RIJEŠEN MISTERIJ

Putovanje kroz crvotočine ipak je moguće?!

  • Autor: NJD
  • Zadnja izmjena 13.03.2012 10:17
  • Objavljeno 13.03.2012 u 10:17
crvotocina

crvotocina

Izvor: Screenshot / Autor: Zvjezdane staze

Serijal 'Zvjezdane staze' odavno je sve nas ljubitelje SF-a navukao na teorijsku mogućnost da ćemo jednoga dana svemirom putovati kao što danas šećemo gradskim kvartovima – naravno, među ostalim kroz popularne crvotočine

Na naše razočaranje potom smo iz ozbiljnijih znanstvenih izvora s vremenom naučili da su ti prolazi kroz prostor i vrijeme, koje je predvidio još Albert Einstein, toliko nestabilni da se možda nikada neće moći koristiti za putovanja. Izračuni su pokazali da crvotočine čak i u teoriji imaju sklonost da nestanu u trenu ako ih ne održavamo otvorenima pomoću egzotične tvari negativne energije za koju se ni danas ne zna postoji li uopće.

No sada nam stiže nova odlična vijest. Tim njemačkih i grčkih znanstvenika pokazao je da bi se crvotočine mogle stvarati bez ikakve negativne energije.

'Ne treba vam čak ni obična tvar pozitivne energije', ustvrdio je Burkhard Kleihaus s University of Oldenburg i dodao: 'Crvotočine se mogu stvoriti bez ičega.'

Novo otkriće otvara fantastičnu mogućnost da bismo snažnim teleskopima uskoro u svemiru mogli stvarno pronaći i prepoznati crvotočine. Civilizacije naprednije od naše možda već putuju ovim galaktičkim tunelima, a jednoga dana mogli bismo ih i mi koristiti za prebacivanje u udaljene dijelove svemira.

Povijest i problemi crvotočina

Ideja o crvotočinama temelji se na Einsteinovoj općoj teoriji relativnosti prema kojoj je gravitacija iskrivljenje u prostorno-vremenskom kontinuumu. Nedugo nakon što je Einstein objavio svoje jednadžbe 1916. godine, austrijski fizičar Ludwig Flamm otkrio je da one predviđaju i mogućnost postojanja tunela kroz prostor - vrijeme.

Einstein i njegov kolega Nathan Rosen 1935. su odlučili podrobnije istražiti ovaj fenomen pa su smislili crvotočinu koja se sastojala od dvije crne rupe povezane tunelom kroz prostor-vrijeme. No putovanje kroz nju bilo je moguće samo ako su crne rupe bile posebne vrste. Naime, uobičajene crne rupe imaju toliko snažno gravitacijsko polje da svaka materija koju usišu, čim prijeđe tzv. horizont zbivanja, više nikada ne može pobjeći. Einstein-Rosenove specijalne crvotočine ne bi imale takvih problema, međutim njihova su odredišta bila potpuno nepoznata – one su omogućavale isključivo prelazak iz našeg svemira u neki paralelni čije je postojanje u to vrijeme bilo nepojmljivo.

Na sreću pokazalo se da opća teorija relativnosti također podržava postojanje drukčije vrste crvotočina. Godine 1955., američki fizičar John Wheeler otkrio je da bi se njima mogle povezati i dvije točke u našem svemiru. No sve ove crvotočine – i Wheelerova i Einstein–Rosenova imale su jednu ozbiljnu manu – bile su vrlo nestabilne.

Sljedeći važan korak u razvoju ideje o crvotočinama ostvario je astronom Carl Sagan. Njemu je za njegov znanstvenofantastični roman 'Kontakt' trebala razrađena ideja o putovanju na velike udaljenosti pa je zamolio svog prijatelja teorijskog fizičara Kipa Thornea s California Institute of Technology u Pasadeni da mu priskoči u pomoć. Thorne i njegovi suradnici razvili su 1987. ideju o tunelu koji bi se održavao otvorenim uz pomoć tvari negativne energije. Takva egzotična tvar imala bi odbojan oblik gravitacije. Sama ideja o negativnoj energiji nije besmislena kako se može činiti na prvi pogled. Zamislite dvije metalne ploče paralelno postavljene u vakuumu. Ako je razdaljina među njima jako mala, vakuum među njima imat će negativnu energiju. Naime, vakuum je poput uzburkanog mora ispunjenog valovima. Budući da između dviju ploča ne stanu valovi većih valnih duljina, energija vakuuma izvan ploča veća je od energije vakuuma između njih. Ovaj efekt već je eksperimentalno potvrđen. Nažalost, ovakve energije nema dovoljno, a osim toga za održavanje dovoljno velike crvotočine otvorenom trebala bi je golema količina - koliku stvara dobar dio zvijezda u našoj galaksiji.

Rješenje u višedimenzionalnom svijetu

Sve u svemu, izgledi za putovanje crvotočinama do nedavno nisu bili baš sjajni. No samo do nedavno. Naime, sve crvotočine koje su ranije zamišljane podrazumijevale su da je Einsteinova teorija gravitacije točna. Međutim postoji prilična vjerojatnost da to nije tako. Prije svega ona ne funkcionira u središtu crnih rupa kao ni na početku vremena u Velikom prasku. Osim toga, opća teorija relativnosti nije konzistentna s kvantnom teorijom. Budući da je kvantna teorija izuzetno uspješna u opisivanju mnogih pojava u svijetu, brojni znanstvenici vjeruju da je Einsteinova teorija gravitacije zapravo samo aproksimacija neke dublje teorije.

Prve ideje o tome kako bi mogla izgledati ta dublja teorija predstavili su Theodor Kaluza i Oskar Klein još 1921. Nadahnuti Einsteinovom idejom o iskrivljenom prostoru-vremenu, oni su pokazali da bi se i elektromagnetska sila i gravitacija mogle objasniti zakrivljenošću peterodimenzionalnog prostora-vremena. Odnedavno teoretičari struna ističu da bi zapravo sve četiri fundamentalne sile mogle biti objašnjene iskrivljenjem 10-dimenzionalnog prostora-vremena.

Što je za našu temu najvažnije, kada prostor-vrijeme ima više od četiri dimenzije, moćni zakoni koji ne dozvoljavaju otvaranje crvotočina bez negativne energije više ne vrijede. S takvim višedimenzionalnim teorijama obično je izuzetno teško raditi. No Enter Kleihaus i Jutta Kunz s University of Oldenburg te Panagiota Kanti s University of Ioannina u Grčkoj nedavno su istražili hipotetska, ali prihvatljiva proširenja Einsteinove teorije gravitacije koja nisu tako zahtjevna. Najjednostavniji oblik ovoga koncepta zove se dilatonska Einstein-Gauss-Bonnetova teorija (DEGB). Naime, prema višedimenzionalnim teorijama dodatne dimenzije (uz osnovne četiri) mogle bi biti sklupčane (srolane) te ih stoga ne bismo mogli izravno doživjeti. U procesu sabijanja dodatnih šest dimenzija teorije struna, stvara se nekoliko novih polja sila poput dilatonskog. Kao što opća teorija relativnosti opisuje gravitaciju kao iskrivljenje prostora, gravitacija u DEGB teoriji ovisi o iskrivljenju plus o iskrivljenju na višu potenciju.

Zahvaljujući ovom dodatnom članku u gravitacijskim jednadžbama, Kleihaus i njegovi kolege uspjeli su pronaći rješenje za crvotočine. Nije im potrebna ni materija od negativne energije niti ikakva druga materija. Znanstvenici se nadaju da će im ovo otkriće omogućiti da u svemiru otkriju crvotočine koje su mogle nastati i povećati se same, prirodnim putem, primjerice tijekom brze ekspanzije svemira koja je poznata kao inflacija.

Prema izračunima tima, mikroskopske crvotočine su tijekom inflacije mogle dovoljno narasti da ih se danas može koristiti za putovanja. Otkrivanje ovih crvotočina u svemiru bit će teško, jer one vjerojatno nalikuju crnim rupama kada su sakrivene u međuplanetarnoj prašini i plinovima. Prema jednadžbama njemačko-grčkog tima, ove crvotočine bi trebale biti prozori u druge svemire. Moguće je, međutim da postoje i neka drugačija rješenja koja bi povezivala dijelove našeg svemira.

 

Pregled tjedna bez spama i reklama

Prijavi se na naš newsletter i u svoj inbox primaj tjedni pregled najvažnijih vijesti!

Napiši ovdje što ti misliš o ovoj temi