Může vzniknout černá díra ze světla?

Může vzniknout černá díra ze světla? To může znít jako chyták nebo nějaká myšlenka ze sprchy, ale fyzici tvrdí, že by mělo být možné vytvořit černou díru pouze ze světla, tzv. kugelblitz, z německého slova pro „kulový blesk“, i když neví ani zbla, co by se případně stalo. Ale nejdřív si představme běžnější černé díry. Černá díra vznikne, když je hodně hmoty stlačeno do velmi malého hustého prostoru.

Pokud je hmota dost hustá, gravitace na povrchu zesílí tak moc, že ani světlo neunikne z jejích spárů. Aby se Země stala černou dírou, museli byste stlačit jejích 6 bilionů bilionů kilogramů horniny, vody a kovu do koule o průměru pouhých 16 milimetrů. Až tak hustý to je. Ale teprve jsme začali. Einstein nás naučil, že E = mc², tedy, že energie hmoty se rovná hmotnosti vynásobené rychlostí světla na druhou.

To znamená, že v troše hmoty je obří množství energie, jako jsou atomy, což je základem jaderné energie a jaderných zbraní. Energie se tedy může někdy chovat jako hmota. Světlo nemá žádnou hmotu, ale má energii. A díky E = mc² gravitace nepozná energii od hmoty a bude je brát jako jedno. A tím se nabízí zajímavá možnost. K vytvoření černé díry stačí stlačit hromadu hmoty do jednoho bodu a gravitace se zachová ke světlu jako k hmotě, takže teoreticky můžete vytvořit černou díru jen ze světla, kugelblitz.

Kugelblitz by potřeboval opravdu neuvěřitelné množství světla, protože teď jsme Einsteinovu slavnou rovnici převrátili. Předtím jsme měli málo hmoty se spoustou energie. Teď musíme dodat moře energie ve formě světla, aby se chovalo jako troška hmoty. Ale zpět k domnělé černé díře s hmotností Země.

Kolik světla bychom potřebovali pro stejnou černou díru ze světla? Všechno světlo na Zemi? Všechno světlo, které dopadne na Zemi za den? Za rok? Co třeba všechno světlo, které Slunce vyzáří za rok? Přidejte. Pro kugelblitz o hmotnosti Země budeme muset všechno světlo za 10 let ze všech hvězd 350 světelných let od Země nacpat do prostoru o velikosti komára. To je dost světla.

Ale co mnohem menší černá díra? Nevím, o hmotnosti velké výletní lodi, jako Titanic, asi 50 milionů kilogramů. Aby byl kugelblitz tak malý, museli byste stlačit všechno světlo, které loni dopadlo na Zemi, do bodu 8000krát menšího, než je proton. Těžko se představuje, kolik světla by se muselo vložit na jedno místo nebo technologii, která by v budoucnu dokázala dosáhnout jen zlomku. Ale i kdyby to šlo, je tu další problém. Pro kugelblitz byste museli nacpat spoustu světelné energie do velmi malého prostoru, který by byl velmi žhavý, protože teplo je jen forma energie.

Tedy žhavější než vesmír jednu setinu jedné miliontiny biliontiny biliontiny biliontiny sekundy po velkém třesku. A v tak obrovských teplotách přestane běžná fyzika fungovat. Prostor zhoustne, gravitace není a nevíme, jak cokoliv popsat. Pokud vesmír tak zteplá, gravitace se může zbláznit a už nebude tvořit černé díry. Nebo bude gravitace silná a vytvoří černou díru s milionkrát menší energií.

To nevíme a možná nikdy nebudeme. Zatím se zdá, že by kugelblitzy mohly teoreticky fungovat podle Einsteinových rovnic energie a hmotnosti. Je skvělé použít spousty světla k vytvoření černé díry, něčeho, odkud ani světlo neunikne. Ale nevíme, jak bychom ji my nebo vesmír vytvořili nebo zda existuje nějaký neobjevený zákon přírody, který by to nedovolil.

Překlad: Kara www.videacesky.cz