Ypatingas reliatyvumas. Nuo tada, kai Albertas Einšteinas pirmą kartą pasiūlė 1905 m., Tai buvo kosmoso tyrinėtojų, futuristų ir mokslinės fantastikos autorių vargas. Tiems iš mūsų, kurie svajoja apie tai, kad žmonės vieną dieną tampa tarpžvaigždine rūšimi, šis mokslinis faktas yra tarsi šlapia antklodė. Laimei, buvo pasiūlytos kelios teorinės sąvokos, kurios nurodo, kad kažkada vis tiek gali būti įmanoma važiuoti greičiau nei šviesa (FTL).
Populiarus pavyzdys yra kirmgraužos idėja: spekuliacinė struktūra, jungianti du tolimus erdvės laiko taškus, kuri įgalintų tarpžvaigždines keliones erdvėje. Neseniai „Ivy League“ mokslininkų komanda atliko tyrimą, kuris parodė, kaip „perkeliamos sliekinės skylės“ iš tikrųjų gali būti tikrovė. Blogos žinios yra tai, kad jų rezultatai rodo, kad šios sliekinės skylės nėra tiksliai nuorodos ir gali būti „ilgo kelio“ kosminis atitikmuo!
Iš pradžių sliekinių angų teorija buvo pasiūlyta kaip galimas Einšteino bendrojo reliatyvumo teorijos (GR) lauko lygčių sprendimas. Netrukus po to, kai 1915 m. Einšteinas paskelbė teoriją, vokiečių fizikai Karlas Schwarzschildis rado galimą sprendimą, kuris ne tik numatė juodųjų skylių, bet ir koridorių, jungiančių juos, egzistavimą.
Deja, Schwarzschild nustatė, kad bet kurios sliekinės skylės, jungiančios dvi juodąsias skylutes, per greitai sugrius, kad kas nors pereitų iš vieno galo į kitą. Vienintelis būdas, kuriuo jie galėtų pereiti, būtų, jei juos stabilizuotų egzotiškos medžiagos, turinčios neigiamą energijos tankį, buvimas. Danielis Jafferis, Thomas D. Cabot'as, Harvardo universiteto fizikos profesorius, turėjo kitokią mintį.
Kai jis aprašė savo analizę per 2019 m. Balandžio mėn. Amerikos fizikų draugijos susirinkimą Denveryje, Kolorado valstijoje:
„Apkeliamų sliekinių skylių konfigūracija jau seniai žavi. Aš aprašysiu pirmuosius pavyzdžius, kurie yra suderinami su UV spinduliais papildoma sunkio teorija, be jokių egzotiškų medžiagų. Konfigūracija apima tiesioginį ryšį tarp dviejų slieko angos galų. Taip pat aptarsiu jos poveikį kvantinei informacijai gravitacijoje, juodosios skylės informacijos paradoksą ir jos ryšį su kvantine teleportacija. “
Šio tyrimo tikslais Jafferis nagrinėjo Einšteino ir Nathano Roseno 1935 m. Atliktą darbą. Siekdami išplėsti Schwarszchildo ir kitų mokslininkų, ieškančių GR sprendimo, darbą, jie pasiūlė „tiltų“ egzistavimą tarp dviejų tolimų taškų erdvės laikas (žinomas kaip „Einšteino – Roseno tiltai“ arba „sliekų skylės“), kuris teoriškai galėtų leisti materijai ir daiktams pereiti tarp jų.
Iki 2013 m. Šią teoriją panaudojo teoriniai fizikai Leonardas Susskindas ir Juanas Maldacena kaip galimą GR ir „kvantinio susipainiojimo“ sprendimą. Ši teorija, vadinama ER = EPR spėjimais, rodo, kad kirminų skylės yra priežastis, kodėl elementariųjų dalelių būsena gali susipainioti su partnerio būkle, net jei jas skiria milijardai šviesmečių.
Būtent iš čia Jafferis sukūrė savo teoriją, teigdamas, kad kirmgraužas iš tikrųjų gali apeiti šviesos dalelės (dar žinomos kaip fotonai). Norėdami tai patikrinti, Jafferis, naudodamas Ping Gao ir Aron Wall (atitinkamai Harvardo universiteto studentus ir Stanfordo universiteto mokslo darbuotojus), atliko analizę.
Jie atrado, kad nors teoriškai eglutės šviesa gali apeiti kirmgraužą, jie nėra tiksliai tas kosminis trumpinys, kurio mes visi tikėjomės. Kaip Jafferis paaiškino AIP pranešime spaudai: „Šių sliekų skylėms praeiti reikia daugiau laiko nei tiesiogiai, todėl jos nėra labai naudingos kelionėms kosmose“.
Iš esmės jų analizės rezultatai parodė, kad tiesioginis ryšys tarp juodųjų skylių yra trumpesnis nei sliekų jungties. Nors tai tikrai skamba kaip blogos žinios žmonėms, kuriuos kažkada jaudina tarpžvaigždinių (ir tarpgalaktinių) kelionių perspektyva, gera žinia yra ta, kad ši teorija suteikia naujos įžvalgos apie kvantinės mechanikos sritį.
„Tikras šio darbo svarbumas yra susijęs su informacijos apie juodųjų skylių problemą ir gravitacijos bei kvantinės mechanikos sąsajomis“, - sakė Jafferis. „Problema“, kuria jis remiasi, yra žinomas kaip „Juodosios skylės informacijos paradoksas“ - tai dalykas, su kuriuo astrofizikai kovojo nuo 1975 m., Kai Stephenas Hawkingas atrado, kad juodosios skylės turi temperatūrą ir lėtai skleidžia radiaciją (dar žinomos kaip Hawkingo radiacija).
Šis paradoksas susijęs su tuo, kaip juodosios skylės sugeba išsaugoti bet kokią informaciją, kuri į jas patenka. Net jei bet kokia medžiaga, susikaupusi ant jų paviršiaus, būtų suspausta iki išskirtinumo, materijos kvantinė būsena jo suspaudimo metu būtų išsaugota dėl laiko išsiplėtimo (jis sušyla laiku).
Bet jei juodosios skylės praranda masę radiacijos pavidalu ir ilgainiui išgaruos, ilgainiui ši informacija bus prarasta. Sukūręs teoriją, per kurią šviesa gali judėti per juodąją skylę, šis tyrimas galėtų būti šio paradokso išsprendimo priemonė. Užuot juodųjų skylių spinduliavimas, reiškiantis masinės energijos praradimą, gali būti, kad Hawkingo radiacija iš tikrųjų sklinda iš kito erdvės laiko regiono.
Tai taip pat gali padėti mokslininkams, bandantiems sukurti teoriją, kuri gravitaciją suderina su kvantine mechanika (dar vadinama kvantine gravitacija arba „visko teorija“). Taip yra dėl to, kad Jafferis naudojo kvantinio lauko teorijos įrankius, siekdamas postuliuoti judančių skylių egzistavimą, panaikindamas egzotinių dalelių ir neigiamos masės poreikį (kuris atrodo nesuderinamas su kvantine gravitacija). Kaip paaiškino Jafferis:
„Tai suteikia priežastinį zondo regionams, kurie kitu atveju būtų buvę už horizonto, langą stebėtojo patyrimui erdvės metu, prieinamą iš išorės. Manau, kad tai išmokys gilių dalykų apie matuoklio / gravitacijos atitikimą, kvantinę gravitaciją ir net galbūt naują būdą suformuluoti kvantinę mechaniką “.
Kaip visada, lūžiai teorinėje fizikoje gali būti dviejų galų kardas, duodantis viena ranka, o atimant su kita. Taigi nors šis tyrimas svajonėje apie keliones FTL galėjo išpilti daugiau šalto vandens, tačiau tai galėtų padėti mums atrakinti kai kurias gilesnes Visatos paslaptis. Kas žino? Galbūt kai kurios iš šių žinių leis mums rasti kelią aplink šią kliūtį, žinomą kaip Specialusis reliatyvumas!
