Naukowcy reprezentują tunel czasoprzestrzenny lub, jak to się powszechnie nazywa, tunel czasoprzestrzenny w postaci tunelu znajdującego się między dwoma wirami światła. W rzeczywistości nikt w społeczności naukowej nie wie, jak mogą wyglądać te obiekty. Jednak pewien rosyjski fizyk ma na ten temat własne przypuszczenia. Jego badania zostały niedawno opublikowane w czasopiśmie Physics Letters B.
Naukowcy uważają, że czarnych dziur, podobnie jak ich dwustronnych kuzynów, tuneli czasoprzestrzennych, nie można bezpośrednio badać. Dlatego jedynym sposobem na zbadanie tych obiektów będzie pośrednia obserwacja ich wpływu, jaki wywierają na otaczającą przestrzeń i te obiekty, które się w niej znajdą. Roman Konoplya, fizyk z Uniwersytetu RUDN, przedstawił swoją wizję fizycznych właściwości tych hipotetycznych obiektów, opierając się na naszej wiedzy o świetle i geometrii czasoprzestrzeni.
W swoich badaniach wyjaśnia, w jaki sposób można zrekonstruować funkcję kształtu sferycznie symetrycznego, przejezdnego tunelu Lorentza w pobliżu jego gardzieli, jeśli znane są jego quasi-normalne mody o wysokiej częstotliwości. Czy wszystko jest jasne dla wszystkich? Dla zwykłego miłośnika tuneli czasoprzestrzennych będzie to oczywiście trudne do zrozumienia, dlatego postaramy się wyjaśnić, o co chodzi w prostszych słowach.
Zgodnie z ogólną teorią względności Einsteina, a także równaniami Maxwella opisującymi fale elektromagnetyczne, które dostarczają nam informacji o prędkości światła, czas i przestrzeń zachowują się tak, jakby miały jedną fizyczną naturę. Ale w tym założeniu wszystko jest w porządku tylko wtedy, gdy nie trzymasz się ogólnej teorii względności i jej konkluzji, zgodnie z którymi czasoprzestrzeń może zostać zaciśnięta w punkcie o nieskończonej gęstości - czarnej dziurze.
W 1916 roku austriacki naukowiec Ludwig Flamm, posługując się tą samą matematyką, pokazał, jak można zniekształcać przestrzeń, zakłócając przepływ informacji, co doprowadziło do powstania teorii „białej dziury”. Dwadzieścia lat później Einstein i jego kolega fizyk Nathan Rosen wykazali, zasugerowali, że te dwa zjawiska mogą być ze sobą technicznie powiązane. Fizycy postawili hipotezę, że informacja wchodząca do czarnej dziury może wyjść gdzieś indziej w czasoprzestrzeni przez białą dziurę.
Najbardziej prawdopodobnymi kandydatami na tunele czasoprzestrzenne byłyby pojawiające się i znikające maleńkie czarne dziury. Aby taki otwór był otwarty przez długi czas, aby coś do niego przeszło, potrzebne są kolosalne ilości energii. Co dokładnie może kryć się za tą nauką o energii, nie może jeszcze odpowiedzieć. Co więcej, naukowcy wciąż nie wiedzą, jak czasoprzestrzeń zachowuje się poza określonym punktem. Co oznacza, że nie wiemy również, jak rzeczy takie jak masa lub odległość zmieniają się, gdy zbliżasz się do środka czarnej dziury, lub w tym przypadku w dół tunelu czasoprzestrzennego.
Według Cannabis kluczem do zrozumienia kształtu gardła między dwiema czarnymi i białymi dziurami jest sposób, w jaki energia jest rozpraszana w przestrzeni.
W wyniku ostatnich obserwacji fal grawitacyjnych rozpraszających się w przestrzeni kosmicznej po zderzeniach czarnych dziur i gwiazd neutronowych, naukowcy odkryli, w jaki sposób energia może być zniekształcona w czasoprzestrzeni.
Film promocyjny:
Dynamiczne wibracje powierzchni czarnej dziury są w fizyce traktowane jako quasi-normalne mody. Zaczynając od pewnej klasy założeń dotyczących symetrii tuneli czasoprzestrzennych, Hemp uważa, że możemy dowiedzieć się o nich trochę więcej, gdy ustalimy wartość quasi-normalnych modów o wysokiej częstotliwości, które mogą emanować z ich gardła.
Mając to na uwadze, zastosował zasady mechaniki kwantowej, aby określić, w jaki sposób fale świetlne rozciągają się w zniekształceniach pól elektromagnetycznych otaczających czarne dziury, i miał ogólne pojęcie o tym, jak mogą wyglądać tunele czasoprzestrzenne.
Koncepcja naukowca nie jest doskonała. I to nie tylko dlatego, że on sam opiera się na hipotezach i ogromnej liczbie założeń, ale także dlatego, że nie daje ostatecznej odpowiedzi.
Zdaniem naukowca jest to jednak solidny punkt wyjścia, który można rozszerzyć, gdy tylko inne pola kwantowe zostaną zaakceptowane w obliczeniach, co potencjalnie daje nam nowy sposób ich wykrywania.
Dzięki badaniom fal grawitacyjnych, które pchają coraz bardziej do przodu, jest całkiem możliwe, że nieuchwytny tunel czasoprzestrzenny może pewnego dnia stać się rzeczywistością, tak jak kiedyś zrobiła to czarna dziura.
Nikolay Khizhnyak