Červí díry a vesmírné cestování

Vesmírné cestování skrz červí díry zní jako docela zajímavý nápad. Kdo by nechtěl, aby tato technologie naskočila do lodi, našla nejbližší červí díru a v krátké době odcestovala na vzdálená místa? To by usnadnilo cestování vesmírem! Tento nápad se samozřejmě objevuje ve sci-fi filmech a knihách pořád. Tyto „tunely v časoprostoru“ údajně umožňují znakům pohybovat se v prostoru a čase srdečním rytmem a postavy se nemusí starat o fyziku.

Jsou červí díry skutečné? Nebo jsou to jen literární prostředky, které udržují pohybující se science fiction. Pokud existují, jaké je za nimi vědecké vysvětlení? Odpověď by mohla být trochu z každého. Nicméně, oni jsou přímý důsledek obecná relativita, teorie, kterou poprvé vyvinul Albert Einstein na počátku 20. století. To však nutně neznamená, že existují nebo že lidé jimi mohou cestovat v kosmických lodích. Abychom pochopili, proč jsou dokonce nápadem pro vesmírné cestování, je důležité vědět něco o vědě, která by jim mohla vysvětlit.

Červí díra má být způsobem průchodu časoprostorem, který spojuje dva vzdálené body ve vesmíru. Některé příklady z populární beletrie a filmů zahrnují film Mezihvězdný, kde postavy používaly červí díry jako portály do vzdálených částí galaxie. Neexistují však žádné observační důkazy, že existují, a neexistuje žádný empirický důkaz, že někde tam venku nejsou. Trik je v tom, najít je a pak přijít na to, jak fungují.

Jedním ze způsobů, jak existovat stabilní červí díra, je vytvoření a podpora nějakého druhu exotického materiálu. Snadno řekl, ale co je exotický materiál? Jaká zvláštní vlastnost je potřeba k vytvoření červí díry? Teoreticky řečeno, takové „červí díry“ musí mít „negativní“ množství. To je přesně to, co zní: hmota, která má negativní hodnotu, spíše než běžná hmota, která má kladnou hodnotu. Je to také něco, co vědci nikdy neviděli.

Nyní je možné, aby červí díry spontánně vznikly pomocí této exotické hmoty. Ale je tu další problém. Nebylo by nic, co by je podporovalo, takže se okamžitě zhroutili zpět na sebe. Není to skvělé pro jakoukoli loď, která se v té době stane.

Pokud tedy spontánní červí díry nefungují, existuje jiný způsob, jak je vytvořit? Teoreticky ano, a my máme za to černé díry. Podílejí se na jevu známém jako most Einstein-Rosen. Je to v podstatě červí díra vytvořená díky ohromnému pokřivení časoprostoru účinky a Černá díra. Konkrétně se musí jednat o Schwarzschildovu černou díru, která má statické (neměnné) množství hmoty, neotáčí se a nemá elektrický náboj.

Jak by to fungovalo? V podstatě, jak světlo dopadá do černé díry, prošlo červí dírou a uniklo z druhé strany skrz objekt známý jako bílá díra. Bílá díra je podobná černé díře, ale místo sání materiálu dovnitř odpuzuje materiál. Světlo by se urychlilo od „výstupního portálu“ bílé díry na rychlost světla, což z něj dělá jasný objekt, tedy termín „bílá díra“.

Samozřejmě, že se kousne realita: bylo by nepraktické dokonce začít s průchodem červí dírou. Je to proto, že by průchod vyžadoval pád do černé díry, což je pozoruhodně smrtelný zážitek. Všechno, co projde horizontem události, by bylo natažené a rozdrcené, což zahrnuje živé bytosti. Jednoduše řečeno, neexistuje žádný způsob, jak takový výlet přežít.

Existuje ještě další situace, kdy by mohla vzniknout červí díra, z něčeho, co se nazývá Kerrova černá díra. Vypadalo by to docela jinak než normální „bodová singularita“, což si astronomové myslí, že tvoří černé díry. Kerrova černá díra by se orientovala v prstencové formaci, což by vyvážilo obrovskou gravitační sílu s rotační setrvačností singularity.

Protože černá díra je uprostřed „prázdná“, bylo by možné projít tímto bodem. Pokřivení časoprostoru uprostřed prstence by mohlo fungovat jako červí díra, což by umožnilo cestujícím projít do jiného místa ve vesmíru. Možná na druhé straně vesmíru nebo v jiném vesmíru dohromady. Kerrovy singularity mají oproti ostatním navrhovaným červím dírkám výraznou výhodu, protože nevyžadují existenci a použití exotických „negativních mas“, aby je udržely stabilní. Dosud však nebyli pozorováni, pouze teoretizováni.

Kromě technických aspektů červí díry je zde také několik tvrdých fyzikálních pravd o těchto objektech. I když existují, je těžké říci, zda by se lidé mohli někdy naučit manipulovat s nimi. Lidstvo navíc ještě nemá hvězdné lodě, takže vymýšlení způsobů, jak používat červí díry k cestování, je opravdu uvedení vozíku před koně.

Existuje také zřejmá otázka bezpečnosti. V tuto chvíli nikdo přesně neví, co čeká uvnitř červí díry. Ani přesně nevíme, kde červí díra mohla poslat loď. Mohlo by to být v naší vlastní galaxii, nebo možná někde jinde ve velmi vzdáleném vesmíru. Také je tu něco, co se dá žvýkat. Pokud červí díra přivezla loď z naší galaxie do další miliardy světelných let daleko, je třeba zvážit celou dobu. Přepravuje červí díra okamžitě? Pokud ano, KDY dorazíme na vzdálené pobřeží? Ignoruje cesta expanzi časoprostoru?

Takže i když to určitě může být možný Aby existovaly červí díry a fungovaly jako portály po celém vesmíru, je mnohem méně pravděpodobné, že lidé budou někdy schopni najít způsob, jak je použít. Fyzika prostě nefunguje. Dosud.

Upraveno a aktualizováno uživatelem Carolyn Collins Petersen