2. O světle a černých dírách
Co je vlastně světlo? Co všechno svítí? Můžeme černou díru vyfotit?
O světle
Všechno, co vidíš okolo sebe, vidíš, protože to buď samo svítí (třeba žárovka) nebo to světlo odráží (nábytek). Nejspíš také víš, že existuje i „světlo”, které očima nevidíme. V létě se například chráníš proti ultrafialovému záření opalovacím krémem a už jsi určitě slyšel(a) o termokameře snímající infračervené záření. Fyzikálně má ale ultrafialové, infračervené i viditelné světlo stejnou podstatu tzv. elektromagnetických vln a tyto vlny se liší jen ve vlnové délce. Různé objekty ve vesmíru svítí na různých vlnových délkách. Kdybys měl(a) oči pro různé oblasti světla a mohl(a) mezi nimi přepínat, viděl(a) bys Jupiter třeba takto:
Spektrum elektromagnetických vln
Na obrázku můžeš vidět celé spektrum elektromagnetických vln. Se všemi jeho druhy se můžeš v běžném životě setkat – ať už jde o rádiové vlny (vysílání v rádiu), mikrovlnné záření (mikrovlnná trouba), infračervené záření (teplo), UV záření (UV lampa pro dezinfekci) nebo rentgenové záření (rentgenové snímky zlomenin). Využívá se i záření gama – například při ozařování rakovinných nádorů.
Rychlost šíření světla
Co ale z životní zkušenosti neznáme je to, jak rychle světlo pohybuje. Šíří se konečnou rychlostí podobně jako zvuk. Všiml(a) sis na silvestra, že rána ohňostroje se ozvala vždy o něco později, než jsi ho viděl(a) bouchnout? To je způsobeno tím, že zvukové vlně vyvolané ohňostrojem chvilku trvalo, než k tobě doletěla.
Rychlost šíření světla je ale skoro milionkrát vyšší než rychlost šíření zvuku. To našim smyslům znemožňuje tuto konečnou rychlost postřehnout a rychlost světla vnímáme jako okamžitou. Pokud však světlo překonává dostatečně velkou vzdálenost, například vzdálenost od Slunce k Zemi (150 milionů kilometrů), tak to světlu zabere čas, který našim smyslům problém nedělá – konkrétně přes 8 minut. Cokoliv tedy pozorujeme na Slunci v daném okamžiku, se ve skutečnosti stalo před 8 minutami.
Zjisti více: Měření rychlosti světla
Chceš si sám/sama ověřit, jaká je rychlost světla, a máš doma mikrovlnku, čokoládu a pravítko? Podívej se, jak na to.
Zpátky k černým dírám
Vraťme se k předchozí kapitole a černým dírám. Co myslíš, že se stane, když úniková rychlost z gravitačního pole nějakého objektu bude vyšší než rychlost světla? Může se něco pohybovat rychleji než světlo a z gravitačního pole takového tělesa uniknout? Odpovědí je ne. Podle dnešní fyziky se nic nemůže pohybovat rychleji než světlo. Z takového objektu tedy neunikne nic, ani světlo. Objekt s gravitačním polem natolik silným, že úniková rychlost z něj je vyšší, než rychlost světla, nazýváme černou dírou.
První fotografie černé díry
Možná víš, že před pár lety byla teleskopem Event Horizon pořízena první fotka černé díry. Jak to vědci udělali, když sama nesvítí?
Odpověď musíme hledat v tom, co se nachází v bezprostředním okolí černé díry. Její extrémně silné gravitační pole přitahuje veškerý materiál v její blízkosti. Ten kolem černé díry začne obíhat, vzájemně se srážet (čímž se zahřeje) a následně začne zářit. Na obrázku tedy vidíme svítit materiál kolem černé díry – tzv. akreční disk.