Daugelyje mokslinės fantastikos filmų svarbų vaidmenį atlieka kirmgraužos – dažnai, kaip trumpas kelias tarp tolimų erdvės taškų. Tačiau fizikoje šie erdvėlaikio tuneliai lig šiol buvo grynai hipotetiniai. Jei planavote atostogas kaimyninėje galaktikoje, gali būti, bent signalą nusiųsti, kad neatvyksite, bus įmanoma.
Jei planavote atostogas kaimyninėje galaktikoje, gali būti, bent signalą nusiųsti, kad neatvyksite, bus įmanoma.
Vokiečiai fizikai tyrinėja erdvėlaikio tunelių galimybę
© University of Oldenburg
Daugelyje mokslinės fantastikos filmų svarbų vaidmenį atlieka kirmgraužos – dažnai, kaip trumpas kelias tarp tolimų erdvės taškų. Tačiau fizikoje šie erdvėlaikio tuneliai lig šiol buvo grynai hipotetiniai. Tarptautinė mokslininkų komanda, vadovaujama Dr. Jose Luis Blázquez-Salcedo iš Oldenburgo universiteto mokslo žurnale „Physical Review Letters“ pristatė naują teorinį modelį, kuriame mikroskopinės kirmgraužos atrodo nebe tokios fantastiškos, kaip ankstesnėse teorijose.
Kirmgraužos, kaip ir juodosios bedugnės pasirodė 1916 metais publikuotoje A. Einšteino Bendrojoje reliatyvumo teorijoje. Svarbus šios teorijos postulatas skelbia, kad visata yra keturmatė – trys erdvės matmenys ir ketvirtas laiko matmuo. Kartu jie sudaro erdvėlaikį, kurį masyvūs objektai, tokie, kaip žvaigždės, gali iškreivinti, panašiai, kaip po metaliniu rutuliuku išsigaubia guminis užtiesalas. Erdvėlaikio kreivumas apsprendžia, kaip jame juda objektai, tarkime, erdvėlaiviai ir planetos, o taip pat ir šviesa.
„Teoriškai, erdvėlaikis gali būti išlenktas ir be masyvių objektų“, – sako Blázquez-Salcedo, perėjęs į Complutense Madrido universitetą Ispanijoje. Pagal šį scenarijų, kirmgrauža būtų ekstremaliai išlenktas erdvėlaikio regionas, primenantis du tarpusavyje sujungtus piltuvėlius, jungiančius du nutolusius erdvės taškus nelyg tuneliu.“ Matematiniu požiūriu, toks „kampo kirtimas“ yra įmanomas, tačiau tikrų kirmgraužų kol kas niekas nėra stebėjęs“, – paaiškina fizikas.
Negana to, tokia kirmgrauža būtų nestabili. Jeigu į ją įskristų, pavyzdžiui, erdvėlaivis, ji kaipmat kolapsuotų į juodąją bedugnę – objektą, kuriame materija dingsta visam laikui. Jos sukurta jungtis su kita vieta būtų atkirsta. Ankstesniuose modeliuose kirmgraužas atviras išlaikyti įmanoma tik pasitelkus neigiamos masės materiją, t. y. sveriančią mažiau nei nieko, ir egzistuojančią tik teorijoje.
Tačiau, Blázquez-Salcedo bei kolegos Dr. Christian Knoll iš Oldenburgo universiteto ir Eugen Radu iš Aveiro universiteto Portugalijoje, savo modeliu demonstruoja, kad kirmgraužas galima kirsti ir be tokios materijos.
Tyrėjai pasirinko santykinai paprastą „pusiau klasikinį“ būdą. Jie sujungė reliatyvumo teorijos ir kvantų teorijos elementus su klasikine elektrodinamikos teorija. Jų modelyje per kirmgraužą turi pereiti materija iš tam tikrų elementarių dalelių, tokių, kaip elektronai su savo krūviu. Matematiškai tai aprašyti jie pasirinko Diraco lygtį, formulę, aprašančią dalelės tikimybių tankio funkciją pagal kvantinę teoriją ir reliatyvumą kaip vadinamą Diraco lauką.
Kaip fizikai rašo straipsnyje, būtent Diraco lauko įtraukimas į modelį leidžia kirmgraužos, kurią gali pereiti medžiaga, egzistavimą, jei elektrinio krūvio ir kirmgraužos masės santykis viršija tam tikrą ribą. Be materijos, tokius mažus erdvėlaikio tunelius galėtų kirsti ir signalai – pavyzdžiui, elektromagnetinės bangos. Komandos postuluojamos mikroskopinės kirmgraužos tarpžvaigždinėms kelionėms tikriausiai netiktų. Be to, šį modelį dar reikėtų patobulinti ir išsiaiškinti, ar tokios neįprastos struktūros iš viso galėtų egzistuoti. „Manome, kad kirmgraužos galėtų egzistuoti ir išsamiame modelyje“, – sako Blázquez-Salcedo.
University of Oldenburg / scitechdaily.com
Nuoroda: „Traversable Wormholes in Einstein-Dirac-Maxwell Theory“ by Jose Luis Blázquez-Salcedo, Christian Knoll and Eugen Radu, 9 March 2021, Physical Review Letters
DOI: 10.1103/PhysRevLett.126.101102
