Je možné cestovat v čase?

Pavla Koucká (LN)
a
Pavel Krtouš (ÚTF MFF UK)

Cestování časem možná není jen snem. Podle teoretických fyziků by v principu mohlo být možné využít zkratku v prostoru, tzv. červí díru, a podívat se třeba do vlastní minulosti.

Skrze černou díru?

Úvahy o takzvaných červích dírách, které umožňují překonat v krátkém čase velké vzdálenosti a dostat se třeba i do minulosti, se datují už od roku 1915. Z Einsteinovy obecné teorie relativity tehdy jejich existenci odvodil německý badatel Ludwig Flamm.

Původně fyzikové existenci takovýchto prostoročasových tunelů odvozovali od černých děr. Podle základních fyzikálních zákonů je zřejmé, že pokud existují černé díry, do nichž mohou věci padat, ale nemohou se dostat ven, musí existovat i jiné objekty, ze kterých mohou věci vycházet, ale nemohou se dostat dovnitř. Můžeme jim říkat bílé díry.

Bylo by tedy možné, aby někdo skočil na jednom místě do černé díry, a aby se jiném místě dostal bílou dírou ven. Ideální metoda pro dálkové kosmické lety.

Přežijí jen částice

"Je mi líto, že zklamu zájemce o podobný způsob vesmírné turistiky, ale takový scénář by nefungoval. Skočíte-li do černé díry, roztrhá vás to na kusy. Je pravda, že v určitém smyslu budou částice tvořící vaše tělo přeneseny do jiného vesmíru. Asi vás však neuspokojí, že částice vašeho těla přežijí, pokud z vás černá díra udělá špagetu," píše teoretický fyzik Stephen Hawking ve své knize Černé díry a budoucnost vesmíru.

I podle newtonovské teorie gravitace působí na hlavu parašutisty padajícího volným pádem o něco menší síla než na jeho nohy, protože gravitace se vzdáleností slábne. "Slapová síla" tak natahuje jeho tělo. Při pádu v gravitačním poli Země je ovšem tento rozdíl nepatrný. Ale již v gravitačním poli Slunce jsou slapové síly zodpovědné například za rozpad komet.

Ve těsné blízkosti černé díry s hmotností Slunce, již bude rozdíl mezi gravitační silou působící na hlavu a nohy tak velký, že by kosmonaut nepřežil.

Řešením rotace?

Podle novozélandského matematika Roye Kerra by však stačilo, aby černá díra rotovala. Gravitační síla takové černé díry by případného cestovatele nemusela roztrhat, neboť nepůsobí do jednoho bodu. Podrobnější zkoumání však naznačuje, že tunely uvnitř rotujících černých děr jsou velmi nestabilní a velmi snadno se uzavírají. Dříve, než by takový tunel mohl odvážný cestovatel použít, průchod do jiného vesmíru by se uzavřel a cesta by se pro něho stala osudná stejně jako v případě nerotující černé díry.

Červí díra propojuje různé vesmíry

Červí díry, v nichž je čas a prostor zakřiven tak, že teoreticky umožňuje nebývalé způsoby cestování – jak v prostoru, tak v čase – však podle výpočtů zřejmě mohou existovat. Jsou to jakési spojky propojující různé vesmíry či různá místa téhož vesmíru.

"Dva vesmíry si lze představit jako dva listy papíru. V každém vystřihnete malou dírku a vzniklé dva otvůrky přiložíte těsně k sobě. Každý papír vám pak představuje jeden svět a přiložené otvory propojení mezi nimi – červí díru," říká doktor Pavel Krtouš z Ústavu teoretické fyziky MFF UK. "U takového spojení je však důležíté nejen kde vyústí, ale také kdy. Pokud červí díra spojuje místa v různých časech, dostaneme stroj času."

Nejen autoři vědeckofantastické literatury se proto zabývají otázkou, co by se stalo, kdyby se člověk dostal do minulosti? Vždyť teoreticky by takový cestovatel mohl ovlivnit i třeba okolnosti svého narození tak, aby se vůbec nenarodil!

"To je zcela vyloučeno. Červí dírou se totiž vždy dostanete do jiného vesmíru," říká profesor David Deutsch z Oxfordské university.

Podle jiných fyziků však existuje i možnost vrátit se do minulosti svého vlastního vesmíru. V takovém případě je nutno čelit zmíněné možnosti, že důsledek pozmění svojí příčinu. Při zkoumání zjednodušených situací (jako například kulka, která je skrze červí díru přemístěna do minulosti a zničí pistol, ze které má teprve vylétnout) dospěli fyzikové k závěru, že zákony přírody jsou tak chytře uspořádané, že vždy zabrání paradoxům. Ve zmíněném případě bude dráha střely odchýlena proti našemu očekávání a kulka tak zasáhne pistoli pouze částečně – a právě to způsobí námi neočekávanou odchylku dráhy. Podobným způsobem řešené realističtější situace obsahující cestováním lidí do své vlastní minulosti byly zajímavě vykresleny např. v úspěšném filmu Terryho Gilliama "12 opic".

Fyzikové se vedle toho potýkají s dalšími zásadními otázkami. Nikdo totiž přesně netuší, jak červí díru sestrojit a zajistit, aby byla dostatečně stabilní a nezanikla, jakmile se k ní cokoli přiblíží. Při tomto výzkumu dospěli k různým zajímavým výsledkům.

Teorie a praxe

Jeden z nich je tzv. zákon kauzální ochrany. Mnohé výpočty naznačují, že nelze vytvořit červí díru umožňující cestování do minulosti – tj. "stroj času". Fyzikální zákony nezakazují stroje času jako takové, pouze jejich vytvoření.

Stejně tak až doposud matematické výpočty připouštěly existenci prostorových propojení pouze v miniaturních měřítkách. Ve světě větších rozměrů odborníci očekávali zákon, který jejich existenci brání. A i pokud by dostatečně velké červí díry existovaly, byly by velice nestabilní. Exotická hmota, která je potřeba k udržení otevřené červí díry, by podle dřívějších výpočtů měla při sebemenším narušení zaniknout. Proto by například blízkost kosmické lodi červí díru spolehlivě zničila.

Nové výpočty Sergeje Krasnikova z Petrohradské observatoře Pulkovo však naznačují existenci velkých a stabilních prostorových tunelů. Červí díry podle něj mohou exotickou hmotu samy generovat a udržovat.

"Zdá se, že to výpočty opravdu potvrzují. Jde však o čistě akademickou konstrukci, která má k úplnému teoretickému potvrzení, natož pak praktickému provedení, velmi daleko," říká doktor Krtouš. "Je to však zajímavá možnost, která otevírá alespoň skulinku umožňující vyhnutí se jinak nesmlouvavému omezení našeho cestovaní vesmírem – omezení na podsvětelné rychlosti." Možná, že vzdálené galaxie nebudou naším potomkům navždy nedostupné.


Poslední úprava: 2007-01-18 13:52 CET
Jakékoliv připomínky a dotazy ohledně webovských stránek zasílejte, prosím, na webadmin@utf.mff.cuni.cz.
Navigace pro textové prohlížeče [tato úroveň | o úroveň výš | ÚTF]
Přepnutí kodování češtiny. English version main page