Jaké jsou červí díry? Kredit: Pixabay/CC0 Public Domain.

Obecná relativita a kvantová mechanika jsou v roce 2025 stále jako oheň a voda. Zároveň ale neustávají pokusy fyziků tyto nesmiřitelné protiklady smířit a vytesat z nich všeobjímající teorii všeho. Pro fascinované diváky platí, že když se relativita přiblíží kvantové mechanice, dějí se věci.

Javier Magán. Kredit: Centro Atómico Bariloche.

Javier Magán z argentinského Centro Atómico Bariloche a jeho spolupracovníci zkoumali situaci, kdy jsou dvě černé díry, tedy obvykle ryze relativistické objekty, kvantově provázané, entanglované. Když zmapovali prostor, který takové černé díry sdílejí, a kde si obvykle představujeme Einstein-Rosenův most nebo červí díru, našli něco jiného.

Einstein-Rosenova housenka. Kredit: Magán et al. (2025), Physical Review Letters.

Vypočítali tam dlouhou, chaotickou a hrbolatou strukturu, které poeticky říkají Einstein-Rosenova housenka (Einstein-Rosen caterpillar). Jejich objev by mohl přispět k lepšímu pochopení bizarních kvantových pravidel, která se pojí s gravitačně zhrouceným časoprostorem uvnitř černé díry.

Badatelé začali s jednoduchým teoretickým modelem dokonalé, hladké červí díry s uspořádaným kvantovým stavem. Pak do toho přidali kvantový chaos a vypočítali výslednou geometrii červí díry. Vyšlo jim, že pokud má systém zůstat v chaosu stabilní, musí bít červí díra dlouhá a mít neuspořádanou hrbolatou strukturu. Jako housenka.

Jak je v podobných případech obvyklé, fyzici se vyjadřují k paradoxům černých děr. V tomto případě jde o paradox ohnivé zdi černé díry (black hole firewall paradox). Podle některých úvah se na horizontu událostí nachází stěna z energie, tedy „ohnivá zeď.“ Magán s kolegy dospěli k tomu, že i když je kvantový entanglement chaotický a náhodný, červí díra v podobě Einstein-Rosenovy housenky zůstává stabilním tunelem, v němž platí zákony gravitace. Podle autorů studie to podporuje představu, že dva skutečně hodně zvláštní koncepty fyziky, kvantový entanglement a červí díry, jsou vlastně dvě strany jedné mince.

Video: Javier Magan: "Microscopic origin of the entropy of black holes in general relativity"

Video: Javier Magan: "A new measure of quantum state complexity and quantum chaos"

Literatura

Phys.org 6. 11. 2025.

Physical Review Letters 135: 161601.