Zprovozníme mikroskopické červí díry? Kredit: CC0 Public Domain.

Populární červí díry jsou osvědčenou rekvizitou příběhů science-fiction. Cestování prostorovými zkratkami na ohromující vzdálenosti je fascinující. Pokud jde o reálný svět, tak to mají červí díry mnohem těžší. Rovnice Einsteinovy relativity je sice v zásadě připouštějí, ale zatím zůstávají naprosto hypotetické.

Jose Luis Blázquez-Salcedo. Kredit: Youtube.

Nicméně, fyzici na tom podle všeho pracují. Mezinárodní tým, která vedl Jose Luis Blázquez-Salcedo z německé Carl von Ossietzky Universität Oldenburg v Dolním Sasku, sestavil nový teoretický model, podle něhož jsou mikroskopické červí díry reálnější, než to doposud vypadalo.

Červí díry představují brutálně zkroucený časoprostor, který vytvoří tunel, zkratku mezi jinak vzdálenými místy. Časoprostor se běžně ohýbá působení gravitace hmotných těles. Jak ale uvádí Blázquez-Salcedo, časoprostor může být, přinejmenším teoreticky, zkroucený i bez působení hmotného tělesa. Čistě matematicky je to možné. Jak ale upozorňuje Blázquez-Salcedo, pokud víme, tak červí díru zatím ještě nikdo nikdy neviděl.

Problém je i v tom, že červí díry, jak si je obvykle představujeme, nejsou moc stabilní. Kdyby do takové červí díry vlétlo něco hmotného, například kosmická loď, pokud by to dovolily rozměry červí díry, tak by se mohla zhroutit do podoby černé díry. Podle dosavadních konceptů je k udržení červí díry obvykle nutná exotická hmota s negativní hmotností. Ta je ovšem také jen zcela teoretická.

Červí díra. Kredit: S. Grunau.

Blázquez-Salcedo a jeho spolupracovníci ve svém modelu tvrdí, že červí díry mohou být průchozí i bez této exotické substance. K sestavení modelu použili relativně jednoduchý semiklasický přístup. Smíchali komponenty klasické relativity s prvky kvantové teorie a klasické teorie elektrodynamiky. Jejich model umožňuje, aby červí dírou procházely určité elementární částice, jako jsou například elektrony s jejich elektrickým nábojem. Do matematického popisu modelu zabudovali Diracovu rovnici – tedy kvantovou relativistickou rovnici, která popisuje chování hmotných částic se spinem ½, například právě elektronu – a tím pádem i Diracovo pole

Zavedení Diracova pole podle autorů „umožnilo“ existenci červích děr, které jsou průchozí pro částice, jako je elektron. Rovněž jsou průchozí pro signály, například pro elektromagnetické vlny. Jejich červí díry jsou mikroskopické a nejspíš nebudou vhodné pro mezihvězdné cesty. Zatím také není jasné, zda mikroskopické červí díry mohou existovat i v reálném světě. Blázquez-Salcedo a spol. ale svůj model dále vylepšují a hodlají to zjistit. Každopádně jsou v tomto směru optimističtí.

Video: Červí díry vysvětleny - Narušování časoprostoru

Literatura

Universität Oldenburg 10. 3. 2021.

Physical Review Letters 126: 101102.