Tunel Schwarzschilda inaczej określany jest, jako Most Einsteina – Rosena, a jest to odmiana tunelu czasoprzestrzennego. Na czym polega ta teoria i jak ważne znaczenie ma dla ludzkości?

Kiedy został odkryty Tunel Schwarzschilda?

Odmiana tego tunelu czasoprzestrzennego została odkryta teoretycznie w związku z badaniami teorii względności, które były prowadzone w 1935 roku przez Alberta Einsteina oraz Nathana Rosena.

Nazwą Most Einsteina – Rosena albo Tunel Schwarzschilda na początku określano wszystkie modele tuneli czasoprzestrzennych.

Jednak wraz z upływem czasu, podczas odkrywania tuneli o innych cechach, w literaturze anglojęzycznej przyjęła się inna nazwa, czyli „wormhole”.

most-Einstein-Rosen.jpg
Most Einsteina-Rosena foto.123rf.com

Dzisiaj określenie dotyczące Mostu Einsteina – Rosena stosuje się tylko do pierwotnego modelu, który został odkryty w 1935 roku.

Poza tym dzisiaj jest również tak, że teoria względności dopuszcza tunele czasoprzestrzenne, jakim jest Most Einsteina – Rosena, to i tak nadal nie ma pewności odnośnie do tego, czy mogłyby one istnieć rzeczywiście w realnych warunkach fizycznych.

Na czym to wszystko polega?

Biorąc pod uwagę teorię względności, to opisuje ona czas oraz przestrzeń, jako te, które są elastyczne i połączone w jedność.

Natomiast Most Einsteina – Rosena podczas połączenia modelu obliczeniowego czarnej dziury (czyli obszaru czasoprzestrzeni z granicą, za którą nie ma żadnej możliwości powrotnego wyjścia) z modelem jej czasoprzestrzennego przeciwieństwa, jakim jest biała dziura (z granicą, za którą nic nie może się przedostać).

W związku z takim połączeniem tych modeli powstaje pewien rodzaj skrótu w czasoprzestrzeni, czyli tunelu, który może łączyć odległe regiony kosmosu.

W latach trzydziestych sądzono, że odległe i mocno świecące obiekty, które nazywa się kwazarami, są w rzeczywistości białymi dziurami.

Zgodnie z tą hipotezą, czarne dziury wsysają do siebie wszystko to, co znajduje się w ich otoczeniu, natomiast białe dziury wyrzucają całą taką materię w jakimś odległym miejscu w kosmosie.

Jednak w 1962 roku dwaj fizycy, czyli John Wheeler oraz Robert Fuller dowiedli, że mosty te są bardzo niestabilne i w związku z tym nic nie mogłoby się przez nie przedostać, nawet światło, ponieważ zamknęłyby się od razu i to zanim jeszcze doszłoby do tego.

Czym dokładnie jest Most Einsteina – Rosena?

Taki Most Einsteina – Rosena to hipotetyczny tunel, który łączy dwa różne miejsca w czasoprzestrzeni właśnie w taki sposób, że podróż przez niego mogłaby trwać znacznie krócej niż podróż pomiędzy tymi samymi punktami w normalnej przestrzeni.

Taka ogólna idea tych tuneli opiera się nie tylko na ogólnej teorii względności Alberta Einsteina, ale również na rozwiązaniu jego równań przez Karla Schwarzschilda.

To właśnie Karl Schwarzschild obliczył pole grawitacyjne stacjonarnej gwiazdy, która ma dużą masę, a także stwierdził, że każdy obiekt, który zbliży się do czarnej dziury, ale na mniejszą odległość niż pewien charakterystyczny promień, to zostanie do niej wessany.

czarna-dziura.jpg
Czarna dziura foto.123rf.com

Zgodnie z jego rozwiązaniem każdy, kto trafiłby do obszaru zakreślonego przez promień grawitacyjny czarnej dziury, to znajdzie się po tzw. drugiej stronie czasoprzestrzeni.

W związku z tym astrofizycy doszli do pewnego wniosku, a mianowicie, że czarna dziura powinna mieć, tak jak zwierciadło, swój symetryczny obraz, czyli tzw. drugą stronę czasoprzestrzeni, która będzie połączona z nią mostem.

To oznacza, że po drugiej stronie czarnej dziury, czyli w innym obszarze czasoprzestrzeni albo w innym odgałęzieniu wszechświata istniałaby tzw. biała dziura, z której wylatywałaby ta materia, która byłaby pochłonięta przez czarną dziurę, jak to już wcześniej zaznaczone.

Jednak okazuje się, że w modelu sferycznie symetrycznej czarnej dziury most ten jest nie do przebycia.

Dalej tym zagadnieniem zaczęto się interesować po opracowaniu innego, ale już bardziej skomplikowanego modelu czarnej dziury, która powstaje z gwiazdy, ale tej, która obraca się wokół własnej osi.

W 1962 toku Roy Kerr podał bardzo dokładne rozwiązanie, czyli takie, które opisuje pole grawitacyjne wirującej czarnej dziury.

W tym modelu takie centralne miejsce, gdzie krzywizna osiąga nieskończoność, nie będzie już żadnym punktem, ale pierścieniem, który jest ułożony w płaszczyźnie równikowej.

W związku z tym pierścień ten nie będzie już węzłowym punktem w czasoprzestrzeni, do którego obowiązkowo dążyć miała cała materia.

Dlatego też możliwe stało się we wnętrzu obracającej się czarnej dziury i to bez stykania się z pierścieniem, ale można przelecieć nad nim albo też przez jego środek.

Patrząc na to wszystko, to Most Einsteina – Rosena stał się w związku z tym czymś na rodzaj tunelu, który łączy dwa regiony czasoprzestrzeni, które nazywa się tzw. korytarzem kornika, czyli wormhole.

I takie jest również jedno z rozwiązań, które zostało zaproponowane przez Thorne’a oraz Morrisa w 1988 roku.

Każda materia, która dostaje się do takiego korytarza, wskutek oddziaływania z jego polem grawitacyjnym może uzyskać bardzo wysoką energię i to taką, że grawitacja tej materii będzie modyfikowała właściwości czasoprzestrzeni i powodowała zatkanie się korytarza.

W związku z tym Morris oraz Thorne zaproponowali, aby wprowadzić tzw. egzotyczną materię, czyli taką, która sprawiłaby, że korytarz pozostawałby otwarty.

WSPARCIE NIEZALEŻNYCH PORTALI

*Niebieską czcionką zaznaczono odnośniki np. do badań, tekstów źródłowych lub artykułów powiązanych tematycznie.