Teória, ktorú Stephen Hawking predstavil ešte začiatkom 70. rokov, patrila desaťročia medzi najdôležitejšie hypotézy fyziky čiernych dier. A hoci išlo o myšlienku podporenú silnou matematikou, dlho ju nebolo možné priamo overiť. Až nedávne pozorovania gravitačných vĺn priniesli jasný dôkaz, že britský génius sa nemýlil.
Hawkingova predpoveď, ktorá čakala na potvrdenie
Hawking spolu s ďalšími teoretikmi tvrdil, že keď sa dve čierne diery spoja, výsledná čierna diera nemôže mať menšiu plochu horizontu udalostí než súčet plôch oboch pôvodných. Horizont udalostí je hranica, za ktorou sa nachádza „územie bez návratu“. Nič – ani svetlo – sa z nej nevie dostať späť.
Tento predpoklad sa často prirovnáva k termodynamickému zákonu o entropii, ktorá tiež nemôže klesať. Pre čierne diery to znamená, že ich „povrchová veľkosť“ sa pri zlúčení môže len zväčšovať.
V 70. rokoch však šlo o niečo, čo nebolo možné preskúmať. Čierne diery sú neviditeľné a vtedy neexistovala technológia, ktorá by dokázala odhaliť ich správanie počas kolízie.
Vesmír poslal odpoveď po 50 rokoch
Zlom nastal až vďaka detektorom gravitačných vĺn. V roku 2025 zachytila medzinárodná sieť LIGO–Virgo jednu z najpresnejších udalostí svojho druhu, označenú ako GW250114. Išlo o zlúčenie dvoch masívnych čiernych dier vo vzdialenosti viac ako miliardu svetelných rokov.
Gravitačné vlny sú drobné záchvevy samotného časopriestoru. Detektory dokážu z týchto signálov spätne vypočítať parametre čiernych dier pred kolíziou aj po nej – napríklad ich hmotnosť, rotáciu a práve aj plochu horizontu udalostí.
Výsledok meraní bol jednoznačný: z dát vyplýva, že pôvodné dve čierne diery mali spolu plochu približne 240 000 km², zatiaľ čo výsledná čierna diera mala po zlúčení asi 400 000 km². Ide o odhad získaný kombináciou fyzikálnych modelov a analýzy gravitačných vĺn.
To znamená, že plocha horizontu sa po spojení skutočne zväčšila – presne tak, ako Hawking predpovedal.
Ako sa dá „vidieť“ niečo, čo nevyžaruje svetlo?
Detektory gravitačných vĺn sú jedny z najcitlivejších prístrojov na svete. Lúče laserov v LIGO dokážu zaznamenať zmenu menšiu než tisícina priemeru atómu. Keď vesmírom prejde gravitačná vlna, meracie ramená detektora sa na okamih nepatrne natiahnu alebo skrátia. To úplne stačí na to, aby softvér vedel zostaviť presný priebeh udalosti, ktorá ich spôsobila.
Vďaka tomu dnes vieme „počúvať“ vesmír. Namiesto obrazu dostávame signál, ktorý pripomína krátky tón – ten v sebe nesie informáciu o kolízii čiernych dier, o stretávajúcich sa neutronových hviezdach či o iných extrémnych javoch.
Prečo je tento dôkaz dôležitý?
Hawkingovo tvrdenie je kľúčové pre pochopenie toho, ako sa správa gravitácia v extrémnych podmienkach. Potvrdenie jeho teórie zároveň znovu podporuje platnosť Einsteinovej všeobecnej teórie relativity, ktorá opisuje fungovanie časopriestoru.
Tieto poznatky majú aj praktické dôsledky. Technológie vyvinuté pre detekciu gravitačných vĺn sa používajú v:
- laserových meracích systémoch
- navigácii
- medicíne
- komunikácii aj pri konštrukcii presných senzorov
To, čo sa na prvý pohľad zdá ako exotická astrofyzika, tak má vplyv aj na bežnú technológiu okolo nás.
Čo nás čaká ďalej
Európa pripravuje nový detektor s názvom Einstein Telescope, ktorý bude výrazne citlivejší než súčasné zariadenia. Vedci očakávajú, že ročne zachytí až milión gravitačných vĺn. To by znamenalo, že budeme mať oveľa detailnejší obraz o tom, ako vznikajú a vyvíjajú sa čierne diery – a možno sa priblížime aj k pochopeniu toho, čo sa deje priamo v ich vnútri.
Po desaťročiach čakania tak dostáva Hawkingova teória najpevnejšie potvrdenie, aké sme doteraz mali. Vedecký svet je o krok bližšie k pochopeniu jedného z najmysterióznejších javov vesmíru.
