Įsivaizduokite, kažkur Visatoje gali egzistuoti tuneliai, kuriais būtų galima gerokai sutrumpinti tarpžvaigždines keliones. Tik trumpa išvyka ir jau atsiduriate už šimtų, o gal ir milijardų šviesmečių. Skamba neblogai, tačiau ar tai iš viso įmanoma?
Įsivaizduokite, kažkur Visatoje gali egzistuoti tuneliai, kuriais būtų galima gerokai sutrumpinti tarpžvaigždines keliones. Tik trumpa išvyka ir jau atsiduriate už šimtų, o gal ir milijardų šviesmečių. Skamba neblogai, tačiau ar tai iš viso įmanoma?
Pakalbėkime apie kirmgraužas. Gal girdėjote jas vadinamas „kurmio urvais“. Kaip pavadinsi – nepagadinsi. Trumpai tariant, tai – topologinė erdvės ir laiko ypatybė, formuojanti savotišką tunelį. Jis gali sieti skirtingas tos pačios iškreivintos erdvės vietas ar tapti tiltu tarp dviejų erdvių (kitų visatų, kitų matmenų ir taip toliau).
Svarbu neužmiršti, kad tokia ypatybė – tik hipotetinė ir kirmgraužų egzistavimo eksperimentiškai ar empiriškai, stebint, įrodyti kol kas nepavyko. O štai tai tokios ypatybė samprata radosi dar Bendrojoje reliatyvumo teorijoje. Apie kurmių urvus pirmą kartą prabilta 1916 metais (kai buvo iškelta baltųjų skylių teorija), o 1935 m. Albertas Einšteinas ir Natanas Rozenas šią idėją išplėtojo.
Kirmgraužos anatomija
Nors tai ir hipotetiniai objektai, jų „anatomiją“ mokslininkai ištyrė nuodugniai. kirmgraužos turi dvi „burnas“. Tai – apskritos angos, kurios keliautojams tarnautų kaip įėjimas ir išėjimas. Jas jungia „gerklė“, o būtent, aptariamas tunrlis, jungiantis dvi kosminės erdvės dalis..
Einšteinui kirmgraužų egzistavimą pavyko įrodyti, bet tik matematiniais skaičiavimais. Modeliai rodo, kad šis tunelis turėtų būti pripildytas egzotiška materija, kurios energijos tankis – su minuso ženklu. Tik tokiomis sąlygomis kirmgrauža gali būti funkcionali, nes sukurtų galingą gravitacinę stūmą ir neleistų kirmgraužai užsiverti.
Bendroji reliatyvumo teorija tokių tunelių egzistavimo nedraudžia. Spėjama, kad kirmgraužos burna galėtų būti juodoji skylė. Tačiau tai turėtų būti neįprasta juodoji skylė. Nemanykite, kad kiekvienos mirštančios žvaigždės kolapsas sukurs būsimą kirmgraužą.
Ar galima per kirmgraužas keliauti?
Gi mokslinėje fantastikoje kirmgraužos naudojamos kuo mieliausiai, nes jomis galima greitai įveikti didžiulius atstumus ar nukeliauti į kitas visatas ar matmenis. Tačiau realybėje kirmgraužomis naudoti gerokai sudėtingiau, ne manome.
Visų pirma, problemą kelia dydis. Tyrėjų manymu, pirminės kirmgraužos būna mikroskopinės, ir negalėtų viršyti ~30 cm. Tokius tunelius rasti būtų sunku, o ir erdvėlaivis ten netilptų. Tačiau yra prielaida, kad Visatos plėtimasus turėjo kirmgraužas ištempti.
Konkrečios kirmgraužos stabilumą nustatyti sunku. Teoriškai jos skirstomos į pereinamas ir nepereinamas. O šios (tokios, kaip Schwarzschildo kirmgraužos, dar vadinamos Einšteino-Roseno tiltu) pernelyg greitai suyra. Kad tokia kurmio landa būtų stabili ir ilgai išliktų atvira, reikės egzotiškos materijos.
Dar yra įtarimų, kad pridėjus įprastos medžiagos (erdvėlaivį, žmones, ir t.t.) tunelis sugrius ar susitrauks. Tačiau mokslininkai šio temos nagrinėti nenustoja, nes tokie kirmgraužos labai praverstų, kaip instrumentas Visatos tyrinėjimui.
Stephenas Hawkingas buvo įsitikinęs, kad žmonės kirmgraužų naudoti negalės dėl jų nestabilumo. Tačiau kai kurie mokslininkai mano, kad įgijus atitinkamų žinių, tokius tunelius galima valdyti. Negana to, kirmgraužos gali jungti ne tik erdvėlaikio sritis ar dvi visatas, bet ir tapti tam tikra laiko mašina.
Kelionės per juodąją skylę įmanomos – bet truks ilgiau, nei keliaujant įprastai
Iš Harvardo uninversiteto mus pasiekė dvi tarpusavyje susijusios naujienos. Fizikas Danielis Jafferisas naujais skaičiavimais sugebėjo pagrįsti hipotetinių trumpesnių kelių per erdvėlaikio audinį – „kirmgraužų“ – egzistavimą realioje Visatoje. Ir iš karto priėjo prie išvados, kad kelionėms jos netinka.
„Išorinio stebėtojo požiūriu, judėjimas per kirmgraužą bus ekvivalentiškas kvantinei teleportacijai, panaudojant porą susietų juodųjų skylių“, aiškina Jafferisas. Jo skaičiavimų pagrindas – „Einšteino-Roseno tilto“ koncepcija, tik analizei jis panaudojo šiuolaikinius kvantinių efektų skaičiavimo instrumentus. Jam pavyko sumodeliuoti situaciją, kai iš pradžių „nepereinama“ kirmgrauža tapo pereinama. Bent jau iš dalies.
Jafferiso skaičiavimai parodė, kad tam tikromis sąlygomis iš JS galima gauti informaciją, perduodant ją šviesa. Tai nėra tas pats, kas kelionė tarp poros kirmgraužą sudarančių susietų JS, tačiau atveria naujas kvantinės mechanikos, gravitacijos ir dar neištirtų fizikos sričių tyrimo kryptis.
Tačiau vieną išvadą galima padaryti jau dabar – kelias per tokį erdvėlaikio darinį bus ir sunkus ir ilgas. Toks sunkus ir ilgas, kad netgi ekonominiu požiūriu naudingiau ne konstruoti kokią nors apsauginę kapsulę nyriui į juodąją skylę, o tiesiog paleisti žvaigždėlaivių karavaną, kuris iki tikslo skristų ikišviesiniu greičiu. Labai tikėtina, kad jie tikslą pasiektų gerokai greičiau, nei erdvėlaivis per „kurmio landą“.
Travel Through Wormholes is Possible, But Slow – American Institute of Physics
