Посебна релативност. Био је свемир истраживача свемира, футуриста и аутора научне фантастике откад га је Алберт Еинстеин први пут предложио 1905. За оне који сањају да ће људи једног дана постати међузвездна врста, ова научна чињеница је попут мокре ћебе. На сву срећу, предложено је неколико теоријских концепата који указују на то да би путовање брже од светлости (ФТЛ) можда било могуће једног дана.
Популарни пример је идеја о црвоточној рупи: шпекулативна структура која повезује две удаљене тачке у просторном времену које би омогућиле међузвездано путовање у свемир. Недавно је тим научника из Иви Леагуе спровео истраживање које је указало на то како „покретне црвоточине“ заправо могу бити стварност. Лоша вест је да њихови резултати указују на то да ове црвоточне рупе нису баш пречице и да би могле бити космички еквивалент „предугог пута“!
У почетку је теорија црвоточина предложена као могуће решење пољских једначина Еинстеинове теорије опште релативности (ГР). Убрзо након што је Еинстеин објавио теорију 1915. године, немачки физичари Карл Сцхварзсцхилд пронашли су могуће решење које није предвиђало само постојање црних рупа, већ и ходника који ће их повезивати.
Нажалост, Сцхварзсцхилд је открио да ће се свака црвоточина која спаја две црне рупе пребрзо срушити да би ишта прешло са једног на други крај. Једини начин на који би они могли да се крећу био би да су стабилизовани постојањем егзотичних материја са негативном енергетском густином. Даниел Јафферис, ванредни професор физике на Универзитету Харвард Тхомас Д. Цабот, имао је другачији став.
Како је описао своју анализу током састанка Америчког физичког друштва у Денверу у Колораду 2019. године:
„Могућност помицања црвоточних конфигурација одавно је извор фасцинације. Описат ћу прве примере који су конзистентни у теорији гравитације која се може употријебити УВ, а не укључују егзотичну материју. Конфигурација укључује директну везу између два краја црвоточне рупе. Такође ћу расправљати о њеним импликацијама на квантне информације у гравитацији, парадоксу информације о црној рупи и њеном односу према квантној телепортацији. "
За потребе ове студије, Јафферис је проучио рад који су извршили Еинстеин и Натхан Росен 1935. Желећи проширити рад Сцхварсзцхилда и других научника који траже решења за ГР, они су предложили могуће постојање „мостова“ између две удаљене тачке у свемирског времена (познатог као "Еинстеин-Росен мостови" или "црвоточине") који би теоретски могао да дозволи да материја и предмети пролазе између њих.
До 2013. ову су теорију користили теоријски физичари Леонард Сусскинд и Јуан Малдацена као могућу резолуцију за ГР и „квантно заплетање“. Позната као претпоставка ЕР = ЕПР, ова теорија сугерише да су црвоточине због чега се елементарне честице могу заплести са оним партнера, чак и ако су раздвојене милијардама светлосних година.
Одавде је Јафферис развио своју теорију, постулирајући да би црвоточне рупе заправо могли да прођу светлосне честице (ака. Фотони). Да би то тестирао, Јафферис је обавио анализу уз помоћ Пинг Гаоа и Арона Валл-а (дипломски студент Харварда и научник са Универзитета Станфорд).
Оно што су открили је да иако је теоретски могуће да светлост јеле прође кроз црвоточину, они нису баш космичка пречица којој смо се сви надали. Као што је Јафферис објаснио у изјави за АИП штампу, "Потребно је дуже да се прође кроз ове црвоточине него да се иде директно, тако да нису баш корисни за свемирска путовања."
У основи, резултати њихове анализе показали су да је директна веза између црних рупа краћа од везе с црвоточинама. Иако ово свакако звучи као лоше вести људима који су узбуђени изгледом за међузвездано (и интергалактичко) путовање једног дана, добра вест је да ова теорија пружа нови увид у царство квантне механике.
"Стварни увоз овог дела је у односу на проблем информисања о црној рупи и повезаности гравитације и квантне механике", рекао је Јафферис. „Проблем“ који он назива познат је као Парадокс информације о црној рупи, нешто са чиме се астрофизичари суочавају од 1975. године, када је Стивен Хокинг открио да црне рупе имају температуру и полако пропуштају радијацију (ака. Хавкинг зрачење).
Овај парадокс односи се на то како су црне рупе у стању да сачувају све информације које прођу у њих. Иако би се било која материја која се накупила на њиховој површини компресовала до тачке сингуларности, квантно стање материје у тренутку компресије биће сачувано захваљујући дилатацији времена (временом замрзне).
Али ако црне рупе изгубе масу у облику зрачења и на крају испаре, ове информације ће се на крају изгубити. Развојем теорије кроз коју свјетлост може проћи кроз црну рупу, ова студија би могла представљати средство за разрјешење овог парадокса. Уместо да зрачење из црних рупа представља губитак масовне енергије, могло би бити да Хокингова радијација заправо долази из другог региона свемирског времена.
Такође може помоћи научницима који покушавају да развију теорију која обједињује гравитацију са квантном механиком (ака. Квантна гравитација или „теорија свега“). То је због чињенице да је Јафферис користио алате квантне теорије поља како би постулирао постојање пролазних црних рупа, уклањајући на тај начин потребу за егзотичним честицама и негативном масом (које изгледају у нескладу с квантном гравитацијом). Као што је Јафферис објаснио:
„То даје узрочну сонду регијама које би у супротном биле иза хоризонта, прозор за искуство посматрача у простору, који је споља доступан. Мислим да ће нас научити дубоким стварима о кореспонденцији мера / гравитације, квантној гравитацији, па чак и о новом начину формулисања квантне механике. "
Као и увек, пробој теоријске физике може бити мач са две оштрице, давање једном руком и одузимање другом. Иако је ова студија можда бацила више хладне воде на сан о путовању ФТЛ-ом, она би нам могла јако добро да откријемо неке дубље мистерије Универзума. Ко зна? Можда ће нам неко од овог знања омогућити да нађемо пут око тог спотицања познатог као Посебна релативност!
