Vědci vytvořili červí díru, zatím jako simulaci v kvantovém počítači

Cestování červími dírami je jedním ze základních pilířů sci-fi příběhů. Zkratka prostorem, která propojuje dvě místa na opačném konci vesmíru, je snadnou cestou, jak čtenářům a divákům nabídnout velkolepou podívanou na nejvzdálenější galaxie, mlhoviny nebo planety. Mezinárodní vědecký tým teď oznámil, že dokázal tento jev vymodelovat v pokročilém kvantovém počítači.

Vědci oznámili, že v kvantovém počítači simulovali dvě miniaturní černé díry a přenesli mezi nimi zprávu prostřednictvím něčeho, co se chová a vypadá jako tunel v časoprostoru. 

Výsledky, jak je pro kvantové záležitosti typické, nedávají moc smysl –⁠ pokud se člověk pokusí chápat je podle toho, jak funguje běžný svět na nekvantové úrovni. Fyzika už ale dlouho ví, že pokud se dívá na kvantové jevy, platí jen málo pravidel, na něž jsme zvyklí. Autoři studie tvrdí, že při jejich experimentu vznikla průchozí červí díra, ale že přitom současně nedošlo k fyzickému narušení časoprostoru. Výsledky zveřejnili tento týden ve vědeckém časopise Nature.

Jako by červotoč vrtal kosmem

Červí díra je přitom podle definice právě trhlinou v prostoru a čase. Tento tunel mezi dvěma vzdálenými oblastmi ve vesmíru vědci označují jako Einstein-Rosenův most. Název pochází od dvou fyziků, kteří je jako první teoreticky popsali. Byli to Albert Einstein a Nathan Rosen. Ti ale ještě nepoužili tento pojem, vymyslel ho až fyzik John Wheeler v padesátých letech 20. století.

Schéma červí díry
Zdroj: Wikimedia Commons

„Vypadá to jako kachna, chodí to jako kachna, kváká to jako kachna. A přesně tohle máme. Něco, co z hlediska vlastností, na které se díváme, vypadá jako červí díra,“ řekl pro deník Guardian spoluautor studie, fyzik Joseph Lykken z Fermilabu.

Nejde ovšem o „klasickou“ červí díru, jak ji popisují sci-fi romány nebo předpovídají Einstein a Rosen. Podle vědců je to jakýsi „novorozenec mezi červími dírami“. Jedna ze spoluautorek pokusu, fyzička z Caltechu Maria Spiropuluová, doufá, že to není všechno. Věří, že se jim podaří nechat objekt dozrát a vznikne tak přinejmenším „batolecí červí díra“, a možná dokonce jednou i zcela „dospělá“.

Model blízký realitě

Nejde o fyzickou červí díru, ale jen o její model, opakují autoři výzkumu. Vznikl v kvantovém zařízení společnosti Google zvaném Sycamore quantum processor. Tento model je ale tak blízký realitě, jak je to jen možné. Daniel Harlow z MIT řekl deníku New York Times, že experiment byl založen na modelování, které bylo tak jednoduché, že mohlo být stejně dobře studováno pomocí tužky a papíru.

„Řekl bych, že nás to o kvantové gravitaci nenaučí nic, co bychom už nevěděli,“ uvedl Harlow. „Na druhou stranu si myslím, že je to vzrušující jako technický úspěch, protože dokud nedokážeme ani tohle (a zatím jsme to nedokázali), pak by simulace zajímavějších teorií kvantové gravitace byla určitě úplně mimo naše schopnosti.“

Sami autoři studie varovali před uspěchaným nadšením. K tomu, aby vědci dokázali takovým portálem poslat lidi nebo jiné živé bytosti, je podle nich ještě daleko. „Lidé už za mnou chodí a ptají se mě: Můžete do červí díry poslat svého psa? Takže: Ne,“ řekla Spiropuluová novinářům během videokonference.

K čemu to je?

„Význam tohoto typu experimentu spočívá v tom, že gravitační perspektiva nám poskytuje jednoduchý způsob, jak pochopit jinak záhadný kvantový jev s mnoha částicemi,“ zkouší vysvětlit složitý fenomén profesor John Preskill z Caltechu. „Na tomto novém experimentu mi připadá zajímavé, že se jim pomocí strojového učení podařilo vytvořit systém dostatečně jednoduchý na to, aby se dal simulovat na existujícím kvantovém počítači, a přitom zachovat rozumné zjednodušení toho, co nám ukazuje teorie.“

„Vztah mezi kvantovým provázáním, časoprostorem a kvantovou gravitací je jednou z nejdůležitějších otázek fundamentální fyziky a aktivní oblastí teoretického výzkumu,“ dodává Spiropuluová. „Jsme nadšeni, že jsme mohli udělat tento malý krok k testování těchto myšlenek na kvantovém počítači. A budeme v tom pokračovat.“ 

Výběr redakce

Aktuálně z rubriky Věda

Středomoří zasáhla vlna veder s rekordní intenzitou

Zejména severozápadní část Středozemního moře zasáhla na začátku týdne vlna veder, která dosáhla pro tuto oblast rekordní intenzity. Událost je podle meteorologů výjimečná tím, o kolik stupňů současné teploty překročily normální hodnoty. Nadprůměrné teploty ale panují v celém Středomoří. Průměrný rozdíl oproti normálním, takzvaným klimatologickým hodnotám, činil 5,2 stupně Celsia, jak vyplývá z údajů španělského Institutu mořských věd (ICM) citovaných agenturou AFP.
před 10 hhodinami

Lidstvo spustilo první časosběr oblohy. Ukáže vesmír, jak ho neznáme

V noci odstartoval ostrý provoz velkého dalekohledu pro mapování proměnlivého vesmíru na Observatoři Very Rubinové v Chile. Teleskop za tři noci nasnímkuje celou jižní oblohu a totéž bude opakovat znovu a znovu po dobu deseti let. Díky tomu získá lidstvo astronomické množství astronomických dat a záznamy toho, co a jak se na nebi mění.
před 11 hhodinami

Růst velkoměst se podle analýzy do konce století zpomalí

Vědci našli detailní analýzou geografických dat doposud nepozorovaná pravidla, jimiž se řídí růst velkoměst. Když je interpretovali, zjistili, že růst bude pomalejší, než se předpokládalo.
včera v 17:03

V oteplujícím se Baltském moři sílí pobřežní vlny chladu, uvádí studie

Přestože se Baltské moře rychle otepluje, v jeho pobřežních vodách se začaly objevovat stále intenzivnější studené epizody. Studie vědců z TalTechu zjistila, že tento jev způsobuje kombinace větru, mělkých pobřežních vod a studeného vzduchu. Vědci svá zjištění publikovali v časopise Environmental Research: Climate.
včera v 16:33

Evropský pohled