Inteligence ve vesmíru a černé díry
podle článku Vladimira A. Lefebvra a Jurije N. Jefremova
zpracoval: Jiří Svršek

    V roce 1961 Dr. Frank Drake, radioastronom z Národní radioastronomické observatoře v Green Banku odhadl počet vyspělých civilizací v naší Galaxii, jejichž signály bychom měli zachytit. Drakeova rovnice se stala základem vědeckého výzkumu, který se soustředil na odhad jednotlivých parametrů Drakeovy rovnice. Dokonce velmi pesimistické odhady parametrů Drakeovy rovnice vedou k závěru, že mimozemské civilizace musí v naší Galaxii existovat v poměrně velkém počtu. Dosud ale přes veškerou snahu radioastronomů nebyl objeven žádný náznak jejich existence. Existuje snad "Velký filtr", v jehož důsledku nepozorujeme žádné vyspělé civilizace ve vesmíru?

    Autoři článku "Cosmic Intelligence and Black Holes" (X1) navrhují velmi odvážnou hypotézu, podle níž černé díry mohou sloužit jako určité fyzikální prostředí existence inteligentních bytostí. Jejich hypotéza se opírá o určité souvislosti mezi mozkem a jeho vědomím na straně jedné a černými děrami na straně druhé.

    Podle mého názoru autoři vycházejí jen z formální podobnosti určitých matematických struktur a relací a objevují vztahy mezi objekty a jevy, které spolu nijak nesouvisejí. Přesně tímto způsobem postupují astrologové, ufologové, atlantologové a další "alternativní" vědy, když objevují souvislosti tam, kde nikdy nebyly. Při zkoumání přírodních jevů a vztahů mezi nimi je nutné s pojmy závislost, korelace a formální podobnost zacházet velmi opatrně. Je třeba mít neustále na paměti, že všechny teorie jsou pouze reprezentací přírody a nikoliv přírodou samotnou. Formální podobnost teorií nelze interpretovat jako souvislost přírodních jevů, které tyto teorie popisují. Konečně autoři článku vyslovují řadu zcela nepodložených hypotéz a spekulací, které lze směle zařadit do říše čiré science-fiction.

Autoři článku tvrdí, že nalezli čtyři souvislosti:

    Souvislost popisu mozku, vědomí a myšlení s popisem vnějšího a vnitřního pozorovatele černé díry v Susskindově-t'Hooftově schématu.
    Existenci určitého aspektu vnitřní struktury černé díry v Kerrově modelu rotující černé díry, který je izomorfní se strukturou subjektivního vnímání v psychologickém modelu reflexe (odrazu) vnějšího světa.
    Určité chování černých děr a mozku jako psychického systému lze popsat pomocí termodynamiky.
    Funkce lidského mozku popsané pomocí holografického modelu, který jako první navrhl Karl Pribram. Holografický popis černých děr nedávno navrhl Susskind.

    Zmíněnou práci "Cosmic Intelligence and Black Holes" (X1) je třeba přijímat s krajní opatrností spíše jako zajímavou vědecko- fantastickou hypotézu než jako vážnou práci teoretické fyziky.

1. Hledání mimozemských civilizací

    Problém existence mimozemských civilizací současná věda dosud nebere příliš vážně. Dokladem je mimo jiné fakt, že Národní úřad pro letectví a vesmír NASA přestal finančně podporovat Institut pro hledání mimozemské inteligence SETI Institute. Bohužel, současná věda si již nemůže dovolit přepych utrácet finanční prostředky a cenný čas vědců na projekty, které v minulosti dlouhou dobu nevedly k nějakým výsledkům.

    Hlavní příčina vědeckého nezájmu ale tkví v tom, že hledání mimozemských civilizací je postaveno spíše na intuici a obecných představách. Hypotézy týkající se mimozemských civilizací se jen málo odlišují od představ, které se objevují v knihách autorů science-fiction. Výzkum mimozemské inteligence však vyžaduje stejně jako každá oblast vědeckého výzkumu solidní vědecké základy a teoretický model světa, jehož přirozenou součástí jsou inteligentní bytosti.

    Takový teoretický model musí spojovat lidské myšlení s naším fyzikálním chápáním Vesmíru, aby bylo možno studovat jeho povahu pomocí metod přírodních věd.

    Tento vývoj je plně v souladu s duchem přírodních věd nového století. Jsme svědky nové vědecké revoluce ve fyzice, srovnatelné s revolučním vznikem kvantové teorie. Současná fyzika se snaží sjednotit kvantovu teorii s obecnou teorií relativity. Tento vývoj se ubírá dvěma hlavními směry: směrem kvantové gravitace a směrem teorie superstrun.

2. Velké ticho (Fermiho paradox)

    Inteligentní život je schopen překonat všechny hranice. Avšak přes veškeré snahy se dosud nepodařilo nalézt sebemenší náznak inteligentního života ve vesmíru. Otázka Enrica Fermiho "Kde jsou?" postupně vedla od problému neexistence jakýchkoliv náznaků inteligentního života ve vesmíru k vědeckému paradoxu. Vědcům bylo jasné, že "Velkého ticho" je zvláštním jevem, který je třeba vysvětlit. M. Hart a dřívější zastánce existence mimozemského života ve vesmíru I.S. Šklovskij navrhli radikální řešení tohoto problému: žádné mimozemské civilizace prostě neexistují. Jiné radikální řešení navrhl R. Zubrin na konferenci v Coloradu: všechny civilizace, které někdy zasílaly nějaké signály, již neexistují.

    Velké ticho lze však vysvětlit i méně radikálními hypotézami. Například dvě civilizace jsou schopny se navzájem identifikovat pouze v případě, že mají přibližně stejnou úroveň technologie. Od vzniku Maxwellovy teorie elektromagnetického pole a od prvních Hertzových, Popovových a Marconiho experimentů uplynulo méně než 200 let. Od vzniku starověkých civilizací v Řecku a Římě uplynula doba 108 krát kratší, než je doba existence nejstarších hvězd. Nedokážeme si představit, jaký bude vývoj naší civilizace za sto let, ani netušíme, jak dlouho bude naše civilizace existovat.

    Nedokážeme si představit jiný vývoj civilizace než cestou biologické evoluce. Proto předpokládáme, že během vývoje tyto civilizace procházejí přibližně stejným technologickým vývojem jako naše civilizace a že jejich vnímání a chápání Vesmíru je srovnatelné s naším. Jednotlivé hvězdy vznikaly v rozmezí mnoha miliard let. Vývoj hvězd probíhá různou rychlostí v závislosti na jejich počáteční hmotnosti. V různých částech vesmíru je různé množství těžších chemických prvků. Proto planety, na nichž mohl vzniknout život, mají různé stáří. Pravděpodobnost nalezení mimozemské civilizace je proto velmi malá.

    Kdysi velký optimista I.S. Šklovskij, u nás známý jako autor populárně vědecké knihy "Milióny cizích světů" (1), která ovlivnila nejméně jednu mladou generaci, se stal hlubokým pesimistou, zastávajícím názor, že v celém vesmíru jsme jedinou civilizací.

    Proč nepozorujeme žádné mimozemské civilizace? Podle autorů článku (X1) to může být také proto, že jsme se doposud špatně dívali. V současné době již máme dostatečně výkonné přístroje, abychom mohly podrobněji prozkoumat blízké i vzdálené oblasti vesmíru. Podle autorů článku bychom měli především studovat hvězdokupy, jejichž hvězdy mají zhruba stejné stáří a dostatek těžkých prvků. Případné civilizace v těchto hvězdokupách jsou relativně málo od sebe vzdáleny a proto mezi nimi může probíhat mezihvězdná komunikace. Intenzita radiových signálů může být dostatečně silná a Země se může nacházet ve směrovém paprsku. Kulové hvězdokupy mají stáří asi 15 miliard let a obsahují milióny hvězd. Jejich hvězdy ale obsahují málo těžších chemických prvků a kvůli gravitačním silám okolních hvězd dráhy planet kolem těchto hvězd nejsou stabilní. Proto nejvhodnějšími kandidáty na existenci vyspělého mimozemského života jsou staré otevřené hvězdokupy s dostatečným množstvím těžších chemických prvků a stářím, které nepřevyšuje 10 miliard let. Příkladem takových otevřených hvězdokup jsou M67 v souhvězdí Raka a NGC 188.

3. Jak dlouho mohou mimozemské civilizace existovat?

    Samozřejmě existují důvody, které všechny výše uvedené úvahy mohou zpochybnit. Nelze vyloučit ani krajní možnost, že "život" nebo "inteligence" jsou pouze důsledkem slabě vyvinutých samoorganizovaných kosmických systémů. Vyšší úrovně takových systémů pomocí našich vědeckých konceptů nejsme schopni popsat. B.N. Panovkin upozornil na možnost, že různé civilizace mohou používat zcela odlišné koncepty myšlení a proto s nimi nelze vůbec komunikovat.

    Představme si technologicky a vědecky vyspělou civilizaci, podobnou naší civilizaci na Zemi, která se za několik stovek let může vyvinout v civilizaci zcela odlišného typu. V tomto případě očekávání nějaké odezvy od našeho inteligentního souseda postrádá jakéhokoliv smyslu. Taková civilizace se totiž bude chovat jako housenka, která se přemění v motýla. Housenka, která si je jista, že se brzy přemění v motýla, nemá potřebu komunikovat s jinými housenkami. Je tedy možné, že technologický vývoj civilizací ve vesmíru je natolik rychlý, že postrádá jakéhokoliv smyslu se snažit navazovat kontakty s jinými civilizacemi pomocí signálů určité technologie. To může být příčinou Velkého ticha.

    Jednou ze známek inteligence kosmické civilizace by měla být schopnost úspěšně řešit obtížné problémy přežití ve složitém a nepřátelském prostředí. V tomto kontextu je třeba si položit otázku, zda inteligence je pouze projevem biologických systémů. Tuto otázku si položil ve 30. letech 20. století britský matematik Alan Turing a zakladatel kybernetiky Norbert Wiener. V roce 1980 se touto otázkou zabýval také F. Dyson ve svém rozboru problémů nesmrtelnosti inteligentního života z hlediska fyziky. Dyson používal funkční definici života jako určité struktury vztahů mezi prvky, pro níž je prostředí existence nepodstatné. Dospěl k závěru, že inteligentní bytosti, které jsou schopny změnit fyzikální strukturu svých těl, mohou existovat věčně. Ve vzdálené budoucnosti, kdy entropie vesmíru bude příliš vysoká (tj. termodynamické procesy dosáhnou velké neuspořádanosti), tyto bytosti přeruší svoji existenci a ve stavu hibernace vyčkají na probuzení nějakým "budíkem". Avšak L. Kraus a G. Starkman v listopadu 1999 v časopise Scientific American ukázali, že takový budík odporuje principům kvantové mechaniky. Hibernované bytosti by zůstaly ve stavu hibernace navždy.

    Inteligentní civilizace nemůže existovat věčně, avšak může existovat po dobu významnou v kosmologickém měřítku.

4. Invarianty dokonalých systémů

    Nejdokonalejším systémem, který dosud známe, jsme my sami. Proto se autoři článku (X1) nejprve pokusili popsat člověka pomocí současné psychologie. Člověka můžeme studovat dvěma odlišnými způsoby. Můžeme se na něj dívat zvnějšku, jako na určitý fyzikální objekt. Studujeme jeho chování a jeho mozek. Doufáme přitom, že nalezneme nějaké objektivní souvislosti. Mozek je v tomto smyslu složitým informačním systémem. V 60. letech 20. století byl pro mozek navržen holografický popis (Karl Pribram, B. Jules a K. Pennington, P. Westpaik). Zvláštnost psychologie spočívá v tom, že na člověka nahlíží zevnitř, tedy fundamentálně odlišným způsobem než přírodní vědy. Psychologie se nezabývá jen tím, jak lidský mozek funguje, ale také tím, co člověk cítí, co vnímá, jak svět kolem sebe hodnotí a jak chápe sám sebe. Moderní psychiatrie kromě modelů mozku studuje subjektivní vnitřní život nemocného. Během 20. století byla učiněna řada pokusů překonat hranici mezi vnějším a vnitřním pohledem na člověka. Je třeba přiznat, že všechny tyto pokusy skončily neúspěšně. Zřejmě měl pravdu Niels Bohr, který tvrdil, že vnější a vnitřní popis vědomí jsou k sobě komplementární.

    V 90. letech 20. století jeden z autorů článku (X1) vytvořil formální model subjektu, který funguje na principu výběru mezi oběma krajními variantami (V.A. Lefebvre: The Cosmic Subject. Moscow, Russian Academy of Sciences Institute of Psychology Press, 1997). Předpovědi tohoto modelu byly potvrzeny některými psychologickými testy (J. Adams-Webber, American Journal of Psychology, 1998, V.110, 527-541). Jádrem tohoto modelu je určitá matematická funkce, jíž lze odvodit z několika jednoduchých principů týkajících se lidské aktivity. Tato funkce má jednu významnou vlastnost. Lze ji popsat jako opakující se kompozici jediné jednodušší jednoznačné funkce. Tuto kompozici pak lze přirozeně interpretovat jako systém sekvenčních obrazů vlastního já. Jinými slovy, subjekt obsahuje obrazy sebe samotného a tyto obrazy zase obsahují obrazy sebe samotných, atd. Každý obraz je subjektem, který existuje ve vnitřním světě určitého pozorujícího subjektu. Proto pozorovatel má dva vzájemně komplementární způsoby nahlížení: vnější a vnitřní. Navíc každý obraz je směsí dvou stavů: pozitivního a negativního.

    Jako teoretickou analogii činnosti subjektu tento model používá projekci na určitou vnější "obrazovku" stavu subjektu. Tuto projekci lze chápat jako vytvoření vnějšího popisu nebo jako reprodukci sebe samotného (model mezi popisem a reprodukcí nerozlišuje). Autoři analyzovali tento model a dospěli k závěru, že existuje jeho formální souvislost jak s neuronovými sítěmi tak s principy termodynamiky. Jestliže jsou určité formální neurony v aktivním stavu spojeny s jinými neurony, pak dynamiku systému lze popsat diferenciální rovnicí, jejímž řešením je funkce, která popisuje reflexi (odraz) vnějšího světa (Lefebvre, 1998). Díky tomu existuje vztah mezi reflexí vnějšího světa a dynamikou neuronové sítě. Počet neuronů v této síti musí být velmi velký, aby bylo možno uvažovat limitní případ, který lze popsat uvažovanou diferenciální rovnicí. Výše zmíněná kompozice funkcí však nepopisuje pouze reflexi vnějšího světa, ale lze ji interpretovat jako řetězec abstraktních tepelných strojů. Pak zmíněná diferenciální rovnice v jistém smyslu popisuje první dva zákony termodynamiky. Logika popisovaného modelu tedy vede k závěru, že tepelné stroje souvisejí s konzistentním popisem vlastního já. V jistém smyslu svojí tepelnou činností "prožívají" subjektivní zkušenost.

    Model odrazu tedy nutně souvisí s obecným konceptem složitých systémů jako formálního řetězce neuronů a s termodynamikou. Autoři článku (X1) tvrdí že matematická struktura modelu je ve svých invariantech obsažena ve všech dokonalých systémech, jako je lidská mysl, subjektivní svět nebo schopnost vícenásobného odrazu vnějšího světa. Pokud přijmeme tuto myšlenku, pak je přirozené předpokládat, že při vytváření vnějšího popisu sebe samotného systém používá jazyk tohoto invariantu.

    Matematické vztahy v tomto případě představují jeden z aspektů vnějšího popisu, který souvisí s řetězcem abstraktních tepelných strojů. Funkci těchto strojů si lze představit pomocí formálního modelu, který vytváří "dvojitou" geometrickou posloupnost, která se skládá ze dvou posloupností se stejným násobkem. Příkladem takové posloupnosti je posloupnost s násobkem rovným dvěma:

2, 3, 4, 6, 8, 12, 16, 24, 32, 48, ...

    Taková posloupnost umožňuje přesně zjistit subjektivní stav systému. Popisovaný model tedy vede ke konkrétnímu výsledku. Předpovídá, že signály vytvořené dokonalým systémem a vlastní popis tohoto systému lze chápat jako dvojitou posloupnost.

5. Mohutné záblesky záření

    Autoři článku (X1) se rozhodli nalézt dvojité posloupnosti analýzou odborné literatury a článků o zdrojích rentgenového záření ve vesmíru. Řada těchto zdrojů vytváří mohutné záblesky záření. Podle našich současných představ tyto zdroje jsou složeny z jedné neutronové a jedné běžné hvězdy a rentgenové záření vzniká tokem hmoty z běžné hvězdy na neutronovou hvězdu. Hmota dopadá na povrch neutronové hvězdy a dochází k periodickým termonukleárním reakcím a tím ke vzniku záblesků rentgenového záření. Myšlenka, že tyto velmi krátké záblesky neutronových hvězd mohou sloužit inteligentním bytostem pro přenos signálu, není nová. V roce 1973 americký astronom R. Corbet publikoval myšlenku, že vyspělé mimozemské civilizace mohou modulovat záblesky rentgenového záření například pomocí kovové obrazovky. Těchto objektů není ve vesmíru příliš mnoho a v naší Galaxii jich bylo objeveno jen několik.

    V roce 1976 byl objeven jeden z nejpodivnějších objektů tohoto typu v kulové hvězdokupě Liller 1 a američtí astronomové jej pojmenovali Rapid Buster. Na rozdíl od běžné termonukleární reakce, vytvářející záblesky rentgenového záření, byly pozorovány ještě další záblesky, jejichž fyzikální mechanismus je záhadný. Podle jedné hypotézy tyto záblesky souvisejí s nestabilitami akrečního disku neutronové hvězdy. Záhadnou vlastností těchto záblesků je skutečnost, že mezi tvarem na straně jedné a mezi intenzitou a délkou těchto záblesků nebyly zjištěny žádné statistické korelace. Tato skutečnost se u přírodních jevů vyskytuje velmi zřídka. Autoři článku (X1) se proto domnívají, že by mohlo jít o signály produkované mimozemskou inteligencí.

    V roce 1985 japonský astronom I. Tawara a jeho kolegové provedli analýzu záblesků rentgenového záření zdroje Rapid Buster. Přitom zjistili, že tyto záblesky odpovídají dvojité geometrické posloupnosti. Posloupnosti byly tvořeny nejen výškou a "sklonem" záblesků, ale také časovými intervaly mezi jednotlivými záblesky. Nedávno bylo zjištěno, že "standardní" termonukleární záblesky zdroje Rapid Buster pocházejí z rádiového zdroje vzdáleného asi 2,5 parseku od zdroje Rapid Buster. Již předtím bylo zjištěno, že tento radiový zdroj se nachází téměř uprostřed sférické kupy.

    Autoři článku (X1) se proto domnívají, že by záblesky rentgenového záření ve zdroji Rapid Buster mohly vznikat činností inteligentních bytostí. (V.A. Lefebvre, Iu.N. Efremov, Astron. Astroph. Trans. V. 18, 335-342, 1999).

6. Vnitřní světy černých děr

    Pozornost teoretických fyziků, kteří pracují na sjednocení obecné teorie relativity a kvantové teorie se často soustřeďuje na modely černých děr. Černé díry jsou extrémně husté objekty, které kolem sebe zakřivují prostoročas a nenávratně pohlcují hmotu, záření a informaci. Nedávno astrofyzikové zjistili, že mohutné černé díry se vyskytují v jádrech většiny galaxií, včetně naší Galaxie. Hmotnost těchto černých děr dosahuje hmotnosti několika miliónů Sluncí. Tyto černé díry vznikají gravitačním kolapsem velmi hmotných hvězd po vyčerpání jaderného paliva. Tyto hvězdy obvykle velmi rychle rotují kolem své osy a po kolapsu se tento rotační moment zachovává.

    Teoretický model rotující černé díry vytvořil v roce 1963 R. Kerr. Tento model umožňuje popsat prostoročasové vlastnosti nad kauzálním horizontem černé díry. Tento čistě matematický model lze však analyticky rozšířit také pod kauzální horizont. Oblast pod kauzálním horizontem černé díry je pro vnějšího pozorovatele neviditelná. Z tohoto důvodu ji nelze považovat za reálnou. Autoři článku (X1) ale upozorňují přinejmenším na jeden aspekt, který je společný jak pro černé díry tak pro subjektivní svět lidského vědomí. Tento svět je pro vnějšího pozorovatele zcela nepřístupný a reálně tedy neexistuje. Dosud však nebyl proveden žádný experiment, který by umožnil rozlišit bytost nadanou vědomím od nevědomého složitého počítače.

    Interpretace Kerrova modelu černé díry ukazuje, že oblast pod kauzálním horizontem černé díry má pro vnitřního pozorovatele řadu důležitých vlastností. Uvnitř černé díry existuje složitý systém nekonečných vesmírů, které obsahují své vlastní černé díry. Autoři článku (X1) zde narážejí na extenze řešení Kerrova modelu. V tomto řešení se objevuje nekonečné množství periodicky se opakujících samostatných vnějších oblastí (vesmírů), horizontů a singularit. Pokud nějaká částice pronikne vnějším kauzálním horizontem, nemůže se vrátit do původního prostoročasu. Částice se může dostat do singularity, kde její světočára končí, ale také se může singularitě vyhnout a pohybovat se do jiné vnější oblasti, která je vůči první oblasti v absolutní budoucnosti.

    Pokud uvažujeme kauzální vztahy tohoto druhého "vesmíru" vzhledem k původnímu, vidíme, že události v tomto druhém vesmíru mohou být v principu ovlivněny geodetikami původního vesmíru, ale také "nekontrolovaně" z jiných geodetik, které přicházejí ze singularity.

    Konečně přesné Kerrovo řešení, obsahující tunely mezi různými vesmíry, platí pro jinak zcela prázdný asymptoticky rovinný vesmír. Vnitřní Cauchyho horizont uvnitř černé díry je ovlivněn poruchami vznikajícími vně černé díry. Analýza kvantových procesů vzniku částic v silných gravitačních polích černé díry naznačuje, že i v případě prázdného vnějšího prostoru dochází ke kvantové nestabilitě vnitřního horizontu. Proto se teoretičtí fyzikové stavějí k možnosti přechodu do jiných vesmírů černými děrami velice skepticky.

    Autoři článku (X1) se domnívají, že černé díry v systému vesmírů uvnitř Kerrovy černé díry lze seřadit do posloupnosti tak, aby byla jedna černá díra v druhé. Uvnitř každé takové černé díry pak existuje dvojice vesmírů, kdy vzdálenost prvního vesmíru lze popsat kladným číslem a vzdálenost druhého vesmíru záporným číslem. V každé černé díře tak existuje "pozitivní" a "negativní" vesmír. Tyto vesmíry jsou od sebe navzájem odděleny singularitou, tedy oblastí s nekonečnou hustotou hmoty a s nekonečnou křivostí časoprostoru.

    Velkým překvapením pro teoretické fyziky pracující v oboru kvantové gravitace bylo vypařování černých děr (J.B. Zeldovič, A. Starobinsky, Steven Hawking). Tento závěr je důsledkem kvantové mechaniky černých děr a termodynamiky. Druhým překvapením bylo Hawkingovo zjištění, že pohlcováním hmoty a záření černými děrami se z našeho vesmíru ztrácí určité množství informace. Obecný popis fyzikálního systému vychází z rovnic kvantové mechaniky. Tyto rovnice jsou časově vratné, pokud se vztahují k procesům v mikrosvětě. Díky tomu lze se stejnou pravděpodobností předpovědět budoucí chování kvantového systému a popsat jeho chování v minulosti. Přítomnost černé díry v kvantovém systému ale takový současný popis budoucnosti a minulosti znemožňuje. Proto z formálního hlediska musíme předpokládat, že se část informace z vesmíru ztrácí.

    K dalšímu teoretickému závěru dospěl dánský fyzik G. t'Hooft, který ukázal, že zmíněná ztráta informace v černé díře odporuje zákonu zachování celkové energie. Tento rozpor, někdy označovaný jako "informační paradox", narušuje konzistenci kvantové teorie, která je základem fyzikálního popisu vesmíru (L. Susskind, Black Holes and the Information Paradox. Scientific American, April 1997). Někteří teoretičtí fyzikové se proto začali tímto zásadním rozporem zabývat. Jedna z původních hypotéz navrhovala, že informace pohlcená černou dírou se do vesmíru vrací evaporací černé díry. Jenže v tomto případě by vyzářené částice na různých místech horizontu černé díry musely být vzájemně korelované. Není znám žádný mechanismus, který by takovou korelaci zajistil. Další hypotézu navrhl americký fyzik L. Susskind, když vytvořil holografický model černé díry.

    Podle Susskindova modelu informace není pohlcena černou dírou, ale je "uložena" na horizontu černé díry. Jinými slovy, množství informace uložené na horizontu černé díry je vždy rovno množství informace, které se z vesmíru ztrácí pohlcením hmoty nebo záření černou dírou. Horizont černé díry tak představuje "informační banku", která obsahuje informace o složitosti hmoty nebo záření, které prošlo horizontem do černé díry. Vidíme, že černá díra představuje určitý typ informačního systému.

    Další krok k pochopení černých děr učinili Susskind a t'Hooftzobecněním principu komplementarity, který navrhl Niels Bohr. Horizont černé díry s uloženou informací je reálný pouze pro vnějšího pozorovatele. Pozorovatel, který bude volně padat do černé díry v okamžiku protnutí horizontu žádné informace nemůže zachytit. Horizont černé díry pro něj reálně neexistuje. Tento rozdíl mezi oběma pozorovateli nepředstavuje logický paradox, protože tito pozorovatelé si nemohou vyměnit žádné informace. Pro vnitřního pozorovatele pod horizontem černé díry tento horizont neobsahuje žádné informace a proto jej nepovažuje za reálný. Tato úvaha je stejná jako dualita elektronu, který se chová současně jako vlna a jako částice.

    Autoři článku (X1) tyto závěry použily pro svoji hypotézu posloupnosti vzájemně vnořených černých děr. Představme si nyní v každé vnořené černé díře jednoho pozorovatele, který je schopen pozorovat černou díru ve svém vesmíru. Princip komplementarity lze rozšířit i na takové pozorovatele. Dostáváme tak posloupnost komplementárních bodů vůči sobě, která je spojena s počáteční černou dírou.

7. Černé díry a model reflexivního subjektu

Vraťme se nyní od černých děr nazpět k moderní psychologii a pokusme se popsat souvislost mezi vnitřním světem Kerrových černých děr a modelem vícenásobného sebe si uvědomujícího subjektu v psychologii. Oba modely obsahují posloupnost do sebe vnořených prvků, spojených s polohami pozorovatelů a vzájemně vázaných principem komplementarity. Každý prvek obsahuje asymetrickou dvojici (pozitivní a negativní vesmír v černé díře, pozitivní a negativní stavy v modelu subjektu). V obou případech z hlediska vnějšího pozorovatele existuje termodynamický popis tohoto systému. Dále vidíme, že pro studium mozku a černých děr existuje holografický model.

Další výzkum by měl dát odpověď na otázku, zda mezi modelem černých děr a modelem vědomého subjektu existují nějaké hlubší souvislosti. Nalezení takových souvislostí by mělo přispět ke konečnému fundamentálnímu sjednocení, které by zahrnovalo také inteligentní bytosti do našeho fyzikálního obrazu vesmíru.

8. Další spekulativní úvahy

    Černá díra je pro vnitřní svět informačně prázdná. Civilizace se může vyvinout v obrovskou jedinou super-osobnost, zahrnující mnohonásobné vědomí a uchovávající všechny informace dřívější civilizace v kauzálním horizontu černé díry.

    Zdůrazněme, že zde hovoříme o černé díře jako o fyzikálním základu jediné super-osobnosti a nikoliv o novém domově nějaké civilizace jednotlivých bytostí. Vnitřní prostor černé díry je pro tuto super-osobnost subjektivním světem, nedostupným pro jakéhokoliv vnějšího pozorovatele.

    Tato super-osobnost je následníkem biologické civilizace. Bude schopna vlastního vývoje a vlastní reprodukce, protože se může rozšířit do dalších černých děr. Tuto inteligentní bytost nakonec zničí kvantové vypařování černé díry. Než ale k vypaření černé díry dojde, může taková super-osobnost existovat po velmi dlouhou dobu. Zde je třeba hledat důvod, proč by vyspělá civilizace usilovala o tuto formu existence.

    Podle současných představ černé díry vznikají z hvězd o hmotnosti nejméně třikrát vyšší než je hmotnost Slunce. Doba života velmi hmotných hvězd je kosmologicky nepatrná, jen několik miliónů let. Během této doby se veškeré jaderné palivo přemění na těžké chemické prvky a termonukleární reakce se zastaví. Zeslábne tlak záření a hvězda začne kolabovat. Obvykle dojde k mohutné erupci a z hvězdy se nakrátko stane supernova, jejíž zářivý výkon dosahuje až zářivého výkonu celé galaxie. Jádro hvězdy zkolabuje do černé díry.

    Fyzikální mechanismy vzniku velmi hmotných hvězd nejsou dosud zcela jasné. Hvězdy vznikají kondenzací mezihvězdného plynu. Aby vznikla velmi hmotná hvězda, musí na mezihvězdný prach působit vnější tlak. Vznik velmi hmotných hvězd, obrů a veleobrů, je omezen pouze na spirální ramena galaxií. Během doby života galaxie dojde několikrát ke vzniku a zániku obrů a veleobrů. Podle jedné z hypotéz spirální ramena představují hustotní vlny, které působí na mezihvězdný plyn. Tyto hustotní vlny rotují kolem středu galaxie zhruba konstantní úhlovou rychlostí. Tlak těchto hustotních vln zřejmě působí stlačování mezihvězdného plynu do velmi hmotných hvězd.

    Můžeme si představit, že inteligentní bytosti mohou být schopny vznik obrů a veleobrů regulovat, aby vznikaly černé díry pro vytvoření super-bytostí. Samozřejmě černé díry v galaxiích vznikají přirozeným procesem. Přitom je nutné vysvětlit počáteční impulsy, které vedly ke vzniku hustých oblastí velmi řídkého mezihvězdného plynu. Jedním z takových impulsů jistě může být erupce supernovy na konci existence veleobra nebo také závěrečná fáze vypařování černé díry. Proto jednou z příčin vzniku nových černých děr může být závěrečná exploze gama záření černé díry. Podle jedné z hypotéz krátké intenzivní záblesky gama záření jsou přímým důsledkem takových explozí.

9. Hvězdné oblouky a galaktické prstence

    Vznik sférických hustých oblastí mezihvězdného plynu může být zapříčiněn nejen hustotními vlnami spirálních ramen galaxií, ale také erupcí supernovy. Tento mechanismus působí v nepravidelných galaxiích. Před několika desetiletími byly ve Velkém Magellanově mračnu LMC (Large Magellanic Cloud) objeveny podivné struktury, které byly nazvány hvězdnými oblouky. Později byly tyto hvězdné oblouky objeveny v dalších galaxiích. Hvězdné oblouky jsou do oblouku zakřivené velké skupiny mladých hvězd s poloměrem křivosti asi 200 až 300 parseků. Uvnitř těchto hvězdných oblouků ale nebyly pozorovány žádné hvězdokupy, které by obsahovaly dostatečné množství supernov. Podle jedné hypotézy tyto oblouky vznikly mohutnou erupcí, která způsobila hustotní vlnu v mračnu mezihvězdného plynu. Tuto hypotézu podporuje pozorování silných záblesků gama záření, jejichž intenzita je vyšší než by byla v případě erupce supernov.

    Existuje však nejméně jedna skutečnost, která dokazuje, že výše uvedená hypotéza původu hvězdných oblouků nemůže být úplná. Ve Velkém Magellanově mračnu a ve dvou dalších případech hvězdné oblouky tvoří skupinu dvou až čtyř oblouků. Extrémně mohutné erupce jsou ve vesmíru velmi řídkým jevem. Co mohlo způsobit, že se některé hvězdné oblouky nacházejí tak blízko sebe v jediné části galaxie a v intervalu asi 10 miliónů let? Jeden z autorů článku (X1) vyslovil hypotézu (Iu.N. Efremov, Letters to the Astron. J. V. 25, 100-107, 1999; HERALD of Russian Acad. of Sci. Vestnik RAN, V.70, 314-323, 2000), že předchůdci objektů, které později explodovaly a vytvořily hustotní vlny, vznikly v husté kupě, z níž byly před svou erupcí vymrštěny. K takovému jevu může dojít v binárním systému kompaktních objektů, tedy neutronových hvězd nebo černých děr. V binárních systémech dochází k přenosu hmoty a energie mezi objekty a ke vzniku gravitačních vln, které jsou příčinou záblesků gama záření. Četné velmi hmotné hvězdy v hvězdných obloucích krátce po svém vzniku zkolabovaly v černé díry.

    Autoři článku (X1) vyslovují odvážnou hypotézu, zda mohutné erupce, které daly vzniknout několika hvězdným obloukům vedle sebe, nebyly důsledkem jisté koordinované činnosti inteligentních černých děr. Pokud bychom tuto odvážnou hypotézu připustili, pak v galaxiích musí existovat jasné příznaky koordinovaných procesů, vedoucích ke vzniku velmi hmotných hvězd, z nichž po deseti miliónech let vznikají černé díry. Z určitých důvodů totiž nemusí být přirozený vznik černých děr dostatečný a navíc lze produkci černých děr usměrnit do určité omezené oblasti.

    Astronomové objevili galaxii Cartwheel (Kolo od vozu), která podle autorů článku (X1) vybízí k použití jejich hypotézy. Tato galaxie má jádro a dva prstence se společným středem. Jádro a vnitřní prstenec obsahují staré hvězdy s malou hmotností. Vnější prstenec obsahuje mladé hvězdy s vysokou svítivostí. Z vnitřního do vnějšího prstence vedou "paprsky", které tvoří tečny k vnitřnímu prstenci.

    Tato galaxie již dlouho přitahuje zájem vědců. Snímky pořízené Hubbleovým vesmírným dalekohledem ukazují podrobnosti vnitřního prstence. Na snímcích je vidět, že vnitřní prstenec se skládá z objektů, které se podobají kometám, neboť mají hlavu a ohon. Některé tyto objekty vypadají tak, jako by se přeměňovaly v "paprsky" mezi vnitřním a vnějším prstencem. Dosud neexistuje žádná hypotéza, která by existenci těchto objektů objasnila. Autoři článku (X1) navrhují hypotézu, že v této galaxii zřejmě pozorujeme pozůstatky synchronizovaně řízených explozí, jejichž účelem bylo vytvořit prstencovou hustotní vlnu. Tato hustotní vlna způsobila koncentraci mezihvězdné látky a vznik nových hvězd ve vnějším prstenci. Podle autorů článku (X1) je tedy možné, že v podobě galaxie Cartwheel pozorujeme důsledky činnosti inteligentní civilizace, o nichž psali před 25 lety Hart nebo Šklovskij. Potomky této inteligentní civilizace nejsou biologické organismy, ale inteligentní černé díry.

10. Předpoklad přirozenosti

    Samozřejmě jistě existuje také přirozené vysvětlení existence skupin hvězdných oblouků a zvláštní galaxie podobající se kolu od formanského vozu. Poblíž skupiny hvězdných oblouků ve Velkém Magellanově mračnu se nachází stará a velmi hmotná hvězdokupa, z níž gravitačním působením mohou unikat binární systémy, které obsahují neutronovou hvězdu nebo černou díru. Jejich vzájemné srážky mohou být příčinou záblesků gama záření. Neobvyklá struktura galaxie Cartwheel může být důsledkem srážky větší galaxie s menší galaxií, kdy vznikla mohutná rázová vlna. Tato rázová vlna pak vedla ke vzniku nových hvězd ve vnějším prstenci galaxie.

    Autoři článku (X1) ale tvrdí, že obě tato přirozená vysvětlení mají své nedostatky. Ve spirální galaxii NGC 6946 se poblíž druhé skupiny velkých hvězdných oblouků nenachází žádná vhodná hvězdokupa, jak zřejmě potvrdí také Hubbleův vesmírný dalekohled. Tato galaxie má několik dalších zvláštností. Obsahuje extrémně jasné zbytky supernov, optická spirální ramena galaxie neodpovídají spirálním ramenům zesíleného magnetického pole.

    Autoři článku (X1) se domnívají, že existují galaxie, v nichž je podíl neobvyklých objektů (hvězdné oblouky, velké hvězdokupy mladých hvězd, neobvyklé supernovy, zbytky supernov) významně vyšší než v jiných galaxiích. V těchto galaxiích je vždy vyšší intenzita vzniku velmi hmotných hvězd. Tuto intenzitu by bylo možné vysvětlit větším množstvím mezihvězdné látky, ale tyto zvláštní galaxie nemají více mezihvězdné látky než jiné.

    "Předpoklad přirozenosti", který požaduje I.S. Šklovskij, znamená učinit všechny pokusy nalézt přirozené vysvětlení, ale zároveň nezabraňuje vysvětlením dnes velmi neobvyklým.

    Autoři článku (X1) jsou si samozřejmě vědomi toho, že taková neobvyklá fantastická vysvětlení mohou vyvolat posměch vědeckých kolegů a ztrátu vědecké reputace. Nelze však jinak, než ve snaze vysvětlit všechny neobvyklé jevy ve vesmíru také připustit různá neobvyklá vysvětlení a testovat je stejným způsobem, jako ostatní vědecké hypotézy (N.S. Kardašev, Voprosy filosofii, 12, 1977).

    Pamatujme, že také uměle vytvořené objekty a jevy se nutně řídí zákony fyziky, která platí v celém vesmíru v oblastech daleko od singularit. Řada lidí věří, že již dlouho jsme svědky aktivity mimozemských civilizací, ale tyto domněnky se nikdy neprokázaly. Podezření na činnost mimozemských civilizací se týkalo aktivních jader galaxií, dlouhých výtrysků látky, záření quasarů a radiogalaxií nebo výtrysků gama záření. Nakonec se vždy ukázalo, že jde o přírodní jevy, které lze vysvětlit nějakým fyzikálním mechanismem. Přesto možnost existence mimozemských civilizací je lákavá...

Literatura:

(X1) Vladimir A. Lefebvre (School of Social Sciences, University of California, Irvine), Yuri N. Efremov (Sternberg Astronomical Institute, Moscow State University, Moscow): Cosmic Intelligence and Black Holes. 27 May 2000. arXiv:astro-ph/0005546 Los Alamos National Laboratory. US National Science Foundation.

(1) Šklovskij, J. S.: Milióny cizích světů. MF, Praha 1964 (z ruského originálu Vselennaja, žizň, razum, Izdavatělstvo Akademii nauk SSSR, Moskva 1962)

Vydáno: 05. 04. 2013

Přečetlo: 2305 čtenářů

Zdroj: http://natura.baf.cz/natura

Autor (vložil): iveta

Zpět na články..

Komentáře k článku...