 |
Seriál o budúcich možnostiach vesmírnych letov sa pomaly chýli k záveru. V týchto posledných častiach sa úvahy síce posúvaju viac do roviny teoreticko-hypotetickej, ale určite nie nereálnej. Podobne je to aj s červími dierami…
Červí díry
Červí díra (někdy nazývaná také jako Einstein-Rosenův můstek) je jakousi zkratkou v časoprostoru. Její existence je umožněna obecnou teorií relativity. Pojem červí díra vznikl z toho, že její geometrie připomíná cestu, kterou si červ prokousává skrze jablko. Stejně jako warpový pohon je i červí díra oblíbenou rekvizitou autorů science fiction, ovšem v tomto případě je tomu opačně než u warpového pohonu – nejdříve byla vymyšlena červí díra a až poté ji začali autoři sci-fi využívat ve svých dílech. Červí díra je tunelem (či chcete-li můstkem) spojujícím dva vzdálené regiony časoprostoru. Jednoduše si její fungování můžeme představit tak, že v ten okamžik, kdy bychom vstoupili do jednoho konce, bychom se vynořili na jejím druhém konci, ať je jakkoliv daleko. Je to tedy jakási „absolutní“ forma nadsvětelného cestování. Stejně jako v případě warpového pohonu se ovšem ve skutečnosti nadsvětelnou rychlostí nepohybujeme – v našem lokálním rámci se pohybujeme normální podsvětelnou rychlostí, jen jsme si zkrátili cestu manipulací se samotným časoprostorem – prošli jsme časoprostorovou zkratkou.
I když v některých sci-fi se objevují červí díry přírodního původu, vznik takového úkazu bez lidského zásahu je velmi nepravděpodobný. Přírodní červí díra by snad mohla vzniknout jedině v dobách ranného velkého třesku v místech, kde by se vyskytovaly určité typy hypotetických kosmologických strun se zápornou hmotností tvořících smyčku. Vzhledem k tomu, že samotná existence kosmologických strun (lineárních defektů časoprostoru s neuvěřitelnou hustotou) je extrémně nepravděpodobná, natož pak aby měly negativní hmotnost a tvořily smyčku, připadá mi tato teorie trochu přitažená za vlasy. Každopádně žádná teorie by se neměla zahazovat jen proto, že je nepravděpodobná. Vždyť i vznik života je velmi nepravděpodobnou událostí a přesto tu jsme.
A jak by šlo uměle vytvořit červí díru? Existují dvě schémata – Morris-Thornova červí díra a Visserova červí díra. S první možností poprvé přišel Michael Morris, Kip Thorne a Ulvi Yurtsever. V dnešní kvantové mechanice je známo, že stejně tak jako ve vakuu neustále vznikají a zanikají virtuální částice a antičástice, ve velmi malých měřítkách (blízkých Planckově velikosti) ve vakuu stejným způsobem neustále vznikají a zanikají i miniaturní červí díry. Původně si vědci mysleli, že kdyby byly tyto červí díry roztaženy na větší velikosti, došlo by prakticky okamžitě, vlivem jejich vlastní gravitace, k jejich kolapsu. Ani jediný foton by nebyl schopný proletět takovou červí dírou. Jenže Morris, Thorne a Yurtsever přišli na to, že pokud by se v ústí červí díry vytvořil region s negativní hustotou energie, červí díra by se stabilizovala a bylo by jí možné zvětšit na velikosti vhodné jak pro samotné lidi, tak i pro vesmírné lodě. Je to dáno tím, že negativní energie má gravitačně odpudivé vlastnosti, a tudíž zabraňuje gravitačnímu kolapsu červí díry. Červí díra by tedy byla extrahována z vakuové „kvantové pěny“, elektromagneticky roztažena do potřebných rozměrů a stabilizována pomocí negativní energie. Jeden z otvorů červí díry by byl udržován třeba na Zemi a druhý by mohl být umístěn na palubě vesmírné lodi, nebo by mohl sám o sobě být akcelerován a vystřelen k nějaké vzdálené hvězdě. Velkou nevýhodou tohoto konceptu je ohromné množství potřebné negativní energie (pro vytvoření a stabilizování červí díry s poloměrem ústí 1m odpovídá potřebná negativní energie množství, které vyzáří 10 miliard hvězd za jeden rok). Jiným problémem by také mohlo být nebezpečné radiální pnutí a tangenciální tlak vznikající v ústí červí díry, které by mohly za určitých okolností zničit kohokoliv, kdo by se pokoušel skrze červí díru projít.
Druhý koncept, jehož autorem je Matt Visser, je oproti předchozímu konceptu dosti odlišný. Je založený na tom, že k vytvoření červí díry by mohlo dojít spontánně mezi dvěmi místy ve vesmíru, ve kterých by docházelo ke stejným, velkým a ostrým deformacím časoprostoru. Na jednom místě ve vesmíru by byl z nějaké superhusté hmoty vytvořen prstenec. To samé by se provedlo na jiném místě ve vesmíru. Mezi těmito dvěma prstenci by pak mohlo dojít k samovolnému vzniku červí díry. Prstence by ovšem musely být tvořeny z hmoty s negativní hustotou energie (tedy se zápornou hmotností), a aby zakřivení vesmíru bylo dostatečné, muselo by jít o nějakou nesmírně hustou formu této zvláštní hmoty. Vhodným kandidátem by byly například kosmické struny se zápornou hmotností (jejichž existence je ale, jak jsem již uvedl, čistě hypotetická). Právě potřeba této superhusté zvláštní hmoty se zápornou hmotností je největší nevýhodou tohoto konceptu.
Problémem všech konceptů využívajících červí díry (a v některých případech i konceptů využívajících warpového pohonu) je možnost jejich vyústění v cestování časem a z toho plynoucí možnost porušení principu kauzality (tedy příčinnosti). Typickým příkladem je Morris-Thornova červí díra (Visserova červí díra tímto problémem trpět nemusí, protože není nutné uvádět její otvory do pohybu). Jeden z otvorů červí díry by byl umístěn na Zemi a druhý na palubě rychlé vesmírné lodi (zase si jako příklad vezmeme cestu vesmírnou lodí neustále zrychlující o 1g přes celou Galaxii). Na palubě lodi by vlivem diletace času uplynulo pouhých 12 let, než by dosáhla opačného konce galaxie. Ale za kolik let pozemského času bychom museli vlézt do otvoru červí díry na Zemi, abychom vylezli na vesmírné lodi na opačném konci galaxie? Samozřejmě bychom měly říct že za 100000 let, protože právě v této době se loď bude skutečně na druhém konci galaxie nacházet, ale ve skutečnosti tomu tak není. Otvor na Zemi bude na opačný konec galaxie ústit už za pouhých 12 let – tedy za dobu, která uplyne posádce lodi. To ovšem znamená, že otvor na Zemi ústí do vzdálené budoucnosti a otvor na vesmírné lodi naopak do vzdálené minulosti! Máme tu skutečné a nefalšované cestování časem. A právě toto je velký problém, jelikož cestování časem zákonitě může vyústit v porušení kauzality. Podle Stephena Hawkinga se tak ovšem nemůže stát. Červí díry podle něj mohou existovat i umožňovat okamžité nadsvětelné cestování a komunikaci, ale v případě, kdy by jeden z otvorů červí díry ústil do jiného časového úseku než druhý (a červí díry by tedy umožňovala cestování v čase), by bylo cestování skrze díru znemožněno. Tím, jak by se při urychlování jednoho z otvorů stávala červí díra strojem času, došlo by k vytvoření tzv. Cauchyho horizontu. Jakýkoliv předmět (nebo i pouhé světlo), který by chtěl projít skrze tuto červí díru by musel projít i skrze Cauchyho horizont. Jenže jakýkoliv pokus o transfer skrze Cauchyho horizont způsobí okamžitý exponencionární nárůst vakuových fluktuací, které způsobí destrukci červí díry. Nutno dodat, že toto je jen jedna z teorií a dnes nikdo nemůže s určitostí vědět, jak by tomu bylo ve skutečnosti.
Červí díry jsou velmi zajímavým konceptem cestování, jelikož jako jediné umožňují zcela okamžitý (tj. bez jakékoliv časové prodlevy) přesun z jednoho místa vesmíru na jiné místo vesmíru, přičemž nezáleží na tom, jak daleko od sebe tato místa leží (může to být třeba jen pár metrů, ale klidně také stovky miliard světelných let). Červí díry jsou také o něco málo blíže realitě, než warpový pohon. Ovšem stejně tak jako warpový pohon potřebují enormní množství negativní energie nebo zvláštní hmoty se zápornou hmotností. To je činí asi tak stejně vzdálené realitě, jako warpový pohon. Vše, co jsem napsal v závěru o warpovém pohonu tudíž platí i o červích dírách. Ať je jejich konstrukce sebevíc vzdálená od současnosti, já jsem pevně přesvědčen, že jednou je lidstvo bude schopno stvořit.
Nabudúce zhrnutie všetkých ostatných možností.
Michal Křenek http://mikos.ic.cz m.krenek@volny.cz