• 0

Opavští fyzikové patří mezi světovou špičku ve výzkumu černých děr

  • Tomáš Lanča
  • 24.06.2021
Opavští fyzikové opět slaví úspěch. Jejich vědecké práce zabývající se výzkumem vesmíru, především pak fyziky kolem stále záhadných černých děr, patří ve světové vědecké komunitě mezi ty nejcitovanější a pravidelně dosahují nejuznávanějších vysokých hodnocení. Vědci z Fyzikálního ústavu v Opavě tak patří mezi světovou špičku výzkumníků v oboru stavby a vývoje vesmíru, fyziky exotických kosmických objektů nebo důsledků slavné Einsteinovy teorie relativity.
Slavný snímek stínu černé díry v galaxii M87. Fyzikové v Opavy se zabývají i toutou známou černou dírou. Foto: EHT Collaboration, ESO.

Fyzikální ústav Slezské univerzity v Opavě (do roku 2019 ústav Filozoficko-přírodovědecké fakulty v Opavě) se už několik desítek let zaměřuje na výzkum vesmíru a exotických objektů v něm. Díky nedávnému celosvětovému úspěchu prvního snímku stínu černé díry projektu Event Horizon Telescope (EHT) se stávají čím dál bližšími každému z nás, a zároveň celé lidstvo posouvají blíže k chápání vesmíru a využití nových poznatků ve prospěch naší technické civilizace. Vědci z opavského Fyzikálního ústavu jsou zapojeni do mnoha oblastí výzkumu. Například našli způsob, jak odhalit doposud jen teoretické červí díry (ve sci-fi filmech velmi populární v cestování časem a prostorem), jak těžit energii z černých děr, anebo jak zapojit celý svět do „lovu“ částic pocházejících z tajemné skryté látky ve vesmíru s použitím pouhého mobilního telefonu.

Černé díry jsou neustálým lákadlem

Pochopitelně těmi nejoblíbenějšími tělesy, na jejichž výzkum se fyzikové zaměřují, jsou fascinující objekty zvané černé díry. I když je astronomové nemohou přímo pozorovat (ani slavný snímek z roku 2019 není obrázek černé díry, ale jen jejího stínu), jejich projevy na hmotu v jejich okolí pozorují v různých měřítcích. Známé jsou jak hvězdné černé díry (pozůstatky po zhroucených veleobrech), tak velmi hmotné černé díry v centrech galaxií nebo i vzdálené, a tedy dosti staré objekty zvané kvasary – pravděpodobně jádra velmi starých galaxií s obřími černými děrami v jejich centrech. Chápání jevů souvisejících s těmito černými děrami, ať už jevů v jejich okolí nebo v bezprostřední blízkosti tzv. horizontu událostí, je jen špičkou ledovce ambicí teoretických fyziků z opavského Fyzikálního ústavu.

Vědci z Fyzikální ústavu v Opavě patří mezi světovou špičku ve výzkumu exotických objektů ve vesmíru, zejména pak černých děr. Ilustrační obrázek: Jordy Davelaar et al./Radboud University/BlackHoleCam

Podpořeni Grantovou Agenturou České republiky

Vědci z Fyzikálního ústavu v Opavě pravidelně získávají na výzkum černých děr a jiných exotických objektů finanční prostředky z Grantové agentury České republiky (GAČR). Jedním z těchto projektů, který je nyní právě v druhé polovině svého řešení, je vědecký výzkum s názvem „Testování silné gravitace prostřednictvím černých děr“, jehož řešitelem je dr. Roman Konoplya. Cílem projektu bylo hledat přesná řešení gravitačních vlivů černých děr v jejich bezprostředním okolí. „Studovali jsme optické efekty jako je třeba stín černé díry – ostatně to jsme mohli vidět i na slavném snímku z roku 2019. Po slavném experimentálním ověření existence gravitačních vln nás zajímaly i další teorie gravitace, neboť černé díry jsou mimořádně hmotnými a silným gravitačním polem obklopenými objekty. Chápání černých děr je pořád velkou výzvou a výzkum těchto exotických objektů je stále v počátcích. Významně vše odstartoval svou myšlenkovou revolucí sám Albert Einstein, ovšem na jeho tehdy nadčasové myšlenky nebylo dostatečných technik k jejich ověření. Až nyní, po více jak 100 letech, ty možnosti máme a můžeme úspěšně pokračovat v Einsteinových krocích,” popisuje dr. Konoplya své vědecké záměry.

V rámci tohoto grantu vzniklo již více než 20 článků v prestižních mezinárodních odborných časopisech, z toho některé se dostaly do úzkého výběru hodnotných prací ve vědecké komunitě celého světa. Získaly prestižní označení „Highly Cited Paper“ nebo „Hot Paper“.

Není článek jako článek

V běžném životě se pod pojmem „článek“ rozumí krátký tematický text, jaký si můžeme přečíst v novinách, časopisech nebo třeba na internetových zpravodajských serverech. Příprava takového článku je mnohdy dána pracovní náplní redaktora a zpravidla (i když ne vždy) zabere několik hodin. Vědecký článek má ovšem mnohem strastiplnější cestu: Jeho autor musí vypracovat hypotézu, učinit potřebná pozorování, nové poznatky shrnout v odborné angličtině a opatřit vhodnými formulemi, grafy, diagramy a citacemi. Příprava takového vědeckého článku může trvat i roky a jeho úspěch ve vědecké komunitě závisí na oponentském posudku v redakci daného vědeckého časopisu.

Je tedy pochopitelné, že už samotné přijetí vědeckého článku k publikaci je velice silnou satisfakcí a odměnou daného vědce i jeho týmu. A pokud je takový článek citován v dalších vědeckých pracích, jeho hodnota ještě významněji roste. Opravdu úspěšný článek může dosáhnout označení „Highly Cited Paper“ (vysoce citovaný článek). Takový článek patří mezi 1 % těch nejlepších na základě počtu obdržených citací ve srovnání s jinými články publikovanými ve stejném oboru ve stejném roce. Druhý významný milník pro daný článek je pak označení „Hot Paper“ (volně přeloženo „žhavý článek“). Ten je v daném dvouměsíčním období citován dostatečně často, aby se umístil mezi 0,1 % těch nejlepších ve srovnání s jinými články ve stejném oboru ve stejném období.

Popularizační články, které běžně čteme na internetu nebo v novinách, se pak opírají právě o tyto vědecké, přičemž pro laického čtenáře jen srozumitelněji shrnují výsledky oněch vědeckých pokroků. Pokud tedy běžný čtenář populárně naučných textů narazí třeba na internetu na nějakou zajímavou informaci například o výzkumu vesmíru, může si být poměrně jist, že jde o výstup právě z takového vysoce citovaného vědeckého článku, za jehož vznikem stojí mnoho badatelského úsilí. Lidé ostatně takto mohou snadno „odfiltrovat“ nesmyslná tvrzení od skutečně věrohodných zpráv, neboť v korektních popularizačních článcích je vždy uveden autor a také zdroj původní vědecké práce.

Úspěšné články z Fyzikálního ústavu v Opavě

V posledních několika letech získalo ocenění „Higly Cited Paper“ již více než 10 článků vědců z Fyzikálního ústavu v Opavě. Tyto články se zabývají různými aspekty relativistické astrofyziky a teoretické fyziky, zejména popisu chování hmoty v okolí extrémních objektů jako jsou černé díry, kosmologií nebo pozorování extrémních objektů pomocí rentgenových družic. Díky těmto oceněním se opavští fyzikové řadí k celosvětové špičce výzkumníků zejména černých děr. Je tedy možné, že za nejnovější zajímavosti o černých děrách a podobných objektech v nejbližších dokumentárních sériích či popularizačních článcích budeme opět vděčit neutuchající invenci vědců z Fyzikálního ústavu v Opavě.