Denver - Vedci vyvinuli nový, nesmierne nebezpečný a neuveriteľne pomalý spôsob cestovania vo vesmíre. Zahŕňa červie diery spájajúce špeciálne čierne diery, ktoré pravdepodobne neexistujú. A môže vysvetliť, čo sa v skutočnosti deje, keď fyzici kvantovo teleportujú informácie z jedného bodu do druhého, pokiaľ ide o teleportovaný kúsok informácií.
Harvardský fyzik Daniel Jafferis hovoril o navrhovanej metóde na svojom vystúpení 13. apríla na stretnutí Americkej fyzickej spoločnosti. Táto metóda, povedal svojim zhromaždeným kolegom, zahŕňa dve čierne diery, ktoré sú zapletené takým spôsobom, že sa zaplietnu v priestore a čase.
Čo je červia diera?
Ich myšlienka rieši dlhotrvajúci problém: keď niečo vstúpi do červej dierky, je potrebná negatívna energia na výstup z druhej strany (za normálnych okolností je nemožné prejsť cez tvar časopriestoru na výstupe z červej dierky). Záležitosť so zápornou hustotou energie môže túto prekážku teoreticky prekonať. Ale vo fyzike gravitácie a času (fyzika opisujúca červie diery) nie je možné takéto impulzy negatívnej energie poskytnúť. Preto nie je možné prejsť červami.
„Červia diera je iba tunel vo vesmíre, ale ak sa ním pokúsite prejsť, zrúti sa príliš rýchlo, takže sa cez ňu nemôžete dostať,“povedal Jeffries po svojom prejave Živej vede.
Tento starý model červej diery je opísaný v článku z roku 1935, ktorý vypracovali Albert Einstein a Nathan Rosen vo fyzickom prehľade. Obaja fyzici pochopili, že za určitých okolností, podľa teórie relativity, sa vesmírno-časové kontinuum natoľko ohýba, že sa vytvára určitý druh tunela (alebo "mosta") spájajúci dva samostatné body.
Tento článok napísali čiastočne, aby vylúčili možnosť čiernych dier vo vesmíre. Ale v nasledujúcich desaťročiach, keď fyzici pochopili, že čierne diery existujú, mal štandardný obraz červej dierky podobu tunela, v ktorom dve diery vyzerajú ako čierne diery. Podľa tejto myšlienky by však taký tunel vo vesmíre pravdepodobne nikdy neexistoval sám, a ak by skutočne existoval, zmizol by skôr, ako by ním prešlo čokoľvek. V osemdesiatych rokoch minulého storočia fyzik Kip Thorne napísal, že cez túto červiu dieru by sa mohlo niečo dostať, keby sa použila nejaká negatívna energia, ktorá by zabránila jej kolapsu.
Propagačné video:
Kvantové zapletenie
Jefferis sa spojil s Harvardským fyzikom Pingom Gaom a Stanfordským fyzikom Aronom Wallom, aby navrhli spôsob, ako aplikovať verziu negatívnej energie, ktorá je založená na myšlienke z úplne inej oblasti fyziky zvanej „zapletenie“.
Koncept „zapletenia“nie je zapožičaný z teórie relativity, ale z kvantovej mechaniky. V roku 1935 Albert Einstein, Boris Podolsky a Nathan Rosen publikovali ďalší článok vo Fyzickom prehľade, ktorý ukázal, že podľa pravidiel kvantovej mechaniky môžu častice „korelovať“medzi sebou, takže správanie jednej častice priamo ovplyvňuje správanie druhej. …
Einstein, Podolsky a Rosen verili, že to dokazuje nesprávnosť ich predstáv o kvantovej mechanike, pretože to umožňuje informáciám pohybovať sa medzi dvoma časticami rýchlejšie ako rýchlosť svetla. Fyzici teraz vedia, že zapletenie je skutočné a že kvantová teleportácia je takmer rutinnou súčasťou výskumu fyziky.
Kvantová teleportácia funguje takto: zamotajte dve ľahké častice, A a B. a potom dajte B kamarátovi, aby ho vzal do inej miestnosti. Potom zasiahnite tretí fotón C na fotóne A. Zamotá sa A a C a preruší sa spletenie medzi A a B. Potom môžete zmerať kombinovaný stav A a C (ktorý sa líši od pôvodných stavov A, B alebo C) a oznámiť výsledky kombinovaných častíc. so svojím priateľom vo vedľajšej miestnosti.
Bez znalosti stavu B môže váš priateľ použiť tieto obmedzené informácie na manipuláciu s časticou B, aby získal stav, ktorý mala častica C, keď sa začala. Ak zmeria B, pozná základný stav C bez pomoci. Informácie o časticiach C funkčne teleportujú z jednej miestnosti do druhej.
Je to efektívne, pretože môže slúžiť ako druh kódu na odosielanie správ z jedného bodu do druhého. Zapletenie nie je len vlastnosťou jednotlivých častíc. Väčšie objekty sa tiež môžu zaplietnuť, hoci dokonalé zapletenie medzi nimi je oveľa ťažšie.
Zamotané čierne diery vás môžu prepraviť do iných svetov
V roku 1935 fyzici, ktorí píšu tieto články, vôbec netušili, že červí diery a zapletenie sú spojené, povedal Jeffries. Ale v roku 2013 fyzici Juan Maldacena a Leonard Susskind uverejnili článok v Progress of Physics, ktorý spájal tieto dve myšlienky. Tvrdili, že dve dokonale zapletené čierne diery by fungovali ako červí diera medzi ich dvoma bodmi v priestore. Túto koncepciu nazvali „ER-EPR“(„ER = EPR“), pretože kombinovala článok Einstein-Rosen s článkom Einstein-Podolsky-Rosen.
Na otázku, či skutočne existujú dve úplne zapletené čierne diery vo vesmíre, Jeffries odpovedal: „Nie, samozrejme, že nie.“
Nie je to tak, že je to fyzicky nemožné. Táto situácia v našom neusporiadanom vesmíre nemôže vzniknúť, pretože je príliš jednoznačná a rozsiahla. Vznik dvoch úplne zapletených čiernych dier by bol ako výhra v lotérii, pravdepodobnosť, že by to boli milióny miliárd krát menej. A ak by existovali, povedal by, že by stratili dokonalý vzťah v okamihu, keď nejaký tretí objekt interaguje s jedným z nich.
Ak by však nejaká čierna diera nejako existovala (nejako a niekde), potom by mohla fungovať metóda Jaffreyho, Gaa a Walla.
Ich koncept, prvýkrát uverejnený v decembri 2017 v časopise The Journal of High Energy Physics, je nasledujúci: Hoďte svojho priateľa do jednej zo spletených čiernych dier. Potom zmerajte tzv. Hawkingove žiarenie vychádzajúce z čiernej diery, ktorá kóduje niektoré informácie o stave tejto čiernej diery. Potom preneste túto informáciu do druhej čiernej diery a použite ju na ovládanie druhej čiernej diery (môže byť rovnako jednoduché ako nasmerovanie lúča Hawkingovho žiarenia z prvej čiernej diery do druhej). Teoreticky by mal váš priateľ vyskočiť z druhej čiernej diery presne tak, ako vstúpil do prvej.
Podľa Jefferysa by sa váš priateľ ponoril do červej dierky. A keď sa priblížil k singularite v jej úzkej časti, cítil by „tlač“negatívnej energie, ktorá by ho vytlačila z druhej strany.
Táto metóda nie je nijako zvlášť účinná, povedal Jafferis, pretože by vždy bola pomalšia ako len fyzické posunutie vzdialenosti medzi dvoma čiernymi dierami. Ale stále nám to umožňuje pochopiť vesmír.
Pokiaľ ide o kúsok informácií, ktoré prechádzajú medzi zapletenými časticami, Jafferis povedal, že sa tu môže stať niečo podobné. Na škále jednotlivých kvantových predmetov povedal, že nemá zmysel hovoriť o zakrivení časopriestoru, ktoré tvorí červiu dieru. Ale pre trochu zložitejšiu kvantovú teleportáciu pridajte niekoľko ďalších častíc a model červí diery zrazu dáva zmysel. V tomto prípade, ako povedal, existujú presvedčivé dôkazy o tom, že tieto dva spolu súvisia.
Okrem toho tvrdí, že informácie, ktoré chýbajú v čiernej diere, sa niekedy môžu dostať tam, kde ich možno nájsť.
Ak zajtra spadnete do čiernej diery, situácia nebude beznádejná. Dostatočne pokročilá civilizácia by bola schopná navigovať vesmír, zhromažďovať všetko Hawkingove žiarenie emitované čiernou dierou, pretože postupne mizne do večnosti a komprimuje toto žiarenie do novej čiernej diery zapletenej v čase s pôvodnou dierou. Akonáhle sa objaví táto nová čierna diera, bude z vás možné dostať sa z nej.
Podľa Jefferisa prebiehajú teoretické štúdie tejto metódy pohybu medzi čiernymi dierami. Cieľom tohto výskumu však nie je toľko vymaniť sa z čiernych dier ako pochopenie základnej fyziky. Takže je asi najlepšie neriskovať.
Rafi Letzter