Spis treści:

Tunel czasoprzestrzenny – co to jest? 

Tunele czasoprzestrzenne to zjawiska niezwykle problematyczne dla badaczy kosmosu. Do tej pory nie udało się znaleźć dowodów, które wskazywałyby na ich istnienie. Aczkolwiek ogólna teoria względności Einsteina dopuszcza możliwość ich występowania. 

Czym w ogóle są te tajemniczo brzmiące tunele? Tunel czasoprzestrzenny (wormhole), czyli pęknięcie w przestrzeni i czasie, jest uważany za pomost między dwoma odległymi regionami Wszechświata. Choć termin ten został wymyślony przez fizyka Johna Wheelera w latach pięćdziesiątych zeszłego wieku, o idei tuneli czasoprzestrzennych wspominał jeszcze przed II wojną światową sam Albert Einstein. Stąd też inna nazwa tunelu czasoprzestrzennego – most Einsteina-Rosena. Ci dwaj naukowcy (wraz z Borysem Podolskim) w 1935 roku stworzyli pierwszy teoretyczny model takiego tunelu, który (mówiąc skrótowo) mógłby pojawić się w wyniku połączenia między dwoma czarnymi dziurami. To połączenie miałoby działać na zasadzie splątania kwantowego. Co oznacza ten termin? Einstein, Podolski i Rosen tłumaczyli go tak: w pewnych sytuacjach cząstki kwantowe, które wcześniej oddziaływały między sobą, mogą natychmiast reagować na zmianę stanu swojego partnera. Nawet jeśli ten znajduje się bardzo daleko.  

Niestety model Einsteina, Rosena i Podolskiego miał jedną główną wadę. Tunel zapadałby się tak szybko, że światło nie mogłoby się z niego wydostać. 

Przeczytaj również: Eksperymenty myślowe. Tę metodę stosował Albert Einstein

Czy podróż w czasie jest możliwa? 

Naukowcy od lat przekonują, że wehikuły czasu są tylko wymysłem twórców filmów fantasy. Okazuje się jednak, że teoretycznie podróż w czasie jest możliwa… ale tylko w jedną stronę. Zgodnie z teorią dylatacji czasu, istnieje możliwość podróży do przyszłości, ale do przeszłości już nie. Teorię tę wymyślił Ronald Mallett – według niego, można byłoby stworzyć sztuczną dziurę, która wygenerowałaby pole grawitacyjne. Wirująca czarna dziura miałaby, jak przekonuje Mallett, wywołać zawirowania czasowe. Według ogólnej teorii względności Einsteina, czas i przestrzeń są bowiem ze sobą związane, dlatego mówi się o czasoprzestrzeni.  

Co więc stoi na przeszkodzie, by wybrać się w przyszłość? Technologia. Obecnie ludzie nie dysponują tak zaawansowanymi metodami, aby można było sprawdzić tę teorię w praktyce.  

Przeczytaj również: Gwiazdozbiór Oriona. W Polsce można go obserwować jesienią

Współczesne dokonania naukowców z California Institute of Technology

Nie tak dawno świat nauki obiegła fantastyczna wiadomość – udało się stworzyć teoretyczny odpowiednik „pomostu” mogącego łączyć odległe punkty we Wszechświecie. Naukowcy z California Institute of Technology, kierowani przez Marię Spiropulu, zaimplementowali nowatorski protokół „teleportacji przez tunel czasoprzestrzenny”. Wykorzystali do tego komputer kwantowy Google’a pod nazwą „Sycamore”, znajdujący się w Google Quantum AI w Santa Barbara w Kalifornii.  

W związku z tym, że tunel powstał dzięki komputerowi, jest on jedynie teoretyczny. Ma jednak właściwości prawdziwego tunelu.  

Czy oznacza to, że lada dzień możemy liczyć na skonstruowanie prawdziwego tunelu czasoprzestrzennego? Choć naukowcy określają swoje odkrycie jako przełomowe, pozostają również bardzo ostrożni. Wyjaśniają, że o powstaniu rzeczywistego wormhole’a na razie w ogóle nie może być mowy. Model, który stworzyli jest wyłącznie teoretyczny, a w fizyce teoria jest bardzo odległa od praktyki.  

Odkrycie to prowadzi jednak do bardzo ciekawych obserwacji. Mówi się, że może być dowodem na zasadę holograficzną, czyli hipotezę mówiącą o tym, że dwa filary fundamentalnej fizyki pasują do siebie. Mowa oczywiście o mechanice kwantowej i ogólnej teorii względności, które od lat 30. XX wieku fizycy starają się ze sobą pogodzić.  

Tunele czasoprzestrzenne pojawiają się w kinematografii, dlatego jesteśmy w stanie sobie wyobrazić, jak takie zjawisko może wyglądać. Czarne dziury, prowadzące do tuneli czasoprzestrzennych pojawiły się między innymi w filmie „Interstellar” Christophera Nolana. Bohaterowie filmów Marvela, jak chociażby Thor, korzystali z nich, by połączyć się z obcą cywilizacją. Dziś wiemy jednak, że aby ta fantastyka mogła się ziścić choćby w minimalnym stopniu, potrzeba jeszcze wielu lat badań. 

Przeczytaj również: Białe karły – kiedy powstają i jak wyglądają umierające gwiazdy?

Oprac.: Redakcja

Źródła: national-geographic.pl, cyfrowa.rp.pl, przystaneknauka.us.edu.pl, bryk.pl 

 

Odpowiedzi do zadań z podręczników z fizyki znajdziesz tutaj:

Fizyka – rozwiązania zadań z zeszytu ćwiczeń

Odpowiedzi do zadań z podręcznika z fizyki

Ćwiczenia z wyjaśnieniami – podręczniki z fizyki