Sestrojit černou díru v laboratoři bylo snem mnoha fyziků, kteří dosud mohli tyto všepohlcující objekty studovat pouze teoreticky, pomocí Einsteinových rovnic obecné teorie relativity.
V sedmdesátých letech sice teorii černých děr významně rozšířil Stephen Hawking, když do svých úvah zahrnul i kvantové efekty, ale na věci to moc nezměnilo. Jím předpovězené vypařování černých děr stále čeká na potvrzení, neboť detekce Hawkingova záření je zcela mimo možnosti našich měřicích aparatur.
Charakteristické teploty tohoto záření totiž leží hluboko (asi o 8 řádů) pod hodnotami naměřenými u reliktního záření pozadí (2,7 Kelvina), zbylého po Velkém třesku.
Černé a bílé díry
Hned od počátku bylo fyzikům jasné, že snahy o vytvoření černých děr umělou cestou v laboratoři vedou do slepé uličky. Jednak by to bylo velmi nebezpečné, jednak energeticky zhola nemožné. Museli se tedy poohlédnout po něčem jiném.
Se zajímavým nápadem přišel v roce 1981 William Unruh z univerzity v Britské Kolumbii, když místo o skutečných černých dírách uvažoval o analogických systémech, které by jejich chování napodobovaly.
Černou díru si přitom představoval jako řeku tekoucí k vodopádu, ve které proti proudu plave ryba. V jisté vzdálenosti od vodopádu je vodní tok tak silný, že ryba nemá jak uniknout, prostě už nemůže plavat rychleji.
Právě popsaná situace nám nápadně připomíná horizont událostí u černé díry.Unruh ale přemýšlel dál – co by stalo s vlnami, které by tekly z moře do ústí řeky?
Mohly by postupovat proti proudu až do té doby, dokud by je nezastavil říční proud. Ústí řeky tak vlastně reprezentuje bílou díru, ze které, na rozdíl od černé kolegyně, všechno vylétá ven a nic do ní nemůže vstoupit.
Černá díra ze světla
Podobným směrem se vydali i vědci z univerzity ve skotském St. Andrews pod vedením Ulfa Leonhardta, odborníka na tzv. kvantové katastrofy (Tak se nazývají singularity, ve kterých dochází k zhroucení fyzikálních zákonů.).
Využili analogie mezi gravitačním polem a indexem lomu světla při jeho šíření v optickém vlákně plus skutečnosti, že rychlost světla ovlivňuje nejen jeho vlnová délka, nýbrž i index lomu prostředí.
Jejich pokus začíná vysláním světelného pulsu do optického vlákna, ve kterém dochází v důsledku Kerrova jevu ke změně optických podmínek (přesněji indexu lomu).O zlomek sekundy později je poslán další paprsek, který se díky své delší vlnové délce šíří vláknem rychleji než ten první.
Na první pohled se tedy zdá, že by ho měl dostihnout, k tomu ovšem nedojde, protože pozměněný index lomu způsobí pokles rychlosti druhého záblesku. Paprsek zůstává ve vlákně prvním pulsem uvězněn, vzniká horizont událostí a černá díra.
Horizonty událostí jsou poměrně častým jevem
Leonhardt tvrdí, že vytvořit horizont událostí není vůbec nic složitého. Podle něj k podobným událostem dochází v optických telekomunikačních zařízeních vždy, když je informace přenášena světelnými impulsy, tedy kdykoli například lidé telefonují na dlouhé vzdálenosti nebo používají internet. Právě tehdy dochází ke vzniku umělých horizontů černých děr, aniž si toho někdo všimne.
„Vytvoření optické analogie horizontu událostí bylo vzrušujícím dobrodružstvím, s řadou dílčích úspěchů a nezdarů, velkých očekávání i zklamání, dobrodružství, které, jak se zdá, bude dále pokračovat. Dosud je většina z toho sice ještě teorie, ale podařilo se nám udělat první krůček,“ prohlašuje autor objevu Ulf Leonhardt.
