Functionality Evaluation

Noha amikor bejelentették, Thorne megoldása szenzációsan hangzott, a tényleges megyalósítás elé számos akadály gördül, még egy nagyon fejlett civilizáció számára is. Először is, a rendkívül ritkán előforduló negatív energiára óriási mennyiségben lenne szükség. Az ilyen típusú féreglyukak szájának nyitva tartása a negatív energia óriási mennyiségét igényli. Ha valakí a Casimir-effektus segítségével állít elő negatív energiát, akkor a féreglyuk szájának egy atom méreténél is sokkal kisebbnek kellene len­ nie, ami gyakorlati okokból kízárja az időutazás lehetőségét. Vannak a Casimir-effektuson kívül más lehetőségek is negatív energia felszabadítá­ sára, de mindegyiket nagyon nehéz kezelni. Például Paul Davies és Stephen Fulling fizikusok megmutatták, hogy egy rendkívül gyorsan mozgó tükör a negatív energia forrása lehet, ami a mozgó tükör előtt gyűlik össze. Sajnos azonban a tükíöt közel fénysebességgel kellene mozgatni, hogy ez az elképzelés működjön. De a Casimir-effektushoz hasonlóan, itt is csak nagyon kevés negatív energiát lehet termelni.

Negatív energia termelésére egy másik lehetőség a nagyon nagy ener­ giájú lézersugarak használata. A lézerek energiaszintjei között vannak úgynevezett „összenyomott szintek", amelyekben a pozitív és a negatív energia együttesen létezik. De sajnos ezt az effektust is nagyon nehéz fel­ használni. A negatív energia egy pulzusa tipikusan csak körülbelül 10~15

másodpercig tart, amit egy pozitív energiaimpulzus követ. A pozitív és negatív energiaállapotok elválasztása lehetséges, de ezt végbevinni na­ gyon-nagyon nehéz. A l i . fejezetben ezt a kérdést még vizsgálni fogjuk. Végül pedig a fekete lyukak eseményhorizontja közeléből szintén nyer­ hető negatív energia. Ahogy azt Jacob Bekenstein és Stephen Hawking megmutatta, egy fekete lyuk sohasem teljesen fekete, mert lassan-lassan, de elpárolog. Ez a határozatlansági elv miatt van így: a fekete lyuk roppant nagy gravitációja ellenére sugárzás szökhet ki belőle. De mert a fekete lyuk ilyen módon energiát veszít, eseményhorizontjának mérete az idő előreha­ ladtával csökkeni fog. Azt szoktuk meg, hogy ha a fekete lyukba pozitív anyag (például egy csillag) beleesik, akkor az eseményhorizont mérete nagyobb lesz. Azonban ha negatív anyagot dobnánk a fekete lyukba, az eseményho­ rizontja összébb húzódna. Ezért van az, hogy a fekete lyukak párolgása negatív energiát eredményez az eseményhorizont közelében. (Néhányan amellett érveltek, hogy egy féreglyuk száját az eseményhorizont közelében kellene elhelyezni, hogy összegyűjthessük a negatív energiát. Az ilyen ne­ gatív energia begyűjtése viszont rendkívül veszélyes és különösen nehéz, mivel az eseményhorizonthoz rendkívüli közel kellene történnie.)

DIMENZIÓK l S I D Ő U T A Z Á S • 1 3 5

llawking azt is megmutatta, hogy általában negatív energia szükséges .1 íéreglyuk-megoldások stabilizálásához. Az okíejtés nagyon egyszerű. Általában pozitív energia eredményezi egy féreglyuk megnyitását. A fé- reglyukban sok anyag és energia összpontosul. így aztán ahogy a féreg- lyuk szájába a fénysugarak belépnek, összefutnak. Ha ezek a fénysuga- tak a túloldalon előbukkanak, akkor valahol a féreglyuk belsejében ezek­ nek a fénysugaraknak defókuszálódniuk kellett. Az egyetlen lehetőség,

h o g y ez megtörténjék, az, hogy negatív energia van jelen. Továbbá a

negatív energia taszító jellegű, ami szükséges ahhoz is, hogy a gravitá- i lója alatt a féreglyuk ne ömöljék össze. Ezért egy féreglyuk vagy egy időgép építéséhez a kulcs az, hogy megfelelő mennyiségű negatív ener­ giát találjunk, ami a féreglyuk száját kinyitja és stabilizálja. (Sok fizikus arra az eredményre jutott, hogy nagyon erős gtavitációs terek esetében a negatív energiamezők meglehetősen szokványosak. Ezért elképzelhető,

h o g y egy nap a gravitációs negatív energiát használják majd az időgépek

működtetéséhez.)

Egy másik akadály, amivel szembe kell néznünk, a következő: egyálta­ lán hol találunk egy féreglyukat? Thorne abban bízott, hogy a féreglyukak lermészetes képződmények a téridő habjában. Ez visszavezet minket a Zénón görög filozófus által 2000 évvel ezelőtt feltett kérdéshez: mennyi az a legkisebb távolság, amit megléphetünk?

Zénón valaha matematikailag bebizonyítani vélte, hogy nem kelhetünk át egy folyón. Először is azt észrevételezte, hogy a folyón keresztülívelő távolság végtelen sok pontra osztható fel. De mivel végtelen sok időt vesz igénybe, hogy végtelen sok ponton átmenjünk, lehetetlenség a folyón át­ kelni. (Még kétezer évet vett igénybe, hogy a differenciál- és integrálszá­ mítás megjelenésével ezt a paradoxont megoldják. Megmutatható, hogy végtelen sok ponton is át lehet menni véges idő alatt, ami a mozgást ma­ tematikailag is lehetségessé teszi.)

A princetoni John Wheeler megyizsgálta az Einstein-egyenleteket ab­ ból a célból, hogy megtalálja a legkisebb megtehető távolságot. Wheeler azt találta, hogy egy hihetetlenül kícsi, a Planck-hosszúság (10~33 cm) nagy­

ságrendjébe eső távolság esetén az einsteini elmélet szerint a tér görbüle­ te nagyon nagy lesz. Másképp fogalmazva, a Planck-hosszúságon a tér már nem sima, hanem nagyon görbült - a tér csomóssá és „habossá" válik. A tér fodros lesz, és a vákuumból előbukkanó és abban eltűnő apró bubo­

rékok tajtékoznak. Még az üres térben is állandóan a téridő kicsiny bubo­ rékjai forrnak, amelyek tipikus hossza ez a kícsiny távolság. Ezek a kís buborékok valójában apró féreglyukak és csecsemőuniverzumok. Általá­ ban a „virtuális részecskék" elektron-antielektron párokból állnak, amik

,.iu

iviui.1 I

csak egy pillanatra kelnek életre mielőtt megsemmisítenék egymást. De a Planck-hosszúságon az apró buborékok olyan egész univerzumokat és fé­ reglyukakat képviselnek, amelyek akár életre is kelhetnének, csakhogy mégis el kell tűnniük a vákuumban. A mi Univerzumunk a téridő habjából kínövő ilyen apró buborékból indulhatott el, ami ma még ismertlen okból hirtelen felfúvódott.

Mivel féreglyukak természetszerűleg léteznek a téridőhabban, Thorne feltételezte, hogy egy fejlett civilizáció valahogy kiszedhet egy féreglyu­ kat a habból, amit kitágíthat és stabilizálhat a negatív energiával. Bár ez nem könnyű dolog, a fizika törvényeinek keretén belül van.

Amíg Thorne időgépe elméleti fizikai szempontból lehetségesnek tű­ nik, megépítése mérnöki oldalról roppant nehéznek látszik. Ezenkívül van e g y harmadik nyugtalanító kérdés: megsérti-e az időutazás a fizika alap­ törvényeit?