Teoria względności opracowana przez Alberta Einsteina przewiduje, że grawitacja wywołuje zakrzywienie czasoprzestrzeni. Każda masa zmienia trajektorię pobliskich ciał. Sprawia też, że w jej pobliżu czas płynie wolniej.
Z punktu widzenia fizyki grawitacja to kształt czasoprzestrzeni, czyli wszystkiego, co nas otacza. Czasoprzestrzeń to trzy wymiary przestrzenne i czas, który traktujemy jak czwarty wymiar. Każda masa prowadzi do zakrzywienia czasoprzestrzeni. Powoduje w niej „wgłębienie” – rozciągając trójwymiarową przestrzeń i czas. Do ekstremalnie silnego zakrzywienia czasoprzestrzeni dochodzi w czarnych dziurach. Czarne dziury powstają, kiedy umiera masywna gwiazda. Zajmowany przez nie obszar czasoprzestrzeni ma grawitację tak silną, że nic, łącznie ze światłem, nie jest w stanie jej opuścić. Czarną dziurę otacza powierzchnia nazywana horyzontem zdarzeń, która wyznacza granicę bez powrotu. Czarna dziura nie tylko ugina przestrzeń wokół siebie, ale również czas. Czas zwalnia przy niej o około tysiąc razy.
Jeszcze bardziej ekstremalne warunki panują wewnątrz czarnej dziury. Jej grawitacja prawdopodobnie ściska całą materię i energię w jeden punkt. Zakrzywienie czasoprzestrzeni staje się tu tak ogromne, że pojawia się tzw. osobliwość.
Obserwując krążące wokół siebie masywne obiekty naukowcy odkryli, że w ich okolicy zachodzi nie tylko zakrzywienie czasoprzestrzeni, ale również jej „ciągnięcie” czy „włóczenie”. To efekt Lensego-Thirringa. Polega on na tym, że obracające się ciało ciągnie za sobą czasoprzestrzeń niczym łyżka obracana w miodzie.
Czasoprzestrzeń wokół masywnych ciał powinna więc jednocześnie uginać się i wirować. Einstein nazwał tę teorię teleparalelizmem. Einstein odkrył również, że czarne dziury mogą mieć dwa końce. Mogłyby więc tworzyć coś na kształt mostu między dwoma punktami czasoprzestrzeni. Później matematycy udowodnili, że gdy odpowiednio zakrzywimy czasoprzestrzeń, jesteśmy w stanie podróżować z jednego punktu na drugi przez tzw. tunele czasoprzestrzenne, fachowo nazywane mostami Einsteina-Rosena. Tunel czasoprzestrzenny to mały obszar wszechświata, który łączy odległe fragmenty czasoprzestrzeni. Tunele te można by wykorzystać do szybkich podróży międzygwiezdnych. Teoretycznie człowiek mógłby przeżyć taką podróż.
Tunele czasoprzestrzenne są przedmiotem poszukiwań i sporów współczesnych fizyków. Nie zanotowano dotąd żadnych obserwacji wskazujących na ich istnienie, choć ogólna teoria względności Alberta Einsteina dopuszcza istnienie tuneli w niektórych modelach czasoprzestrzeni.
Jedna z pierwszych prac wskazująca na możliwość istnienia tuneli pod kątem teorii względności to opublikowany w 1935 roku most Einsteina-Rosena. Albert Einstein i Nathan Rosen wspólnie odkryli, że połączenie modelu czarnej dziury z modelem tzw. białej dziury, prowadzi do powstania rodzaju tunelu w czasoprzestrzeni. Jako że był to jedyny znany tunel, jego nazwa przez długi czas określała wszystkie tunele. Wiele wkładu nad badaniami tuneli włożyli amerykańscy fizycy John Archibald Wheeler i Robert Fuller w latach 60-tych ubiegłego wieku, którzy udowodnili m.in., że mosty Einsteina-Rosena są niestabilne i zapadłyby się same w sobie, zanim cokolwiek mogłoby je przemierzyć. Angielska nazwa tuneli „Wormhole” (dziurka robaka) została wprowadzona w 1957 roku przez Johna Wheelera, jako analogia do robaczka na powierzchni jabłka, który drąży dziurkę, by przedostać się na drugą stronę. Bardziej praktyczny termin „spacetime shortcut” (skrót czasoprzestrzenny) został zaproponowany przez Sergieja Krasnikova dla tuneli umożliwiających przesyłanie materii i energii.
Tunele czasoprzestrzenne umożliwiałyby podróż do odległych regionów Wszechświata we względnie krótkim czasie, szybciej niż dotarłoby tam światło, jednak – co jest ich wyróżniającą zaletą – bez konieczności przekroczenia prędkości światła w próżni dla podróżującego. Ponieważ tunele łączą ze sobą regiony czasoprzestrzeni, umożliwiałyby one nie tylko podróż do odległych regionów, lecz również podróżowanie w czasie.
Za: national-geographic.pl
