Ve sci-fi jsou červí díry často používány k cestování na velké vzdálenosti ve vesmíru. Jsou tyto magické mosty ve skutečnosti možné?
Se vším nadšením vypadá budoucnost lidstva ve vesmíru (zde vesmírem neznamená sluneční soustavu a dokonce ani galaxii) mlhavou. Jsme pytle masa a vody, je tu ještě více vody a hvězdy jsou velmi, velmi daleko. Vyzbrojeni nejoptimističtější technologií kosmického letu, jakou si lze představit, je nepravděpodobné, že by dosažení jiné hvězdy za život uspělo.
Realita nám říká, že i ty nejbližší hvězdy jsou nepochopitelně daleko, a cesta bude vyžadovat obrovské množství energie a času. Realita říká, že potřebujeme loď, která nějak přežije stovky nebo tisíce let, během níž se budou rodit generace a generace astronautů, budou žít svůj život a zemřít na cestě k jiné hvězdě.
Na druhou stranu nás science fiction škádlí svůdnými technikami pokročilého pohybu. Zapněte warp a sledujte, jak hvězdy letí, a cesta do Alpha Centauri je jako plavba.
Je ještě snazší vzít červí díru. Kouzelný most spojující dva body v prostoru a čase mezi sebou. Stačí určit cíl, počkejte, až se hvězdná brána stabilizuje a pohne. Přesuňte se na místo půl galaxie od vás.
To by bylo hezké. Někdo musí určitě vymyslet tyto červí díry, vydláždit - ne, řezat - cestu pro nás do statečné nové budoucnosti mezigalaktického cestování. Odkud tyto červí díry pocházejí a proč je stále nepoužíváme?
Červí díra, známá také jako most Einstein-Rosen, je teoretická metoda propíchnutí prostoru a času, takže dva body v prostoru lze vzájemně propojit. A pak se okamžitě přesuňte z jednoho na druhého.
Propagační video:
Klasický příklad demonstrace červí díry byl uveden ve filmu Interstellar: nakreslíte dva tečky na papír, pak papír složíte a oba tečky probodnete tužkou. Dobře, všechno je na papíře jasné, ale co fyzika?
Einstein ukázal, že gravitace není síla, která přitahuje hmotu, jako je magnetismus, ale spíše ohyb prostoru. Měsíc si myslí, že se pohybuje po přímce vesmírem, ale ve skutečnosti sleduje zakřivenou cestu vytvořenou gravitací Země.
Albert Einstein a fyzik Nathan Rosen rozhodli, že je možné zaměnit časoprostor tak těsně, že dva body budou sdílet stejné fyzické umístění. Pokud se vám podaří stabilizovat celou věc, můžete opatrně oddělit dvě oblasti spacetime tak, aby byly na stejném místě, ale v jakékoli vzdálenosti od sebe.
Ponořte se do gravitace na jedné straně červí díry a okamžitě se ocitněte na druhé straně. Miliony nebo miliardy světelných let daleko. A zatímco červí díry jsou teoreticky dokonale možné vytvořit, v praxi, z toho, co víme v tuto chvíli, je to téměř nemožné.
Prvním velkým problémem je, že červí díry jsou podle obecné relativity neprůchodné. Přemýšlejte o tom: fyzika, která předpovídá tyto věci, neumožňuje, aby byly použity jako způsob dopravy. To je silný argument proti nim.
Za druhé, i když je možné vytvořit červí díry, budou zcela nestabilní a zhroutí se ihned po formaci. Pokud se pokusíte jít jedním směrem, můžete snadno skončit v černé díře.
Zatřetí, i když jsou průchodné a stabilní, pokus jakéhokoli materiálu projít skrz ně - dokonce i fotony světla - může vést ke zhroucení.
Existuje však záblesk naděje, protože fyzikové dosud plně nepřišli na to, jak kombinovat gravitaci a kvantovou mechaniku.
To znamená, že samotný vesmír může skrývat fakta o červích dírách, kterým dosud nerozumíme. Existuje možnost, že se objevily přirozeně jako součást Velkého třesku, když byl prostorový čas celého vesmíru zapleten do jedinečnosti.
Astronomové navrhli hledat červí díry ve vesmíru pozorováním toho, jak jejich gravitace zkresluje světlo hvězd za nimi. Zatím však nebylo nic nalezeno.
Existuje také možnost, že červí díry se objeví přirozeně, jako virtuální částice, které známe. Pouze oni budou extrémně malí, na Planckově stupnici. Budete potřebovat malou kosmickou loď.
Jedním z nejvíce fascinujících důsledků červí díry je, že mohou být použity pro cestování časem.
Takto to funguje. Nejprve si v laboratoři vytvořte červí díru. Pak vezměte jeden konec červí díry, položte ji na kosmickou loď a létejte rychlostí blízkou rychlosti světla, aby efekt dilatace času fungoval.
Pokud jde o lidi, kosmická loď projde jen několik let, zatímco na Zemi projdou stovky nebo dokonce tisíce let. Pokud se vám podaří udržet červí díru stabilní, otevřenou a choditelnou, bylo by velmi zajímavé cestovat skrz ni.
Pokud budete chodit jedním směrem, nejenže překonáte vzdálenost mezi červími dírami, ale budete také cestovat z jednoho času na druhý. Navíc by měl fungovat v obou směrech, tam a zpět. Někteří fyzici, jako Leonard Susskind, si myslí, že to nebude fungovat, protože to porušuje dva základní principy fyziky: zachování místní energie a princip nejistoty v čase.
Bohužel se zdá, že červí díry by měly zůstat ve vědecké fantastice v dohledné budoucnosti a možná navždy. I když se objeví příležitost vytvořit červí díru, bude nutné ji udržet stabilní a otevřenou a jak zabránit tomu, aby se v ní hmota zhroutila. Pokud však tento výkon někdy dosáhneme, bude vyřešena otázka cestování ve vesmíru.