Tunele czasoprzestrzenne są od dawna przedmiotem kontrowersji wśród naukowców i ulubioną techniką science fiction. Astrofizyk z Ohio State University twierdzi, że nawet jeśli tunele czasoprzestrzenne są prawdziwe, prawdopodobnie są śmiertelne.
Jeśli jesteś fanem Star Trek, Doctor Who lub Marvel Universe, wiesz, że wszystkie te franczyzy mają jedną wspólną cechę: ich bohaterowie używają tuneli czasoprzestrzennych do szybkiego przemieszczania się w kosmosie. Ale może tunele czasoprzestrzenne to tylko fikcja?
W najnowszym odcinku cotygodniowego programu Ask a Spaceman astrofizyk Paul Sutter wyjaśnił, dlaczego tunele czasoprzestrzenne są złym pomysłem, nawet jeśli istnieją.
„Tunele czasoprzestrzenne, co? - mówi Sutter. - To jest pieczęć science fiction, którą po prostu możesz - raz! - i poruszaj się w dowolnym miejscu we wszechświecie tak szybko, jak wymaga tego fabuła”.
Aby zrozumieć, jak (teoretycznie) działają tunele czasoprzestrzenne, zacznijmy od zrozumienia nauki o czarnych dziurach. W rzeczywistości istnieje kilka ich rodzajów. Widok, na którym skupił się Sutter, to dziury w masach gwiazd, które pojawiają się po eksplozji masywnych gwiazd w supernowe.
Schematyczne przedstawienie czarno-białej dziury i łączącego je tunelu czasoprzestrzennego.
Po eksplozji supernowej, wynikająca z tego kolaps grawitacyjny tworzy czarną dziurę - niesamowicie masywny obiekt, który wychwytuje całą materię i światło, które zbliża się do niej zbyt blisko. Czarne dziury można zobaczyć tylko dzięki wytwarzanemu przez nie promieniowaniu lub obserwowaniu efektów grawitacyjnych na innych obiektach: są one jednym z możliwych sposobów tworzenia tunelu czasoprzestrzennego.
Jeśli myślisz o czarnej dziurze jako lejku, jak wyjaśnia Sutter, obiekty „wpadają w pułapkę”, przekraczając horyzont zdarzeń i poruszając się w dół. Więc gdzie jest tunel czasoprzestrzenny? Jest to lejek, równy i przeciwny do czarnej dziury, z wyjściem na zewnątrz. Ten rodzaj tunelu czasoprzestrzennego jest czasami nazywany „białą dziurą”.
Film promocyjny:
Z teorią białych dziur wiąże się kilka problemów. Trudno jest wymyślić, jak dostać się do białej dziury z czarnej. Obliczenia matematyczne białych dziur pokazują, że są one wyjątkowo niestabilne: mogą wyparować, a nawet zniszczyć czarne dziury po ich utworzeniu.
Ale nawet gdyby istniały tunele czasoprzestrzenne łączące czarne i białe dziury, byłyby zabójcze. W końcu, gdy tylko statek kosmiczny znajdzie się poza horyzontem zdarzeń czarnej dziury, pułapka zatrzaśnie się. Nie da się zostawić dziury, czy to czarnej, czy białej, bo z definicji nie da się wyjść z horyzontu zdarzeń. Jedynym sposobem jest osobliwość, niezależnie od tego, czy jest ona związana z osobliwością białej dziury, czy nie.
Paul Sutter jest kosmologiem z Ohio State University i głównym pracownikiem naukowym w Ohio Center for Science and Industry. Prowadzi również podcast Ask an Astronaut, którego wszystkie odcinki można obejrzeć tutaj.
Vladimir Guillen