teoria tunelu czasoprzestrzennego zakłada, że teoretyczne przejście przez czasoprzestrzeń może stworzyć skróty do długich podróży po wszechświecie. Tunele czasoprzestrzenne są przewidywane przez teorię ogólnej teorii względności. Ale uważaj: tunele czasoprzestrzenne niosą ze sobą niebezpieczeństwa nagłego upadku, wysokiego promieniowania i niebezpiecznego kontaktu z egzotyczną materią.

teoria tuneli czasoprzestrzennych

Po raz pierwszy Teoretyzowano tunele czasoprzestrzenne w 1916 roku, choć nie tak je wtedy nazywano. Analizując rozwiązanie równań innego fizyka w ogólnej teorii względności Alberta Einsteina, austriacki fizyk Ludwig Flamm zdał sobie sprawę, że możliwe jest inne rozwiązanie. Opisał „białą dziurę”, teoretyczne odwrócenie czasu czarnej dziury. Wejścia do czarnych i białych dziur mogą być połączone przewodem czasoprzestrzennym.

w 1935 roku Einstein i fizyk Nathan Rosen wykorzystali teorię ogólnej teorii względności do rozwinięcia tej idei, proponując istnienie „mostów” przez czasoprzestrzeń. Mosty te łączą dwa różne punkty w czasoprzestrzeni, teoretycznie tworząc skrót, który mógłby skrócić czas podróży i odległość. Skróty nazwano mostami Einsteina-Rosena lub tunelami czasoprzestrzennymi.

„cała sprawa jest w tym momencie bardzo hipotetyczna”, powiedział Stephen Hsu, profesor fizyki teoretycznej na Uniwersytecie w Oregonie, powiedział naszej siostrzanej stronie, LiveScience. „Nikt nie myśli, że w najbliższym czasie znajdziemy tunel czasoprzestrzenny.”

tunele czasoprzestrzenne zawierają dwa usta, z gardłem łączącym te dwa. Usta najprawdopodobniej są sferoidalne. Gardło może być proste, ale może również wiać, wybierając dłuższą ścieżkę niż wymaga tego bardziej konwencjonalna trasa.

teoria ogólnej teorii względności Einsteina matematycznie przewiduje istnienie tuneli czasoprzestrzennych, ale żaden z nich nie został do tej pory odkryty. Tunel czasoprzestrzenny o ujemnej masie może zostać zauważony przez sposób, w jaki jego grawitacja wpływa na światło, które przechodzi.

pewne rozwiązania ogólnej teorii względności pozwalają na istnienie tuneli czasoprzestrzennych, w których ujściem każdej z nich jest czarna dziura. Jednak naturalnie występująca czarna dziura, utworzona przez upadek umierającej gwiazdy, sama nie tworzy tunelu czasoprzestrzennego.

przez tunel czasoprzestrzenny

Science fiction jest wypełniona opowieściami o podróżach przez tunele czasoprzestrzenne. Ale rzeczywistość takich podróży jest bardziej skomplikowana, i to nie tylko dlatego, że jeszcze ich nie dostrzegliśmy.

pierwszym problemem jest rozmiar. Pierwotne tunele czasoprzestrzenne są przewidywane na poziomie mikroskopowym, około 10-33 centymetrów. Jednak w miarę rozszerzania się wszechświata możliwe jest, że niektóre mogły zostać rozciągnięte do większych rozmiarów.

kolejnym problemem jest stabilność. Przewidywane tunele czasoprzestrzenne Einsteina-Rosena byłyby bezużyteczne do podróży, ponieważ szybko się zapadają.

„potrzebowałbyś jakiegoś bardzo egzotycznego rodzaju materii, aby ustabilizować tunel czasoprzestrzenny”, powiedział Hsu, „i nie jest jasne, czy taka Materia istnieje we wszechświecie.”

ale nowsze badania wykazały, że tunel czasoprzestrzenny zawierający” egzotyczną ” materię może pozostać otwarty i niezmienny przez dłuższy czas.

Materia egzotyczna, której nie należy mylić z ciemną materią lub antymaterią, zawiera ujemną gęstość energii i duże podciśnienie. Materia taka została zaobserwowana jedynie w zachowaniu pewnych stanów próżni jako część kwantowej teorii pola.

Jeśli tunel zawierał wystarczającą ilość egzotycznej materii, czy to naturalnie występującej, czy sztucznie dodawanej, teoretycznie mógłby być użyty jako metoda wysyłania informacji lub podróżowania przez Przestrzeń Kosmiczną. Niestety, Podróże ludzi przez tunele kosmiczne mogą być trudne.

„jury nie ma, więc po prostu nie wiemy” – powiedział fizyk Kip Thorne, jeden z czołowych światowych autorytetów w dziedzinie względności, czarnych dziur i tuneli czasoprzestrzennych Space.com. „Ale istnieją bardzo silne przesłanki, że tunele czasoprzestrzenne, przez które człowiek może podróżować, są zakazane przez prawa fizyki. To smutne, to niefortunne, ale to jest kierunek, w którym wszystko wskazuje.”

tunele czasoprzestrzenne mogą nie tylko łączyć dwa odrębne regiony we wszechświecie, ale także łączyć dwa różne wszechświaty. Podobnie, niektórzy naukowcy przypuszczają, że jeśli jedno z ust tunelu czasoprzestrzennego zostanie poruszone w określony sposób, może to umożliwić podróżowanie w czasie.

„możesz iść w przyszłość lub w przeszłość za pomocą tuneli czasoprzestrzennych”, astrofizyk Eric Davis powiedział LiveScience. Ale to nie będzie łatwe: „potrzeba herkulesowego wysiłku, aby zmienić tunel w wehikuł czasu. To będzie na tyle trudne, żeby zrobić tunel czasoprzestrzenny.”

jednak Brytyjski kosmolog Stephen Hawking twierdził, że takie użycie nie jest możliwe.

„tunel czasoprzestrzenny nie jest tak naprawdę środkiem cofania się w czasie, jest skrótem, więc coś, co było daleko, jest znacznie bliżej”, napisał Eric Christian z NASA.

chociaż dodanie egzotycznej materii do tunelu czasoprzestrzennego może go ustabilizować do tego stopnia, że pasażerowie mogliby bezpiecznie przez niego podróżować, nadal istnieje możliwość, że dodanie „zwykłej” materii byłoby wystarczające do destabilizacji portalu.

dzisiejsza technologia jest niewystarczająca, aby powiększyć lub ustabilizować tunele czasoprzestrzenne, nawet jeśli można je znaleźć. Jednak naukowcy nadal badają tę koncepcję jako metodę podróży kosmicznych z nadzieją, że technologia będzie w stanie je wykorzystać.

„Ludzie nie będą tego robić w najbliższym czasie.”