Crvotočine i svemirska putovanja

Dec 18, 2014 by

Malo je stvari u fizici koje bi se na spisku najmisterioznijih našle ispred crvotočina. Ovi tuneli u prostor-vremenu zaokupljaju maštu kako fizičarima, tako i piscima naučne fantastike već decenijama, i to sa razlogom. Ideja da sa jednog kraja univerzuma odete u drugi, ili možda čak u neki drugi univerzum, sve to kroz nekakav tunel u prostor-vremenu je svakako privlačna. No, spustimo se na zemlju, ostavimo naučnu fantastiku i na trenutak sagledajmo činjenice koje znamo o tim tunelima.
Pre nego što pređemo na nešto detaljnije i komplikovanije stvari hajde da prvo vidimo na jednom primeru šta bi crvotočina zapravo trebala biti.
Uzmite list papira i savijte ga po sredini tako da se gornji i donji kraj dodiruju a zatim probušite pri vrhu vaš papir nekom cevčicom ili olovkom. Ako ste sve to uradili vi sada imate crvotočinu! Papir je predstavljao naš univerzum a preimagesdmet kojim ste ga probušili predstavlja crvotočinu. Crvotočine su, u stvari, prečice kojima se spajaju dva veoma udaljena kraja našeg univerzuma. Ako biste želeli da sa tačke gde ste probušili papir na jednoj polovini dođete do tačke gde je on probušen na drugoj bez upotrebe crvotočine, vi biste onda morali da pređete mnogo duži put u odnosu na onaj koji biste prešli da ste je koristili.

Ovo izgleda jednostavno, zar ne? Toliko jednostavno da nam je prilično teško da se uzdržimo od toga da se ne zapitamo zašto ih onda ne koristimo i istražimo udaljene krajeve univerzuma?
Odogovor na ovo pitanje je: zato što one ne postoje, ili bar nemamo dobar matematički model koji bi nedvosmisleno potvrdio njihovo postojanje.
Da bismo mogli valjano da potvrdimo da li crvotočine zaista postoje ili su samo jedna od zanimljivih ćorsokaka naših teorija, moramo da opišemo i razumemo sve procese koji se događaju u centrima crnih rupa a to, na žalost, neće biti moguće sve dok ne budemo pronašli način da uspešno objedinimo Ajnštajnovu relativnost i kvantnu mehaniku. Dok se to ne ostvari sve naše jednačine će gubiti smisao u ekstremnim uslovima u centru crnih rupa jer naša fizika u tim uslovima jednostavno ne funkcioniše. Ipak, dok se tako nešto ne dogodi, a fizičari ulažu ogromne napore da što pre pomire relativnost i kvantnu mehaniku, možemo da vidimo šta do sada znamo i otkuda uopšte ideja o tako fantastičnim prečicama kroz univerzum. Prva stvar koju moramo da objasnimo jeste Ajnštajnovo viđenje gravitacije. Po njemu gravitacija nije sila, kako je to smatrao Njutn, već zakrivljenje prostor-vremena u prisustvu mase. Kao kada bismo na razapetu tkaninu spustili neki predmet. Tkanina bi ispod i oko tog predmeta ulegla i baš to ulegnuće je ono što je Ajnštajn prikazao kao gravitaciju.
Ovakvo viđenje gravitacije navelo ga je da sa kolegom Nejtanom Rozenom definiše Ajnštajn – Rozenov most koji mi nazivamo crvotočinom. Oni taj most objašnjavaju time da ogromna masa savija prostor tako da on stvara tunel. Tako savijen prostor bi imao oblik levka koji bi onda predstavljao jedan kraj crvotočine, drugi kraj bi bio identičan prvom samo okrenut suprotno.

Zašto su crvotočine tako zanimljive?

Najočigledniji razlog zbog koga su crvotočine zanimljive jeste to što bi, ako zaista postoje i ako bi mogli da ih iskoristimo, predstavljale vrlo praktičan način da skratimo naše putovanje do udaljenih delova kosmosa jer bi skratili udaljenost do njih. Podsetimo se, crvotočine su prečice u univerzumu.
Druga stvar koja crvotočine čini zanimljivima jeste mogućnost da se uz pomoć njih manipuliše vremenom, u neku ruku. Prolazak kroz crvotočinu podrazumevao bi putovanje brzinom svetlosti, i brže. Naravno, ako bi to bilo moguće, a nije i neće biti još dugo pošto ne raspolažemo dovoljnom količinom energije. Svejedno, lepo je znati da ćemo to možda moći kada budemo mogli da generišemo potrebnu energiju.

Umetnički prikaz vasionskog broda koji ulazi u crvotočinu

Zašto već ne koristimo crvotočine?

Prvo, zato što još uvek nismo sasvim sigurni da li one zaista postoje. Matematika pruža takvu mogućnost ali to još uvek ne znači da je priroda zaista i iskoristila. Postoje brojni primeri matematičkih mogućnosti koje ne postoje u realnosti.
Druga stvar je što crvotočine zahtevaju ogromno zakrivljenje prostor-vremena koje se jedino može naći u crnoj rupi, a mehanizme unutar crnih rupa još uvek nismo ni zagrebali, jedino što znamo je činjenica da bi nas gravitacija rastrgla. Osim toga crvotočine bi mogle biti vrlo nestabilne što bi prolazak kroz njih činilo suviše rizičnim.
Treći i najteži problem je apsolutna granica brzine kojom se materija u kosmosu može kretati – brzina svetlosti. Da bismo napustili crvotočinu bila bi nam neophodna brzina koja premašuje svetlosnu, a takvu je brzinu nemoguće dostići jer bi tada imali beskonačnu masu i nulte dimenzije što bi sasvim sigurno izazvalo kolabiranje crvotočine iz istog razloga iz koga se ona i stvara – gravitacije. Mada, postoji nekoliko mogućnosti kojima bi možda mogli da zaobiđemo svetlosnu barijeru.

Da li bi ipak nekako mogli da koristimo crvotočine?

Ukoliko one zaista postoje, mogli bi, ali ne u skorije vreme jer bi to zahtevalo ogromne količine energije koje nama neće biti dostupne bar za još nekoliko hiljada godina. Ali, hajde da ipak preskočimo pitanje energije tako što ćemo zamisliti da je ona dostupna i da vidimo kako bi mogli da koristimo crvotočine.

Jedan od načina za to bio bi proširenje hipotetičkih crvotočina koje nestaju usled kvantnih fluktuacija vakuuma. Ako bismo posmatrali nasjtinije deliće univerzuma videli bismo da je prostor u stvari nalik okeanu virtuelnih parova čestica koji nastaju i nestaju u deliću sekunde. Ovi parovi virutalnih čestica stvaraju i niz malih, kratkoživućih crvotočina koje bi možda mogli u nekoj daljoj budućnosti da povećamo i koristimo.

Drugi način je korišćenje Opšte teorije relativnosti po kojoj energija takođe može saviti prostor, što znači da može i magnetizam. Ima fizičara koji su prilično uvereni oko toga da se magnetizmom može stvoriti crvotočina. Međutim za takav poduhvat bi nam trebalo magnetno polje od 10^19 Tesla što je vrlo daleko od naših mogućnosti jer smo trenutno sposobni da generišemo magnetno polje samo do 10 T.owc_c1_960

Još jedna poteškoća koju bismo imali čak i kada bi imali mogućnost da primenimo drugu metodu jeste to što bi nam trebala negativna energija i masa koju bismo smestili u središte crvotočine. Valja napomenuti da je još 1948. godine dokazano postojanje negativne energije kroz efekat poznat kao Kazimirov efekat, po naučniku koji ga je i otkrio, Hendriku Kazimiru. Ovim efektom Kazimir je dokazao postojanje negativne energije na taj način što je pokazao da je energija između dve nenalektrisane metalne ploče manja od energije vakuuma van ploča. Da je gomilanje tolike količine negativne energije nemoguće za još dugo, dugo vremena, govori činjenica da bi negativna masa koja je potrebna da se stabilizuje crvotočina čiji bi prečnik bio 1m bila isuviše velika, otprilike masa Jupitera, samo sa negativnim predznakom. Za putovanja kroz kosmos nama su neophodne daleko veće crvotočine od jednog metra u prečniku, što automatski iziskuje i daleko više negativne materije i energije kojom bi stabilizovali te crvotočine. Na to možemo da zaboravimo dok ne steknemo dovoljno znanja i ne stvorimo potrebnu tehnologiju za jedan tako veliki poduhvat. Ali jednog dana možda…

Social Comments

Related Posts

Tags

Share This

Leave a Reply