Chcete „teserovat“ napříč vesmírem? Okamžité cestování mezi planetami a hvězdami není tak snadné, jak to vypadá v knize Madeleine L’Engleové „Vráska v čase“ z roku 1962, jejíž filmová adaptace dnes (9. března) vstupuje do amerických kin. Fyzikové však tvrdí, že tessering by mohl být možný – pokud se bude řídit fyzikálními pravidly, která před sto lety poprvé stanovil Albert Einstein.
V ději filmu „Wrinkle“ se děti Meg, Charles Wallace a Calvin (s pomocí mocných bytostí paní Whatsit, paní Who a paní Which) tesserují na různé planety a hledají někoho, kdo je pro děti velmi důležitý. Známá ilustrace a popis z knihy vysvětluje tesání tím, že ukazuje mravence pochodujícího po niti; to má představovat mravence, který cestuje mezi dvěma body, jak to běžně dělá.
Pokud je však nit přeložena, musí podle knihy mravenec urazit mnohem menší vzdálenost a doba, kterou mravenec potřebuje na cestu, se zkrátí. Extrapolujeme-li tuto myšlenku na způsob, jakým se lidé pohybují v prostoru, „tesání“ je forma cestování – vrásnění prostoru a času -, která umožňuje dostat se na vzdálená místa ve velmi krátkém čase.
Kniha používá zařízení pátého rozměru zvané „teserakt“, které přenáší lidi z místa na místo. Ale – a tady to začíná být matoucí – teserakt má ve skutečném životě zcela jiný význam. „Je to čtyřrozměrné pole – to je vše. Je to to, jak vypadá krychle ve čtyřech rozměrech,“ řekl Eric W. Davis, vědecký ředitel výzkumné nadace EarthTech International’s Institute for Advanced Studies v Austinu, v rozhovoru pro Space.com.
Davis připustil, že představit si trojrozměrnou krychli ve čtyřech rozměrech je obtížné. (Je to ještě horší: teorie strun naznačuje, že náš vesmír může mít 10 nebo více rozměrů, ale to je jiný příběh). Ale podobně těžko si fyzikové představují i rychlé cestování napříč časem a prostorem. Mezihvězdná plavidla jsou běžnou zápletkou ve vědeckofantastických sériích od „Hvězdných válek“ přes „Star Trek“ až po „Interstellar“. To je však science fiction.
Jak by se dalo cestovat tak rychle v reálném životě, je pro fyziky stále záhadou, ale kniha L’Engleové některé badatele ovlivnila. Patrick Johnson, odborný asistent fyziky na Georgetownské univerzitě, si knihu – jak se ukázalo, podepsaný výtisk od autorky, který původně dostal jeho otec – poprvé přečetl, když byl ještě teenager. „Nejvíc mi utkvěl v paměti ten teserakt. Od té doby jsem o něm přemýšlel po celý život. Nebyl jsem schopen teserakt vytvořit, ale byla to myšlenka, která byla přítomna v mé mysli,“ řekl pro Space.com.
Teserakty a červí díry
Někteří dnešní fyzikové skutečně vidí souvislost mezi fiktivním „teseraktem“ a skutečnými teoriemi o rychlém cestování vesmírem. „‚A Wrinkle in Time‘ byla jedna z mých nejoblíbenějších knih, když jsem byl dítě,“ uvedl v e-mailu pro Space.com Stephen Hsu, fyzik a viceprezident pro výzkum a postgraduální studium na Michiganské státní univerzitě. Dodal, že z popisu, který L’Engleová podala, se tesání „zdá být podobné průchodu červí dírou.“
Červí díra je teoretické spojení mezi dvěma místy. Má poskytovat způsob, jak obejít běžná omezení rychlosti cestování. Slavná rovnice E=mc2, kterou poprvé navrhl Albert Einstein v rámci teorie relativity, se zabývá vztahem mezi energií a hmotou a přichází s přísnými podmínkami. Například nic nemůže cestovat rychleji než světlo, protože hmotnost objektu by se stala nekonečnou.
Wormholes might use black holes to work. Černé díry jsou singularity způsobené kolapsem masivních hvězd. Deformují prostor a čas kolem sebe a způsobují podivné efekty dilatace času pro každého, kdo se k nim příliš přiblíží. Za správných okolností bychom možná mohli černé díry přeměnit na zařízení pro cestování časem. To by však dalo hodně práce: Fyzika říká, že udržet červí díru otevřenou by vyžadovalo obrovské množství energie, což je jak technický, tak fyzikální problém.
„Není to něco, co Elon Musk vydá za týden. Udělal velké pokroky v cestování vesmírem, ale jestli se to stane ještě za jeho života, budu upřímně překvapen,“ řekl Johnson, který napsal knihu „The Physics of Star Wars: The Science Behind a Galaxy Far, Far Away“ (Adams Media, 2017).
Johnson upozornil, že naše chápání červích děr se může změnit, až budou ve vesmíru objeveny ještě exotičtější objekty. Řekl, že podle toho, co ví, může zítra LIGO – masivní detektor gravitačních vln, který přijímá signály z obrovských událostí, jako je například splynutí černých děr – najít lepší zdroj pro rychlé cestování.
„Bylo by to jako černá díra, ale mnohem lépe kontrolovatelné, a to by byl nejlepší způsob, jak vytvořit červí díry,“ řekl Johnson. „Mohly by existovat věci, o kterých zatím nevíme a které by mohly být nejlepším způsobem“ rychlého cestování.
Přes vesmír
Není jasné, zda by černé díry byly nejlepší surovinou pro červí díru. Jedním z problémů je, že červí díry musí být protkány vláknem se zápornou hmotností, a to „v našem vesmíru neexistuje“, řekl serveru Space.com Paul Sutter, astrofyzik z The Ohio State University. I kdybychom použili jiné zařízení – například nekonečně dlouhý válec rotující velmi rychle, což je teoreticky dobrý kandidát na červí díru – „je to v našem vesmíru poněkud obtížné najít,“ dodal.
„Buď žádné takové zařízení neexistuje, nebo nechápeme, jak ho použít, nebo jsme ještě nenašli to správné zařízení,“ řekl Sutter o využití červích děr k cestování. Dodal, že i kdybychom dokázali červí díru postavit a udržet ji otevřenou, do hry by vstoupily nové paradoxy. Teoreticky by bylo možné urychlit jeden konec červí díry na rychlost světla, zatímco druhý konec by zůstal v klidu, řekl Sutter; přitom by člověk mohl projít červí dírou a skončit v minulosti kvůli pravidlům obecné relativity. Jinými slovy, červí díra by umožnila určitou formu cestování v čase.
Cestování v čase však přináší další problémy, například slavný „paradox dědečka“, který se ptá, co by se stalo s člověkem, který během cestování v čase zabil svého dědečka. Zemřel by cestovatel v čase, protože se nikdy nenarodil, nebo by došlo k nějakému alternativnímu scénáři?
„To otevírá celou obrovskou plechovku kauzality,“ řekl Sutter. „Pak můžete ovlivňovat události poté, co se staly, což v našem vesmíru zřejmě není dovoleno.“
Matematika obecné relativity je také omezená, pokud jde o cestování v čase, zejména pro někoho, kdo si vybere místo, kam bude cestovat. Podle Suttera je nejjednodušší sestrojit stroj času, pokud při cestování v čase zůstáváme na stejném místě. Otevřít ho na jiném místě „se stává velmi složitým a matematika není jasná,“ dodal.“
Ačkoli je L’Engleové tessering těžko vysvětlitelný z hlediska fyziky, Johnson – který před desítkami let četl podepsaný výtisk – řekl, že její vysvětlení stále považuje za úžasné. „Když se teď jako fyzik dívám zpátky, její kniha vyšla na začátku šedesátých let. V té době jsme teprve přicházeli na Einsteinovu teorii relativity,“ řekl Johnson. L’Engleová se ji ale přesto snažila do své fikce zakomponovat: „Dokonce ani všichni vědci se neshodli na tom, že jde o pravdivou a přesnou teorii. Takže to, že přišla s touto knihou, bylo úžasné.“
Sledujte nás na @Spacedotcom, Facebooku a Google+. Původní článek na Space.com.
Aktuální zprávy
.