Článek
O dírách všeho druhu bylo řečeno a napsáno mnoho slov. Podstatné jméno „díra“ má v českém jazyce mnoho významů. Nejčastěji pak v tom smyslu, že část něčeho někde chybí. Třeba plotu (díra v plotě) nebo sýra (díra v tvrdém sýru). Samozřejmě podobných příkladů je nespočetně. Někdy může chybět cosi, co není zrovna vnímatelné fyziologickými smysly. Třeba díra ve vědomostech. Společná věc pro tento termín je ta, že jakási prázdnota je obklopena čímsi definovaným. Pletivem, mléčným produktem, znalostmi. Bez tohoto podkladu, ve kterém byla vytvořena, ji prostě nelze vidět. Neodráží žádné světelné vlny, a proto žádná díra nemá barvu.
Nedávno se v astrofyzice objevil termín černá díra. To je ale přece jazykově úplný nesmysl. Pokud tedy ve vesmíru něco takového existuje, potom je to bezbarvé, ale jeho okolí už může být červené, modré, žluté, ba i černé. Taková díra může být pěkně zákeřná, poněvadž „není vidět“ a je možné do ní spadnout! Jak zobrazit něco, když vám jeho obraz prostě „nepadne do oka“. Jde o díru v obraze. Na přítomnost kosmické díry ukazují některé jevy v její blízkosti.
Vesmír je plný překvapení. O černých dírách se říká, že jsou obrazově ohraničeny „horizontem událostí“, neznamená to ovšem, že pod ním je prázdno. Vlastností těchto vesmírných objektů je obrovská gravitace. Dnes tvrdíme, že v centru téměř každé velké galaxie je masívní černá díra, v naší „Mléčné dráze“ o hmotnosti až desítek či stovek miliónů Sluncí. Dlouho se spekulovalo, jaký že „geometrický tvar“ by tento žrout mohl mít. Astrofyziky v počátcích výzkumu napadal tvar kulový s odchylkou od ideální kulovité plochy v řádu mikronů. To proto, že si kladli otázku, kdy to její obžerství skončí, přičemž každý povrchový výčnělek by byl „okolím horizontu“ ihned zlikvidován, zahlazen. (Hawking). Zřejmě tehdy nedocenili ideu neexistence „přímočarého pohybu“ ve vesmíru. Trajektorie pádu objektů na horizont událostí nemůže a nebude nejen přímočará, ba ani rovinná, nýbrž obecná, blízká kuželové šroubovici. A tady bych se inspiroval záznamy zanikajících částic. Viděl bych ten tvar pohybu po povrchu hlemýždí schránky. Vektor rotace (od točivého momentu) padající hmoty bude růst do „nepředstavitelných hodnot“.
Už brzy po vzniku vesmíru (cca před 13 miliardami let) se první obří hvězdy kolapsem stávaly masívními černými děrami. Z nich tryskaly obrovské masy hmoty a energie, přičemž již tenkrát rozmetaly do prostoru prvky nezbytné pro vznik života (C; N; O; Ca; …). Vypadá to tak, že základ pro vznik života byl koncepčně připraven už před deseti miliardami let černými děrami. Vesmír mezi tím do dnešních dnů díky inflaci (rozpínání) zvětšil trojnásobně svůj „poloměr“, takže lze hovořit o „dohlédnutí“ 45 miliard světelných roků. Pohyb (relativní) v něm je veskrze obecný a řízený gravitačními silami. Vzájemný pohyb hmotností má dvě složky. Jednak těžišťovou (radiální) a tečnou (tangenciální), vznikající nevyvážeností rotující hmotnosti kolem těžiště soustavy. Stačí se podívat na jasnou noční oblohu, kde mnohé galaxie svítící hmoty vytváří zaoblené loukotě pohybujícího se „kola času“. To jsou možné předobrazy vzniku černých děr.
Vyjděme z premisy, že v jednotlivých lokalitách vesmíru i v jeho celku trvale existuje „mžiková silová rovnováha“, přičemž dochází k transformaci různých forem energie. Energie posuvu hmoty má hodnotu WP = m . v2 / 2, kde „v“ je relativní posuvová rychlost těžiště hmotnosti. Ve sledované hmotnosti „m“ určitého tvaru je však skryt ještě rotační moment setrvačnosti „JO“, který spolu s rychlostí rotace „ω“ představuje rotační energii tělesa WR = JO . ω2 / 2. Celková energie tělesa tak má hodnotu WC = WP + WR
Pokud přijmeme myšlenku, že černá díra nemusí být tělesem nultého řádu, pak i výše uvedené rovnice by pro ni měly platit. Otázka zní, kam se ztrácí energie rotační, jak se transformuje. Je zde jisté podezření, že se jedná o „těleso prvního řádu“. Z výše napsaného vyplývá, že musí nastat v časoprostoru černé díry okamžik, kdy budou v rovnováze síly dostředivé (gravitační) s odstředivými (od rotace). Každý „pokrm černé díře“ možná změní okamžitou rovnováhu, ale ta se zase ustaví na nových hodnotách. Možná se zvětší „poloměr horizontu“. Dnes už se fyzici smiřují i s tím, že únik energie z černé díry je reálný, a pravděpodobně ve směru okamžité osy rotace. Rotace však nebude „jednoosá“ ale minimálně „dvojosá“. Musí se totiž vyrovnávat precesní pohyb celého objektu. Z tohoto rozboru potom vyplývá, že mžikový tvar černé díry připomíná anuloid, a to i s možným „nerotačním radiálním řezem“. Celková energie WC vkládaná do cykliky třetího stupně má dvě položky, posuvovou a rotační. Rotační energie WR není a´priory o hmotnosti rotujícího objektu kolem těžišťové osy, nýbrž o jejím prostorovém rozložení vůči ose rotace. Na růstu celkové absorbované energie WC v cyklice třetího stupně se podílí oba druhy energií, a to jak růstem jejího stávajícího momentu setrvačnosti, tak současně i celkové hmotnosti. A zde se objevuje regulační prvek, který může nastavovat stabilitu systému či vytvářet rovnovážné stavy. V technické praxi jej nazýváme Wattovým odstředivým regulátorem. Ideálním tvarem pro akumulaci energie vložené do hmotnosti je tvar „volného setrvačníku“.
Vraťme se do Vesmírných měřítek a k možným tvarům černých děr. V něm může dojít k nastavení silové rovnováhy od sil dostředivých (gravitačních) se silami odstředivými a udržování této rovnováhy s přírůstkem nebo úbytkem hmotnosti v systému. Pro udržování „okamžité rovnováhy sil“ není kulovitý tvar černých děr optimální. U toroidu (jinak anuloidu) dochází k ustavování rovnováhy díky flexibilitě rozměrů střední kružnice i radiálního průřezu prstence, které vznikly díky vstupu rotačního vektoru do systému. Energie WR od momentu setrvačnosti JO má rozměr metr na čtvrtou za sekundu na druhou (m4/s2), což koresponduje s ideou, že je uzavřena cyklikou třetího stupně (objemem v m3) ve tvaru tělesa prvního řádu. V této souvislosti je zde taková zajímavost, že pokud budeme porovnávat (kvalitativně) jednotky obou složek celkové energie (WP: WR), potom platí, že kvalita hmotnost (nevíme co to je) se rovná ploše (kg = m2). To bychom asi nečekali, ale pokud je možné oba projevy časoprostoru sčítat, pak je to zřejmě možné!
Jsem rád, že v těchto úvahách mám spojence, teoretického fyzika, popularizátora vědy a naturalizovaného Američana Michia Kaku.
Josef Ježek.
