Cestovanie vesmírom pomocou nami dostupných technologických prostriedkov je z hľadiska dĺžky ľudského života pomalé a v podstate nereálne. Jedným z hypotetických riešení tohto problému sú červie diery, ktoré sa nám však doposiaľ nepodarilo objaviť. Podľa vedcov by však mohli byť priechodné. Na tému upozornil portál LiveScience.

Skratka vo vesmíre

Predstava existencie červích dier, ktoré by umožňovali prechádzať z bodu A do bodu B, nie je žiadnou novinkou. Červie diery sa podobne ako čierne diery objavujú už v rovniciach Einsteinovej všeobecnej teórie relativity. Myšlienka červích dier vychádza z práce Alberta Einsteina a Nathana Rosena, ktorí sa pokúšali zistiť, ako sa chovajú elementárne častice v zakrivenom časopriestore.

Červia diera. Freepik/wuttana

Podľa novej teórie publikovanej na predtlačovom serveri arXiv, a ktorá je v rozpore so všetkými predchádzajúcimi zisteniami, môžu byť tieto hypotetické skratky cez vesmír stabilné a priechodné.

K týmto výsledkom vedci dospeli pomocou veľmi komplikovanej matematiky, ktorá sa používa na opis červích dier a ich vlastností.

Vzhľadom na to, že červie diery sa objavili už vo všeobecnej teórii relativity, je potrebné si uvedomiť, na čom je založená. Všetko vo všeobecnej teórii relativity je založené na pohybe v priestore a čase. To znamená, že objekty začínajú na určitých súradniciach, pohybujú sa a končia na iných súradniciach.

Znázornenie červej diery. ESO/L. Calçada

Napriek tomu, že táto teória má jasne dané pravidlá, matematika na popis týchto súradníc môže byť rôznorodá. Tieto rôzne popisy môžeme poznať pod slovíčkom „metriky“.

Jednoducho povedané, fyzici môžu vo všeobecnej teórii relativity použiť na opísanie tej istej  situácie rôzne metriky.

To platí i pre červie diery, ktoré možno potencionálne opísať rôznymi metrikami. Tá jednoznačne najpopulárnejšia je tzv. Schwarzschildova metrika.

Schwarzschildova metrika je najvšeobecnejšie statické, sférické, symetrické a vákuové riešenie Einsteinových rovníc gravitácie bez elektrického náboja.

Používa sa na opis pomaly rotujúcich objektov, ako sú napríklad planéty, ale i kompaktných objektov, akými sú čierne diery. V súvislosti s tým možno hovoriť aj o Schwarzschildovej čiernej diere, ktorá sa vyznačuje existenciou horizontu udalostí.

ScreenShot / melodysheep / YouTube

Táto metrika sa však v horizonte udalostí, respektíve vo vzdialenosti známej ako Schwarzschildov polomer správa veľmi zvláštnym spôsobom. Môžeme povedať, že celá metrika sa v tomto momente rozpadá a nedokáže rozlišovať medzi rôznymi bodmi v priestore a čase.

Existuje však aj tzv. Eddington-Finkelsteinova metrika, ktorá dokáže popísať aj to, čo sa stane s časticami po dosiahnutí horizontu udalostí. Výhodou tejto metriky je to, že zdanlivá singularita na Schwarzschildovom polomere je iba súradnicová singularita a nie je pravou fyzickou singularitou.

Čo to má spoločné s červími dierami?

Ako sme už uviedli hneď na začiatku článku, myšlienka červích dier vychádza z práce Alberta Einsteina a Nathana Rosena, ktorí sa pokúšali zistiť, ako sa chovajú elementárne častice v zakrivenom časopriestore.

honoverclock/freepik

Výsledkom bol jeden z druhov červej diery známy ako Einstein-Rosenov most. Nejde však o červiu dieru, akú poznáme zo sci-fi filmov, ale skôr o akýsi nepriechodný most, ktorý spája dve oblasti vesmíru. Takýto most by mal na jednom konci podobu čiernej diery a na tom druhom by pripomínal bielu dieru.

Inými slovami, zoberieme čiernu a bielu dieru, spojíme ich singularity a vytvoríme tak akýsi tunel cez časopriesotor. Takéto tunely sú však extrémne nestabilné a ich kolaps dokáže spôsobiť aj jediný fotón.

Treba si však uvedomiť, že Einstein a Rosen svoju červiu dieru skonštruovali pomocou Schwarzschildovej metriky.

V novej štúdii sa teda vedci na rozdiel od väčšiny predchádzajúcich prác, ktoré boli inšpirované prácou Alberta Einsteina a Nathana Rosena, rozhodli využiť iný prístup. Namiesto Schwarzschildovej metriky využili Eddington-Finkelsteinovu metriku, pričom zistili, že pomocou tejto metriky je oveľa ľahšie sledovať častice prechádzajúce cez hypotetickú červiu dieru.

Ukázalo sa tiež, že častica dokáže prekročiť horizont udalostí, vstúpiť do tunela a vystúpiť na druhej strane a v konečnom čase.

Napriek týmto fenomenálnym výsledkom nemožno s určitosťou tvrdiť, že Einstein-Rosenov most je na 100 % stabilný, pretože všeobecná teória relativity hovorí iba o správaní gravitácie a nie iných prírodných síl. Z výpočtov je však zrejmé, že červie diery zrejme nebudú také nestabilné ako sa spočiatku myslelo.