Čo je to Čierna diera?

Čierna diera je miesto vo vesmíre, v ktorom je skoncentrované také veľké množstvo hmoty, že objekty, ktoré sa nachádzajú v určitej vzdialenosti, nemajú šancu uniknúť.
Keďže momentálne je našou najlepšou teóriou o gravitácii Einsteinová všeobecná
teória relativity, aby sme lepšie porozumeli čiernym dieram, musíme sa hlbšie
pozrieť, na niektoré závery tejto teórie. Lepšie by však bolo začať úvahou o gravitácii v zjednodušených podmienkách.
Predstavte si, že stojíte na povrchu planéty.Hodíte kameň rovno do vzduchu. Ak predpokladáme, že ste ho nehodili moc silno, tak bude chvíľu stúpať, ale neskôr
gravitačné zrýchlenie planéty spôsobí, že teleso začne postupne padať späť.
Ale ak hodíte kameň dostatočne veľkou silou, môže opustiť gravitačné pole planéty
úplne. Rýchlosť, ktorú potrebujete udeliť telesu, aby opustilo toto gravitačné pole,
sa nazýva úniková rýchlosť. Veľkosť únikovej rýchlosti závisí od hmotnosti planéty,
čo znamená, že ak je planéta extrémne ťažká, tak aj gravitácia a úniková rýchlosť sú
obrovské. Ľahšie planéty majú malú únikovú rýchlosť. Úniková rýchlosť závisí aj od
toho, ako ďaleko sa nachádzate od stredu planéty. Čím bližšie ste, tým je úniková
rýchlosť väčšia. Zemská u.r. je 11,2 km/s, kým u.r. mesiaca je iba 2,4 km/s. Teraz si predstavte objekt s obrovskou koncentráciou hmoty v tak malom rozsahu, že u.r. je väčšia ako rýchlosť svetla. Keďže nič nemá väčšiu rýchlosť ako svetlo, tak nič nemôže uniknúť gravitačnému poľu toho objektu. Aj lúč svetla je vtiahnutý späť gravitáciou, lebo nemôže uniknúť. Myšlienka takto koncentrovanej hmoty na tak malom priestore pochádza od francúzskeho fyzika Laplaceho z 18 storočia. Takmer hneď potom ako Einstein rozvinul všeobecnú teóriu relativity, Karl Schwarzschild objavil metematické riešenie rovníc teórie, ktorá popisuje takýto objekt. Ale až oveľa oveľa neskôr vďaka práci ľudí ako bol Oppenheimer, Volkoff a Snyder v roku 1930 títo vážne rozmýšľali o možnosti existencie tkéhoto objektu vo vesmíre. Títo výskumnici dokázali, že ak veľkej hviezde ˝dojde palivo˝, nie je schopná odolať vnútornému gravitačnému pôsobeniu a zrúti sa do čiernej diery.
Vo všeobecnej teórii relativity sa gravitačné pôsobenie prejavuje ako zakrivenie
časopriestoru. Hmotné objekty deformujú priestor a čas, takže sa neuplatňujú bežné
zákony geometrie. Blízko čiernej diery je deformácia priestoru veľmi veľká, čo
spôsobuje veľmi zvláštne vlastnosti.