Mohou skutečně existovat červí díry? A dokázali bychom je vyrobit?

Černé díry jsou fascinující extrémní objekty, v nichž přestávají platit fyzikální zákony. Vymykají se lidské představivosti a zároveň nesmírně dráždí naši fantazii a fyzikům přidělává vrásky na čele. 

Předchozí část: Kam vedou černé díry? Existuje propojení mezi černou a bílou dírou?

Zkratka časoprostorem

Kromě černých děr (a dnes i bílých děr) se vědci již dlouho zabývají potenciální existencí červích děr, které se napojují na černé „kolegyně“ a vedou jako zkratky časoprostorem do jiných, možná nepředstavitelně vzdálených míst – třeba do další galaxie, a snad i do úplně odlišného vesmíru.

S myšlenkou jejich existence si pohrával už Albert Einstein ve 30. letech 20. století. Tehdy spolupracoval s Nathanem Rosenem a společně uvažovali o „mostech“ spojujících dvě různá místa v časoprostoru. „Einsteinovy–Rosenovy mosty“ dlouho zůstávaly jen abstraktní představou, jíž odborníci nepřikládali větší význam. V 80. letech však ideu oživil fyzik Kip Thorne a zahájil diskusi, zda by červími dírami mohly alespoň teoreticky procházet nějaké objekty.

Sám Thorne však vidí jejich existenci dost skepticky. Když se stal vědeckým poradcem při natáčení filmu Interstellar z roku 2014, v němž hraje významnou roli průlet hrdinů červí dírou, nechal se slyšet, že jsme v kosmu dosud nenalezli nic, co by pro výskyt takových objektů svědčilo. Stejně tak prý nemáme žádný přesvědčivý důkaz, že by červí dírou mohlo něco bez úhony projít. Proto je Thorne přesvědčen, že zůstane spíš jen u kulis sci-fi příběhů.

Jak vyrobit červí díru

Představa, že by bylo možné cestovat zkratkami v časoprostoru nebo jimi alespoň posílat zprávy, je velice lákavá. Proto se vědci nevzdávají a snaží se vymyslet způsob, jak červí díru „zprovoznit“. Se zajímavým receptem přišel nedávno Zicao Fu z University of California v Santa Barbaře a jeho spolupracovníci. Podle nich by bylo teoreticky možné postavit víceméně stabilní červí díru: Nevydržela by věčně, ale hroutila by se tak pomalu, že by šlo skrz ni poslat zprávy i objekty. Návod přitom zahrnuje dvě černé díry a dvojici nekonečně dlouhých kosmických strun.

TIP: Hypotetické objekty: 10+1 vesmírných objektů, které nejspíš neexistují

Fu a spol. vyšli z toho, že by bylo teoreticky možné spojit dvě černé díry s opačným elektrickým nábojem. Takto vytvořená červí díra by však byla velmi nestabilní. Černé díry s opačným nábojem by se k sobě nejspíš silně přitahovaly, takže by se mohly záhy zhroutit do jediné a jejich elektrické náboje by se při tom vynulovaly. Badatelé proto navrhují vylepšit konstrukci kosmickými strunami. Jedná se opět jen o hypotetické objekty z raného vesmíru, jež se mohly objevit v důsledku fázového přechodu vakua kosmu ve zlomcích sekundy po Velkém třesku. Jsou velmi exotické, připomínají struny o šířce protonu, ale přitom jsou nesmírně hmotné.

Právě exotické vlastnosti kosmických strun by mohly zajistit alespoň dočasnou stabilitu vytvářené červí díry: Jednou ze strun by se musela „vyplést“ tak, aby oba konce struny procházely vždy vnějším okrajem černých děr, až do nekonečna. Tím by se zajistilo, že se dvojice hned nezhroutí do jediného objektu. Poté by bylo nutné využít druhou strunu k propletení červí díry tak, aby její smyčky čněly do okolního prostoru: Měly by vibrovat a vibrace by v okolí vytvářely negativní energii. Červí díra by se tím dočasně stabilizovala, což by stačilo na poslání něčeho z jedné černé díry do druhé.

Supermasivní portály

Černé díry podle všeho netvoří právě nejvhodnější portál pro cestování. Gaurav Khanna z americké University of Massachusetts v Darmouthu a jeho kolegové ovšem tvrdí, že mohou být velmi různé, stejně jako jsou různé šance, že něco projde skrz. Podle Khanny se situace dramaticky mění, nejedná-li se o běžnou černou díru hvězdné velikosti, nýbrž o supermasivní černou díru, jako třeba SgrA* v centru Mléčné dráhy. Pokud by rotovala, mohla by prý skrz ni za jistých okolností proletět třeba kosmická loď, aniž by utrpěla újmu.

Khannův tým přitom nepopírá, že se inspiroval právě zmíněným snímkem Interstellar. Vědce napadlo zkusit, zda by hrdina Cooper mohl ve skutečnosti přežít pád do Gargantuy. Ve filmu se jedná o rychle rotující supermasivní černou díru o hmotnosti sto milionů sluncí. Modelováním situace badatelé zjistili, že objekt procházející singularitou rotující supermasivní černé díry za jistých podmínek nepocítí žádné dramatické efekty. Dokonce by se prý mohlo stát, že si posádka lodi průletu prakticky nevšimne. 

TIP: Můžeme cestovat červí dírou? Podle vědců by to nejspíš bylo příliš pomalé

Modely chování rotujících černých děr ukazují, že působení singularity vede k cyklům natahování a stlačování prolétávajícího objektu. U skutečně velkých černých děr, jako je třeba filmová Gargantua, by však mělo být zmíněné natahování a stlačování velice slabé, pod prahem lidského vnímání. Autoři přiznávají, že jejich modely jsou zjednodušené. Supermasivní černé díry používají jako izolované objekty neovlivňované okolím, zatímco ve skutečnosti je obklopuje kosmický plyn, prach a také záření. Proto Khanna a jeho kolegové na modelech dál pracují a snaží se je víc přiblížit realitě. A kdo ví, třeba se jednou opravdu pokusíme supermasivní černou dírou proletět. Co asi bude na druhé straně?