Előre utazni az időben nem nagy kunszt

Raffai Péter asztrofizikus: A fekete lyukak felfedezése a féregjáratok esetében is reménykeltő.

– Léteznek-e féregjáratok a valóságban?

– Elméleti előrejelzésként léteznek. Mai tudásunk szerint a féregjáratok az Einstein-egyenlet megoldásai, így nem kizárható a létezésük. Azt viszont nem tudjuk, hogy a gyakorlatban is léteznek-e. Már az sem egyértelmű, hogy hogyan tudnánk kimutatni egy féregjáratot. Nem ismerjük továbbá a mechanizmust, amely létrehozná ezeket a jelenségeket.

– Mit kell azon érteni, hogy a féregjárat megoldása az Einstein-egyenletnek?

– Az Einstein-egyenlet a tér geometriája és a teret kitöltő anyag között teremt kapcsolatot. Tehát azt magyarázza, hogy az anyag hogyan hat vissza a térre, amelyben van. A fekete lyukak és a féregjáratok úgy teljesítik az Einstein-egyenlet kritériumait, hogy a tér üres, nincs benne anyag. Sőt az egyenlet alapján az is elképzelhető, hogy létezik bennük olyan térpont, ahol végtelenné válik a téridő görbülete, tehát végtelen nagy lesz a gravitáció (ezt a pontot szingularitásnak nevezzük) – mindezt anyag nélkül. Ha van bennük szingularitás, fekete lyukról beszélünk, ha nincs, viszont két kijárata van a tér két különböző pontján, féregjárattal van dolgunk.

– Ha feltesszük, hogy léteznek, lehetséges-e utazni rajtuk keresztül?

– A féregjárat úgynevezett instabil megoldása az Einstein-egyenletnek, ami azt jelenti, hogy a zavarás hatására rögtön megszűnik, és nem tér vissza a nyitott állapotba. Emiatt ha beledobnánk valamit, vélhetően rögtön bezáródna. A bezáródás pedig gyorsabb lenne annál, mint hogy valaki átjuthatna rajta. Spekulatív megoldások azonban vannak arra, hogy mégis lehessen őket utazásra használni. Az egyik ilyen megoldás Kip Thorne elméleti fizikustól, a Csillagok között című, nemrég a mozikba került sikerfilm szellemi atyjától származik. Ehhez tudni kell, hogy az univerzumot kitölti a sötét energiának nevezett valami. Ezt egyelőre nem tudjuk kísérleti eszközökkel megfogni, de hatalmas testek (például galaxisok) közötti taszító kölcsönhatásként érzékeljük, hiszen az univerzum nem egyszerűen tágul, hanem gyorsulva tágul. Thorne szerint, ha valóban létezik e sötét energia, és hasznosíthatóan tudnánk kezelni, bejuttathatnánk a féregjáratba, és az általa kifejtett taszítás nyitva tartaná azt.

– A fekete lyukak is pusztán matematikai formulaként léteznek bizonyítottan?

– Nem, és a fekete lyukak felfedezésének története a féregjáratok esetében is reménykeltő lehet. Ezen égitestek létezéséről száz évvel ezelőtt ugyancsak kizárólag az Einstein-egyenlet üres térre vonatkoztatott elméleti megoldásaként voltak ismereteink, de azóta a valóságban is megtalálták őket. Tudjuk, hogy a mi galaxisunk közepén is van fekete lyuk, sőt ma már a létrejöttük mechanizmusát is értjük. A fekete lyukak közepén lévő szingularitásból lehetetlenség kijutni – a fény sem juthat ki –, hiszen ehhez a fénysebességnél gyorsabban kellene utazni. A szingularitás pereme az eseményhorizont.

– Hogy nézhetnek ki a féregjáratok a valóságban? Általában afféle lefolyóként ábrázolják őket a sík téridőn, de mennyiben tekinthető ez reálisnak?

– Ha síkban ábrázoljuk a teret, akkor nem csinálunk mást, mint annak egy vetületét képezzük le, a dimenziói számát eggyel csökkentve. Ebből a sík térből harmadik dimenzióként nyúlik ki a féregjárat. Ugyanezt kell elképzelnünk eggyel magasabb dimenzióban. A háromdimenziós térben a féregjáratok bejárata nem körként, hanem gömbként jelenne meg (ahogy az a filmben is látszik). Ezekhez jön még egy dimenzió, ami összeköttetést teremt a tér két pontja között, és a közöttük lévő távolságot lerövidíti. Ezt a kiterjedést persze háromdimenziós, képszerűen elképzelhető világhoz szokott elménk nehezen képes értelmezni. Talán kívülről nem is látszana belőle semmi, csak a gömbszerű bejárat, és a féregjárat belsejében tárulna föl maga az összeköttetés.

– A fekete lyukak valóban használhatók időgépként?

– Furcsán hangozhat, de az időben előre utazni fizikai értelemben nem nagy kunszt, erre megvannak és ismertek a mechanizmusok. Az egyik módszer az, ha beülünk egy űrhajóba, majd felgyorsítjuk azt a fényéhez nagyon közeli sebességre. Ilyenkor ugyanis számunkra lassabban múlik az idő, mint a környezet számára, és miközben a külső világban évek, évszázadok telnek el, a mi szempontunkból esetleg csak percek (a sebességtől függően). A másik módszer az, ha az űrhajónkkal leparkolunk egy hatalmas gravitációs erővel rendelkező fekete lyuk közelében. Ilyenkor ugyanaz történik, mint a majdnem fénysebességű űrhajón: a külső világban gyorsabban telik az idő. Az időben visszafelé történő utazás viszont sokkal problémásabb. Erre még spekuláció sem sok van, de az egyik ilyen ugyancsak Kip Thorne-tól származik, és így meg is jelenik a Csillagok közöttben. Ehhez a féregjáratokra lenne szükség, méghozzá úgy, hogy mi hozzuk őket létre mesterségesen. Nyitnunk kellene egy féregjáratot itt a Földön, a másik végét pedig ráerősítenénk az űrhajónkra, amellyel utazni akarnánk az időben (vagy a gyorsításos, vagy a fekete lyukas módszerrel). Ekkor a külső világ ideje gyorsabban telik, mint a mi időnk, viszont a féregjáraton keresztül azt látnánk, hogy a másik oldal ideje szinkronban maradt a mi időnkkel. A féregjáraton keresztül vissza is juthatnánk a külső világ számára a múltba. Viszont látható, hogy ez a módszer csak a kiindulási pontig enged visszautazni, korábbra nem.