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 vytvořili červí díru, zatím jako simulaci v 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
„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.“