Fizikusok most adták ki a féreglyuk építésének lépésről lépésre történő útmutatóját

Mindenki szeretne egy féreglyukat. Úgy értem, ki akarja vesződni azzal, hogy a hosszú és lassú utakat járja be az univerzumban, több tízezer évbe telik, csak hogy elérjen egy újabb unalmas csillagot? Nem, amikor beugorhatsz a legközelebbi féregjárat nyílásába, rövid sétát tehetsz, és az univerzum valamelyik egzotikus, távoli szegletében kötsz ki.

Mégis van egy kis technikai nehézség: A féreglyukak, amelyek a téridő olyan szélsőséges elhajlásait jelentik, hogy egy rövidített alagút alakul ki, katasztrofálisan instabilak. Amint egyetlen fotont küldünk le a lyukon, az a fénysebességnél gyorsabban összeomlik.

Az arXiv preprint folyóiratban július 29-én közzétett legújabb tanulmány azonban megtalálta a módját annak, hogyan lehet majdnem stabil féreglyukat építeni, olyat, amely ugyan összeomlik, de elég lassan ahhoz, hogy üzeneteket – és potenciálisan még dolgokat is – küldjünk rajta keresztül, mielőtt szétszakadna. Mindössze néhány fekete lyukra és néhány végtelen hosszú kozmikus húrra van szükség.

Egyszerű-gyerekjáték.

A féreglyuk-probléma

Egy féreglyuk megépítése elvileg elég egyszerű. Einstein általános relativitáselmélete szerint a tömeg és az energia eltorzítja a téridő szövetét. Az anyag és az energia egy bizonyos speciális konfigurációja pedig lehetővé teszi egy alagút, egy rövidítés kialakítását az univerzum két, egyébként egymástól távoli része között.

Hasonlóan: 8 mód, ahogy Einstein relativitáselméletét a való életben is láthatod

Sajnos ezek a féreglyukak még papíron is fantasztikusan instabilak. Már egyetlen, a féreglyukon áthaladó foton is katasztrofális kaszkádot indít el, amely szétszakítja a féreglyukat. Azonban egy egészséges adag negatív tömeg – igen, ez az anyag, de ellentétes tömeggel – ellensúlyozni tudja a féreglyukon áthaladni próbáló normál anyag destabilizáló hatását, és így átjárhatóvá teszi azt.

OK, negatív tömegű anyag nem létezik, tehát új tervre van szükségünk.

Kezdjük magával a féreglyukkal. Szükségünk van egy bejáratra és egy kijáratra. Elméletileg lehetséges összekötni egy fekete lyukat (a tér olyan régiója, ahonnan semmi sem tud kijutni) egy fehér lyukkal (a tér olyan elméleti régiója, ahová semmi sem tud belépni). Amikor ez a két furcsa lény egyesül, egy vadonatúj dolgot alkotnak: egy féreglyukat. Tehát beugorhatsz ennek az alagútnak bármelyik végébe, és ahelyett, hogy a feledésbe zúzódnál, ártalmatlanul kisétálsz a másik oldalon.

Oh, de fehér lyukak sem léteznek. Ember, ez kezd bonyolulttá válni.

Töltsd fel

Mivel a fehér lyukak nem léteznek, új tervre van szükségünk. Szerencsére némi okos matematika felfed egy lehetséges választ: egy töltött fekete lyuk. A fekete lyukak képesek elektromos töltést hordozni (ez a természetes kialakulásuk miatt nem gyakori, de elfogadjuk, amit kapunk). Egy töltött fekete lyuk belseje furcsa hely: a fekete lyuk normál, pontszerű szingularitása megnyúlik és eltorzul, lehetővé téve, hogy hidat képezzen egy másik, ellentétesen töltött fekete lyukhoz.

Voilá: egy féreglyuk, csak olyan dolgok felhasználásával, amelyek valóban létezhetnek.

De ennek a féreglyuk-töltött-fekete-lyukakon keresztül két problémája van. Az egyik, hogy még mindig instabil, és ha valami vagy valaki valóban megpróbálja használni, szétesik. A másik, hogy a két ellentétesen töltött fekete lyuk vonzani fogja egymást – mind a gravitációs, mind az elektromos erők révén -, és ha összeesnek, akkor csak egyetlen, nagy, semlegesen töltött és teljesen haszontalan fekete lyukat kapsz.

Tegyünk rá egy kozmikus íjat

Azért, hogy mindez működjön, gondoskodnunk kell arról, hogy a két töltött fekete lyuk biztonságosan távol maradjon egymástól, és hogy a féreglyuk alagútja nyitva tudja tartani magát. Egy lehetséges megoldás: kozmikus húrok.

A kozmikus húrok elméleti hibák, hasonlóan a jég megfagyásakor keletkező repedésekhez, a téridő szövetében. Ezek a kozmikus maradványok az ősrobbanás utáni első másodpercek törtrészeinek korai, mámoros napjaiban alakultak ki. Igazán egzotikus objektumok, amelyek nem szélesebbek egy protonnál, de egyetlen centiméteres hosszuk nagyobb, mint a Mount Everest. Soha nem akarsz találkozni velük, mivel tisztán kettévágnának, mint egy kozmikus fénykard, de nem kell nagyon aggódnod, mivel még abban sem vagyunk biztosak, hogy léteznek, és még soha nem láttunk egyet sem odakint a világegyetemben.

Mégis, nincs ok, amiért ne létezhetnének, tehát szabad préda.

A féreglyukakkal kapcsolatban van még egy nagyon hasznos tulajdonságuk: hatalmas feszültség. Más szóval, nagyon nem szeretik, ha lökdösik őket. Ha a féreglyukra egy kozmikus zsinórt fűzünk, és hagyjuk, hogy a zsinór végighaladjon a fekete lyukak külső szélein, és mindkét végéből egészen a végtelenbe nyúljon ki, akkor a zsinór feszültsége megakadályozza, hogy a töltött fekete lyukak vonzzák egymást, így a féreglyuk két végét távol tartja egymástól. Lényegében a kozmikus húr távoli végei úgy viselkednek, mint két ellentétes kötélhúzó csapat, visszatartva a fekete lyukakat.

A rengések csillapítása

Egy kozmikus húr megoldja az egyik problémát (a végek nyitva tartását), de nem akadályozza meg, hogy maga a féreglyuk összeomoljon, ha ténylegesen használnánk. Dobjunk be tehát egy másik kozmikus zsinórt, amely szintén a féreglyukat fűzi át, de a két fekete lyuk között a normál térben is hurkot húz.

Amikor a kozmikus húrokat egy hurokba zárjuk, akkor tekeregnek – nagyon. Ezek a rezgések felkavarják maguk körül a téridő szövetét, és ha a rezgések megfelelő módon vannak beállítva, akkor a rezgések hatására a környezetükben lévő tér energiája negatívvá válhat, ami gyakorlatilag negatív tömegként hat a féreglyukon belül, potenciálisan stabilizálva azt.

Ez egy kicsit bonyolultnak tűnik, de a nemrég megjelent tanulmányban egy elméleti fizikusokból álló csapat lépésről lépésre adott utasításokat egy ilyen féreglyuk megépítéséhez. Ez nem egy tökéletes megoldás: Végül a kozmikus húrokban rejlő rezgések – ugyanazok, amelyek a féregjáratot nyitva tarthatják – energiát, és így tömeget vonnak el a húrból, így az egyre kisebb lesz. Lényegében idővel a kozmikus húr a feledés homályába vész, és a féreglyuk teljes összeomlása nem sokkal később bekövetkezik. De az összerakott féreglyuk elég sokáig stabil maradhat ahhoz, hogy üzenetek vagy akár tárgyak is utazhassanak az alagútban, és valójában ne haljanak meg, ami szép dolog.

But first we need to find some cosmic strings.

Paul M. Sutter is an astrophysicist at The Ohio State University, host of Ask a Spaceman and Space Radio, and author of Your Place in the Universe.

• 9 Ideas About Black Holes That Will Blow Your Mind
• Interstellar Space Travel: 7 Futuristic Spacecraft to Explore the Cosmos
• Science Fact or Fiction? The Plausibility of 10 Sci-Fi Concepts

Originally published on Live Science.