A fekete lyukak létezését az általános relativitáselmélet jósolta meg, és egészen a legutóbbi időszakig nem volt világos, hogy az Albert Einstein által kidolgozott elmélet hibái, vagy valódi természeti jelenségek. Az évek során azonban egyre több bizonyíték gyűlt össze arra, hogy a fekete lyukak nagyon is léteznek, sőt, még itt, a mi galaxisunkban is megtalálhatók.

Most Einstein egy másik, Nathan Rosen fizikussal közösen kidolgozott elmélet is igazolást nyerhet: amerikai elméleti fizikusok kutatásai és modelljei közvetetten igazolják, hogy létezhetnek féregjáratok. A tudományban Einstein-Rosen hídként emlegetett alagutak a scifikben már általánosan szerepelnek, ilyen a Thor által használt Bifröszt is: az egyirányú féreglyukak, a téridő hídjai, vagyis hatalmas távolságok tehetők meg egy csatornán keresztül. Az elmélet alapja, hogy a tér pontjai kaotikusan összekötött állapotban vannak vagy lehetnek.

Kapcsolódó

Einstein és Rosen felfedezték, hogy - legalábbis elméletileg - a fekete lyuk felszíne egy olyan hídként működhet, amely a tér egy másik foltjához csatlakozik. Az utazás olyan lehet, mintha a fürdőkád lefolyóján mennénk le, és ahelyett, hogy a csövekbe ragadnánk, egy másik kádba kerülnénk, amely ugyanolyan, mint az első. A későbbi munkák kibővítették ezt az elképzelést, de két problémára nem tudtak magyarázatot taláni, amelyek megakadályozzák a könnyen észrevehető, emberileg használható féreglyukak kialakítását: a törékenység és az apróság. Először is, kiderült, hogy az általános relativitáselmélet szerint a féreglyukon áthaladó bármilyen normális anyag gravitációs vonzása az alagutat a test felé húzza, ami összerántja a járatot, mintha egy mágnest tolnának fémpor közé. Egy stabil féregjárat létrehozásához valamilyen extra, atipikus összetevőre van szükség, amely a lyukat nyitva tartja, és amelyet a kutatók "egzotikus" anyagnak neveztek el.

Másodszor, a féregjáratot létrehozó folyamatok, amelyeket a tudósok eddig tanulmányoztak, olyan hatásokon alapulnak, amelyek megakadályozhatják egy makroszkopikus utazó belépését. A problémát az jelenti, hogy a féreglyukat létrehozó folyamat és az azt stabilizáló egzotikus anyag nem térhet el túlságosan az ismert fizikától. Az "egzotikus" nem azt jelenti, hogy a fizikusok bármilyen anyagot megálmodhatnak, ami papíron biztosítja a stabilitást, és az eddig talált anyagok csak mikroszkopikus féreglyukak létére utalt. Egy nagyobb féreglyukhoz, úgy tűnik, olyan folyamatra vagy anyagtípusra lenne szükség, amely egyszerre szokatlan, de létező.

A Scientific American cikke szerint viszont erre van megoldás: az áttörés egy 2017 végi tanulmány jelentette, amikor Ping Gao és Daniel Jafferis fizikusok a Harvard Egyetemről, valamint Aron Wall (Princeton) felfedezték, hogyan lehet féreglyukakat kvantum-összefonódással stabilizálni. Az összefonódás sajátos természete lehetővé teszi, hogy a féreglyukak stabilitásához szükséges egzotikus összetevőt biztosítsa, ez pedig a kvantumfizika standard jellemzője, viszonylag könnyű létrehozni.

Egy probléma viszont még maradt: a kvantum-összefonódás segít a féreglyukak stabilizálásában, de még mindig csak mikroszkopikus féreglyukak létezésére enged következtetni. Ez az új megközelítés azonban olyan munkákat inspirált, amelyek az összefonódási trükköt különböző anyagfajtákkal alkalmazzák a nagyobb, hosszabb ideig tartó Einstein-Rosen-hidak reményében.

Az egyik könnyen elképzelhető ötlet Iqbal és kollégája, Simon Ross, a Durhami Egyetem munkatársa egy még nem publikált tanulmányából származik. Ők ketten azt próbálták kideríteni, hogy a Gao-Jafferis-Wall-módszerrel nagyméretű féreglyukat tudnak-e létrehozni. "Úgy gondoltuk, hogy sci-fi szempontból érdekes lenne feszegetni a határokat, és megnézni, hogy létezhet-e ez a dolog" - idézi a tudományos portál Iqbalt. Munkájukkal megmutatták, hogy a fekete lyukat körülvevő mágneses mezőkben lévő különleges zavarok elméletileg stabil féreglyukakat hozhatnak létre. Sajnos a hatás még mindig csak mikroszkopikus féreglyukakat képez, és Iqbal szerint nagyon valószínűtlen, hogy ez a helyzet a valóságban is bekövetkezne.

Iqbal és Ross munkája rávilágít a féreglyukak építésének kényes részére: olyan reális folyamatot kell találni, amely nem igényel valamit, amit az ismert fizika határain kívül van. Juan Maldacena, az Institute for Advanced Study fizikusa, aki már 2013-ban felvetette a féreglyukak és az összefonódás közötti kapcsolatot, és munkatársa, Alexey Milekhin, a Princeton Egyetem munkatársa találtak egy olyan módszert, amellyel nagy lyukakat lehet létrehozni. Megközelítésükben az a bökkenő, hogy a titokzatos sötét anyagnak, amely kitölti az univerzumunkat, különleges módon kell viselkednie, és lehet, hogy mi nem egy ilyen univerzumban élünk. "Korlátozott eszköztárunk van" - mondja Grado-White. Ehhez a sötétanyag további tanulmányozására van szükség.