ДЕНВЕР - Истраживачи су развили нови, неизрециво опасан и невероватно спор начин да пређу свемир. Укључује црвоточине које повезују посебне црне рупе које вероватно не постоје. То би могло објаснити шта се заиста дешава када физичари квантно-телепортирају информације из једне тачке у другу - из перспективе телепортираног мало информација.
Даниел Јафферис, физичар са Харвард универзитета, описао је предложени метод на предавању 13. априла овде, на састанку Америчког физичког друштва. Ова метода, рекао је окупљеним колегама, укључује две црне рупе које су заплетене тако да су повезане кроз простор и време.
Шта је црвоточина?
Њихова идеја решава дугогодишњи проблем: Кад нешто уђе у црвоточину, потребна јој је негативна енергија да би изашла са друге стране. (У нормалним околностима, облик простора-времена на излазу из црвоточине онемогућава пролазак кроз њега. Али, супстанца са негативном енергијом у теорији може превладати ту препреку.) Али ништа у физици гравитације и простора-времена - физика која описује црвоточине - омогућава такве врсте импулса негативне енергије. Тако да је кроз црвоточине немогуће заправо проћи.
"То је само веза у простору, али ако покушате да прођете кроз њу, она се пребрзо руши да не бисте могли да је прођете", рекао је Јафферис за Ливе Сциенце након свог разговора.
Овај старији модел црвоточине потјече из рада Алберта Еинстеина и Натхана Росена, објављеног у часопису Пхисицал Ревиев 1935. Два физичара схватила су да ће, под одређеним околностима, релативност диктирати да простор-вријеме закриви толико екстремно да би био нека врста тунела (или "мост") формирао би повезивање две одвојене тачке.
Физичари су чланак делимично написали како би искључили могућност црних рупа у свемиру. Али у деценијама откад су физичари схватили да црне рупе постоје, стандардна слика црвоточине постала је тунел у коме се два отвора појављују као црне рупе. Међутим, према овој идеји, попут тунела вероватно никада неће постојати природно у свемиру, а ако и постоји, нестао би и пре него што ишта прође кроз њега. У 1980-им, физичар Кип Тхорне написао је да би нешто могло проћи кроз ову црвоточину ако се примијени нека врста негативне енергије да се црвоточина отвори отворено.
Квантна уплитање
Јафферис је заједно са Харвард физиком Пинг Гаом и станфордским физичаром Ароном Валлом развио начин примјене верзије негативне енергије која се ослања на идеју из врло различитог подручја физике која се зове запетљавање.
Заплетеност долази из квантне механике, а не релативности. Још давне 1935. године Алберт Ајнштајн, Борис Подолски и Натхан Росен објавили су још један рад у Физичком прегледу који показује да се по правилима квантне механике честице могу међусобно "повезати" тако да понашање једне честице директно утиче на понашање друге.
Ајнштајн, Подолски и Розен су сматрали да ово доказује да нешто није у реду са њиховим идејама квантне механике, јер ће омогућити да се информације крећу брже од брзине светлости између две честице. Сада, физичари знају да је заплетеност стварна, а квантна телепортација готово је рутински део физичких истраживања.
Ево како функционира квантна телепортација: закачите две честице светла, А и Б. Затим, дајте пријатељу Б да оде у другу собу. Затим третирајте трећи фотон, Ц, против фотона А. који заплеће А и Ц, и разбија замршеност између А и Б. Затим можете измерити комбиновано стање А и Ц - које се разликује од изворних стања А, Б или Ц - и пренесите резултате комбинованих честица вашем пријатељу у суседној соби.
Без познавања стања Б, ваш пријатељ може потом користити те ограничене информације да манипулише с Б како би се створила честица стања Ц која је имала на почетку процеса. Ако мери Б, научиће првобитно стање Ц, а да јој то нико не каже. Информације о честици Ц функционално се телепортирају из једне просторије у другу.
Ово је корисно, јер може деловати као нека врста нераскидивог кода за слање порука из једне тачке у другу.
А заплетеност није само својство појединих честица. Већи предмети се такође могу заплести, мада је савршени заплет између њих много тежи.
Заплетене црне рупе могу да вас превезу
Давне 1935. физичари који су писали ове радове нису имали појма да су црвоточне рупе и заплете повезани, рекао је Јафферис. Али 2013. године, физичари Јуан Малдацена и Леонард Сусскинд објавили су чланак у часопису Прогресс ин Пхисицс који повезује две идеје. Две савршено заплетене црне рупе, тврдили су, играће као црвоточина између њихове две тачке у простору. Идеју су назвали "ЕР = ЕПР", јер је повезао папир Ајнштајн-Розен са папиром Ајнштајн-Подолски-Розен.
На питање да ли у свемиру заиста могу постојати две потпуно исплетене црне рупе, Јафферис је рекао: "Не, не, сигурно не."
Није да је ситуација физички немогућа. То је једноставно превише прецизно и огромно да би се створио наш неуредни универзум. Израдити две савршено заплетене црне рупе било би попут победе на лутрији, само зилијуни на билионе пута мање вероватни.
А ако и постоје, рекао је, изгубили би своју савршену корелацију у тренутку када би неки трећи објекат ступио у интеракцију са једним од њих.
Али, ако би такав пар постојао, негде негде, тада би Јафферисов, Гаоов и Валлов метод могао да функционише.
Њихов приступ, који је први пут објављен у часопису Јоурнал оф Хигх Енерги Пхисицс у децембру 2017. године, иде овако: Баци пријатеља у једну од заплетених црних рупа. Затим измерите такозвано Хавкинг зрачење које излази из црне рупе, а које кодирају неке податке о стању те црне рупе. Затим додајте те информације у другу црну рупу и користите је за манипулацију другом црном рупом. (Ово може бити једноставно као избацивање гомиле Хавкинг зрачења из прве црне рупе у другу.) Теоретски, ваш пријатељ би требало да искочи из друге црне рупе тачно онако како је ушла у прву.
Из његове перспективе, Јафферис је рекао, она би заронила у црвоточина. И док би се приближавала сингуларности на њезином врату, доживела би „пулс“ негативне енергије који би је потиснуо на другу страну.
Ова метода није нарочито корисна, рекао је Јафферис, јер ће увек бити спорији од физичког померања удаљености између две црне рупе. Али то сугерише нешто о универзуму.
Из перспективе мало информација које пролазе између заплетених честица, рекао је Јафферис, нешто слично се можда догађа. Рекао је да на скали појединачних квантних објеката заиста нема смисла говорити о кривуљи простора и времена да би се створила црвоточина. Али укључите још неколико честица у мешавину за мало сложенији залогај квантне телепортације, и одједном модел црвоточина има пуно смисла. Овде постоји снажан доказ, рекао је, да су две појаве повезане.
То такође снажно сугерира, рекао је, да би информације изгубљене у црној рупи могле ићи негде где би је могле једног дана пронаћи.
Ако сутра паднете у црну рупу, рекао је, сва нада се неће изгубити. Довољно напредна цивилизација могла би бити у стању да зумира око универзума, прикупљајући сва Хокингова зрачења која се емитују из црне рупе док је полако испаравала еонима, и компримирајући то зрачење у нову црну рупу, заплетену са оригиналом током времена. Једном када се појавила нова црна рупа, можда ће вас бити могуће повући из ње.
Теоретска истраживања ове методе кретања између црних рупа, рекао је Јафферис, су у току. Али циљ је више разумети основну физику него извести спасилачке црне рупе. Дакле, можда је најбоље да не ризикујете.
