Forrás: Mindentudás Egyeteme
Élet és tudomány
Féreglyuk, galaxtikus utazás, hipertér… Aligha van a földön olyan
ember, aki ha látott egy tudományos-fantasztikus filmet, akkor legalább
ennek hatására el nem kezdett volna ábrándozni ilyen hihetetlen dolgok
nagyszerűségéről. Arról már nem is beszélve, hogy ma, az űrutazás
hajnalán (mely közel fél évszázada tart) ezek a kifejezések aligha
vesztettek misztikumukból. Azonban én úgy éreztem, hogy ma már érdemes
ennek egy „kisebb” szösszenetet szentelni, hogy legalább annak
elolvasása erejéig elgondolkodhassunk azon, hol is a helyünk ebben a
fantasztikus világmindenségben. Eme tudományos sorozat elkövetkezendő
részének témája ugyanis nem más, mint a féreglyuknak nevezett
kvantumalagút, mellyel nem csak a tér távoli zugaiba, de akár más
univerzumokba is szervezhetünk fapados járatokat. Öveket bekapcsolni,
kezdődik az utazás!
Az űr, mint stabil egyenes
Először is nem árt tisztázni, mit is ért a mai modern fizika a
féreglyuk szó alatt. A féreglyuk olyan alagút a tér-idő kontinuum
szerkezetén kersztül, mely képes a tér szerkezetének meggörbítésével
összekötni egy világot egy másikkal, vagy esetleg egy adot világ két
távoli pontja közötti „utazást” tesz lehetővé. A két pont között pedig
nem csak a helyi koordinátákat szabad érteni, hanem magát, az
időutazást is (természetesen elég korlátozott módon, de erről majd még
később szót ejtünk). Szigorúan szem előtt kell tartani persze, hogy
mindez a jelenben csupán elméleti szinten működik. Az egész Albert
Einstein ma már teljességgel elfogadott Általános Relativitás
elméletének következménye. E szerint ugyanis a tér egy teljesen stabil,
sík valaminek írható le, melyen a nagy tömegű tárgyak (a bolygók vagy a
csillagok pl.) mozgását nem a testek közti gravitáció maga, hanem azok
tömegének a tér görbületébe ágyazott szabadsága szabja meg. Az egészet
legjobban a gumilepedő model írja le. E szerint az egészet úgy kell
elképzelni, mintha üveggolyókat tennénk a gumilepedőbe, és azok a
súlyuk alatt behorpadt leplen grurulhatnának ide oda. Ez ugyan elég
primitíven hangzik (mi tagadás, az is…), de tény, hogy ez az egyetlen
olyan elmélet eddig, mely minden számításban helyt állt (a másik nagy
reménység, az univerzális szuperhúr elmélet tárgyalására még
viszatérünk).
Átható erő
Na már most, ha a tér egy stabil lepedő, akkor már a józan paraszti ész
is felveti az abszurdnak talán nem is nevezhető lehetsőséget: mi
történik, ha a lepedő kilyukad? Nos, ez az ötlet először 1916-ban, Karl
Schwarzschild német csillagász fejéből pattant ki. Közvetlen azután,
hogy Einstein nyilvánosságra hozta egyenletét, Schwarzschild
elkészítette az első matematikai megoldását, melyet Einstein később
megvizsgálva lenyűgöző felfedezést tett. Ezen felfedezés azóta fizikai
valósggá lett, hisz a Hubble űrteleszkóp segítségével már láthattunk rá
példát: igen, a fekete lyukról van szó. Azonnal szögezzük le viszont,
hogy a fekete lyuknak önmagában még semmi köze nincs a féreglyukakhoz.
Az mindössze egy olyan csillag, melyben minden nukleáris fúzió
beteljesült már, és melynek tömege az összeomlás következtében akkora
lett, hogy szinte belesüppedt a térbe. Ennek köszönhető, hogy
gravitációs ereje elől semmi sem menekülhet. Határán, az
eseményhorizonton túl beszippantja mindazt, amit mi at univerzum
részének tekintünk: anyagot, fényt, elektromágneses hilláokat, sőt, még
magát az időt is! Tömege ugyanis a téridő görbületét okozza. És itt
jött a zseniális felfedezés. Mi van abban az esetben, ha ez a tömeg
mégnagyobb? Ha pl. sokszorosa egyetlen fekete lyuknak? Nos, akkor az
elmélet szerint a tér beszakad, mint egy zsebkendő. A java azonban még
csak most jön, hisz a kilyukadt tér túloldalán annak görbülete
ismételten csökkenni kezd, és létrejön az úgynevezett fehér lyuk, azaz
a „kijárat”. Ebben az esetben ugyanis pont a dolgok fordítottja
történik, a belépett anyag csak kifelé áramolhat, befelé már nem. Így
megszületik az átjáró, melyet e cikk témájának tekint, a féreglyuk, s
melyet hivatalosan Einstein-Rosen hídnak neveznek.
A túloldalon…
A legnagyobb kérdést azonban még nem is tettük fel, történetesen azt,
hogy mit is kapcsol össze ez az alagút? A válasz még a legnagyobb
szaktekintélyeket is gondolkodóba ejti, de legáltalánosabban két
elfogadható magyarázat lehetséges. Az egyik szerint a féreglyuk két,
egymással párhuzamos univerzumot kapcsol össze. Ezt azonban nagyon
sokan vonják kétségbe, több okból is. Az első az ostoba
szkepticizmusnak tudható be, a másik meg annak, hogy a több dimenzió
bizonyított létét egyelőre csupán a korábban említett szuperhúr elmélet
tartalmazza. Mint írtam korábban, a jelenleg feltörekvő elméletek és
egyenletek közül a szuperhúr elmélet az egyetlen, melyet tényleg komoly
vizsgálatoknak vetnek alá. Többek közt azért is, mert ez az egyenlet
talán összekapcsolhatná az elméleti fizika két, merőben ellentmondó
ágazatát. A kvantumfizika, mely az atomok kicsiny méreteiben végez
kutatásokat, azt állítja, hogy szubatomikus méretek alatt (ergo a
kvarkoknál is sokezerszer kisebb méretekben) a tér teljesen
kiszámíthatatlanul viselkedik. Nem egyenletes és sík, mint ahogy
Einstein leírja a relativitás elméletében, hanem olyan erős
kitüremkedéseket produkál, melyekkel az einsteini elmélet egyszerűen
nem tud mit kezdeni. Így a két oldal – a kicsi és a nagy – teljes
elszigeteltségében használja saját törvényszerűségeit. Erre a
kettősségre keresett megoldást maga Einstein is, ám mire eredményre
juthatott volna, a mester elhunyt. Követői azonban akadtak szép
számmal, olyanok, mint Raman Sundrum fizikus. Ő az, kinek a szuperhúr
elméletet köszönhetjük. Azaz azt az egyenletet, mely igen jó esélyekkel
páláyzik a „Theory of Everything”, azaz a Mindenség Elmélete
tiszteletbeli címére. Az egyetlen komolyabb hátrány ennek elfogadásában
viszont az, hogy az egyenlet nem egy, hanem mindjárt kilenc (!)
megoldással zárul. Sőt, állítólag több megoldás látott napvilágot, és
felmerült a kérdés, hogy talán végtelen sok eredmény is lehet. Ám
nekünk csak egy univerzumunk van. De ha egy van, és azt egy egyenlet
leírja, akkor mit ír le a másik nyolc? Erre is sok felvetés született
(az atomok belsejében felcsavarodott dimenzióktól kezdve a sziget
teórián át minden), de eddig egy sem tudott megoldást adni a feladatra.
Maga a szuperhúr, melyről az egyenlet a nevét kapta, egyébként egy igen
apró részecskeféle, mely energiarezgésekkel tartja életben magát. Ezek
a kis gumigyűrűhöz hasonló valamik tartják meg világunkat a saját
dimenziójában. Megfigyelésük és vizsgálatuk azonban lehetetlen, hisz
méretük olyan parányi, hogy ha egy atommag átmérője akkora volna, mint
a naprendszerünk, akkor egy húr mindössze egyetlen fa lenne benne.
A vizsgálhatatlanság és a további nyolc dimenzió azonban csak két
példa. Sajnos el lehet mondani, hogy ezen elmélet szinte már túl
radikális, és még egyáltalán nem találtak megoldást a benne szereplő
sok pici hibára. Így az eddigi egyetlen olyan elmélet, mely a
multiverzum létét komolyabban is felvetheti, egyelőre elég sok
búval-bajjal küszködik, és bár lehet, hogy egy kis idő múlva minden
idők legnagyobb felfedezéseként kezeljük majd, egyelőre lépjünk vissza
a már bevált egyenletekhez, és ez esetben tekintsünk el a féreglyuk
dimenzióutaztató képeségeitől.
A másik (és inkább elfogadott nézet szerint) a féreglyuk nem két
különálló világot, hanem egy adott univerzum terének két távoleső
pontját kötheti össze. Itt kapcsolódik hát a téma magához a cikk
címéhez. Mivel a fénysebességnél nem lehet gyorsabban utazni (bár a
fényt már gyorsították, az nem valószínű, hogy a realativitást anyagi
részecskékkel is át lehet verni), alternatív megoldásokra van szükség.
A féreglyuk pedig bizonyos feltételekkel megfelelő lehet erre az
alternatív útra. Persze, mint mindent ebben a szürreális világban, a
„bizonyos feltételeket” igen komolyan kell venni.
Lyukasszunk!
Az első probléma maga a tény, hogy eddig semmilyen bizonyítékot nem
találtak arra nézve, hogy a fehér lyuk létezik. Márpedig anélkül
felesleges egyelőre a térkapu nyitó berendezéseket heggesztgetni a
kertben. Ám tételezzük fel, hogy bebizonyosodik eme hidak tényleges
léte, hiába, hisz a jelenlegi tudomány szerint ilyenek nyitásához
akkora tömegű koncentrált energiamennyiség szükséges, amennyi talán az
egész univerzumban nem áll rendelkezésre.
Erre a kilátástalan helyzetre reagált nemrég a kutatók egy kisebb
csoportja. Állításuk szerint ugyanis a téridőt kitöltő kvantumhabnak
nevezett zavaros anyag káosza miatt fkete-fehér lyukpárok, vagyis
Einstein-Rosen hidak alakulhatnak ki a semmiből, majd tűnhetnek el
egyszerre, mint ha ott sem lettek volna. Ez azért is érdekes feltevés,
mert eszerint a féreglyukak sokkal hétköznapibbak, mint azt mi
képzeltük volna. Egy orosz kutató nemrégiben viszont mégmesszibbre
ment! Szergej V. Krasnyikov, a Szentpétervár melletti Pulkovói
Obszervatórium elméleti fizikusa azt állította egy konferencián, hogy a
világűr tele van állandó, mikroszkópikus méretű féreglyukakkal. Így
tehát nem kéne az építésükkel vesződni, csupán ügyesen a nyomukra
akadni, majd eme pici hidakat „egyszerűen” (heh, jó vicc…) kitágítani.
Ha minden jól megy, egy teljesen működőképes féreglyuk lenne a
végeredmény, ami - ugyan nem egy általunk tetszőlegesen megszabott
pontra, de attól még – az univerzum meszeségeibe nyújt sétautat.
Persze ha ez mind így menne, akkor most nem arról írnám eme cikket,
hogy milyen lehet a féregutazás, hanem épp tudósítást írnék az első
sikeres próbálkozásról. Ám sajnos nem azt teszem, és erre jó okom van:
a féreglyuk hiába nyílik meg, még mindig alkalmatlan arra, hogy bárki
és bármi átbújjon rajta. A benne lévő erők mindent meggátolnak a
keresztülmászáson, köszönhetően a teljesen begörbült tér elképesztő
gravitációs terhének. Ezt a pontot hívják szingularitásnak, vagyis a
téridő végtelen görbületének. Még egy foton sem volna képes átmenni,
nemhogy egy űrhajó. Sőt! Egyes számítások szerint a féreglyukutazás egy
bizonyos pontján gyorsabbnak kell lenni a fénynél, ami egyelőre
lehetetlen. Ha ezen számítások igazak, akkor pedig ott vagyunk, ahol a
part szakad, hisz pont a relativitás eme kis kellemetlenségét akartuk
kikerülni a lyuk megnyitásával. Összességében tehát kijelenthető, hogy
a féreglyukak használatát csak egy szupercivilizáció tudná megoldani.
Behatolok, mint kés a vajba?
Nagyon sok mindenről nem esett még szó, de úgy érzem, már így is kicsit
bő lére eresztettem a mondanivalómat. Ugyan ígértem, hogy még kitérek a
féreglyukak időutazási képességeire is, inkább halasztok a dologn, és
amennyiben a cikknek sikere lesz, egy külön fejezetben térek vissza a
teljes időutazásra.
Forrás: Mindentudás Egyeteme; Élet és tudomány
Kommentáld!