Podarí sa nám vytvoriť skratku cez vesmír? Vedci po prvýkrát dostali do rúk možnosť skúmať správanie červích dier!
Experiment vedcov nás posúva o krok bližšie k zlúčeniu dvoch teórií, ktoré spolu nefungujú veľmi dobre, no sú mimoriadne dôležité.
Keď Albert Einstein sformuloval svoju teóriu relativity, naučil nás chápať vesmír ako časopriestor, ktorý sa pod vplyvom hmoty ohýba a deformuje. Čo by sa stalo, ak by bola táto deformácia na dvoch miestach vo vesmíre tak veľká, že by sa časopriestor prepojil do tunelu, cez ktorý by sa dalo prejsť?
Nad touto otázkou v roku 1935 zamýšľal sám Einstein spolu s ďalším významným vedcom, Nathanom Rosenom. Ich práca viedla k úvahe o čisto teoretickom druhu fenoménu, ktorý nazvali Einstein-Rosenov most, no skôr ho poznáme pod iným názvom – červia diera. Einstein-Rosenov most sa stal len jedným z typov červích dier, aké teoretická fyzika pozná.
Nestabilný fenomén
Každá má však svoje problémy, ktoré nám nedovoľujú vytvoriť si „skratku cez vesmír“. V prípade Einstein-Rosenovho mostu by cesta cez neho trvala nekonečne dlho a most by sa navyše zatvoril veľmi rýchlo.
Vedcom z Kalifornského technologického inštitútu sa však po prvýkrát v histórii podarilo vytvoriť kvantový experiment, pomocou ktorého mohli študovať ako sa správa špeciálny druh červej diery, informuje Eurekalert. Ich experiment nevytvoril skutočnú červiu dieru, no umožnil vedcom nájsť spojitosti medzi zákonmi kvantovej fyziky a teoretickými červími dierami. Ich pokus zároveň pootvoril dvierka ku kvantovej gravitácii, novej teórii, ktorá sa pokúša prepojiť relativitu s kvantovou fyzikou, dve teórie, ktoré momentálne spolu nefungujú.
„Podarilo sa nám objaviť kvantový systém, ktorý vykazuje kľúčové vlastnosti gravitačnej červej diery a je dostatočne malý na to, aby sme ho mohli implementovať do dnešného kvantového hardvéru,“ vysvetľuje Maria Spiropulu, ktorá sa na štúdii podieľala.
Spiropulu vysvetľuje, že ich nový experiment je mimoriadne sľubná základňa na ďalšie testy, ktorých cieľom je posunúť teóriu kvantovej gravitácie, alebo inak aj teóriu všetkého bližšie k realite.
Neprehliadnite
Hoci sa o červích dierach diskutuje už takmer sto rokov, ich prepojenie s kvantovou fyzikou naznačila až štúdia z roku 2013. Podľa tejto štúdie sú červie diery prepojené s fenoménom previazania, ktoré umožňuje dvom časticiam komunikovať na veľké vzdialenosti okamžite zdanlivo prekonávajúc rýchlosť svetla. Ak sa zmení jedna častica, kvantovo previazaná druhá častica sa zmení tiež a ihneď. Teória hovorí, že je jedno či sa častice nachádzajú vedľa seba, alebo na iných koncoch vesmíru.
Simulovanie červej diery
Túto myšlienku vedci ďalej rozvíjali v roku 2015, keď navrhli, že teoretické červie diery môžeme do hĺbky študovať pomocou kvantových procesorov. V roku 2019 vedci objavili, že ak sa previažu dva kvantové systémy, môžu vzniknúť vlastnosti typické pre teoretickú červiu dieru, ktorou možno prejsť.
V rámci nového experimentu vedci vložili qubit (pozn. redakcie: kvantový bit) do kvantového systému imitujúceho červiu dieru. Následne sledovali, ako qubit „vyliezol“ v inom systéme.
„Podarilo sa nám vykonať experiment, počas ktorého informácia cestovala z jedného systému do druhého pomocou kvantovej teleportácie. Náš systém simuloval aj fungovanie gravitácie a z tohto pohľadu informácia v podstate prešla cez červiu dieru,“ tvrdí Spiropulu.
Vedci však museli využiť odpudivú energiu na to, aby kvantový ekvivalent červej diery udržali otvorený. To sa im podarilo len keď použili negatívnu energiu, čo je v súlade s teóriami o tom, ako by mali tieto objekty fungovať. V budúcnosti sa vedci pokúsia vykonať experiment vo väčšom merítku. Vzťah medzi kvantovým previazaním, časopriestorom a hľadanou teóriou kvantovej gravitácie je problém, ktorý sa pokúša vyriešiť nielen fyzika, ale aj jej teoretické odvetvie.
Komentáre