ešte pomerne nedávno sa pred slovné spojenie čierna diera zo slušnosti vkladalo slovo asi. „Teleso, ktoré spôsobuje efekty, ktoré vidíme cez teleskop, je asi čierna diera.“ Opatrnosť bola namieste, čierne diery sú naozaj prazvláštne objekty. A ich správanie naznačuje, že podobne prazvláštny môže byť aj celý vesmír.

entropia a horizont udalostí

Jeden z najdôležitejších pojmov, ktorý fyzici používajú na opis sveta, je entropia. Jednoducho povedané, entropia je miera neusporiadanosti systému. Uprataná izba má nízku entropiu – ak medzi sebou vymeníte dve veci, napríklad knihu a tričko, hneď si to všimnete. Uprataný stav je unikátny. Na druhej strane rozhádzaná izba má vysokú entropiu, ak vymeníte knihu a tričko, nikto si nič nevšimne, spôsobov, ako rozhádzať izbu, je veľa a sú si navzájom podobné. Smutné pozorovanie fyzikov je, že entropia izolovaného systému rastie – bez vonkajšieho zásahu sa systém dostáva do stavu s najväčšou entropiou. Nejde o nič zvláštne, neusporiadaných stavov je veľa, a tak sú pravdepodobnejšie. Vráťme sa naspäť do vesmíru.

 Čierne diery sú objekty tak husté, že z ich gravitačného pôsobenia nemôže uniknúť ani svetlo. Vzniká okolo nich hranica, takzvaný horizont udalostí, ktorý predstavuje oblasť, z ktorej niet návratu. Polomer horizontu udalostí je úmerný hmotnosti čiernej diery, tie menšie, s hmotnosťou niekoľkých sĺnk, sú veľké len niekoľko kilometrov. Existujú však aj supermasívne čierne diery, ktorých rozmery presahujú našu slnečnú sústavu. Keď do čiernej diery niečo spadne, čierna diera oťažie a narastie. Stephen Hawking si všimol niečo zvláštne. Hocičo spravíte s čiernou dierou, niečo do nej vhodíte, alebo spojíte dve rôzne čierne diery dokopy, ich celková plocha vždy vzrastie. Plocha čiernych dier sa v niečom správa ako entropia systému – nikdy neklesá. (Ako však ukázal Hawking o niekoľko rokov neskôr, nie je to celkom pravda, čierna diera pomaly sála energiu a tým sa môže zmenšovať).

„Keby ste na povrch atómu uložili všetky dáta, ktoré ľudstvo kedy vytvorilo, ani by vám neubudlo

Je podobnosť správania entropie a plochy čiernej diery iba náhoda alebo je za tým niečo viac? Je to zaujímavá otázka, lebo entropia systému súvisí s množstvom informácie, ktorú potrebujeme na jeho opis. Ak je izba uprataná, stačí povedať, že je uprataná, že knihy sú v abecednom poradí, oblečenie v skrini a sme hotoví. Ak je však v izbe neporiadok, musíme pri opise zadať polohu každého jedného objektu, a tak potrebujeme veľké množstvo informácie. Otázka, akú má čierna diera entropiu, bola teda otázkou, koľko informácie môže ukrývať. Dovtedy ľudia tvrdili, že čierna diera nemôže byť neusporiadaná, že gravitácia vyhladí všetky vrásky, a tak čierna diera vždy pôsobí dokonale hladko. Ako to teda s čiernymi dierami je?