Kapalné černé díry a nový univerzální zákon
Teoretická studie černých děr v desetirozměrném prostoru ukazuje, že černé díry mohou definovat dokonalou kapalinu. Objev by tak mohl přinést nový univerzální zákon fyziky kladoucí omezení na chování kapalin v reálném světě.
Dam Thanh Son s kolegy z Washingtonské univerzity v USA namodeloval v rámci teorie strun černou díru coby desetirozměrnou kapalinu v jedenáctirozměrném časoprostoru. Podle superstrunové teorie/M-teorie, v níž nejfundamentálnějšími složkami světa nejsou bodové částice, nýbrž drobounké jednorozměrné struny, žijeme ve vesmíru s deseti prostorovými dimenzemi (takže celkem s jedenácti, započteme-li čas), z čehož sedm je našim pohledům skrytých - jsou kompaktifikovány, tedy stočeny v každém bodě obyčejných tří dimenzí. Superstrunová teorie/M-teorie je v současnosti s oblibou aplikována na kosmologii, avšak umí zodpovědět i otázky z reálného kvantového světa.
Ačkoliv tedy desetirozměrné tekuté černé díry, namodelované Sonem, normálně neexistují, jsou jen matematickými objekty ve strunové teorii, jejich objev může mít význam pro skutečný svět.
Dvě veličiny kapaliny souvisejí s povrchem černé díry: viskozita, která popisuje, jak hustá kapalina je (vyšší viskozita znamená větší brždění pohybu kapaliny), a entropie, jež je mírou neuspořádanosti. Sonův tým zjistil, že poměr těchto dvou veličin je konstantní a může být vyjádřen jako kombinace fundamentálních konstant kvantového světa.
Fyzici tvrdí, že tato konstanta může sloužit jako univerzální spodní mez pro poměr viskozity a entropie v reálných kapalinách. Jejich tvrzení se opírá o Heisenbergův princip neurčitosti, podle něhož by taková mez měla existovat.
"Jsou to naše hypotézy. Nemůžeme sice dokázat, že tak tomu skutečně je, ale nenašli jsme nic, co by mělo menší viskozitu," říká Son. Kupříkladu hodnota tohoto poměru pro vodu je čtyřsetnásobně větší než pro kapalnou černou díru. I tekuté helium je devětkrát viskóznější.
Látky, které by se mohly přiblížit této mezi, jsou podle Sona podchlazené shluky atomů nebo plazma vzniklé při srážkách částic.
Fyzici už porovnali výsledky ze srážek v urychlovači RHIC umístěném v New Yorku a namodelované černé díry strunové teorie. "Začínám to brát vážně," říká Peter Steinberg z Národní laboratoře v Brookhavenu v New Yorku, který pracuje v jednom z týmů kolem urychlovače RHIC.
Třebaže vědci ještě na RHIC viskozitu plazmy nezměřili, umožnilo by jim to experimentálně otestovat Sonovy předpovědi. "Poslední slovo bude patřit experimentátorům," říká Son.
E-shop Českého rozhlasu
Kdo jste vy? Klára, nebo učitel?
Tereza Kostková, moderátorka ČRo Dvojka
Jak Klára obrátila všechno vzhůru nohama
Knížka režiséra a herce Jakuba Nvoty v překladu Terezy Kostkové předkládá malým i velkým čtenářům dialogy malé Kláry a učitele o světě, který se dá vnímat docela jinak, než jak se píše v učebnicích.
