Černá díra

Černá díra je stejně jako bílý trpaslík nebo neutronová hvězda forma závěrečného stádia hvězd. Od předchozích dvou typů se však zásadně liší. Názory na existenci černých děr se po dvě staletí utvářely mezi vědci celého světa. V počátku vlastního výzkumu černých děr (20.-50. léta 20. století) se používal výraz Schwarzschildova singularita. Až v roce 1967, na konferenci o pulzarech v New Yorku, poprvé John Archibald Wheeler zavádí pojem černá díra.


Málokdo by čekal, že první představy o černých dírách vznikly již v 18. století. Anglický geolog John Michell poprvé vyslovil myšlenku černé díry, kterou však nazýval poněkud jinak - temná hvězda. Uvažoval, zda může ve vesmíru existovat předmět s obrovskou gravitační silou, jež by zadržela i tak rychle se pohybující "kuličky", jakými je světlo (300 000 km·s-1 ).

Mladý zaměstnanec patentového úřadu v Bernu Albert Einstein dokončuje roku 1905 svoji speciální teorii relativity, která bourá newtonovské představy o prostoru a čase. Čas a prostor přestávají být absolutní, stávají se relativními. Jediným absolutnem ve vesmíru je rychlost světla. Einstein zároveň odvozuje ze svých principů nejslavnější fyzikální rovnici o vztahu mezi hmotou a energií. Einstein navíc ukazuje, že elektromagnetické vlny se za určitých podmínek chovají jako částice, a podporuje tak představu vlnově-částicového dualismu, která je základem kvantové mechanicky. 

O deset let později, 25. listopadu 1915, představuje Albert Einstein na Pruské akademii věd svoji obecnou teorii relativity, v níž není gravitace silou, ale zakřivením časoprostoru. Vznik této teorie umožnil pozdější rozmach astrofyziky jako takové, zejména pak v oblasti vzniku vesmíru a závěrečných stadií hvězd. Albert Einstein však nikdy ze svých rovnic černou díru neodvodil, naopak, myšlence, že takové objekty existují, se vždy bránil. 

Složitá historie teorií o černých děrách pokračuje napříč vědeckým světem.

Stephen Hawking dokazuje, že černé díry vyzařují (Hawkingovo záření) v souladu s jejich vlastní gravitací (jako by měly vlastní teplotu), čímž dává za pravdu Jacobu Bekensteinovi. V okolí černých děr vznikají virtuální páry částice-antičástice nebo dochází k tunelovému jevu, kdy tunelovanou bariérou je horizont událostí. Čím menší je poloměr horizontu událostí, tím větší šance pro tunelový jev - jinak řečeno, čím menší černá díra, tím rychleji se vypařuje (více září). 

V roce 1994 se astronomům pomocí Hubblova vesmírného teleskopu podařilo získat přesvědčivé důkazy o existenci supermasivních černých děr v centrech několika galaxií. Byly zaznamenány vysoké oběžné rychlosti hvězd kolem galaktického středu. 

V současné době pokračuje výzkum černých děr zejména ve snaze spojit obecnou teorii relativity a kvantovou mechaniku. Pochopení dějů odehrávajících se uvnitř černých děr, a zejména v samotných singularitách, má být klíčem k jejich sloučení.