Abydos Gate Abydos Gate Abydos Gate
Címoldal Fórum Vendégkönyv Hírek Letöltés Kérdőív E-mail Frissítések Linkek GYIK



Féregjáratok
Írta: Nagy Róbert (Beatbull), 2002. április 20.

 Tartalom

  Einstein-Rosen-híd
  Negatív energia
  Casimir-jelenség
  Féregjárat
  Warp-meghajtás
  Meztelen szingularitás

Einstein-Rosen-híd

A fekete lyukak még egy érdekességet rejtegetnek: Már 1935-ben bebizonyította Albert Einstein és Nathan Rosen, hogy a relativitás-elmélet a téridőben "hidakat" (Einstein-Rosen-híd) engedélyez, melyeket ma féregjáratoknak nevezünk. Egy ilyen féregjáratot egy fekete lyuk tudna létrehozni, amely ezen keresztül egy fehér lyukkal, vagy egy másik fekete lyukkal kerül összeköttetésbe, amely valahol messze a világegyetemben található. Egy alagútszerű rövidítést hoz létre a világegyetem távol lévő pontjai között.

Beszállhatnánk egy fekete lyukba, ahol a szingularitása felé tartó szívóhatásába jutnánk, amiből viszont a forgás miatt nem feltétlenül oda kerülnénk. Forgó fekete lyukak pont alakú szingularitás helyett gyűrű alakú szingularitást is hordozhatnának belsejükben. Így tehát utunk a két lyukat összekötő csatornán át vezetne, a féregjáraton. Némely (elég kételyes) számítás szerint lehető lenne nagyon nagy tömegű (> 10 ezer naptömeg) fekete lyukakat sérülés nélkül megközelíteni, mert itt a gravitációs terheltség állítólag 15G-re csökken.

De akárhogy is nézzük, ez az utazás nem lenne szórakoztató. Ugyan közvetlenül és visszafordíthatatlanul a múltba vezet, de nagyon kellene sietni, mert az Einstein-Rosen-híd csak nagyon rövid élettartamú és nagyon gyorsan pontszerű szingularitássá szűkül.

A 60-as években John Wheeler és Robert Fuller fizikusok ezt ismét alátámasztották. A féregjárat eszerint a nehézségi erő miatt olyan gyorsan omlik össze, hogy még fény sem tudna rajta átjutni, ugyanis még a lehető legkisebb zavaró tényező, pl. akár még egy foton is kiválthatná ezt a folyamatot.

 

Negatív energia

De úgy tűnik, hogy van egy kiút ebből a problémából:

Elméletileg fekete lyuk nélkül is létrehozhatók a féregjáratok, amelyek még eléggé nagyok és stabilak is. Ehhez szükséges a negatív energia, más néven exotikus tömeg. Az általunk ismert anyag kivétel nélkül pozitív energiával rendelkezik, ami által a téridőben pozitív görbület jön létre. Antianyag is pozitív energiával bír. Féregjárathoz viszont negatív görbületű térrészre van szükség, tehát negatív energiájú anyagra, mivel ez taszító gravitációnak felel meg. De mi ez a negatív energia és hogyan lehet előteremteni?

Itt jön elő segítségül a kvantummechanika határozatlansági relációja: az atom belseje ugyanis intenzíven "pezseg". Állandóan keletkeznek benne virtuális, ellentétes töltésű részecskepárok, melyek egymást abban a pillanatban meg is semmisítik, és ezt mind még abszolút vákuumban is. A képződésükhöz szükséges energiát a vákuumtól kölcsönzik, majd megsemmisülésükkor visszaadják. Ha ezeket az ingadozásokat kicsit el tudnánk nyomni, akkor a vákuum energiasűrűségét - mely kifele nulla - ez alá a nullaenergia-szint alá juttatnánk, és így egy negatív energiasűrűségű mezőt hoznánk létre.

A Heisenberg-féle határozatlansági reláció szerint minden mező energiasűrűsége - akár elektromos, mágneses, vagy gravitációs - ingadozik. Bizonyos időpontokban negatív értéket is felvehet, viszont a nagyobb értékű pozitív sűrűség által kiegyenlítődik. Mégpedig túlkompenzálódik a negatív kitérés, minél nagyobb az időintervallum a kitérések közt, annál jobban. Ezt a jelenséget kvantumkamatnak is nevezik: a negatív energia a kölcsön, amit kamatosan kell visszafizetni. Minél hosszabb a kölcsönnek az ideje (nagyobb időintervallum) és minél nagyobb a kölcsönösszeg (negatív energia), annál nagyobb a kamat (a pozitív kitérés). Ezzel együtt emelkedő kölcsönösszegeknél a futamidő egyre rövidebb.

Casimir-jelenség

Negatív energiájú mezőket laboratóriumokban állítanak elő. Ehhez az ún. - a felfedezőjéről (Hendrik B. G. Casimir, holland fizikus) elnevezett - Casimir-jelenséget használják. Már 1948-ban bebizonyította, hogy vákuumban két egymáshoz nagyon közel lévő töltés nélküli fémlemez vonzza egymást.

Ennek az oka a vákuumingadozásban keresendő. A legtökéletesebb vákuumban is állandóan létrejönnek virtuális részecskepárok anyagból és antianyagból, melyek a keletkezésükhöz szükséges energiát a vákuumtól kölcsönzik, majd nagyon rövid időn belül egymás megsemmisítése (annihiláció folyamata) során ezt az energiát visszaadják. Virtuális részecskéket nem lehet megfigyelni, mivel mindenféle megfigyelés valós részecskékké tenné őket. Viszont létükről indirekt bizonyíték pl. az, amikor hidrogén atomok parányit ide-oda mozognak, ami az energiaszintjükben egy mérhető, apró eltolódáshoz vezet.

Már a keletkezésük időpontjában is negatív energiasűrűségű a vákuum, mivel energiájának egy parányi részét a részecskéknek kölcsönözte. Mivel minden részecske hullámtermészetű is egyben, ezért a virtuális részecskéket hullámoknak is tekinthetjük.

A két fémlemez közé nem fér be mindegyik hullámhossz, hanem csak meghatározott hullámhosszak egészszámú többszörösei, míg a lemezek közötti téren kívül mindenféle hullámhossz létezhet.



Ebből az következik, hogy kívülről több hullám nyomása nehezedik a lemezekre, mint amennyivel a két lemez között kiegyenlítődne. Így a két lemez között negatív energiasűrűségű mező jön létre, mely során a két fémlemez között vonzás lép fel, ami újabb bizonyíték a virtuális részecskék létezésére. A Casimir-jelenség minimális: pl. ha a lemezek közti távolság a milliméter milliomod részével egyezik meg, akkor a légnyomásnak mindössze tízezredrésze a kvantumnyomás. Ha a lemezeket közelítjük egymáshoz, akkor még kevesebb hullám fér be közéjük, így a negatív energiasűrűsége tovább nő, ha pedig széjjelebb húzzuk a lemezeket, akkor megszűnik a jelenség. Pozitív energiasűrűség, pl. egy csillag, gravitációforrásként van jelen és vonzó hatást fejt ki. Ha negatív energiasűrűségű mezőket tudnánk létrehozni, akkor taszító erők forrását hoznánk létre, mellyel egy féregjárat stabilitását biztosíthatnánk.

Féregjárat

A féregjárat a térben egymástól nagyon messze lévő két pont közötti alagútszerű összeköttetés. Egyféle rövidítés megtestesítője a görbült téridőben, mely a görbületet egyszerűen megkerüli. A relativitás-elmélet alapján a fényt ugyan nem lehet megelőzni, de egy féregjárat segítségével kicselezhető lenne.

Hipotetikus féregjáratokat lehetne létrehozni, melyek elég nagyok lennének ahhoz, hogy egy ember vagy akár egy űrhajó is átférjen rajtuk. Mindössze olyan lehetőségre van szükség, mellyel elegendő negatív energiát tudunk rendelkezésre állítani. Akkor például a Földön beleléphetnénk egy féregjárat-ba és mindössze pár lépés után már az Androméda-ködben találnánk magunkat.



A valóságban viszont az, hogy egy féregjárat mikroszkopikus méretű lenne, átmérője nem lenne nagyobb 10-32 mm-nél. Ahhoz, hogy egy 1 m átmérőjű lyukat megnyissunk, 10-21 m keskeny negatív energiájú mezővel kellene körbevenni. Ehhez viszont annyi energia lenne szükséges, mint amennyit 10 milliárd csillag egy év alatt termel. Sőt, ha egy olyan lyukon gondolkodnánk, amin akár még egy űrhajó is átférhetne, akkor az ahhoz szükséges negatív energiájú mezők létrehozásához több energia lenne szükséges, mint amennyi az egész világegyetemben rendelkezésre áll.

De ezen kívül még következő problémák is felmerülnek: Féregjáraton keresztül időutazások is lehetségesek. Az ugyan már ismert, hogyha valaki fénysebesség körüli értékkel utazik, akkor visszaérésekor kevésbé annyira öregedne, mint a Földön maradt emberek. Viszont ha a féregjárat által létrehozott rövidítésen menne át, akkor vissza tudna térni még mielőtt elindulna. Ez viszont ellentmond a kazualitásnak. A másik gond a termodinamika második főtételével lenne, mely szerint a rendszer entrópiája (rendetlensége) csak egyenlő tud maradni vagy nő. Viszont a negatív energia ezt megsérthetné, hiszen ha egy féregjárat megnyitásához egy állandó negatív energiájú sugarat hozunk létre, akkor a kvantumelméletek alapján egy második, pozitív energiájú sugárnak is létre kell jönnie, amit másként hasznosíthatnánk. Ezzel létrejönne a perpetuum mobile, ami viszont nem lehetséges.

Warp-meghajtás

A negatív energia további alkalmazása során olyan lehetőség is adódik, mely során az űrhajók futurikus meghajtásaként lehetne hasznosítani, melyet pl. az Enterprise űrhajóról ismerünk Warp meghajtás néven (Warp=elgörbül, meghajlít).

Negatív energia segítségével ugyanis létrehozható lenne egy buborékszerű tér a téridőben, melynek az elülső részén a téridő összehúzódik, ami által a célhoz mért távolság lerövidül. A buborék - melyben az űrhajó van benne - mögött a téridő újra megnyúlik, ami által a kiindulási ponthoz mért távolság megnő. Az űrhajóban utazók nem észlelnének mozgást, hiszen a környezetükhöz képest ők relatív nyugalomban vannak, míg egy külső szemlélő a buborék meghatározott sebességű mozgását látja. Einstein szerint ugyan a fény nem előzhető meg, viszont a Warp-meghajtás egy megengedhető lerövidítést képezne a téridőben, hasonlóan egy féregjárathoz.



Az űrhajósoknak mindössze egyetlen nagy problémájuk lenne: a buborékot nem tudnák irányítani vagy kikapcsolni, ezeknek kívülről kell történniük. Viszont van egy olyan megoldás, melyben a jövő űrhajósai egy alagúthoz hasonló módosított téridőt hozhatnak létre a kiindulási és célhely között fénynél kisebb sebességgel haladva (ez viszont nem féregjárat lenne!), majd a visszaúton az alagutat fénynél gyorsabb sebességgel tudnák megtenni.

Meztelen szingularitás

A negatív energiának lenne még egy érdekes tulajdonsága is. Mivel taszító hatása van a gravitációra, ezért segítségével a fekete lyuk eseményhorizontját meg lehetne nyitni és így pillantást lehetne nyerni a meztelen szingularitásra. Ezt viszont Roger Penrose asztrofizikus által felállított kozmikus cenzúra tiltja meg nekünk. A fekete lyuk szingularitása olyan állapot, melyet semmiféleképpen sem tudunk leírni. A lyuk környéke, az eseményhorizontot kizárva, a lyukkal ellentétben az általunk ismert természeti törvényeknek van alávetve. A meztelen szingularitás ezt a határt sértené meg, emiatt a kozmikus cenzúra alapján nem engedélyezett.
Tehát egy a fekete lyukra irányított negatív energiájú impulzust rögtön egy nagyobb pozitív energiájú pulzus követne, amely a horizontot megint lezárná.

Minden itt leírt jelenség (féregjárat, Warp-meghajtás, meztelen szingularitás) nem kitalált fogalom, hanem neves tudósok bonyolult számításainak eredményei. A negatív energia létezik, ezt a Casimir-jelenség bizonyítja. Ebben a mikroszkopikus tartományban korlátlanul tud létezni. Ahhoz, hogy makroszkopikus objektumokat - pl. féregjáratokat - hozzunk létre, elképzelhetetlenül vékony negatív energiasűrűségű mezőkre lenne szükség. Ezeket pedig megvalósítani nem lehet, mivel - ahogy láthattuk - minden negatív impulzust feltétlenül követnie kell egy pozitív pulzusnak. Ezen felül a negatív pulzusok nagyon rövidek, ahhoz, hogy hosszabb időn át stabil negatív energiájú mezőt hozzunk létre, elképzelhetetlenül nagy pozitív energiamennyiségre lenne szükség.

Nem vagyunk jelenleg képesek Warp-meghajtás vagy féregjáratok megvalósítására. Az elméleti nézetek viszont mutatják, hogy gyakorlatban létezhetnek a természeti törvények megsértése nélkül - relativitás-elméletet és kvantumfizikát beleértve. Talán magasan fejlett civilizációk - melyek létéről aligha létezhet kétely - ezeket a technikákat hasznosítani tudták és már most is ezek segítségével utazzák be a világegyetemet. Talán az ember is hasonlót tud majd elérni a jövőben.





Címoldal Fórum Vendégkönyv Hírek Letöltés Kérdőív E-mail Frissítések Linkek GYIK