TUNELE CZASOPRZESTRZENNE (3) - czarne dziury

TUNELE CZASOPRZESTRZENNE (3) - czarne dziury

WIZJA ASTRONOMII PLASTYCZNEJ

3.1. TUNELE CZASOPRZESTRZENNE A CZARNE DZIURY

Czarna dziura jest pozostałością po zapadniętej gwieździe o bardzo dużej masie. Osobliwość czarnej dziury jest miejscem, punktem o nieskończenie wielkiej gęstości, znajdującym się w każdej czarnej dziurze, które osiąga każde ciało materialne, które się w niej znajdzie. W owym "wierzchołku czasoprzestrzeni" jej krzywizna, zagięcie jest tak duże, że grawitacyjne siły podlegają prawom fizyki kwantowej, ogólnie też zawieszone są prawa naukowe obowiązujące w normalnej czasoprzestrzeni. Pole grawitacyjne czarnej dziury jest bardzo duże na tyle, że nawet światło nie może się z niej wydostać, jednak maleje ono wraz z kwadratem odległości od niej. Każda czarna dziura ma tzw. horyzont zdarzeń , czyli obszar, granicę, poza którą nic nie jest w stanie się wydostać. Horyzont czarnej dziury o masie Słońca ma promień 3 km. Czarna dziura jest jednokierunkowym, jak się tradycyjnie uznaje, tunelem czasoprzestrzennym - po wejściu w jej obręb nie można wydostać się z niej, wrócić do punktu wyjścia (podobnie jak po przejściu przez błonę półprzepuszczalną).

          Zagadnieniami powyższymi, relacją tuneli czasoprzestrzennych do czarnych dziur zajmował się np. Stephen Hawking, który uważał, że w ich pobliżu mogą znajdować się tunele. Wiadomo wszak, że ogromna koncentracja, obecność masy w pobliżu niektórych miejsc kosmosu działa aż tak znacznie, że zakrzywia się czasoprzestrzeń i, jak się przypuszcza zgodnie z powyższą teorią, mogą powstać w czarnych dziurach  tunele i zwalnia się bieg czasu. To ostatnie stwierdzono pośrednio eksperymentalnie, porównując wskazania mierników czasu umieszczonych na Ziemi i z dala od niej, np. na orbicie. W czarnych dziurach zatem procesy czasowe musiałyby być bardzo zmienione.

3.2. FORMOWANIE I KONSTRUOWANIE TUNELI CZASOPRZESTRZENNYCH

Teoretykiem powyższego zagadnienia jest fizyk walijski Miguel Alcubierre. Twierdzi on, że przestrzeń można formować - skupiać przed i rozciągać za obserwatorem, tak że poruszałaby się wraz z nim (odległe miejsca zostałyby tu odpowiednio przybliżone i oddalone). Taki tunel czasoprzestrzenny porównuje się np. do przejścia na przełaj przez odgrodzone niewidoczne względem siebie i wzajemnie niedostępne dwa miejsca znajdujące się z dwóch stron góry.

          Możliwość istnienia ww. tuneli uznawał też astronom Carl Sagan, który pisząc fantastyczno-naukową książkę "Kontakt", zwrócił się z tym problemem do znanego fizyka i astronoma, głębiej zajmującego się zjawiskami fizycznymi i astronomicznymi związanymi z czarnymi dziurami i teorią przestrzeni, Kipa Thorne`a. W zasadzie prawdopodobnie wtedy też nastąpił pewien przełom w teorii tych zagadnień i wtedy problem ten powszechniej i w sposób bardziej uzasadniony wszedł do rozważań naukowych i poważniej podjęty został przez społeczność naukowców.

          Thorne odpowiedział Saganowi listem wypełnionym szeregiem równań matematycznych i fizycznych, z których wynikało, że tunele czasoprzestrzenne mogą istnieć i nie wyklucza ich fizyka, wprawdzie nie w czarnych dziurach w sensie praktycznym (Sagan sugerował rozwiązanie problemu tuneli dzięki nim), jak uznał Thorne, gdzie wyjście z nich byłoby zamknięte, ale niezależnie. Występuje tu jednak wiele problemów tak ogólnych, jak i praktycznych.

          Teoria podróży międzygwiezdnych poprzez tunele czasoprzestrzenne jest, choć niesprzeczna z nauką, teoretycznie możliwa, w powijakach. Jednak problemem osiowym jest dynamika zjawisk samej czarnej dziury. Ten wątek czarnych dziur jako swoistego laboratorium zjawisk tuneloprzestrzennych (istnienie wszak takich tuneli w obrębie czarnych dziur jest prawdopodobne) przewija się, choć mówi, że owe tunele mają postać odmienną. Thorne był nieco odmiennego zdania niż Sagan, wiedząc jakie z czarnymi dziurami, podobnie jak z tzw. kanałami Schwarzschilda są problemy.

          Thorne znalazł rozwiązanie równań Einsteina, które implikowały, obejmowały istnienie specyficznych samoistnych kanałów. Wiele problemów z nimi w dalszym ciągu się wiązało, najważniejszym jednak było samoistne zaciskanie się kanału. Inne jego cechy, cele, które musiał on spełnić to: małe siły pływowe w obrębie kanału, możliwość przemieszczania się w obie strony, czyli brak horyzontu zdarzeń, małe promieniowanie, odpowiedni przebieg czasu tak dla podróżnika jak i obserwatora z zewnątrz i możliwości materialne zastosowania odpowiednich materialnie i czasowo środków technicznych na opakowanie, wysłanie kanału.

          Pierwszy najważniejszy problem został rozwiązany dzięki znalezieniu odpowiednich wyprowadzeń równań Einsteina - istniała materia przeciwdziałająca zaciskowi tunelu odpowiednim ciśnieniem. Problemem było znalezienie takiej egzotycznej materii. Pozostałe problemy z powyższej listy również zostały w miarę rozwiązane.

Powyższy rysunek autora przestawia powierzchnię, formy życia i przyszłą obecność człowieka na księżycu odkrytej planety pozasłonecznej.

Sieć połączeń - egzoksiężyc planety HD 213240 B

          Materiały źródłowe:

B. Kastory, „Kosmiczny surfing”, „Wprost”, 1996, nr 41.

J. Kowalski-Glikman, „O naleśnikach, jajkach i maszynach czasu”, „Wiedza i Życie”, 1998, nr 4.

L. M. Krauss, „Fizyka podróży międzygwiezdnych”, „Wiedza i Życie”, 1996, nr. 10.

B. Parker, „Kosmiczne podróże w czasie. Odseja naukowa”, Amber, Warszawa 1997.

K. Thorne, „Czarne dziury i krzywizny czasu. Zdumiewające dziedzictwo Einsteina”, Prószyński i S-ka, Warszawa.

Tagi: hd 213240 b, tunele czasoprzestrzenne