TUNELE CZASOPRZESTRZENNE (5) - niektóre problemy

TUNELE CZASOPRZESTRZENNE (5) - niektóre problemy

WIZJA ASTRONOMII PLASTYCZNEJ

 

5.1. PROBLEM GRAWITACJI

Uważa się, że zjawisko inflacji - przyspieszonego rozszerzania przestrzeni w początkowych momentach istnienia Wszechświata zaraz po wielkim wybuchu, implikuje istnienie innych wszechświatów - związanych z większym wiecznym meta-wszechświatem, zgrupowanych w nim i wciąż tworzących się. Uważa się, że nasz Wszechświat mógł powstać w ten sposób. Zgodnie z obecnymi znanymi dziś prawami fizyki niemożliwa jest komunikacja między tymi wszechświatami. Jedyną drogą łączącą je są owe wormhole. Wprowadzone przez Alcubierre`ego pojęcie warp drive jest zmodyfikowanym zjawiskiem inflacji; tu przestrzeń byłaby również skupiana i rozszerzana - z prędkościami nadświetlnymi. Teoria względności bowiem głosi nieprzekraczanie prędkości światła dla ciała materialnego znajdującego się w przestrzeni, nie zaś dla samej przestrzeni. Problemem jest czy można powyższą energię antygrawitacyjną wytworzyć w sposób sztuczny.

          Niektórzy fizycy uznają tu, że prototypem zjawiska antygrawitacyjnego jest tzw. efekt Casimira, odkryty w 1948 r. przez fizyka holenderskiego Henrika Casimira. W odpowiednim ogniwie elektromagnetycznym i przy określonych parametrach kwantowych zachodziłoby wyżej wymienione zjawisko odpychania. Istnieje tu więc idea, by sztucznie stworzyć taki czarnodziurowy tunel.

          Teoria tuneli czasoprzestrzennych związanych szczególnie z czarnymi dziurami jest na razie przedmiotem głównie ujęć modelowych i teoretyczno-symulacyjnych.

          Cały problem wiąże się więc częściowo z inżynierią, gdyż do stabilnego brzegu tunelu, który, zgodnie z teorią, istniejąc naturalnie, pulsuje - zamyka się i otwiera, aby go pozostawić czynnym, potrzebna jest do tego, jak się uważa, ogromna energia, sięgająca energii galaktyki. Poza tym konieczna jest materia o odmiennej strukturze, tzw. dziwna, wiążąca się z ujemną energią i nieznanymi dotąd, przeciwnymi do istniejących, parametrami, związanymi nie z grawitacyjnym przyciąganiem, ale odpychaniem.

 

5.2. PODRÓŻE W CZASIE?

Zagadnieniem tuneli czasoprzestrzennych i podróży w czasie zajmował się w swojej własnej ich interpretacji fizyk rosyjski Igor Nowikow. Uznawał on, podobnie jak niektórzy inni teoretycy, że wysoko rozwinięte, zaawansowane cywilizacje w kosmosie nauczyły się, są zdolne tak zdeformować czasoprzestrzeń, że potrafią same konstruować, stworzyć taki tunel. Tak więc z tunelami czasoprzestrzennymi wiążą się też podróże w czasie. Jakie są tu podstawy i badania teoretyczne związane z tym zagadnieniem?

          Einstein nie wiązał mimo wszystko teorii przestrzeni z możliwością podróży w czasie i uważał, że niemożliwe jest przebywanie w tunelu czasoprzestrzennym czarnej dziury, gdyż jej wielka siła ciążenia uniemożliwia to.

          Rozwiązanie tego problemu w równaniach Einsteina znalazł matematyk i fizyk, Kurt Gödel, który w 1949 r. udowodnił teoretycznie możliwość podróży w czasie, stwierdzając, że w szczególnych warunkach Wszechświata duże masy mogą zakrzywiać bieg czasu w formę okrężną, umożliwiając podróż w przeszłość i z powrotem. Taką już fizyczną możliwość znalazł wspomniany Roy Kerr, łącząc ją nie ze sferycznymi a uformowanymi w pierścień czarnymi dziurami, co praktycznie rozwiązał Kip Thorne, choć on sam nie rozwiązał problemu promieniowania u wylotu czarnych dziur.

          Wyjście z tego problemu zaproponował fizyk chiński, Li-Xin Li, który stwierdził, że drogą do podróży w czasie jest odpowiednio uformowana u wylotu tunelu czasoprzestrzennego kula złożona z odpychającej promieniowanie tzw. egzotycznej materii, umiejscowionej na odpowiedniej linii wewnątrz pierścienia czarnej dziury, umożliwiając korzystanie z tunelu przez astronautów.

          Przestrzeń w pobliżu stacji kosmicznej albo statku z dala od prowadzącego do nich tunelu czasoprzestrzennego można tak zaprojektować, aby była płaska i w obrębie której zdarzenia przebiegałyby w sposób klasyczny. Jest to więc kwestia techniki, możliwej do opanowania przez wysoko rozwiniętą cywilizację kosmiczną. Istnieją tu różne koncepcje, modele i eksperymenty dotyczące zagadnienia.

          Teoria cząstek elementarnych, tzw. zjawisko poruszania się w negatywnym czasie pozytonu, opisane przez fizyka Richarda Feynmana oraz rozważania innych fizyków i kosmologów, np. Lee Smolina (teoria wszechświatów równoległych), teoria Davida Bohma o wieloprzestrzeni łączącej w sobie różne odległe zjawiska, doniesienia niemieckiego fizyka Güntera Nimtza i amerykańskiego fizyka Raymonda Chiao, w których hipotetycznie doprowadzono do uzyskania w tzw. efekcie tunelowym prędkości nadświetlnych fotonów (??), również obejmowały powyższy temat. Powstało zarazem wiele pojęć fizyko-technicznych wehikułów czasu, np. według projektu Franka Tiplera, przedstawionego w 1974 r. w "Physical Review" i Matta Vissera, opartego na strunach kosmicznych.

 

5.3. POJAWIAJĄ SIĘ PROBLEMY...

....I ROZWIĄZANIA

Niektórzy kosmolodzy i fizycy negują możliwość istnienia tuneli czasoprzestrzennych i wykorzystania ich, np. w czarnych dziurach.

          Fizycy izraelscy z Jerozolimy, Shahar Hod i Tsvi Piran, zakwestionowali możliwość podróży w czasie - obliczyli bowiem, że tzw. wrota tunelu związanego z czarną dziurą (tzw. horyzont Cauchy`ego) są z natury niestabilne, uniemożliwiające np. podróże w czasie - najmniejsze zakłócenie dynamiki tunelu np. obecnością obiektu materialnego natychmiast sprowadziłoby go do stanu związanego z tzw. osobliwością, obecną w czarnych dziurach, co unicestwiłoby go rozrywając i ściskając do punktu.

          Podobnie uznają niektórzy kosmolodzy twierdząc wręcz, że tunele czasoprzestrzenne są tworami wyłącznie matematycznymi, nie realnymi. To na razie rzeczywiście jest jedynie czysta hipoteza-teoria, nie wiadomo czy mogąca mieć i znaleźć swoją realną postać w rzeczywistości kosmicznej.

          Stephen Hawking w jednym z artykułów, w 1992 r., dowodził, że podróże w czasie są niemożliwe, np. dlatego, że tunel czasoprzestrzenny wehikułu czasowego uległby zapadnięciu oraz powstałaby wielkość, tzw. nieskończonego "tensora energii-pędu", co jest fizycznie niemożliwe. Od tego czasu wielu fizyków analizowało problem i podejście Hawkinga, stwierdzając w tej teorii nawet nieścisłości. Na przykład rosyjski fizyk Sergiej Krasnikow stwierdził, że wielkość powyższego tensora, miary zawartości energii i materii w przestrzeni, nie musi stać w sprzeczności z fizyką kwantową i implikować niestabilność wehikułu czasu. Podobnie fizyk Matthew Visser uznał, że fizyka kwantowa na obecnym poziomie nie wyklucza możliwości istnienia wehikułu czasu, choć na razie wiedza ta jest niewystarczająca, aby zająć tu konkretne stanowisko.

          Jednak powyższe rozumowanie i paradoksalnie dowody trudności funkcjonowania tuneli w obrębie czarnych dziur dowodzą, że problem ten ma fizyczny sens i ma charakter techniczny oraz status realności - rzeczywistości materialnej. W dużej mierze sprowadza się on do odpowiedzi na pytanie o to, jak uzyskać ową energię dla sformowania lub utorowania drogi przez tunel. Fizyk Michio Kaku uważa, że niektóre rejony kosmosu takie zasoby zawierają, problem tylko w dostaniu się tam. Jednak bardziej już realnie, doszło w ostatnich latach do pewnego odkrycia, które w tej sprawie posunęło do przodu rozważania tego tematu.

          Mianowicie stwierdzono, że taką energią jest sama próżnia. Istnieją tu różne koncepcje, implikujące w rezultacie podróże nadświetlne, np. tzw. energia punktu zerowego - stanu próżni i jako cecha przestrzeni obecna powszechnie w kosmosie, do której, jak do generatora energii, można byłoby się podłączyć. Zaobserwowano, że tempo rozszerzania Wszechświata przyspiesza, co wiąże się odpowiednio z cechami kwantowymi próżni. Problemy te badał np. amerykański fizyk Bernard Haisch z punktu widzenia obiektów poruszających się w takiej przestrzeni. Podobnie opisał to zagadnienie fizyk Paul Davies w książce "Jak zbudować wehikuł czasu".

 

Powyższy rysunek autora przedstawia powierzchnię, formy życia i przyszłą obecność człowieka na księżycu odkrytej planety pozasłonecznej.

Niepewny byt chłodnego świata - egzoksiężyc planety HD 190228 B

 

          Materiały źródłowe:

S. Bajtlik, "Kosmiczny alfabet", Prószyński i S-ka, Warszawa 2004.

P. L. Błaszkiewicz, "Szybciej niż światło", "Nowa Fantastyka", 1997, nr 10.

J. von Buttlar, "Podróże w czasie", Amber, Warszawa 1998.

Discovery Science, stacja tv., "Ultranauka: Podróże w czasie", 27.06.2004.

"Gazeta Wyborcza", "Zatrzaśnięte wrota czarnej dziury", 1998, nr 208.

M. Kaku, "Wszechświaty równoległe", Prószyński i S-ka, Warszawa 2006.

B. Kastory, "Czwarty wymiar", "Wprost", 1995, nr 16.

B. Kastory, "Kosmiczny surfing", "Wprost", 1996, nr 41.

B. Kastory, "Wehikuł czasu", "Wprost", 2001, nr 51-52.

J. Kowalski-Glikman, "O naleśnikach, jajkach i maszynach czasu", "Wiedza i Życie", 1998, nr 4.

L. M. Krauss, "Fizyka podróży międzygwiezdnych", Prószyński i S-ka, Warszawa 1996.

B. Parker, "Kosmiczne podróże w czasie. Odyseja naukowa", Amber, Warszawa 1997.

R. Plombon, "Wielość światów (3)", "Nowa Fantastyka", 1996, nr 5.

M. Rybarczyk, "Hawking zmienia zdanie", "Gazeta Wyborcza", 1995.

P. Szymczak, "Podróż przez tunel czasoprzestrzenny", "Focus", 2001, nr 3.

 

Tagi: hd 190228 b, tunele czasoprzestrzenne