Fyzici vytvořili kvantový model černé díry a vůbec poprvé zaznamenali záření, které odpovídá předpovědím Stephena Hawkinga. Jde o zásadní krok k pochopení toho, co se děje za horizontem událostí – tentokrát ne miliardy kilometrů daleko, ale přímo na vědeckém stole.
Černá díra je podle definice nejtemnější místo ve vesmíru: oblast, kde je gravitace tak silná, že jí nemůže uniknout ani světlo. A přesto se skupině fyziků podařilo něco nemyslitelného: vytvořit v laboratoři obdobu černé díry a sledovat, jak začíná vyzařovat slabou záři.
Studie publikovaná v časopise Physical Review Research neznamená, že někdo vytvořil skutečnou černou díru na Zemi (katastrofa by byla zřejmá). To, co autoři pod vedením Jaspera van Wezela udělali, bylo, že navrhli kvantový analog: fyzikální systém, který napodobuje matematické chování horizontu událostí, oné neviditelné hranice, která vyznačuje bod, z něhož není návratu, kolem černé díry: jakmile jím projdete, jste odsouzeni k pádu dovnitř.
Van Wezelův tým použil řetězec atomů uspořádaný tak, aby se elektrony, které jím procházejí, řídily podobnými pravidly jako částice padající do černé díry. Aby toho dosáhli, manipulovali s interakcí mezi atomy tak dlouho, dokud se nevytvořil bod, odkud není návratu: oblast řetězce, odkud energie elektronů nemůže uniknout zpět. Zjednodušeně řečeno místo, které se chová jako horizont událostí.
Po stopách Hawkingova výzkumu
Takové systémy jsou známé jako analogie černých děr. Nejsou to astronomické objekty, ale reprodukují jejich účinky s jinými „surovinami“: zvukovými vlnami v kapalině, elektrony v materiálu, nebo dokonce světelnými pulzy v optických vláknech. Vychází se z toho, že pokud zde fungují stejné matematické zákony, mělo by chování napodobovat chování vesmíru.
Překvapivé bylo, že tato umělá černá díra začala vyzařovat určitý druh záření. Není to náhoda: již v roce 1974 Stephen Hawking předpověděl, že skutečné černé díry nejsou zcela temné. Podle jeho teorie by v důsledku kvantových efektů vakua měly vyzařovat slabou záři známou jako Hawkingovo záření.
Detekovat takové záření ve vesmíru je téměř nemožné: hvězdná černá díra vyzařuje méně tepla než kosmické mikrovlnné pozadí, tedy fosilní záření z velkého třesku, které vyplňuje vesmír. V laboratoři však můžeme pomocí analogů pozorovat záblesky, které tento jev napodobují.
🚨 BLACK HOLE MERGER CONFIRMS EINSTEIN & HAWKING'S THEORIES
Astrophysicists Maximiliano Isi and Will Farr just pulled off what Einstein and Hawking could only dream of: catching a black hole collision in full, down to its final cosmic hum.
Using LIGO’s upgraded gear, they… pic.twitter.com/zFYOyBbdHY
— Mario Nawfal (@MarioNawfal) September 30, 2025
Experiment ukázal, že při vytvoření horizontu událostí v atomárním řetězci se objevilo vyzařování energie s vlastnostmi podobnými těm, které popsal Hawking. Jinými slovy: syntetická černá díra začala zářit.
Toto zjištění je zásadní, protože Hawkingovo záření je jedním z nejvyhledávanějších poznatků moderní fyziky: spojuje obecnou teorii relativity (teorii popisující gravitaci) s kvantovou mechanikou (teorií popisující nekonečně malé). Poukazuje tak na nepolapitelnou kvantovou teorii gravitace, která by sjednotila zákony vesmíru.
Pokud tyto analogy umožní studovat takové záření v laboratorních podmínkách, budou mít fyzikové k dispozici zkušební pole pro zkoumání toho, co dosud bylo jen výpočty na tabuli.
Kosmické experimenty v laboratorním měřítku
Úžasné je, že se tento umělý horizont vejde na pomyslný laboratorní stůl. Na rozdíl od skutečných černých děr, které pohlcují hvězdy, zde jde o atomy pečlivě srovnané v pevném materiálu. A přesto výsledek reprodukuje některé z nejhlubších paradoxů vesmíru: v jistém smyslu fyzikové vybudovali malý kapesní vesmír, kde lze studovat zrod (a možná jednou i zánik) černé díry.
Cílem je nyní experiment zpřesnit a potvrdit, zda je detekovaná záře skutečně věrnou obdobou Hawkingova záření, nebo zda se jedná o jiný kvantový jev. Ať už bude výsledek jakýkoli, jisté je, že se stále více přibližujeme k tomu, abychom v laboratoři ověřili myšlenky, které se donedávna zdály být omezeny na vzdálené končiny vesmíru a stránky science fiction.
Pokud by skutečná černá díra velikosti Slunce vyzařovala Hawkingovo záření, zářila by méně jasně než teplo kostky ledu tající v černém vesmíru. V laboratoři byl zjištěný signál stejného řádu: záblesk tak slabý, že nedokázal zahřát ani smítko prachu.
Přesto není zajímavé množství záření (to je zanedbatelné), ale to, že jeho spektrum a matematické charakteristiky odpovídaly Hawkingovým předpovědím. To je „důkaz konceptu“: poprvé můžeme vidět, že umělý horizont generuje takové záření, jaké by měla mít černá díra.