Černé díry jsou zvláštní objekty. Neměli by takto existovat. Podle našich představ je to špatně.
Observatoře LIGO, Virgo a KAGRA deset let zaznamenávaly probíhající události. Černé díry do sebe narážely, rotovaly… Naše modely neodpovídaly realitě. Viděli jsme obrovské černé díry, které se zdály nemožné existovat, páry černých děr, které by spolu neměly existovat… Bylo to chaotické. Ale chaos ještě není věda. Věda potřebuje podrobnou analýzu.
Teď je čas na tohle. Objevil se nový datový soubor: téměř 400 záznamů probíhajících událostí. To stačí k zahájení výpočtu počtu černých děr. Obrázek, který vidíme, není tak jednoduchý. Zdá se, že vesmír nevěnuje pozornost našim formám. Používá je všechny.
“Některé černé díry vznikají z jedné velké struktury, která se zhroutí do dvou hvězd a poté do dvou černých děr. Jiné černé díry se spojují v hustých hvězdokupách. A některé? To jsou pozůstatky minulých kolizí,” říká Sharan Banagiri, astrofyzik z Monashee University v Austrálii. Pracuje v ARC Center of Excellence for Gravitation Wave Discovery neboli OzGrav.
Má pravdu. Data potvrzují složitou realitu.
Množství
Černé díry je těžké odhalit. Velmi obtížné.
Blokují světlo. Světlo je hlavní čočkou vesmíru. Bez něj zůstávají černé díry neviditelné. V roce 2015 se ale vše změnilo. Objevily se gravitační vlny. Vlny v časoprostoru… První objev vše změnil.
Od té doby se počet černých děr zvýšil z jedné každých šest týdnů na čtyři za týden. Není to jen nárůst, je to exploze.
„Nedíváme se jen na anomálie,“ říká Eric Trane, rovněž ze společností Monashee a OzGrav. “Toto je obrázek světa. Větší hmoty, rychlejší rotace… To je něco, co jsme si nedokázali představit.”
Proč je to důležité
Množství mění kvalitu.
Dříve byly dvojice černých děr, které se navzájem hmotnostně neshodovaly, jednoduše součástí nějaké struktury. Teď jsou to data. Statistika. Rozlišujeme signál od šumu. Můžeme určit, odkud přišli. Můžeme je dokonce použít k měření rozpínání Vesmíru… Ale to je další problém kosmologie.
“Dnešní výsledky jsou jako nalezení starověkého pokladu. Toto je objev celého ‘ztraceného’ vesmíru, nejen jednotlivých objektů,” říká Daniel Williams z University of Glasgow.
Myslí tím archeologii, ale v kontextu gravitace.
Dvě skupiny, jedna záhada
Hmotnosti černých děr nejsou rozloženy rovnoměrně. Hromadí se na určitých místech.
V datech jsou viditelné dva hlavní vrcholy: hmotnost asi 10 hmotností Slunce. A dalších 35 hmotností Slunce.
Malé černé díry jsou obyčejné hvězdy, které se společně narodily a společně zemřely. Velké černé díry jsou problémem. Standardní hvězdná teorie nedokáže existenci takových černých děr vysvětlit. Hvězdy by neměly zanechávat tolik zbytků.
Velké černé díry jsou pravděpodobně výsledkem recyklace.
“Hierarchické střety.” To je těžký termín. Malé černé díry se spojují do jedné velké. Nová černá díra si najde jiného partnera. Ke srážce dojde znovu. Zvětší se a otáčí rychleji.
Rotace – nepravda (nebo pravda)
Sledujte rotaci.
Rychlá rotace je charakteristickým znakem černé díry.
Pokud se černá díra točí rychleji, než fyzika naznačuje, má svou historii. Vznikl v důsledku kolizí. Slunce se otočí za 25 dní. Představte si černou díru se stejnou rychlostí rotace. Otočí se tisíckrát za sekundu.
“Zajímavé je,” říká Banagiri, “jak rychle se točí.”
Rychlé otáčení. Nevhodné hmoty. To vše ukazuje na totéž. Mnohé z těchto černých děr nejsou prvotní. Jde o pozůstatky starších střetů.
Podrobnosti
Některé z 390 objevených černých děr vyčnívají od ostatních.
GW 2501114 je nejjasnější signál. Dostatečně jasné, aby otestovalo fyzikální teorie.
GW 24060dg nám umožnilo lépe určit polohu černé díry.
Nenechte se ale rozptylovat výjimkami.
Důležité je, co vidíme jako celek. Pozorujeme vývoj černých děr. Vidíme, jak se rodí, spojují a znovu se rodí v hustých hvězdokupách po celém vesmíru.
co bude dál?
Detektory se zlepšují. Počet černých děr se zvyšuje. Obrázek se mění. Dokážeme zjistit, že se točí ještě rychleji? Najdeme černé díry, jejichž hmotnost předčí všechna očekávání? Nebo bychom mohli najít něco, co zcela porušuje pravidla tvorby hvězdokupy.
To ještě nikdo neví.
To je podstata. Dveře jsou otevřené. A za ní?
