Černé díry aneb. pohled na neviditelné (část pátá)

Bizarní chování černých děr je možno vysvětlit pouze neméně bizarním vědeckým fenoménem posledního století-teorií relativity.

S Einsteinem na jedné lodi
Vážení čtenáři, zůstaňte s námi, program pokračuje. Věnujte prosím pozornost nejzářivější hvězdě vědeckého nebe! Do studia za námi dorazill člověk, jehož úvahy se (přes mnohdy celoživotní snahu) dodnes nepodařilo nikomu vyvrátit. Albert Einstein.
Co se děje? Proč nikdo netleská? Říkáte, že žádného Einsteina nevidíte? Ale on tady přeci je, sedí u starého, rozvrzaného stolku, naproti mně. Aha, už vím, v čem je problém. On je sice tady, jenže před osmdesáti lety. Ach, ten čas… ten ČAS!
„Ach, ten čas.“ Povzdechl si šedovlasý vědec, opíraje se o krásný, lesklý dřevěný stolek ve své pracovně. „…ten ČAS!“ Seděl mezi hromadou zmačkaných kuliček papíru už půldruhou hodinu, vypsal už půldruhou lahvičku inkoustu. A pořád ho nenapadlo nic nového. Přitom by nový nápad tak potřeboval! Jeho kolegové chrlí jeden přesložitý teorém za druhým, každý se snaží matematicky a schematicky popsat, co vlastně ten čas je. On sám s nimi v ničem nesouhlasí.
Albert Einstein se díky své nesporné inteligenci, spojené s odvahou pochybovat o názorech druhých stal skutečnou světovou celebritou. Právě on prohlásil rychlost světla ve vakuu „c“ za nepřekročitelnou.
Co víc- zdůraznil, že světlo ani není možné žádným způsobem zpomalit! (Někdo možná namítne, že ve vodě, či ve skle, se paprsek pohybuje pomaleji. To ano. Jakmile však „zpomalující“ prostředí opustí, maže si to opět stejnou závratnou rychlostí, jako předtím.)

Rychlost světla je tedy něčím, co je tu s námi pořád. Je jakýmsi limitem, který nás provází po celý život a zasahuje až do vesmírných dálek.  Nemá tedy chování světla něco společného s chováním času?Nemá tedy všechno něco společného se vším? Albert Einstein vyskočil ze židle. Právě položil základy své proslulé teorie relativity. Hurá!  Vždyť vlastně věděl, že na to jednou přijde!  Byla to pouze…otázka času.Einsteina jako prvního vědce napadlo nepovažovat čas za něco samostatného, odtrženého od prostoru. Naopak jej s prostorem propojil-v takzvaný časoprostor, který nás obklopuje i prostupuje. Proti této teorii prakticky nebylo co namítnout. Ovšem ani proč jí považovat za výjimečnou. Pak ale Einstein vyslovil něco, čím nasadil korunu nejen svým myšlenkám, ale vlastně i sám sobě. Řekl, že časoprostor je zakřivený.„Zakřivený? Jak to myslíte, zakřivený? Když vyšlete paprsek světla, poletí ve svém prostředí přece vždy po přímé dráze. A stejnou rychlostí, stejnou dobu. Pane kolego, kde vidíte zakřivenost času a prostoru, kde???“ Podobné dopisy přicházely do vědcovy laboratoře denně. On měl ale na všechno odpověď. Zakřivenost času a prostoru viděl. Ne však ze svého pohledu, nýbrž z pohledu druhého pozorovatele.Pojďme se na ní také podívat, jak jinak, než v myšlenkovém pokusu. Račte do hangáru, přátelé. Ukončete výstup a nástup, dnes budeme s Einsteinem doslova na jedné kosmické lodi.

Nejprve pořádně dupneme na plyn. Není důležité, jestli si to namíříme opět do nitra černé díry, hlavní je dosáhnout podobně vysoké rychlosti, jako když jsme tam letěli. Třeba 240 000 km/s (vzhledem k zemskému povrchu, který v mžiku opustíme). Držte si klobouky!V rámci pokusu budeme sledovat pohyb paprsku světla z palubní lampy, pod kterou umístíme zrcátko. Připravte si stopky, pan Einstein za chvíli stiskne vypínač a rozsvítí. Tři, dva, jedna, teď! Paprsek letí tři vteřiny dolů, odrazí se od zrcátka a další 3 vteřiny se vrací zpátky k lampě. Kolik jste naměřili? Šest vteřin? Ano, já také. I pan Einstein. Výborně, pohled prvního pozorovatele, tedy toho uvnitř letící lodi, máme za sebou.

Co myslíte, naměříme to samé i při pohledu zvenčí? Tato otázka možná zní podivně až zbytečně, je ovšem vpravdě zásadní. Stojí na ní celá teorie relativity, a nejen ona. Takže nic naplat, musíme z lodě na chvíli vystoupit.
Vznášíme se v temném vesmíru jako drobné rybičky. Kolem nás za chvíli prosviští vesmírná loď s panem Einsteinem. On opět stiskne vypínač a rozsvítí. A bude měřit čas, stejně jako my tady venku. Stopky připravit…Teď!

Jak se loď pohybuje rychle dopředu, z našeho pohledu „utíká“ světelnému paprsku, který tím pádem dopadá na zrcátko pod úhlem, pod kterým se následně také odráží. Proto se nám zdá, že urazil delší dráhu, v delším čase, než když jsme ho sledovali z pohodlí paluby. Na stopkách jsme naměřili deset vteřin.
Dobrá, to je sice skvělé, ale už nám tu, v chladných vodách vesmíru, začíná být pěkná zima. Naštěstí se pro nás vědec už vrací. Pojďme za ním dovnitř, sdělit mu výsledky našeho pozorovaní.

Když porovnáme naše stopky s jeho, nebudeme věřit svým očím. On naměřil zase šest vteřin! Kde se mu ztratily čtyři vteřiny, které chybí do „našich“ deseti? Nebo jinak-kde jsme my získali čtyři vteřiny, které přebývají nad „jeho“šesti? Nikde. Na rychle letící vesmírné lodi zkrátka plynul čas pomaleji. S každými palubními šesti vteřinami jsme my navíc zestárli o další čtyři. Jak dlouho jsme na vědce čekali? Pět minut, deset? Asi je na čase seřídit si náramkové hodinky s palubními. Nelekejte se, možná jsme oproti Einsteinovi zestárli v řádech hodin. Nebo on oproti nám omládl?
„Čas se nedá získat, ani ztratit,“ přeříkával si vědec slova, která zároveň rychle zapisoval na papír. „Dá se však určitým způsobem obejít, protože je, spolu s prostorem, zakřivený.“
Vzpomeňme si nyní, jak jsme v předchozí kapitole pozorovali signály z kosmické lodi mizící v černé díře. Padala do ní hodně rychle, viďte? A signály k nám přicházely se stále větším zpožděním. Proč tedy? S nově získanými poznatky je vysvětlení nasnadě. Čas na padající lodi plynul vůči nám stále pomaleji a pomaleji, čím blíže k černé díře byla. Děkujeme, pane Einsteine, mistře bizarních, ale jednoduchých vysvětlení.
Než vědce necháme dál létat vesmírem, obraťme směr zpátky k zemi, už se těším, až všechno, co jsme zjistili, zapíšu. Počkat. Také vás to napadlo? Pokud se budeme vracet dostatečně rychle a dostatečně dlouho, poběží pro nás čas mnohem pomaleji, než na planetě Zemi. Takže se pak sice vrátíme domů, jenže do daleké budoucnosti. Uf, ještěže se zase jedná jen o myšlenkový pokus, jinak bych jen stěží odevzdala tuto seminární práci v řádném termínu.

/Konec páté části. Můžete se těšit na další, které se já ovšem opravdu bojím. Brzy zjistíte proč.