A fekete lyukak kozmológiájának kulcsa a kvantumvilágban keresendő, a féregjáratok feloldhatják az eddigi ellentmondásokat, egyben a kozmikus inflációra is magyarázattal szolgálnak – összegezte az év elején megjelent, az ősrobbanás teóriáját is átíró tanulmányát Nikodem Popławski, a University of New Haven elméleti fizika professzora.

A féregjáratok (másképpen féreglyukak) mibenlétét régóta kutató lengyel fizikus nem kevesebbet állít, minthogy a téridő e sajátos, jelenleg az emberiség számára még csupán elméleti lehetőségként létező képződményei nem csak arra képesek, hogy az egyik oldalukon – szupermasszív fekete lyukakként – egész galaxisokat kebelezzenek be, hanem arra is, hogy a másik végükön komplett világokat hozzanak létre.

Mindez rímel Stephen Hawking idevágó tézisére, miszerint párhuzamos univerzumok igenis léteznek, csak meg kell találni őket. A március 14-én (a π világnapján) elhunyt brit sztárfizikus azonban testamentumként is felfogható utolsó tanulmányában azt állította, hogy az ősrobbanás multiverzumot – párhuzamosan létező világokat – hozott létre, a többi világegyetem pedig nyomot hagyott a ma ismert univerzumban jelen lévő háttérsugárzáson, e jelek pedig megfelelő műszerrel mérhetőek. Ha sikerül megtalálni ezeket, akkor a sokat vitatott, az ősrobbanás-elméletet kiterjesztő, az univerzum exponenciális tágulását, majd annak lassulását leíró kozmikus infláció teóriája is bizonyítást nyer.

Einstein megmondta

Popławski – számításokkal is alátámasztott – modellje más srófra jár, bár ő is a relativitáselmélet eleddig mindent megfejtő alapegyenletéből indul ki.

Laikusoknak sem árt tudni, hogy Albert Einstein és Nathan Rosen 1935-ben az általános relativitáselmélet alapegyenletének egy különleges (a fekete lyukak és gravitációs hullámok mellett egy másik) „üres tér” megoldását közölte: a ma Einstein-Rosen híd néven is ismert „féreglyuk” megoldást. Eszerint a tér két rendkívül távoli pontja között is létrejöhet közvetítő nélküli térbeli kapcsolat, ez azonban annyira instabil, hogy a legkisebb külső behatásra is összeomolhat.

Az Einstein által megjósolt gravitációs hullámok létezésének 2015-ös kísérleti igazolásában aktívan részt vevő ELTE-s asztrofizikus, Raffai Péter féregjárat-ismertető blogbejegyzéséből tudható, elméleti úton már a féreglyukak átjárhatóságát is bizonyították. Mint írja, a gravitációs hullámokban utazó LIGO projekt egyik atyjaként is ismert Kip Thorne és munkatársai szerint akkor működhetne az időutazós, galaxisbejárós sci-fikből ismerős féregjárat, ha egy taszító gravitációt kifejtő anyag- vagy energiafajta a féreglyuk belsejét stabilizálja és nyitva tartja.

A kozmológiai megfigyelésekből ma már az is tudható, hogy létezik az anyagnak (vagy energiának) ilyen különleges megjelenési formája. Raffai szerint ez a „sötét energia”, amely pontosan ilyen, negatív nyomású közeg: a nyomásában tárolt negatív energiája meghaladja a nyugalmi tömegében tárolt pozitív energiáját. Az ebből létrejövő taszító gravitációjával a sötét energia felelős az univerzum gyorsuló tágulásáért, és létezésének felismerését pontosan e gyorsuló tágulás felfedezésének köszönhetjük. Azt is tudjuk ma már, hogy a világegyetemünknek ma mintegy 70 százalékát ez a sötét energia teszi ki, vagyis több (taszító gravitációjú) sötét energia vesz körül bennünket, mint (vonzó gravitációjú) „normál” anyag.

Nem sötét, hanem egzotikus, és fonódik is, mint a kvantumok

Popławski ezzel szemben a szintén hipotetikus úgynevezett egzotikus anyagot nevezi meg járatfenntartónak. Szerinte ez a szintén negatív energiájú matéria a dúc a kozmológiai átjárókban, amelyeken keresztül például a párhuzamos univerzumokból már most is érkeznek valamiféle jelek. Ez az eddig az általunk ismert világegyetem peremén mért Gamma-sugárzás, amely szerinte nem ősi szupernóva-robbanások eredménye.

A lengyel elméleti fizikus szerint a féregjáratokat világméretű kvantum-összefonódásoknak lehet leginkább elképzelni – már akinek.

A szóban forgó kvantummechanikai jelenség lényege, hogy amikor két részecske –pontosabban azok spinje vagy momentuma – összefonódott állapotban van, az egyikkel végzett művelet a másikra is kihat. Ilyen összefonódás esetében két objektum (kvantum)állapota kölcsönösen meghatározza egymást annak ellenére, hogy szuperpozíció állapotában is lehetnek. Az összefonódásnak nincs megfelelője a klasszikus fizikában. Az összefonódottság általában együtt keletkező részecskék közt produkálható legegyszerűbben, de fennállhat a térben egymástól távoli objektumok között is. Tavaly nyáron kínai kutatóknak több mint 1200 kilométeres összefonódást sikerült detektálniuk. Az egyik objektumon bekövetkező változás ekkor is azonnal megjelenik a másik objektumon is, az is megváltozik.

Popławski elismeri, hogy teóriája nem mindennapi, de levezetésébe eddig még nem sokan kötöttek bele, bár kétségtelen, hogy nem is olyan népszerű, mint Hawking – számos önkorrekción is átesett – világmagyarázata(i).