Červí díry skutečně fungují jako stroje času

Dávný sen člověka o cestování rychlejším než světlo se konečně stal skutečností. Řešení, které nalezli odborníci z NASA ve spolupráci s vědeckým týmem Barcelonské univerzity ve Španělsku, je překvapivé. Už dlouhá léta se spekulovalo, že by tzv. červí díry, jejichž existenci předpověděli v roce 1935 německý fyzik Albert Einstein (1879–1955) a americko-izraelský fyzik Nathan Rosen (1909–1995), mohly být jakýmisi tunelovými zkratkami mezi různými částmi vesmíru nebo dokonce mezi různými vesmíry.

Nebylo ale jasné, jak takový časoprostorový tunel zkonstruovat a navíc se zdálo, že jde za všech okolností pouze o nestabilní řešení Einsteinových rovnic obecné relativity, které se okamžitě zaškrtí. A budovat tunel, který zanikne dříve, než jím proletí jediný foton, je poněkud nepraktické. Zcela nový pohled na problém přinesli barcelonští fyzici, kteří pomocí složitých numerických simulací zjistili, že by červí díru mohlo stabilizovat magnetické pole, na něž všichni jejich předchůdci pozapomněli. Znova se tak potvrdilo, že spolupráce odborníků z na první pohled odlehlých oborů může být nesmírně užitečná. Po několika desítkách měsíců trvajících testů se nalezené řešení podařilo americkým odborníkům z NASA dokonce zkonstruovat, a byl tak prolomen další z fyzikálních mýtů.

Trocha historie
V roce 1935 německý fyzik Albert Einstein (1879–1955) a americko-izraelský fyzik Nathan Rosen (1909–1995) objevili řešení rovnic obecné teorie relativity spojující dvě oblasti časoprostoru. Takovému řešení se v odborných kruzích proto říká Einsteinův-Rosenův most, ve scifi literatuře se většinou hovoří o tzv. červí díře. Zdálo se, že by v principu nemělo nic bránit tomu, aby se těleso, které spadlo do černé díry, vynořilo v jiné oblasti časoprostoru, kterou nazýváme bílá díra. Tato časoprostorová zkratka by umožnila velmi rychlé cestování mezi dvěma vzdálenými oblastmi vesmíru bez nutnosti překročit rychlost světla.

Uvedené řešení je ale jen řešením ve fixním čase. Jeho dynamickou analýzu provedli američtí fyzici Robert Fuller (*1936) a John Archibald Wheeler (1911–2008) v roce 1962. Ukázalo se, že jde o řešení nestabilní, které se zaškrtí rychleji, než jím prolétne nejrychlejší částice, tj. foton. Červí díry se staly natolik populárními, že bylo jen velmi obtížné se jich vzdát. Spekulovalo se o tom, že by kvantové procesy mohly umožnit protunelování částice z jedné oblasti do druhé. Ovšem možnost doslovného prosáknutí jedné jediné elementární částice není to, co by umožnilo cestování větších předmětů, neřkuli kosmických lodí s posádkami. Z hlediska obecné relativity je ovšem červí díra postavená na Schwarzschildově metrice zcela neprůchozí. Byla činěna řada pokusů s jinými metrikami, které sice vedou na průchozí červí díry, ale za nefyzikálních podmínek. Na desítky let tak jitřily červí díry pouze fantazii spisovatelů scifi povídek a románů. Ve fyzikální komunitě byly červí díry odloženy na smetiště nesplnitelných přání.

První konstrukce
V roce 2014 napadla tým vědců z Barcelonské univerzity ve Španělsku, který vede Dr. Jordi Prat Camps, fantastická myšlenka. Ve fyzice plazmatu jsou známé tzv. magnetické trubice, kterými jsou například na Slunci spojeny dvě sluneční skvrny opačné polarity. Co kdyby tyto magnetické trubice tvořily vnitřek červí díry, jakousi výztuž, která by zabránila jejímu zborcení? Matematickou teorii nového řešení rozpracoval profesor Allan Greenleaf z Rochesterské univerzity v New Yorku. Zdálo se, že by původní myšlenka mohla být životaschopná. Rozsáhlé numerické simulace posléze potvrdily, že by magnetické pole mělo skutečně zabránit nestabilitě červí díry a co víc, že by magnetická trubice mohla za určitých podmínek posloužit jako jakési krystalizační jádro, na němž automaticky červí díra vznikne a časoprostor se zprohýbá ve shodě s tvarem magnetické trubice. V roce 2016 se společnému týmu z Barcelony a New Yorku podařilo vytvořit první červí díru na laboratorním stole. Nevedla sice do jiného vesmíru, ale pouze z jednoho místa stolu do druhého, přesto to byl obrovský úspěch. Magnetickou červí dírou bylo možné posílat elektromagnetické impulzy. Vlivem zdlouhavého recenzního řízení vychází článek o tomto experimentu teprve nyní.

V druhé fázi experimentů, do kterých se zapojili odborníci z NASA a které se prováděli v laboratořích Lockheed Martin v USA, se podařilo na počátku roku 2017 zkonstruovat červí díru průchozí pro drobné předměty. Její snímek je na úvodním obrázku. Povšimněte si vroubkované struktury, tu tvoří helikální (šroubovicové) magnetické pole, které vytvoří jakýsi drsný povrch, po němž by v principu šlo i chodit. To ale samozřejmě nebylo cílem těchto úvodních experimentů. Minulý týden se podařilo vytvořit červí díru dlouhou 30 metrů o průměru 2 metry. Červí dírou se dá projít. Postačí pouhé dva kroky k uražení vzdálenosti 30 metrů. Experimenty se nyní přesunuly k výrobě specializovaného vznášedla, které bude testovacími úseky prolétat.

Závěr
Využití nové technologie cestování může být obrovské. Paradoxně se v první fázi vůbec nepočítá s nějakými lety sluneční soustavou či někam dál do vesmíru, na to zatím naše možnosti nestačí. Je ale zcela reálné budovat červí díry jako dopravní tepny v rámci Země. Cesta k protinožcům se zkrátí na pouhých několik sekund. Zdá se, že konvenčním dopravním prostředkům zvoní hrana. Výrobci automobilů a dopravní giganti jsou zděšeni. Svět se nám mění před očima a nově vyvíjená technologie zjevně nebude sloužit pouze dopravě. Političtí loupežníci si mnou ruce. Tunelování čehokoli získá za pomoci červích děr zcela nový rozměr a netušené možnosti. Rozkrádání by mohlo dosáhnout takových rozměrů, že by se splnil i dávný Leninův sen: nikdo nebude mít nic a všichni všechno. Ale někteří přece jen o něco více.

Autor: Petr Kulhánek