Tím, že Carlo Rovelli

něco je paradoxní v tom, co víme o černé díry. Nyní se staly „normálními“ objekty pro astronomy. Astronomové je pozorují, počítají a měří. Chovají se přesně tak, jak Einsteinova teorie předpovídala před sto lety, kdy nikdo nesnil o tom, že takové zvláštní objekty mohou skutečně existovat. Takže jsou pod kontrolou. A přesto zůstávají naprosto záhadné.

Na jedné straně máme krásné teorie, obecné teorie relativity, potvrdila ve velkolepé způsobem podle astronomických pozorování, která představuje velmi dobře pro to, co vidí astronomové: tyto monstra, že polykat hvězdy točí v vírů a produkovat nesmírně mocné paprsky a další šibalství. Vesmír je překvapivý, pestrý, plný věcí, které jsme nikdy nepředpokládali ani si nepředstavovali existenci, ale srozumitelné. Na druhou stranu stále existuje malá otázka, na kterou se děti specializují, když jsou dospělí příliš nadšení: „ale kam jde veškerý materiál, který vidíme padat do černé díry?“

a to je místo, kde se věci stávají obtížnými. Einsteinova teorie poskytuje přesný a elegantní matematický popis i vnitřku černých děr: označuje cestu, kterou musí materiál padající do černé díry následovat. Záležitost klesá stále rychleji, dokud nedosáhne centrálního bodu. A pak… pak Einsteinovy rovnice ztratí veškerý význam. Už nám nic neříkají. Zdá se, že tají jako sníh na slunci. Proměnné se stávají nekonečnými a nic nedává smysl. AU.

Co se stane s hmotou, která spadá do středu díry? Nevíme.

Přes naše dalekohledy vidíme to padá, a jsme mentálně sledovat jeho trajektorii, dokud téměř dosáhne středu, a pak nemáme žádné znalosti o tom, co se stane dál. Víme, z čeho se černé díry skládají, zvenčí i uvnitř, ale chybí zásadní detail: střed. Ale to je stěží zanedbatelný detail, protože všechno, co padá (a do černých děr, které pozorujeme na obloze, věci stále padají), končí uprostřed. Obloha je plná černých děr, do kterých můžeme vidět věci mizet … ale nevíme, co se z nich stane.

silnice, které byly přijaty k prozkoumání odpovědí na tuto otázku, byly dosud nebezpečné. Možná, například, hmota se objeví v jiném vesmíru? Možná i náš vlastní vesmír začal tímto způsobem, když se objevila černá díra otevřená v předchozí? Možná, že ve středu černé díry se všechno roztaví do oblaku pravděpodobnosti, kde časoprostor a hmota už nic neznamenají? Nebo možná černé díry ozařují teplo, protože hmota, která do nich vstupuje, je záhadně přeměněna v průběhu zillionů let na teplo.

“ Co se stane s hmotou, která spadá do středu díry? Nevíme,“

Ve výzkumné skupině pracuji v Marseille, spolu s kolegy v Grenoblu a v Nijmegenu v Nizozemsku, zkoumáme možnost, že se zdá, pro nás oba jednodušší a více pravděpodobný: hmoty zpomaluje a zastaví, než se dostane do centra. Když je nejvíce koncentrovaný, vyvíjí se obrovský tlak, který zabraňuje jeho konečnému kolapsu. To je podobné „tlaku“, který zabraňuje pádu elektronů do atomů: je to kvantový jev. Hmota přestane padat a tvoří jakousi extrémně malou a extrémně hustou hvězdu: „Planckova hvězda“. Pak se stane něco, na čem v takových případech vždy záleží: odrazí se.

odrazí se jako míč spadlý na podlahu. Jako míč, to doskoků podél trajektorie pádu, v časové zvrátit, a tímto způsobem černé díry se transformuje („tunelový efekt“, jak se říká v žargonu) v její opak: bílá díra.

bílá díra? Co je to bílá díra? Je to další řešení Einsteinových rovnic (jako jsou černé díry), o kterých Moje univerzitní učebnice říká, že „v reálném světě nic podobného není“ … je to oblast vesmíru, do které nemůže nic vstoupit, ale ze které se věci vynořují. Je to Časové obrácení černé díry. Díra, která exploduje.

ale proč vidíme, že hmota padá do černých děr, ale nevidíme, že se okamžitě odrazí zpět? Odpověď – a to je rozhodující bod o tom, s čím máme co do činění-spočívá v relativitě času. Čas neprochází všude stejnou rychlostí. Všechny fyzikální jevy jsou na hladině moře pomalejší než v horách. Čas se zpomaluje, když jsem dole, kde je gravitace nejintenzivnější. Uvnitř černých děr je gravitační síla extrémně silná a v důsledku toho dochází k prudkému zpomalení času. Odskočení padající hmoty se děje rychle, pokud ji vidí někdo poblíž, pokud si dokážeme představit někoho, kdo se odváží do černé díry, aby viděl, jaké to je uvnitř. Ale při pohledu zvenčí se zdá, že se vše zpomalilo. Enormně zpomalil. Vidíme, jak věci mizí a mizí z dohledu na extrémně dlouhou dobu. Při pohledu zvenčí vypadá všechno zmrzlé po miliony let-přesně tak, jak vnímáme černé díry, které vidíme na obloze.

ale extrémně dlouhá doba není nekonečná, a pokud bychom čekali dostatečně dlouho, viděli bychom, jak záležitost vyjde. Černá díra je nakonec možná ne více než hvězda, která se zhroutí a pak se odrazí – v extrémním pomalém pohybu, když je vidět zvenčí.

to není možné v Einsteinově teorii, ale Einsteinova teorie nezohledňuje kvantové efekty. Kvantová mechanika umožňuje hmotě uniknout z temné pasti.

po jak dlouhé době? Po velmi krátké době pro záležitost, která spadla do černé díry, ale po extrémně dlouhé pro ty z nás, kteří ji pozorují zvenčí.

Tak tady je celý příběh: když hvězda jako je slunce, nebo trochu větší, zastaví pálení, protože to má spotřebovány všechny jeho vodíku, tepla již vytváří dostatečný tlak, aby vyvážila jeho hmotnost. Hvězda se zhroutí na sebe, a pokud je dostatečně těžká, vytvoří černou díru a spadne do ní. Hvězda o rozměrech slunce, tedy tisíckrát větší než země, by vytvořila černou díru o průměru jeden a půl kilometru.

Představte si to: celé slunce obsažené v objemu úpatí. To jsou černé díry, které můžeme pozorovat na obloze. Záležitost hvězdy pokračuje ve svém průběhu uvnitř a jde stále hlouběji, dokud nedosáhne monstrózní úrovně komprese, která způsobí, že se odrazí. Celá hmota hvězdy je soustředěna do prostoru molekuly. Zde začne odpudivá kvantová síla a hvězda okamžitě odskočí a začne explodovat. Pro hvězdu uplynulo jen několik setin sekundy. Ale dilatace času způsobená obrovským gravitačním polem je tak extrémně silná, že když se hmota začne znovu objevovat, ve zbytku vesmíru uplynuly desítky miliard let.

je tomu skutečně tak? To nevím jistě. Myslím, že by to tak mohlo být. Alternativy se mi zdají méně věrohodné. Ale mohl bych se mýlit. Snažit se na to přijít, přesto, je taková radost.

V další extrakt, „Copernicus a Bologna“, Rovelli píše o hodnotě vysokoškolského vzdělání

…také jsem našel něco jiného v Bologni, když jsem tam studoval v sedmdesátých letech: setkání s duchem, moje generace, generace, která měla v úmyslu změnit vše, že snil o tom, vymýšlejí nové způsoby myšlení, žití spolu a milující. Univerzita byla několik měsíců obsazena politicky angažovanými studenty. Zapojil jsem se do přátel rádia Alice, nezávislé rozhlasové stanice, která se stala hlasem studentské vzpoury.

V domech jsme byli sdílení, jsme živí dospívající sen se začíná od nuly, přetváření světa od nuly, přetváří je na něco jiného, a mnohem více jen. Naivní sen, bezpochyby, vždy předurčený k tomu, aby se setkal s setrvačností quotidian; vždy pravděpodobně utrpí velké zklamání. Byl to však stejný sen, se kterým se Copernicus setkal v Itálii na začátku renesance. Sen není jen Leonardo a Einstein, ale také Robespierre, Gándhí a Washington: absolutní sny, které se často katapult nás proti zdi, které jsou často nesprávně – ale bez které by nic z toho, co je nejlepší v našem světě dnes.

„černá díra možná není víc než hvězda, která se zhroutí a odskočí v extrémním zpomaleném filmu“

co nám nyní může univerzita nabídnout? Může nabídnout stejné bohatství, jaké našel Copernicus: nashromážděné znalosti minulosti spolu s osvobozující myšlenkou, že znalosti mohou být transformovány a transformovány.

to, věřím, je skutečný význam univerzity. Je to pokladnice, ve které je lidské poznání oddaně chráněno, poskytuje životní mízu, na které závisí vše, co víme ve světě, a vše, co chceme dělat. Ale je to také místo, kde sny jsou živena: kde máme mladistvou odvahu na otázku, že samotné znalosti, aby se jít dopředu, aby se změnit svět.

tyto úryvky jsou převzaty z knihy existují místa na světě, kde jsou pravidla méně důležitá než laskavost, kterou vydal Allen Lane 5. listopadu ve Velké Británii. Hodnocení následuje na druhé straně

Kupte si knihu z Amazonu*

hodinky Carlo Rovelli mluvit o povaze času v naší vědě mluví série na YouTube,