Vyrobíme v laboratoři černou díru? Je to snazší, než myslíte!

Černá díra vysává hvězdu Zdroj: NASA

Těsně před spuštěním urychlovače částic LHC se skupina vědců shodla na tom, že tento experiment představuje velké riziko: mohla by v něm omylem vzniknout černá díra s potenciálem zničit celou Zemi.

Zatím se to nestalo (toho byste si asi nemohli nevšimnout) a podle drtivé většiny fyziků ani nic podobného nehrozí. Už jen proto, že ve vesmíru existují mnohem silnější urychlovače částic – například supernovy.

Ale černé díry přitom nevznikají, alespoň se nám takové zatím nepodařilo objevit. Ale co kdybychom chtěli černou díru vytvořit uměle, máme na to prostředky?

Černé díry a lidstvo

Když mluvíme o černých dírách, měli bychom si uvědomit, že není černá díra jako černá díra. Existují jednak supermasivní černé díry s hmotností stovek Sluncí. Ale také zřejmě existují malé, až miniaturní černé díry – podle některých teorií je jich vesmír plný. Kdyby na Zemi nějaká černá díra lidskýma rukama vznikla, určitě by šlo o ten druhý typ. Naštěstí…

Takže jak by mohla černá díra v LHC vzniknout? Princip urychlovače částic spočívá v tom, že při srážkách částic s vysokou energií mohou vznikat nové částice. A z hlediska částicové fyziky je miniaturní černá díra v podstatě jen částicí. Existují teorie pracující s vícerozměrným vesmírem, které tvrdí, že jsme schopní vytvořit černou díru (spíš černou dírku) s rozměry podobnými elementární částici. Problém je v tom, že zatím nemáme nástroje, pomocí nichž bychom ji odhalili…

Když umírá černá díra

Jedním ze způsobů, jak bychom to mohli dokázat, je sledování Hawkingova záření. Podle většiny fyziků černé díry zanikají tepelnou smrtí – vlastně se vypařují. Roku 2004 slavný Stephen Hawking zveřejnil hypotézu, že černé díry přece jen emitují informaci o tom, co pohlcují. Navrhl, že kvantové perturbace horizontu událostí by mohly dovolit uniknout informacím a ovlivnit vyvolané Hawkingovo záření. Právě miniaturní černé díry se podle Hawkinga vypařují extrémně rychle – a to je také důvod, proč se vzniku černé díry na Zemi vůbec nemusíme bát.

Pokud by vznikla, podle propočtů by zanikla během zlomku sekundy. To je tak krátká doba existence, že by černá díra ani nedostala čas, aby nějak ovlivnila své okolí. Pokud by opravdu černá díra v urychlovači spatřila světlo světa, nejspíš bychom ji odhalili náhodou – a až dlouhou dobu poté, co by zanikla. Asi by si vědci jen všimli, že se ostatní částice na okamžik zachovaly „divně“, nic víc bychom z černé díry pozorovat nemohli.