 1916 publikoval německý fyzik Karl Schwarzschild první přesné řešení Einsteinových rovnic obecné relativity, které popisovalo chování gravitace kolem masivního objektu. Toto řešení se stalo základem pro koncept černé díry, avšak rovnice umožňují také existenci objektu s opačnými vlastnostmi – bílé díry.

Zájem o bílé díry se zvýšil v 60. letech 20. století, kdy fyzici začali hledat způsoby, jak by mohly být černé díry propojeny s jinými částmi vesmíru. Jeden z konceptů navrhoval, že černé díry by mohly být „vstupními body“ do bílých děr, a tím by se vytvořily hypotetické červí díry – tunely spojující různé části vesmíru nebo dokonce různé vesmíry.

Jak by bílá díra fungovala?

Bílá díra by měla některé charakteristické vlastnosti, které ji odlišují od jiných známých objektů ve vesmíru:

• Nemožnost průniku zvenčí: Podobně jako černá díra má horizont událostí, který nelze překročit z jejího okolí, bílá díra by měla horizont, skrz který by nemohla proniknout žádná hmota ani energie dovnitř.
• Emise hmoty a energie: Bílá díra by měla neustále vylučovat energii, světlo a možná i hmotu do okolního prostoru.
• Krátkodobá existence: Teoretické modely naznačují, že bílé díry by byly extrémně nestabilní. Většina fyziků se shoduje, že by pravděpodobně rychle kolabovaly zpět do černé díry nebo jiného stabilního stavu.

Možné důkazy existence bílých děr

Doposud nebyla existence bílých děr přímo potvrzena. Přesto existuje několik náznaků, že by mohly hrát určitou roli v našem vesmíru:

1. Velký třesk: Někteří fyzici spekulují, že samotný Velký třesk – moment vzniku našeho vesmíru – by mohl být ve své podstatě bílou dírou. Tento koncept vychází z myšlenky, že bílá díra by mohla explozivně emitovat energii a hmotu, což odpovídá charakteristikám počáteční fáze vesmíru.
2. Časově obrácené černé díry: Podle některých modelů by černé díry, pokud bychom je otočili v čase, měly vykazovat chování podobné bílým dírám. To vede k úvahám, zda by bílá díra mohla být opačným pólem černé díry, propojeným skrze červí díru.
3. Pozorování gama záblesků: Krátké, intenzivní záblesky gama záření ve vesmíru, které trvají jen zlomky sekundy, by mohly být důsledkem kolapsu nebo vzniku bílých děr. Tato interpretace je však zatím jen spekulací.

Bílé díry a červí díry: Jsou propojené?

Jednou z nejvíce fascinujících teorií spojených s bílými dírami je jejich hypotetické propojení s černými dírami skrze červí díry. Červí díra, známá také jako Einstein-Rosenův most, je teoretický tunel, který by mohl spojovat dvě různé oblasti prostoru a času. V tomto modelu by černá díra fungovala jako „vstupní brána“ a bílá díra jako „výstupní bod“.

Taková struktura by mohla vysvětlovat, jak se hmota a energie ztracená v černých dírách dostává zpět do vesmíru. Zároveň by umožňovala teoretické cestování mezi vzdálenými částmi vesmíru nebo dokonce mezi různými vesmíry. Bohužel, červí díry a bílé díry zůstávají ryze teoretickými koncepty a jejich existence je zatím neprokázaná.

Kritika a problémy teorie bílých děr

Navzdory své eleganci čelí teorie bílých děr řadě problémů:

• Nestabilita: Většina fyzikálních modelů naznačuje, že bílé díry by byly extrémně nestabilní. Jakýkoli malý narušitel v jejich okolí by mohl způsobit jejich okamžitý kolaps.
• Absence přímých důkazů: Na rozdíl od černých děr, jejichž existenci podporují pozorování gravitačních vln a rentgenového záření, nebyly bílé díry nikdy pozorovány.
• Termodynamické paradoxy: Bílá díra, která by neustále vyzařovala energii a hmotu, by porušovala některé základní zákony termodynamiky, jako je druhý zákon o růstu entropie.

Bílé díry ve vědecké fantastice

Ačkoli bílé díry zatím zůstávají doménou teorie, našly své místo ve vědecké fantastice. Například v seriálu Doctor Who jsou bílé díry zobrazovány jako zdroje nevyčerpatelné energie. Další sci-fi díla spekulují o jejich roli při cestování časem nebo o jejich využití jako vesmírných energetických zdrojů.

Budoucnost výzkumu bílých děr

Přestože bílé díry zatím nemají pevné místo v našem chápání vesmíru, jejich výzkum představuje důležitou součást zkoumání hranic fyziky. S rozvojem technologií, jako jsou gravitační observatoře a pokročilé teleskopy, by mohly být objeveny nové indicie, které by teorii bílých děr podpořily nebo vyvrátily.

Je možné, že bílé díry nikdy neexistovaly a jsou pouze matematickou kuriozitou. Na druhou stranu, pokud se jejich existence potvrdí, mohly by zásadně změnit naše pochopení vesmíru, jeho původu i budoucnosti.

Závěr

Bílé díry jsou jedním z nejzajímavějších a nejzáhadnějších konceptů moderní fyziky. I když zatím zůstávají pouze teoretickou možností, jejich studium nám připomíná, že vesmír skrývá nespočet tajemství, která teprve čekají na objevení. Ať už se bílá díra ukáže jako reálný objekt, nebo pouze jako výsledek matematiky, jedno je jisté – její existence rozšiřuje hranice naší představivosti a vědeckého bádání.

Autor: Lukáš Drahozal

Zdroj: en.wikipedia.org, space.com, bigthink.com, ChatGPT AI