z całym moim entuzjazmem do przyszłości ludzkości w kosmosie, jest jeden rażący problem. Jesteśmy miękkimi workami z mięsem, w większości z wodą, a te inne gwiazdy są naprawdę bardzo daleko. Nawet przy najbardziej optymistycznych technologiach lotów kosmicznych, jakie możemy sobie wyobrazić, nigdy nie dotrzemy do innej gwiazdy w życiu człowieka.

rzeczywistość mówi nam, że nawet najbardziej pobliskie gwiazdy są niezrozumiale daleko, a podróż wymagałaby ogromnych ilości energii lub czasu. Rzeczywistość mówi, że potrzebujemy statku, który może przetrwać setki lub tysiące lat, podczas gdy pokolenie za pokoleniem astronautów rodzi się, żyje i umiera w drodze do innej gwiazdy.

z kolei science fiction zachwyca nas swoimi urzekającymi metodami Zaawansowanego napędu. Podkręć napęd warp i obserwuj, jak gwiazdy mijają nas, udając się na Alfa Centauri tak szybko, jak rejs dla przyjemności.

wiesz co jest jeszcze łatwiejsze? Tunel czasoprzestrzenny – magiczna brama, która łączy ze sobą dwa punkty w przestrzeni i czasie. Po prostu wyrównaj szewrony, aby wybrać miejsce docelowe, poczekaj, aż wrota się ustabilizują, a potem idź… idź! do celu pół galaktyki dalej.

tak, byłoby miło. Ktoś naprawdę powinien wymyślić te tunele czasoprzestrzenne, zapoczątkowując śmiałą nową przyszłość międzygalaktycznego speedwalkingu. Czym dokładnie są tunele czasoprzestrzenne i kiedy będę mógł ich użyć?.

tunel czasoprzestrzenny, znany również jako most Einsteina-Rosena jest teoretyczną metodą składania przestrzeni i czasu, dzięki czemu można połączyć dwa miejsca w przestrzeni razem. Możesz wtedy natychmiast podróżować z jednego miejsca do drugiego.

użyjemy klasycznej demonstracji z filmu Interstellar, gdzie rysujesz linię z dwóch punktów na kartce papieru, a następnie składasz Papier i przeciągasz ołówek, aby skrócić podróż. To działa świetnie na papierze, ale czy to jest prawdziwa fizyka?

jak uczył nas Einstein, grawitacja nie jest siłą, która ciągnie materię jak magnetyzm, jest właściwie wypaczeniem czasoprzestrzeni. Księżyc myśli, że po prostu podąża prostą linią przez przestrzeń, ale w rzeczywistości podąża wypaczoną ścieżką stworzoną przez ziemską grawitację.

i tak, według Einsteina i fizyka Nathana Rosena, można splątać czasoprzestrzeń tak mocno, że dwa punkty mają tę samą fizyczną lokalizację. Jeśli utrzymalibyśmy to wszystko w stabilnym stanie, moglibyśmy ostrożnie oddzielić te dwa regiony czasoprzestrzeni, tak aby były nadal w tym samym miejscu, ale oddzielone dowolną odległością.

zejdź ze studni grawitacyjnej jednej strony tunelu, a następnie natychmiast pojawi się w innym miejscu. Miliony czy miliardy lat świetlnych stąd. Tunele czasoprzestrzenne są teoretycznie możliwe do utworzenia, ale są praktycznie niemożliwe z tego, co obecnie rozumiemy.

pierwszym dużym problemem jest to, że tunele czasoprzestrzenne nie są przemierzane zgodnie z ogólną teorią względności. Miejcie to na uwadze; fizyka, która przewiduje te rzeczy, zabrania ich używania jako metody transportu. To dość poważny atak na nich.

Po drugie, nawet jeśli tunele czasoprzestrzenne mogą być tworzone, byłyby całkowicie niestabilne, zapadając się natychmiast po ich utworzeniu. Jeśli próbowałeś wejść na jeden koniec, równie dobrze możesz wejść do czarnej dziury.

Po trzecie, nawet jeśli są one przemierzalne i mogą być stabilne, w momencie, gdy jakikolwiek materiał próbował przejść przez – nawet fotony światła – powodowało to ich zapadanie się.

jest jednak promyk nadziei, ponieważ fizycy wciąż nie wymyślili, jak zjednoczyć grawitację i mechanikę kwantową.

oznacza to, że sam wszechświat może wiedzieć o tunelach czasoprzestrzennych rzeczy, których jeszcze nie rozumiemy. Możliwe, że powstały naturalnie jako część Wielkiego Wybuchu, kiedy czasoprzestrzeń całego wszechświata splątała się w osobliwość.

astronomowie zaproponowali szukanie tuneli czasoprzestrzennych w kosmosie, szukając sposobu, w jaki ich grawitacja zniekształca światło gwiazd znajdujących się za nimi. Nikt się jeszcze nie pojawił.

jedną z możliwości jest to, że tunele czasoprzestrzenne wyglądają naturalnie jak cząstki wirtualne, o których wiemy, że istnieją. Tyle że te byłyby niezrozumiale małe, w skali Plancka. Będziesz potrzebował mniejszego statku kosmicznego.

jednym z najbardziej fascynujących następstw tuneli czasoprzestrzennych jest to, że mogą one umożliwić podróżowanie w czasie.

oto jak to działa. Najpierw stwórz tunel czasoprzestrzenny w laboratorium. Następnie weź jeden koniec tunelu, umieść go na statku kosmicznym i odleć z dużą prędkością światła, tak aby dylatacja czasu zaczęła działać.

dla ludzi na statku kosmicznym nastąpiłoby tylko kilka lat, podczas gdy dla ludzi na Ziemi mogło to być setki, a nawet tysiące. Zakładając, że tunel jest stabilny, otwarty i można go przemierzać, podróżowanie przez niego byłoby interesujące.

Jeśli przejdziesz w jednym kierunku, nie tylko przesuniesz odległość między tunelami czasoprzestrzennymi, ale także zostaniesz przeniesiony do czasu, którego doświadcza tunel czasoprzestrzenny. Idź w jedną stronę i poruszaj się do przodu w czasie, idź w drugą stronę: do tyłu w czasie.

niektórzy fizycy, jak Leonard Susskind, uważają, że to nie zadziała, ponieważ naruszałoby to dwie podstawowe zasady fizyki: lokalną oszczędność energii i zasadę nieoznaczoności energia-czas.

Niestety, wygląda na to, że tunele czasoprzestrzenne będą musiały pozostać w sferze science fiction w dającej się przewidzieć przyszłości, a może na zawsze. Nawet jeśli możliwe jest tworzenie tuneli czasoprzestrzennych, to trzeba utrzymać je stabilne i otwarte, a potem trzeba wymyślić, jak wpuścić materię do nich bez zapadania się. Mimo to, gdybyśmy mogli to rozgryźć, podróż kosmiczna byłaby bardzo wygodna.