Vědci přišli s novým modelem, který ukazuje, že by v kosmu mohly existovat červí díry, které by se daly využívat jako zkratky mezi dvěma vzdálenými místy v prostoru – a to bez nutnosti fyzikálně nemožných podmínek, s nimiž pracovaly starší teorie.
Červí díry sice hrají důležitou roli ve spoustě sci-fi filmů a seriálů, ale ve skutečné fyzice zůstaly zatím jen na poli čisté teorie. Tyto hypotetické zkratky mezi dvěma vzdálenými body ve vesmíru vypadaly sice jako zajímavé, ale poněkud za vlasy přitažené. Teď ale skupina fyziků představila ve vědeckém časopise Physical Review Letters nový teoretický model, díky němuž se mikroskopické červí díry zdají být trošku pravděpodobnější a logičtější.
Červí díry, stejně jako černé díry, se objevují poprvé už v rovnicích obecné teorie relativity Alberta Einsteina, které slavný fyzik zveřejnil v roce 1916. Důležitým základem této teorie je, že vesmír má čtyři rozměry – tři prostorové a čas jako čtvrtý rozměr. Společně tvoří to, čemu se říká časoprostor. Tento časoprostor může být natažen a zakřiven masivními objekty, jako jsou hvězdy – podobně jako by třeba pružná látka byla zakřivena kovovou koulí, která se na ni položí.
Zakřivení časoprostoru určuje způsob, jakým se v něm pohybují hmotné objekty, jako jsou vesmírné lodě nebo planety, ale také světlo. „Teoreticky by časoprostor mohl být ohnutý a zakřivený i bez masivních předmětů,“ uvedl španělský fyzik Jose Luis Blázquez-Salcedo, který je autorem nového modelu.
Průchozí – ale jen teoreticky
V tomto scénáři by červí díra byla extrémně zakřivenou oblastí v časoprostoru, která připomíná dva propojené trychtýře a spojuje dva vzdálené body v prostoru – podobně jako tunel. „Z matematické perspektivy by taková zkratka sice byla možná, ale skutečnou červí díru zatím ještě nikdo nepozoroval,“ vysvětluje fyzik.
A jeho model tuto nepřítomnost červích děr i vysvětluje – podle něj by totiž taková červí díra byla značně nestabilní. Kdyby do nějaké vletěla například kosmická loď, okamžitě by se červí díra zhroutila do černé díry – tedy objektu, v němž hmota zmizí a už nikdy nebude vidět. Spojení, které by poskytovala s jinými místy ve vesmíru, by tedy bylo přerušeno.
Předchozí modely naznačují, že jediný způsob, jak udržet červí díru otevřenou, je pomocí exotické formy hmoty, která má zápornou hmotnost, nebo jinými slovy váží méně než nic, a která také existuje pouze teoreticky. Blázquez-Salcedo a jeho kolegové v jejich modelu ale naznačují, že červí díry by mohly být průchodné i bez takové podivné hmoty.
Vědci problém řešili s poměrně klasickými východisky i přístupy: Zkombinovali prvky teorie relativity s prvky kvantové teorie a klasické teorie elektrodynamiky. Ve svém modelu považují určité elementární částice, jako jsou elektrony a jejich elektrický náboj, za hmotu, která má projít červí dírou. Jako matematický popis zvolili Diracovu rovnici, tedy známý vzorec, který popisuje hustotu pravděpodobnosti částice podle kvantové teorie a relativity jako takzvané Diracovo pole.
Právě zahrnutí Diracova pole do modelu umožňuje existenci červí díry, kterou může procházet hmota – ale jen za předpokladu, že poměr mezi elektrickým nábojem a hmotností červí díry překročí určitou mez. Kromě hmoty by drobnými tunely v časoprostoru mohly procházet i signály – například elektromagnetické vlny.
Mikroskopické červí díry předpovězené novým modelem by ale byly natolik drobné, že by bohužel vůbec nebyly vhodné pro mezihvězdné cestování. Model by navíc musel být dále propracovaný, aby se zjistilo, zda takové neobvyklé struktury mohou skutečně existovat. „Myslíme si, že červí díry mohou existovat i v kompletním modelu,“ dodává Blázquez-Salcedo.
